2020 Fiscal Year Annual Research Report
The Dynamics of Mercury and Selenium Released by Submarine Volcanic Activity in Kagoshima Bay
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19H01168
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
冨安 卓滋 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (60217552)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松山 明人 国立水俣病総合研究センター, その他部局等, 部長 (00393463)
児玉谷 仁 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (30434468)
神崎 亮 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (50363320)
幅野 明正 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 准教授 (60274841)
小針 統 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (60336328)
本村 浩之 鹿児島大学, 総合科学域共同学系, 教授 (90433086)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | セレン / 水銀 / 海底熱水噴気活動 / プランクトン / 鹿児島湾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鹿児島湾における調査は、4月から2月まで、2ヶ月おきに6回実施する計画を立てた。ただし、4月は、コロナウィルス感染拡大防止のために、乗船調査が実施できなかったため、6月18日、8月5日、10月18日、11月28日、3月3日の5回の実施となった。鹿児島湾奥部の若尊カルデラ内熱水噴気域の直上となるSt.2、湾奥に流入する最大の河川である天降川河口に近いSt. 9N、そして対照地点となる湾中央部のSt. 12を試料採取点とした。
海水試料は、各地点でCTDロゼット採水器を用いて鉛直方向に50 m 間隔で採水を行うと同時に、pH、溶存酸素量等をリアルタイムで測定した。得られた海水試料は、原子状水銀、水銀イオン、メチル水銀及び総水銀の定量に用いた。プランクトン試料は、St. 2及びSt. 12で採取を行なった。その際、St. 2では、CTDによって測定されたpHの鉛直変動から海底火山活動の影響を受けている深度を確認し、その影響を受けている層と影響を受けていない層のプランクトンをがま口式プランクトンネットを用いて深度別に分けて採取した。採取したプランクトンは、目びらき100 umのふるいでまず動物プランクトンと植物プランクトンを分け、動物プランクトン(> 100 um) はさらに、200 umと500 umのふるいでサイズごとに分けた。これらのプランクトン試料は凍結乾燥後、セレン、有機水銀、無機水銀の測定に用いた。魚試料は、7月及び8月に湾奥の牛根沖、加治木沖、三船沖の3地点、湾央のSt.12付近で底曳網漁により採取を行った。得られた魚試料は、中型魚類では個体ごとに体長を測り、可食部である筋肉部を採取し、凍結乾燥後ミキサーで粉砕して測定試料とし、小型魚類では同程度の体長のものを複数混合し、凍結乾燥後ミキサーで粉砕して測定試料とし、それぞれ、セレン、有機水銀、総水銀の定量に用いた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
動物プランクトン試料の総水銀濃度の平均値及び標準偏差は、 St.12 は 0.125±0.079 mg/kg、St.2 上層は、0.095±0.044 mg/kg、St.2 下層は 0.831±0.264 mg/kg と、 St.12 と比べて St.2 下層では総水銀濃度が約 6.7 倍高い結果となった。海底熱水噴気活動の影響によりプランクトン中の水銀濃度が上昇したと考えられる。また、総水銀に対する有機水銀 の割合は植物プランクトンでは約4%、動物プランクトンでは約25%と、明らかに動物プランクトンで高かった。魚試料でも湾中央に比べると湾奥の魚類の総水銀濃度が高い傾向が見られた。魚試料に含まれる水銀の80%以上は有機水銀だったことから、湾奥において海底熱水噴気活動の影響を受けたプランクトンを捕食した魚で、より高度の水銀濃縮が起こったことが考えられる。セレン濃度を見ると、St.2の動物プランクトン試料において夏にかけて濃度が減少し、冬にかけて増加する季節変動が見られた。海底火山活動の影響が顕著となる夏に濃度が低い結果となったため、プランクトンのセレンの蓄積は海底火山活動の影響を直接的には受けていないことが示唆された。また、径別に比較すると、St.12は径の大きいものから小さいものにかけて濃度が低くなっていく傾向が見られたが、St.2はそのような傾向はほとんど確認されなかった。魚類は全13種225個体中、7個体以上が捕獲された6魚種においてセレン濃度の体長依存性について検討したが、有意な正の相関が見られたのは湾奥で採取されたワキヤハタのみだった。以上のように、海外の調査は実施できなかったが、鹿児島湾における生態系を通じたセレンと水銀の関係性についてデータは順調に蓄積されていることから、本研究は概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
鹿児島湾に流入する河川水や温泉水に含まれるセレン濃度を追跡するとともに、海底噴気熱水孔からのセレンの放出について評価を試みる。現在は、水素化物発生原子吸光高度法による測定を行ってきたが、海水中のセレンの定量には感度が不足している。そこで、昨年度導入したICP/MSを用いて、水試料中のセレン濃度を測定し、火山活動の影響を評価する。
鹿児島湾以外の水域で採取された魚類について、水銀とセレンの濃度関係を追跡する。さらに、人為的汚染を受けた水俣湾、フィリピン、インドネシアにおける金精錬活動による汚染を受けた地域、水銀鉱山由来の水銀汚染を受けたアドリヤ海など水銀起源の異なる汚染を受けた海域及び、水銀汚染のない海域からの試料の測定データを蓄積する。
鹿児島湾でこれまで採取されたプランクトン試料について、セレン濃度はプランクトンのサイズにほぼ依存しない傾向が見られている。サイズに分けることにより、試料の量が少なくなり、サイズによっては、測定に必要な量が採取できないことも、特に冬季には見られた。季節変動を確実に追跡するために、今年度は、動物プランクトン (>100 um)と植物プランクトン (< 100 um)のみを分別して、測定試料を十分に確保することを目指す。水俣湾・八代海では、水俣病発生当時工場排水に含まれていた水銀による履歴の残る表層底質とその下層の汚染を受けていない底質中のセレン濃度の比較を行う。工場からのセレンの排出の有無についての情報入手を試みる。それと並行して生体試料の採取および測定を行う。フィリピン、インドネシア、スロベニアなど海外の調査については、メール等を通じた事前の綿密な打ち合わせを行い、コロナ感染拡大状況や現地情勢などを詳細に把握した上で、実施について検討する。安全が確保できない状況においては、翌年への予算の繰越も含めて検討する。
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