2021 Fiscal Year Annual Research Report
Organic nitrogen aerosol in the marine atmosphere: Which factors control the amount of organic nitrogen in marine microbial activity?
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19H04233
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
宮崎 雄三 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60376655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 光次 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (40283452)
山下 洋平 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50432224)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機態窒素 / 大気エアロゾル / 海洋窒素固定 / 反応性窒素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に確立した海洋微生物培養－大気捕集システムを使用し、主要な窒素固定生物であるシアノバクテリアの中で代表的なトリコデスミウムによる有機態窒素の大気放出の有無、粒子相-気相分配を調べることを目的として、室内培養-大気捕集実験を約２カ月間行った。恒温槽内に設置した人工海水中でトリコデスミウムを培養し、インパクタを用いて24時間毎の大気捕集を行った。インパクタでは粒子相および２段の気相（酸性、アルカリ性）をフィルター捕集した。捕集した大気試料を用い、オフラインで水溶性有機態窒素および無機態窒素、関連無機イオンを測定した。人工海水試料は24時間毎に採取し、溶存態窒素や溶存有機炭素濃度、及びクロロフィルa濃度(トリコデスミウム現存量の指標)を計算するための細胞内蛍光強度など微生物指標を測定した。
約2か月間の培養期間において、海水中のクロロフィルa濃度の変動により、本実験システムにおけるトリコデスミウムの移行期から対数増殖期（約１週間）、安定期（約２週間）、減衰期（約１０日間）までの活動度を確認した。人工海水中の溶存態窒素及び溶存有機炭素濃度の経時変化はクロロフィルa濃度と対数増殖期まで対応し、窒素固定に伴う放出物であることを示唆した。大気水溶性有機態窒素の濃度は、粒子相・気相（酸性・塩基性）のうち、塩基性の気相成分が９割以上の質量割合を示し支配的な成分であることがわかった。さらに気相の塩基性水溶性有機態窒素濃度は増殖期よりも衰退期で顕著な上昇を示した。このことは増殖に伴う滲出物である溶存態窒素や溶存有機炭素の微生物分解により、揮発性の高い水溶性有機態窒素成分として大気中への放出が増大したことを示唆した。本研究は、海洋上の大気観測により示唆された、海洋表層での窒素固定生物による大気への有機態窒素の放出を室内での培養-大気捕集実験により実証した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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