2020 Fiscal Year Research-status Report
Estimation of atmospheric deposition load and its effects on nutrient dynamics in forest ecosystems using heavy metal isotopes
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19K06138
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| Research Institution | Asia Center for Air Pollution Research |
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Principal Investigator |
浦川 梨恵子 一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, 生態影響研究部, 主任研究員 (40776720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 民久 富山大学, 学術研究部理学系, 助教 (60747591)
申 基チョル 総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 准教授 (50569283)
佐瀬 裕之 一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, 生態影響研究部, 部長 (20450801)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 越境大気汚染物質 / 森林土壌 / 森林生態系 / 大気沈着負荷量 / 鉛同位体比 / 物質循環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は、長期的な人為由来の大気沈着負荷量の指標として期待される土壌中の鉛の濃度と同位体比の分析を行った。対象は日本の多地点の森林から採取された鉱質土層（0-10 cm深、58箇所）である。土壌はEDTA溶液で可給態鉛を抽出し、抽出液に含まれるPb濃度はICP-MSで分析した。鉛同位体比は陰イオン交換樹脂で精製した後、マルチコレクターICP-MSで分析した。
土壌に含まれる鉛濃度の全調査地の平均値±標準偏差は10.7±10.0 mg/kgであった。既に分析が終了している落葉層に含まれる鉛のデータも含めて、調査地間の濃度の変動要因について解析を行ったところ、落葉層については年間降水量に対する冬季降水量の割合（日本海側の地点はは太平洋側に比べてこの値が大きい）、土壌については地質鉛の濃度分布（地質調査総合センター, 2004）の関係が強かった。このことから、落葉層の鉛は大陸から大気に含まれて運ばれてくる沈着物質を反映しており、日本海側で濃度が高くなること、一方土壌に含まれる鉛は地質由来であることが示唆された。落葉層の鉛同位体比はこれまでに報告されている大気中の粒子状物質に含まれる鉛同位体比の日本と中国の範囲（Bollhoeffer and Rosman, 2001, Geochimica et Cosmochimica Acta）にまたがって分布しており、日本海側地域の落葉層の鉛同位体比が特に中国側にシフトする傾向があった。一方、土壌の鉛同位体比は特異的な地点があり、1970年代までのガソリン添加鉛の影響が示唆された。
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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
2020年度は予定通り、GRENE-ReSINプロジェクトおよび環境省の酸性雨モニタリングのサイトの約70の土壌サンプルについて、土壌鉛の濃度と同位体比の分析を終了することができた。既存データと組み合わせた解析の結果、落葉層と土壌に含まれる鉛の起源がそれぞれ異なることが示唆され、森林生態系における鉛の蓄積様式が明らかになりつつある。今後は鉛同位体比のリファレンスとなる文献の調査を進め、データの解釈を深めていく必要がある。一方、ストロンチウム同位体比の論文化が遅れているが、分析についてはこれまでの2年間で計画の大部分を終了したので、今後は研究のアウトプットに重心を移す予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度までに得られた鉛データの解析の結果、人為起源ではなくもともと地質に含まれているバックグラウンド鉛の同位体比を得ることができれば、鉛の生態系外部からの流入についての考察が進むと考えた。0-10cmの表層土壌にはすでに地質鉛の影響が表れているが、一方で人為影響が強い落葉層とも接している。よって、より深い深度の土壌を分析し、バックグラウンド鉛の同位体比を求めることが必要である。2021年度は、2020年度と同様にGRENE-ReSINプロジェクトおよび環境省の酸性雨モニタリングのサイトの約70サイトの土壌サンプルを対象に、10-20cm深の土壌のEDTA抽出を行い、バックグランド鉛を抽出する。抽出、カラム操作、濃度分析、同位体比分析については、総合地球環境学研究所の施設を利用する予定であり、2021年度についても施設利用許可が下りている。
一方でストロンチウム同位体比の分析結果については、引き続きデータとりまとめと論文執筆を行い、国際誌に投稿する。また、2019年度に実施した鉛の逐次抽出の結果についても論文化を目指す。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響により、2020年12月の地球研同位体環境学シンポジウムおよび2021年3月の日本森林学会大会がいずれもオンライン開催となり旅費が加算されなかったため次年度使用額が生じた。2021年度も多数のサンプル分析を行うため、昨年度よりも地球研への出張回数が増える予定である。また、論文も投稿する予定であることから、2020年度よりも多くの経費を使用する見込みである。
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Research Products
(2 results)
