2021 Fiscal Year Research-status Report
簡便で高精度な植物プランクトングループの組成推定法と連続モニタリング手法の確立
| Project/Area Number |
20K04707
|
|---|
| Research Institution | Kagoshima University |
|---|
Principal Investigator |
小橋 乃子 鹿児島大学, 理工学研究科, 特任助教 (00571481)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安達 貴浩 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (50325502)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 多波長励起蛍光光度計 / アオコ / 植物プランクトン組成 / 連続モニタリング / CDOM |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
多波長励起蛍光光度計は、植物プランクトングループ推定のために開発された現場型計測機器であり、9つの異なる波長の光源で植物プランクトンを励起し、励起蛍光スペクトルを計測する。得られた励起蛍光スペクトルから植物プランクトン組成を推定するためには、グループ毎に基準となるスペクトル(以降、基準スペクトル)が必要となるが、申請者らは現場試水から基準スペクトルを作成する手法を提案し、珪藻・緑藻分画、藍藻分画、微小植物プランクトン分画(以下、Chl-a-S)、CDOM分画の推定において、比較的良好な結果を得ている。ところで、蛍光物質は一般に温度の上昇とともに放射する蛍光強度が減少することが知られているが、これまでの計測において水温補正等は実施していなかった。このため、本研究では現場試水からMEXの水温補正が可能かどうかを検討した後、測定水温が推定値に及ぼす影響を調べた。水温補正を複数の観測結果に対して行ったところ(水温差3℃~14℃)、2018/7/24のDOCの推定値は20%程度の変化が見られ、相対誤差も15%から9.4%とわずかに改善したが、全体的に見ると大きな変化は見られなかった。推定結果に大きな影響は見られなかったものの、蛍光値は水温変化に敏感であることが再確認されたことから、できるだけ現場の水温に近い状態で基準スペクトルを作成することが望ましいと言える。
次に、藍藻類の早期検出を目的として、多波長励起蛍光光度計による藍藻類の検出限界を調べる実験を行った。この結果、藍藻類の細胞数が低い状態(細胞数130~200程度の小型の群体が1ml中2~3個存在)であっても多波長励起蛍光光度計で検出可能であることが示された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究が検討対象としている大鶴湖では、一昨年度から外来性浮草が繁茂し、通常秋季に発生していたアオコがほとんど発生しなかった。このため、当初予定していた連続観測は来年度に延期されたが、実際のサンプル水を濃縮することでアオコの検出限界実験を実施した。この結果、低濃度のアオコであっても検出可能であることが確認された。更に、基準スペクトル作成時の水温管理の重要性も確認され、具体的な補正方法を構築した。また、HPLCが導入され、植物プランクトンの組成を色素ベースで推定できるようになった。このため、植物プランクトン組成に関する情報が飛躍的に増加し、多波長励起蛍光光度計を用いる本手法においても貴重な情報が得られる状況になっている。
以上のように、多少のスケジュールの変更（前後）があるものの、全体的には想定した成果が得られていることから、「おおむね順調に進展している」を選択した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでは検鏡結果を用いて植物プランクトングループの組成を検討していたが、HPLCが導入され、植物プランクトンの組成を色素ベースで定量評価できるようになった。このため、令和4年度は色素と植物プランクトン組成、多波長励起蛍光光度計のデータセットを取得し、各植物プランクトングループの推定精度向上を目指す。検鏡結果のみでは植物プランクトングループ毎の定量評価が難しかったが、色素を計測することでそれが可能となる。このため、従来は分離が難しかった緑藻と珪藻のグループについて、基準スペクトルの見直しを行う。更に、色素分析による植物プランクトンの組成推定手法を参考に、多波長励起蛍光光度計を用いた推定手法の改良を行う。
ところで、本研究で提案している多波長励起蛍光光度計の活用法を適用することにより、アオコの早期発見も可能であるが（川内ら2022）、現状では大鶴湖のみでしかその有効性を確認していない。このため、令和4年度はこれまで調査を実施していた大鶴湖に加え、他のダムを対象に調査を実施し、本手法の適用可能性について検討を行う。
|
| Causes of Carryover |
令和3年度はコロナ禍の影響で、予定通りの調査が実施できなかった。このため、本年度は現地調査によるデータ取得を増やす予定である。さらに、昨年度導入したHPLCであるが、色素分析対して多種・多様な分析手法が提案されており、本研究が対象とする水域や植物プランクトングループに対して、どのような分析手法が最適である不明な点が多かった。このため、計測手法を確定せず予備分析を行っていた。令和4年度より本格的にHPLCを活用することから、次年度の使用額が生じた。特にアオコをターゲットの一つとしていることから、カラムやスタンダード等試薬の新規購入が不可欠なため、これらに充てる予定である。
|
Research Products
(3 results)
