溶存フミン物質の簡易分別定量法の開発:土壌-陸水系におけるDOM動態解析への利用

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21310010
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 藤嶽 暢英 神戸大学, 農学研究科, 教授 (50243332)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長尾 誠也 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (20343014) ; 川東 正幸 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (60297794) ; 杉山 裕子 兵庫県立大学, 環境人間学部, 准教授 (40305694) ; 高橋 勝利 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (00271792) ; 廣田 充 筑波大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (90391151)
• Keywords: 炭素動態 / 溶存有機物 / 腐植物質 / NMR分析 / DAX8樹脂 / 土壌-陸水系

Research Abstract

本研究は土壌-陸水系における炭素動態の鍵となる溶存有機物(DOM)を,極性の異なる3成分(非フミン物質,弱疎水性フミン物質,強疎水性フミン物質)に分別する手法を開発し,フィールドモニタリングへの応用例を示すことで新しい動態解析法を提案することを目的としている。本年度(平成23年度〉はこれまでの2年間で得られた3成分分別法を発展させ,ルーティン化を達成した。すなわち,C18カラム法とDAX8バッチ法を逐次に行うことで,バラツキや測定誤差を加味したより正確かつ簡便なDOM3成分分別定量法の開発を達成した。具体的には採取土壌100g程度を用いて得た水抽出DOMを中性条件でC18カラムに通じ,この通過液をDAX8バッチ法に供し,それぞれのTOC濃度測定を行うことで,5連のデータ測定が可能となり,フィールド調査でも十分に実用可能であることを明らかにした。また,この手法の有用性を示すために3地点(TSY,TSN,GSH)の黒ボク土と1地点の火山灰性未熟土(OS)に適用したところ,サイトおよび層位間で3画分の組成割合に違いが見られた。TSYやTSNでは下層ほど非フミン物質の占める割合が大きく、2A層では強疎水性フミン物質が疎水性画分の大部分を占めた。また、GSHでは層位間での非フミン物質割合の変動が少なく、50-60%程度にとどまり、Bs1層では他層位と比べて非フミン物質割合が高い値を示した。OSではGSHと同様に非フミン物質割合の変動が層位間ではあまり見られず、強疎水性フミン物質の占める割合は概ね低い値を示した。これらの結果から、この定量法が新たな土壌生態系における炭素動態の解析に極めて有用な情報をもたらすことを実証できた。今後、本定量法を土壌のみならず河川や湖水等に対しても適用できれば、陸域生態系全体のDOMの動態把握が期待できることが結論づけられた。

Research Products

• [Journal Article] Seasonal characteristics of surface water fulvic acids from Lake Biwa and Lake Tankai in Japan (2012)
  • Author(s): Fujitake, N., Tsuda, K., Mori, H., Aso S., Kodama, H., Maruo, M., Yonebayashi, K.
  • Journal Title: Limnology Volume: 13 Pages: 45-53
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ^<13>CNMRならびに高速サイズ排除クロマトグラフィー(HPSEC)による土壌腐植酸の特徴付け (2012)
  • Author(s): 藤嶽暢英・浅川大地・柳由貴子
  • Journal Title: 分析化学 Volume: 61(印刷中)(掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carbon isotope composition of dissolved humic acid and fulvic acids in the Tokachi River system (2011)
  • Author(s): Nagao, S., Kodama, H., Aramaki, T., Fujitake, N., Uchida, M., Shibata, Y.
  • Journal Title: Radiation Protection Dosimetry Volume: 146 Pages: 322-325
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular size fractionation of soil humic acids using preparative high performance size-exclusion chromatography (2011)
  • Author(s): D.Asakawa, N.Fujitake, 他
  • Journal Title: Journal of Chromatography A Volume: 1218 Pages: 6448-6453
  • DOI: DOI:10.1016/j.chroma.2011.07.030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Particle sizes of standard humic substances calculated as radii of gyration, maximum diameter and hydrodynamic radii (2011)
  • Author(s): M.Kawahigashi, N.Fujitake, 他
  • Journal Title: Humic Substances Research Volume: 8 Pages: 13-18
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Decolorization of soil fulvic acids by laccases from Trametes versicolor and Trametes villosa (2011)
  • Author(s): Y.Yanagi, N.Fujitake, 他
  • Journal Title: Humic Substances Research Volume: 8 Pages: 7-11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Assessment of potentially reactive pools of aluminum in andisols using a five-step sequential extraction (2011)
  • Author(s): S.Dai, N.Fujitake, 他
  • Journal Title: Soil Science and Plant Nutrition Volume: 57 Pages: 500-507
  • DOI: DOI:10.1080/00380768.2011.598445
  • Peer Reviewed
• [Presentation] C_<18>シリカゲルおよびDAX-8樹脂による溶存有機物の分別定量法の開発 (2012)
  • Author(s): 川端訓功・藤嶽暢英, 他
  • Organizer: 日本ペドロジー学会
  • Place of Presentation: 首都大学東京
  • Year and Date: 2012-03-06
• [Presentation] Characterization of dissolved organic matter in soils and streams using ^1H-NMR spectra analysis (2011)
  • Author(s): Y.Saito, N.Fujitake, 他
  • Organizer: Finnish-Japanese Seminar of the Dynamics of DOM in Forested Catchments under Human and Environmental Impacts
  • Place of Presentation: Finland, Helsinki
  • Year and Date: 2011-09-19
• [Presentation] Quality analysis of dissolved organic matter by a sequential fractionation with C18 and DAX-8 resin (2011)
  • Author(s): K.Kawabata, N.Fujitake, 他
  • Organizer: Finnish-Japanese Seminar of the Dynamics of DOM in Forested Catchments under Human and Environmental Impacts
  • Place of Presentation: Finland, Helsinki
  • Year and Date: 2011-09-19
• [Presentation] Characterization and grouping of humic substances in soils and waters by NMR spectra (2011)
  • Author(s): N.Fujitake
  • Organizer: Finnish-Japanese Seminar of the Dynamics of DOM in Forested Catchments under Human and Environmental Impacts
  • Place of Presentation: Finland, Helsinki
  • Year and Date: 2011-09-19
• [Presentation] 黒ボク土における腐植の集積とメカニズム (2011)
  • Author(s): 藤嶽暢英
  • Organizer: 日本ペドロジー学会第50回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 帯広(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-02
• [Presentation] 高緯度地域における溶存有機物(DOM)の化学構造特性の把握 (2011)
  • Author(s): 齋藤友里・藤嶽暢英, 他
  • Organizer: 日本ペドロジー学会
  • Place of Presentation: 帯広
  • Year and Date: 2011-09-02
• [Presentation] C_<18>およびDAX-8による水抽出有機物疎水性画分の細分画法の検討 (2011)
  • Author(s): 川端訓功・藤嶽暢英, 他
  • Organizer: 日本ペドロジー学会
  • Place of Presentation: 帯広
  • Year and Date: 2011-09-02