2021 Fiscal Year Research-status Report
陸域における重元素同位体比変動と環境復元指標としての評価
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21K17882
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
伊藤 茜 関西学院大学, 生命環境学部, 助教 (30844659)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | クロム / 同位体 / 化学種 / 有機物 / HPLC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クロム (Cr) の安定同位体比は， 酸化還元反応による価数変化により大きな変動を示すことから， 酸化還元プロセスの高感度なトレーサーとして注目されている.特に地球史初期に形成された堆積岩中のCr同位体比は古地表の大気酸素レベルを示す代替指標として期待されているが，前提である”陸域から海洋間の同位体比の保存性”については検証されていない. 本研究では，気候の異なる地域の河川におけるCrの存在形態，溶存化学種および同位体比の変動を調査し，これらを支配する生物・地球化学反応を明らかにする事を目的とする. さらに，得られた結果をもとにCr同位体比の酸化還元プロキシとしての有用性を評価することを目標とする.
陸水試料中のCrは一般的に6価クロム (Cr(Ⅵ))として存在するが， その濃度はサブppbレベルと微量であるため，同位体比分析には数リットルという大量の水試料の濃縮が必要となる. そこで本年度は，まず固相抽出ディスクによる陸水試料中の微量Cr(Ⅵ)の迅速濃縮法の検討を行った．Cr標準液を用いて濃縮を複数回行った際の平均回収率は92±4%であり，高い回収率と一定の再現性が得られた．さらに，共存硫酸イオン濃度が300 ppm以下の場合Cr(Ⅵ)の漏出はほぼないことが分かり,数リットルの陸水試料を約2時間で約100倍に濃縮できることを確認した.本手法は濃縮前後で同位体分別が生じていないことを確認した後, 実試料に応用する.また, 本年度は気候条件の異なる北海道と高知県の蛇紋岩帯において, 河川水試料を採取した．HPLC-ICP-MSによるCrの化学種別定量の結果より，高知県の河川下流域では， Cr(Ⅵ)からCr(Ⅲ)への還元が生じていることが明らかになった. 今後は，Crの存在形態と同位体分析を行い, 流下に伴う同位体組成変化の有無と化学種および存在形態との関係を明らかにしていく.
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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
今年度は予定通り研究地域の選定とクロムの化学種別定量を実施し, 気候の異なる２地域の河川において流下に伴うクロム化学種の変化を明らかにした。溶存有機炭素濃度測定については，装置のメンテナンスおよび立ち上げ準備が必要となったためやや遅れているが，その他の計画については概ね順調に進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はCr(Ⅵ)濃縮法の仕上げを行い, 溶存Crの同位体分析を行う．また，溶存有機物濃度分析およびサイズ排除HPLC-ICP-MSによる腐植-金属錯体分析手法を確立し, Crの存在形態および同位体比の変動との関係について明らかにしていく．
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| Causes of Carryover |
新型ウイルス感染症拡大の影響により、外部機関での溶存有機物濃度分析の進行が遅れた。次年度は、本年度に予定していた分析にかかる消耗品費および分析にかかる旅費に使用予定である。
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