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2012 Fiscal Year Annual Research Report

窒素-硫黄-炭素同位体システマティクスを用いた脱窒メカニズム解明法の確立

Research Project

Project/Area Number 24681007
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

細野 高啓  熊本大学, 大学院・先導機構, 特任助教 (30367065)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords安定同位体比 / 地下水 / 脱窒 / アナモックス / 熊本 / 沖縄 / スペイン
Research Abstract

地下水中での脱窒反応と浄化能力を評価するN-S-C同位体法を,実験と野外での実証により構築するのが本研究の目的である.研究は1.実験,2.調査,3.分析の三パートに区分される.平成24年度は特に実験と熊本平野における帯水層調査・分析に力を入れることを計画し,予定通りの計画推進の中,予想以上の成果を得た.
1.実験については,従属および独立栄養脱窒の室内培養実験を通じ,各反応系におけるN-S-C同位体応答を捉えることに成功した.中でも従属栄養脱窒反応における酸素同位体変動,独立栄養脱窒反応における炭素同位体変動では予想しなかった同位体分別法則が確認され,セオリーの確認に加え,重要な学術的知見を得るに至った.引き続き追加実験を進める.アナモックス反応については古川教授の退官に伴い熊大での実施が不便になった.しかし,来年滞在するバルセロナ大学の研究室で同様の実験を共同で行うことができそうなため,引き続き計画を進める.
2.調査に関し,熊本地下水研究では予想以上の成果を挙げることができた.全ての分析を終了させ,汚染の起源ならびに地下水流れに沿った脱窒特性が明らかとなり,これを国際誌Water Researchに掲載するまでに至った.また,スペイン北東部Osona盆地と沖縄本島南部での現場視察を行った.ここで,モニタリングを予定していた脱窒壁研究に対し,いずれのケースも予算や企業側の事情により,早々には進まない.逆に,熊本での自然脱窒特性の解明はこれに対する回答を得た形になる.沖縄に関しても現場調査を続け,自然脱窒特性研究ならびにカラム実験により対応できる考えを得た.
3.分析(N-S-C同位体比)のルーチン化は申請者が中心となり何とか進めているが,現予算では技術スタッフを通年雇用することは困難である.当初計画にあった4年間連続雇用は困難なため,前半2年はパートとして短期雇用(実質2~3ヶ月間),後半2年を通年フル雇用することで研究を維持したい考えである.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年の主たる計画にあげていた1.実験と,熊本地下水における2.調査は,前者に対しては予期していなかった興味深い学術的知見を得られたこと,後者に対しては,一部の研究(脱窒壁研究にとって代わる)が早くも論文化まで達成できたことから,予想以上の進展であった.また,アナモックスの実験や脱窒壁研究に対しても,いくつかの障害があったが,当初予定を実現できるような現実に即した計画を立てることができた.一方,3.分析推進については,通年雇用に必要な予算の確保が困難なことと,来年度は野外調査がメインのため不在期間が長いことを考慮すると,全体として研究計画の後半二年間により多くのウエイトが置かれることになる.以上から,今後三年間を見据えた上でH24年度の進展状況を評価するなら,(2)おおむね順調に進展しているという評価が妥当であろう.

Strategy for Future Research Activity

今後も当初の全体計画に示した計画に沿って研究を推進する.既に述べたように,アナモックスの実験はH25年度滞在予定のバルセロナ大学にてAlbertSoler教授の研究室と共同で進める計画である.また,沖縄における脱窒壁研究は,自然帯水層浄化の実態を調査すること,また,カラム実験によって現場に即した状況を実験的に再現することにより,汚染浄化対策に資する見解を得るという方針で,引き続き現場調査を進める.熊本において,人工脱窒壁にとって代わる,自然脱窒スポットを発見したため,今後はこの自然脱窒壁を利用してマルチ同位体研究を推進する.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

交付決定された配分研究費では,当初想定していた大学に定められた雇用規定による技術スタッフを4年間通じて通年雇用することができない.この現状に対応するため,技術スタッフの協力が不可欠となるルーチン分析による大量試料の分析,分析データの解釈ならびに論文作成補佐を,何とか後半二年間に集約させることを考えた.したがって,初めの二年間は低賃金による謝金スタッフを短期間雇用し,最低限必要な作業を進めることにする.これに沿い,H25年度は実験作業や国内外における採水野外調査がメインとなるため,また,世界的Heガス(分析装置のキャリアガス)枯渇に伴い分析の一時中断を引き続き余儀なくされているため,H24年度同様,年2-3ヶ月間の雇用を計画している.結果,不十分に配分された雇用費の一部を残り二年に回すことにより,後半二年間は大学の定めた規定による技術スタッフの雇用が可能となる.助成金制度の力を借りることで効果的な資金運用が可能となるため,これによって全体の研究計画は問題なく進行できる手応えを感じている.

  • Research Products

    (18 results)

All 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (14 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The use of 815N and 818O tracers with an understanding of groundwater flow dynamicsfor evaluating the origins and attenuation mechanisms of nitrate pollution2013

    • Author(s)
      Takahiro Hosono
    • Journal Title

      Water Research

      Volume: (in press)

    • DOI

      10.1016/j.watres.2013.02.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrogeochemical and isotopic characteristics of groundwater in mbanga, njombeand penja (banana plain), Cameroon2012

    • Author(s)
      Ako Andrew Ako
    • Journal Title

      Journal of African Earth Sciences

      Volume: 75 Pages: 25-36

    • DOI

      10.1016/j.jafrearsci.2012.06.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spring water quality and usability in the Mount Cameroon area revealed by hydrOgeochemistry.2012

    • Author(s)
      Ako Andrew Ako
    • Journal Title

      Environmental Geochemistry and Health

      Volume: 34 Pages: 615-639

    • DOI

      doi:10.1007/s10653-012-9453-3

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 北海道利尻島泥炭コアの14C年代と210Pb年代の差2012

    • Author(s)
      河野麻希子
    • Organizer
      2012年度日本地球化学会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      20120911-20120913
  • [Presentation] Anaerobic batch experiments of autotrophic and heterotrophic denitrification processes: a multi-isotope approach.2012

    • Author(s)
      In-Tian Lin
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS)-American Geophysical Union (AGU) Joint Assembly
    • Place of Presentation
      World Convention Centre in Resorts World Sentosa, Singapore
    • Year and Date
      20120813-20120817
  • [Presentation] Natural Attenuation of Nitrate-nitrogen in Groundwater Aquifer Revealed by Nitrate Isotope Techniques in Miyakonojo Basin, Southern Japan2012

    • Author(s)
      Midori Matsunaga
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS)-American Geophysical Union (AGU)Joint Assembly
    • Place of Presentation
      World Convention Centre in Resorts World Sentosa, Singapore
    • Year and Date
      20120813-20120817
  • [Presentation] Contamination and attenuation processes of groundwater nitrate pollution in Kumamoto volcanic aquifer, southern Japan2012

    • Author(s)
      Takahiro Hosono
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS)-American Geophysical Union (AGU)Joint Assembly
    • Place of Presentation
      World Convention Centre in Resorts World Sentosa, Singapore
    • Year and Date
      20120813-20120817
  • [Presentation] History of atmospheric lead deposition to the Western Pacific from a peat bog inRishiri Island, Hokkaido, Japan2012

    • Author(s)
      Makiko Kono
    • Organizer
      6th Nordic Conference on Plasma Spectrochemistry
    • Place of Presentation
      Hotel Alcxandra, Loen, Norway
    • Year and Date
      20120610-20120613
  • [Presentation] 熊本地域の被圧地下水帯水層中の脱窒機構2012

    • Author(s)
      細野高啓
    • Organizer
      熊本大学・埼玉大学CREST合同ワークショップ『地下水帯水層中での脱窒菌の振る舞い』
    • Place of Presentation
      熊本大学,インキュベーションラボラトリー1Fリエゾン会議室
    • Year and Date
      2012-11-17
  • [Presentation] 実験室レベルでのマルチトレーサーを用いた脱窒機構の解明2012

    • Author(s)
      細野高啓
    • Organizer
      熊本大学・埼玉大学CREST合同ワークショップ『地下水帯水層中での脱窒菌の振る舞い』
    • Place of Presentation
      熊本大学,インキュベーションラボラトリー1Fリエゾン会議室
    • Year and Date
      2012-11-17
  • [Presentation] 熊本地域における若い年代トレーサーの濃度分布特性と濃度上昇の要因検討2012

    • Author(s)
      利部慎
    • Organizer
      2012年度日本水文科学会
    • Place of Presentation
      神奈川県温泉地学研究所
    • Year and Date
      2012-10-27
  • [Presentation] 熊本地域における地下水硝酸の起源と流動に伴う汚染減衰メカニズム2012

    • Author(s)
      細野高啓
    • Organizer
      2012年度日本水文科学会
    • Place of Presentation
      神奈川県温泉地学研究所
    • Year and Date
      2012-10-27
  • [Presentation] 宮崎県都城盆地における地下水流動を踏まえた地下水中の硝酸イオンの挙動2012

    • Author(s)
      松永緑
    • Organizer
      2012年度秋期地下水学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2012-09-27
  • [Presentation] 地下水中の合成甘味料をトレーサーとした熊本地域の水流動機構の推定と人為影響評価の可能性2012

    • Author(s)
      中田晴彦
    • Organizer
      2012年度日本地球化学会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2012-09-13
  • [Presentation] 地下水および河川水中の人工甘味料をトレーサーとした熊本地域の水流動機構の推定2012

    • Author(s)
      折式田崇仁
    • Organizer
      第21回環境化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2012-07-13
  • [Presentation] 北海道泥炭コア試料中に記録された人為起源放出鉛の時系列供給源解析2012

    • Author(s)
      河野麻希子
    • Organizer
      第21回環境化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2012-07-12
  • [Presentation] 熊本地域における地下水中の硝酸性窒素の起源および流動に伴う挙動の解明2012

    • Author(s)
      徳永貴大
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • Place of Presentation
      千葉幕張メッセ
    • Year and Date
      2012-05-22
  • [Book] The NA (nitrate-arsenic) boundary as an important concept in aquatic environmental Studies. In : The Dilemma of Boundaries : Toward a New Concept of Catchment (Taniguchi, M.; Shiraiwa, T. editors)2012

    • Author(s)
      Takahiro Hosono
    • Total Pages
      37-53
    • Publisher
      Springer-Verlag

URL: 

Published: 2014-07-16  

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