Development of high-precision nitrogen isotope analysis as a new index of dissolved organic matter sources in aquatic environments
Project/Area Number |
18K18189
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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Research Institution | Lake Biwa Environmental Research Institute |
Principal Investigator |
山口 保彦 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 主任研究員 (50726221)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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Keywords | 溶存有機物 / 窒素循環 / 窒素同位体比 / 分子サイズ / アミノ酸 / 琵琶湖 / 炭素同位体比 / 微生物 |
Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は、以下の2項目について、下記の通り、研究を進めた。 (1) 溶存有機物(DOM)の分子サイズ別分画濃縮:限外濾過と固相抽出を組み合わせ、環境水からDOMを分子サイズ別に分画濃縮するための手法開発に取り組んだ。分画濃縮試料のサイズ排除クロマトグラフ-全有機炭素計(SEC-TOC)分析から、分子サイズ分画の効率を評価した。分子量カットオフサイズ30kDaの限外濾過膜で濃縮と脱塩を十分に実施することで、低分子DOMと無機窒素を除去した、ほぼ純粋な高分子DOMを回収できた。また、限外濾過の濾液を固相抽出することで、高分子DOMと無機窒素を除去した、ほぼ純粋な低分子DOMを回収できた。これにより、高分子DOMと低分子DOMそれぞれの窒素同位体比の値を分析できるようになった。 (2) DOMの分子サイズ別の分解特性解明:琵琶湖湖水や野洲川河川水を用いた長期有機物分解実験試料(合計18実験)のSEC-TOC分析から、高分子DOMと低分子DOMそれぞれの生分解特性(分解速度定数、易分解割合)を調べた。分子サイズ別の分解速度定数の変動について、SEC-TOCの分析パラメータを用いて回帰分析を実施した。分子サイズ別濃度比や腐植様蛍光強度等の値を用いることで、高分子DOMと低分子DOMそれぞれの分解速度定数を予測できることが分かった。これにより、天然環境中でのDOMの生分解特性を、分解実験をしなくとも、高い時空間解像度で把握できるようになった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「研究実績の概要」に記載の通り、2022年度には、DOM分画濃縮法の開発と、DOM分子サイズ別生分解性の解明について、研究を進展させることができた。一方で、7月から育休取得のため研究を実施できない期間があった影響で、天然DOM試料の窒素同位体比分析には未到達である。
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Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、分子サイズ別に濃縮回収した琵琶湖湖水DOM試料について、バルク窒素同位体比を測定し、アミノ酸組成等の指標とも組み合わせて、起源を推定する。
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Report
(5 results)
Research Products
(16 results)
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[Presentation] Biodegradation kinetics and molecular-size distribution of freshwater dissolved organic matter during long-term incubations2021
Author(s)
Yamaguchi, Y. T., Shimotori, K., Imai, A., Okazaki, Y., Ohara, T., Nakamura, M., Hichiri, S., Okamoto, T., and Hayakawa K.
Organizer
ASLO 2021 Aquatic Sciences Meeting
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[Presentation] Biodegradation kinetics of different molecular-size classes of freshwater dissolved organic matter during long-term incubations2021
Author(s)
Yamaguchi, Y. T., Shimotori, K., Imai, A., Okazaki, Y., Ohara, T., Nakamura, M., Hichiri, S., Okamoto, T., and Hayakawa K.
Organizer
SIL 2021: 35th Congress of the International Society of Limnology
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