海洋沿岸におけるヨウ素循環の解明－有機物分解に伴うヨウ素の化学形態変化－

• 研究課題/領域番号: 16H02929
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大木 淳之 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (70450252)
• 研究分担者: 野村 大樹 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (70550739)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2016年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: ヨウ素 / 珪藻 / 揮発性有機化合物 / ブルーム / ヨウ素循環 / ハロカーボン / 培養 / 堆積物 / ハロゲン / 栄養塩 / 植物プランクトン / ヨードエタン / アンモニア酸化 / 珪藻ブルーム / エタノール発酵 / エタノール醗酵 / ヨウ素酸還元 / 有機ヨウ素ガス / ジヨードメタン / ヨードメタン / ヨウ化物イオン / ヨウ素酸イオン / 海洋化学 / 地球化学 / 物質循環 / 沿岸域 / 硝酸還元 / 脱窒 / 海洋科学

研究成果の概要

北海道噴火湾では、春の珪藻ブルームの後、海底付近の海水中でヨードエタンの濃度が高まる現象が発見されていた。有機ヨウ素化合物が海底堆積物から発生すると考え、海洋堆積物の観測を始めた。
噴火湾の堆積物の表面では、春の珪藻ブルーム中から、ヨードエタンとヨードメタンの濃度高まることがわかった。ブルーム期間にプランクトンネットで珪藻凝集物を集め、ガラス瓶に密封して冷暗所に置いた。すると、３日目から、ガラス瓶内でヨードエタンの濃度が高くなることが確認された。珪藻凝集物から、ヨードエタンとヨードメタンが発生することを明らかにした。珪藻の無菌株を使った培養実験でも同様の結果を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海洋植物が海水中のヨウ素を吸収して有機ヨウ素ガスを作っている。有機ヨウ素ガスが大気へ揮発することで大気中にヨウ素が供給され、大気化学に影響を与えている。北海道噴火湾で海洋観測を行ったところ、植物プランクトンの珪藻が大増殖するときに、海洋堆積物中で有機ヨウ素ガスの一種であるヨードエタンの濃度が高まること、その１か月後には底層水中でも高まることを発見した。珪藻の培養実験により、冷暗所にて珪藻凝集物からヨードエタンが発生することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Observations of anticyclonic eddies in the western subarctic North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Dobashi Ryo、Ueno Hiromichi、Okada Yuki、Tanaka Takahiro、Nishioka Jun、Hirawake Toru、Ooki Atushi、Itoh Sachihiko、Hasegawa Daisuke、Sasai Yoshikazu、Sasaki Hideharu、Yasuda Ichiro
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 77 号: 2 ページ: 229-242
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00586-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of dense shelf water associated with sea ice freezing in the Gulf of Anadyr estimated with oxygen isotopic ratios (2021)
  • 著者名/発表者名: Nomura Daiki、Abe Hiroto、Hirawake Toru、Ooki Atsushi、Yamashita Youhei、Murayama Aiko、Ono Kazuya、Nishioka Jun
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 196 ページ: 102595-102595
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2021.102595
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Water mass distribution in the northern Bering and southern Chukchi seasusing light absorption of chromophoric dissolved organic matter (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirawake T, Ooida J, Yamashita Y, Waga H, Abe H, Nishioka J, Nomura D, Ueno H, Ooki A
  • 雑誌名: Progres in Oceanography 巻: - ページ: 102641-102641
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2021.102641
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Saroma-ko Lagoon Observations for sea ice Physico-chemistry and Ecosystems 2019 (SLOPE2019)（サロマ湖における海氷の物理・化学・生物学研究） (2020)
  • 著者名/発表者名: Nomura, D., P. Wongpan, T. Toyota, T. Tanikawa, Y. Kawaguchi, T. Ono, T. Ishino, M. Tozawa, T. P. Tamura, I. S. Yabe, E. Y. Son, F. Vivier, A. Lourenco, M. Lebrun, Y. Nosaka, T. Hirawake, A. OOKI, S. Aoki, B. Else, F. Fripiat, J. Inoue, and M. Vancoppenolle
  • 雑誌名: 氷河情報センター 巻: 38 号: 0 ページ: 1-12
  • DOI: 10.5331/bgr.19R02
  • NAID: 130007822743
  • ISSN: 1345-3807, 1884-8044
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Production of Dibromomethane and Changes in the Bacterial Community in Bromoform-Enriched Seawater (2019)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Takafumi、Ooki Atsushi、Nomura Daiki
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 34 号: 2 ページ: 215-218
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME18027
  • NAID: 130007668536
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the Water Masses in the Shelf Region of the Bering and Chukchi Seas With Fluorescent Organic Matter (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Youhei、Yagi Yuki、Ueno Hiromichi、Ooki Atsushi、Hirawake Toru
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 124 号: 11 ページ: 7545-7556
  • DOI: 10.1029/2019jc015476
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Annual and seasonal changes in the assemblage of planktonic copepods and appendicularians in Funka Bay before and after intrusion of Coastal Oyashio Water (2019)
  • 著者名/発表者名: Hideyoshi Yamaoka, Tetsuya Takatsu, Kota Suzuki, Naoto Kobayashi, Atsushi Ooki, Mitsuhiro Nakaya
  • 雑誌名: FISHERIES SCIENCE 巻: 85 号: 6 ページ: 1077-1087
  • DOI: 10.1007/s12562-019-01345-9
  • NAID: 40022062063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isoprene production in seawater of Funka Bay, Hokkaido, Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Ooki, Ryuta Shida, Masashi Otsu, Hiroji Onishi, Naoto Kobayashi, Takahiro Iida, Daiki Nomura, Kota Suzuki, Hideyoshi Yamaoka, Tetsuya Takatsu
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 75 号: 6 ページ: 485-501
  • DOI: 10.1007/s10872-019-00517-6
  • NAID: 120006937057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sediment-associated phytoplankton release from the seafloor in response to wind-induced barotropic currents in the Bering Strait (2019)
  • 著者名/発表者名: Abe, H., M. Sampei, T. Hirawake, H. Waga, S. Nishino, A. Ooki
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: -
  • DOI: 10.3389/fmars.2019.00097
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Upward transport of iron at the west shelf edge?slope of the Okinawa Trough in the East China Sea (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasayama Ryohei、Hioki Nanako、Morita Yuichiroh、Isoda Yutaka、Imai Keiri、Ooki Atsushi、Kuma Kenshi
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 74 号: 4 ページ: 367-379
  • DOI: 10.1007/s10872-018-0468-y
  • NAID: 120006709280
  • 査読あり
• [学会発表] 北海道噴火湾における有機ヨウ素ガスの減衰 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大木淳之,宮下直也, 梅澤沙知,戸澤愛美,野村大樹
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
• [学会発表] 北海道噴火湾における、一次生産に関する化学成分の時系列観測 (2021)
  • 著者名/発表者名: 梅澤沙知、戸澤愛美、大木淳之、野村大樹
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
• [学会発表] 北太平洋亜寒帯沿岸と北部ベーリング海陸棚における海水中のヨードメタンとヨードエタンの分布特性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大木淳之, 南川佳太, 孟繁興
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
• [学会発表] Nutrient consumption by diatom in darkness below the euphotic zone during spring bloom in Funka bay, Hokkaido, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Sachi Umezawa, Manami Tozawa, Daiki Nomura, Yuichi Nosaka, Atsushi Ooki
  • 学会等名: PICES
  • 国際学会
• [学会発表] 北海道噴火湾における海洋堆積物中揮発性有機ヨウ素化合物の時系列観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 南川 佳太,伊藤 駿,孟 繁興,宮下 直也,大木 淳之
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 北海道噴火湾における堆積物中の硫化物及び栄養塩の時系列観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 駿, 南川 佳太,伊藤 駿,孟 繁興,宮下 直也,大木 淳之
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] Isoprene productions in seawater of the Funka Bay, Hokkaido, Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Ooki, Ryuta Shida, Masashi Otsu, Hiroji Onishi, Naoto Kobayashi, Takahiro Iida, Daiki Nomura, Kota Suzuki, Hideyoshi Yamaoka, Tetsuya Takatsu
  • 学会等名: SOLAS open conferrence
• [学会発表] 北部ベーリング海におけるイソプレン、ブロモホルム、ジブロモメタンの分布 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木島聡志、南川佳太、大木淳之
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
• [学会発表] 植物プランクトン増殖と死滅における有機ガスの発生 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大木淳之、金子圭吾、大津将史、南川佳太、木島聡志、野村大樹
  • 学会等名: 日本地球科学連合大会(JPGU)
• [学会発表] 北海道噴火湾における揮発性有機臭素化合物とイソプレンの時系列観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大津将史、大木淳之、野村大樹
  • 学会等名: 2017年日本地球化学会年会