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海水中光化学反応過程に係る活性酸素種の動態把握および役割解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K05622
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 地球宇宙化学
研究機関広島大学

研究代表者

佐久川 弘  広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (80263630)

研究分担者 竹田 一彦  広島大学, 生物圏科学研究科, 准教授 (00236465)
研究協力者 サンデー マイケル  
アデシナ アデニュイ  
ダーバラー アリー  
アニフォワセ アデバンジョ ジェイコブ  
丸本 幸治  
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード活性酸素 / スーパーオキシド / OHラジカル / 一重項酸素 / 過酸化水素 / 瀬戸内海 / 光化学反応 / 活性酸素種 / フリーラジカル / 溶存有機物の光分解 / 光化学反応過程 / 環境分析
研究成果の概要

瀬戸内海で海水を採取し、活性酸素種であるヒドロキシルラジカル(OH)、スーパーオキシド(O2-)、過酸化水素(H2O2)、一重項酸素(1O2)、一酸化窒素(NO)、有機過酸化物(ROOH)、脂質過酸化物(LOOH)、ペロキシナイトレート(ONOO-)の測定を行った。溶存有機物から光化学的にO2-、1O2、H2O2が発生すること、NO2-光分解によりOHおよびNOが発生すること、O2-とNOとの反応からONOO-が発生することが明らかとなった。これらの活性酸素種は10-12から10-9M/sの光化学的生成速度、10-18から10-9Mの濃度であった。ONOO-の存在を本研究で初めて明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海水中の活性酸素種の動態を包括的に明らかにした研究は国内外に存在しない。従来研究では、OH やH2O2などの単独の活性酸素種の測定が行われてきたので、活性酸素同士の消失反応も踏まえた動態の総合評価がなされていなかった。また、特定のDOM、金属等との同時測定がなされていないので、活性酸素種とこれらの物質の反応速度が不明であった。本研究により、海洋においてはDOM の酸化分解を介しての炭素循環、窒素化合物の酸化還元を介しての窒素循環にそれぞれ大きな役割を果たしていることを明らかにした。また、活性酸素種同士の相互作用や、メチル水銀や農薬などの有害物質の分解過程への関与を明らかにしたことに意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] カフエルシーク大学(エジプト)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] オーサン州立大学(ナイジェリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] アクレ連邦工科大学(ナイジェリア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] アクレ連邦工科大学化学科(ナイジェリア)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Kinetics of photocatalytic removal of imidacloprid from water by advanced oxidation processes with respect to nanotechnology2019

    • 著者名/発表者名
      A. Derbalah, M. Sunday, R. Chidya, W. Jadoon, H. Sakugawa
    • 雑誌名

      Journal of Water and Health

      巻: 17 号: 2 ページ: 254-264

    • DOI

      10.2166/wh.2019.259

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] テレフタル酸とフェントン反応を利用した河川水中過酸化水素の定量における分析条件の最適化2019

    • 著者名/発表者名
      植木隆太, 加藤稜太, 今泉圭隆, 岩本洋子, W. A. Jadoon, 佐久川弘, 竹田一彦
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 218 ページ: 517-526

    • NAID

      130007607786

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photogeneration and interactive reactions of three reactive species in the Seto Inland Sea, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      A. O. Adesina, A. J. Anifowose, K. Takeda, H. Sakugawa
    • 雑誌名

      Environmental Chemistry

      巻: 15 号: 4 ページ: 236-245

    • DOI

      10.1071/en18035

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanomolar determination of hydrogen peroxide in coastal seawater based on the Fenton reaction with terephthalate2018

    • 著者名/発表者名
      K. Takeda, H. Nojima, K. Kuwahara, R. C. Chidya, A. O. Adesina, H. Sakugawa
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 ページ: 459-464

    • NAID

      130006682596

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-generation and Interactive Reactions of Three Reactive Species in Seto Inland Sea, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Adeniyi Olufemi Adesina, Adebanjo Jacob Anifowose, Kazuhiko Takeda, and Hiroshi Sakugawa
    • 雑誌名

      Enviromental Chemistry

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A fluorometric method for selective determination of lipid hydroperoxides in river water2017

    • 著者名/発表者名
      Michael Oluwatoyin Sunday and Hiroshi Sakugawa
    • 雑誌名

      Geochemical Journal

      巻: 51 ページ: 571-581

    • NAID

      130006243140

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous photoinduced generation of Fe2+ and H2O2 in rivers: An indicator for photo-Fenton reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Khan M.G. Mostofa, Hiroshi Sakugawa
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Sciences

      巻: 47 ページ: 34-38

    • DOI

      10.1016/j.jes.2015.12.020

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Novel fluorescence method for determination of photochemically generated peroxynitrite in seawater2018

    • 著者名/発表者名
      Adeniyi Olufemi Adesina, Kazuhiko Takeda and Hiroshi Sakugawa
    • 学会等名
      日本地球化学会2018年度年会(琉球大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Spatial Distribution of Singlet Oxygen and Hydroxyl Radical in Seto Inland Sea and Their Significance Towards Pollutant Degradation2018

    • 著者名/発表者名
      Michael Oluwatoyin Sunday, Kazuhiko Takeda and Hiroshi Sakugawa
    • 学会等名
      日本地球化学会2018年度年会(琉球大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Spatio-temporal distribution of hydrogen peroxide in river water in Japan with respect to environmental factors2018

    • 著者名/発表者名
      Waqar Azeem Jadoon, Kazuhiko Takeda and Hiroshi Sakugawa1
    • 学会等名
      日本地球化学会2018年度年会(琉球大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 日本の河川水中の活性酸素種の測定、動態、役割2018

    • 著者名/発表者名
      佐久川弘、Waqar A. Jadoon、Michael O. Sunday、Adeniyi O. Adesina、Taiwo T. Ayeni、森田直毅、竹田一彦、岩本洋子
    • 学会等名
      日本地球化学会2018年度年会(琉球大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Fluorescence Method for Photochemically Generated Peroxynitrite in Seawater2017

    • 著者名/発表者名
      Adeniyi Olufemi Adesina, Kazuhiko Takeda, Hiroshi Sakugawa
    • 学会等名
      2017年日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial DISTRIBUTION of Singlet Oxygen Generation in Surface Waters of Seto Inland Sea2017

    • 著者名/発表者名
      Michael Oluwatoyin Sunday, Kazuhiko Takeda and Hiroshi Sakugawa
    • 学会等名
      2017年日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 瀬戸内海海水中の活性酸素種の測定、動態、役割の解明2017

    • 著者名/発表者名
      佐久川弘、ADENIYI OLUFEMI ADESINA、MICHAEL OLUWATOYIN  SUNDAY、竹田一彦
    • 学会等名
      2017年日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Selective determination of lipid hydroperoxides in natural water using a fluorescent probe2016

    • 著者名/発表者名
      Sunday Michael, Takeda Kazuhiko, Sakugawa Hiroshi
    • 学会等名
      Americal Geophysical Union
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distribution of hydrogen peroxide, fluorescent dissolved organic matter, and photochemically generated free radicals in Seto Inland Sea, Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Adesina Adeniyi Olufemi, Anifowose Adebanjo Jacob, Takeda Kazuhiko and Sakugawa Hiroshi
    • 学会等名
      日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      香川大学
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-10-24   更新日: 2020-03-30  

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