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地殻と水圏のヒ素の循環過程と形態変化

研究課題

研究課題/領域番号 17H01863
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
研究機関大阪市立大学

研究代表者

中屋 晴恵 (益田晴恵)  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70183944)

研究分担者 三田村 宗樹  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00183632)
中村 英人  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任講師 (00785123)
奥平 敬元  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (20295679)
篠田 圭司  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40221296)
西川 禎一  大阪市立大学, 大学院生活科学研究科, 教授 (60183539)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワードヒ素の生物濃縮 / ヒ素化学形態 / プレートテクトニクス / マグマ性流体 / 付加体堆積物 / ヒ素の地球化学的循環 / ヒ素循環 / 水蒸気噴火 / 海底熱水系 / 付加体 / マグマ流体 / ヒ素汚染 / ヒ素化学形態分析 / 化学的風化作用 / ヒ素含有有機物 / 続成作用 / 環境分析 / 水圏現象 / 地球化学 / 有害化学物質 / 物質循環 / ケロジェン / 続成・変成作用 / 生物化学作用 / メタンハイドレート
研究成果の概要

本研究はフィリピン海プレート収束域のヒ素の挙動を明らかにするために、南海トラフ堆積物中、四国の付加体中(四万十帯・三波川帯)での続成・変成作用、火成作用(九州・霧島火山)に伴うヒ素の移動過程と化学態の変化を追跡した。その結果、以下のことを明らかにした。1)深海底堆積物中では形態を変化させやすいヒ素は生物遺骸にあり、堆積物中での生物化学作用が形態変化に重要である。2)付加体堆積物中の高濃度のヒ素は海底熱水活動によってもたらされる。わずかであるがケロジェン化したヒ素が300℃以上の変成作用を受けるまでは保存される。3)マグマ性流体中には沈み込むスラブ由来の成分もあると推定される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒ素の地球化学的循環過程において、沈み込み帯とその周辺で海洋地殻と大陸地殻をつなぐ付加体やウェッジマントルでのヒ素の移動過程を、観察から明らかにした初めての報告である。ヒ素の化学形態分析により、深海底の少なくとも500mまでの深度の海底堆積物や火山の山体などで、可動性の高いヒ素の化学形態について、生物化学作用が重要な働きをしていることを明示した点は、学術的意義が高い。また、生物化学作用を用いたヒ素の無毒化や鉱物への固定などの基礎的情報となり、新たなヒ素汚染抑制対策を開発する際の基本原理を与える点で社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] トリブバン大学(ネパール)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Leaching characteristics of naturally derived toxic elements in the alluvial marine clay layer beneath Osaka Plain, Japan: implications for the reuse of excavated soils2019

    • 著者名/発表者名
      Ito H., Masuda H., Oshima A.
    • 雑誌名

      Environmental Earth Sciences

      巻: 78 号: 20 ページ: 589

    • DOI

      10.1007/s12665-019-8595-3

    • NAID

      120006900906

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019824

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vertical profiles of arsenic and arsenic species transformations in deep-sea sediment, Nankai Trough, offshore Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Harue Masuda、Haruka Yoshinishi、Shigeshi Fuchida、Tomohiro Toki、Emilie Even
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 6 号: 1 ページ: 28-28

    • DOI

      10.1186/s40645-019-0269-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Forms of trace arsenic, cesium, cadmium, and lead transported into river water for the irrigation of Japanese paddy rice fields2018

    • 著者名/発表者名
      Nakaya S., Murota S., Hai C., Masuda H.
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: 51 号: 23 ページ: 335-347

    • DOI

      10.1002/hyp.13277

    • 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] Arsenic cycling in the Earth’s crust and hydrosphere: interaction between naturally occurring arsenic and human activities2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda H.
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 5 号: 1 ページ: 68-68

    • DOI

      10.1186/s40645-018-0224-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Forms of trace arsenic, cesium, cadmium, and lead transported into river water for the irrigation of Japanese paddy rice fields.2018

    • 著者名/発表者名
      Nakaya S., Murota S., Hai C., Masuda H.
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: 51 ページ: 335-347

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2018.04.018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 大阪平野の地下水の帯水層構造と水質-特に低深度の地下水の抱える課題-2018

    • 著者名/発表者名
      益田晴恵
    • 雑誌名

      地下水技術

      巻: 69

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 陸域断層の内部構造.2018

    • 著者名/発表者名
      重松紀生・大谷具幸・小林健太・奥平敬元・豊島剛志
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 124

    • NAID

      130007530983

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 大阪平野の地下水帯水層と水質構造2017

    • 著者名/発表者名
      益田晴恵・新谷毅
    • 雑誌名

      環境技術

      巻: 46 ページ: 241-247

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 地球表層部のヒ素の分布と環境汚染の要因2017

    • 著者名/発表者名
      益田晴恵
    • 雑誌名

      地球環境

      巻: 22 ページ: 3-12

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Grain size reduction due to fracturing and subsequent grain-size-sensitive creep in a lower crustal shear zone in the presence of CO2-rich fluid.2017

    • 著者名/発表者名
      Okudaira T., Shigematsu N., Harigane Y., Yoshida K.
    • 雑誌名

      Journal of Structural Geology

      巻: 95

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Reaction-induced grain boundary cracking and anisotropic fluid flow during prograde devolatilization reactions within subduction zones2017

    • 著者名/発表者名
      Okamoto A, Shimizu H, Fukuda JI, Muto J, Okudaira T
    • 雑誌名

      Contributions to Mineralogy and Petrology

      巻: 172 号: 9 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1007/s00410-017-1393-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison by multilocus variable-number tandem repeat analysis and antimicrobial resistance among atypical enteropathogenic Escherichia coli strains isolated from food samples and human and animal faecal specimens2017

    • 著者名/発表者名
      Wang, L., Nakamura, H., Kage-Nakadai, E., Hara-Kudo, Y., and Nishikawa, Y.
    • 雑誌名

      J. Appl. Microbiol.

      巻: 122 号: 1 ページ: 268-278

    • DOI

      10.1111/jam.13322

    • NAID

      120006319607

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019940

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 霧島連山と薩摩硫黄島における熱水活動に伴うヒ素と水銀の挙動2019

    • 著者名/発表者名
      羽渕元哉・益田晴恵・新谷毅・古谷宗三・森啓悟・石橋純一郎・松島健・武内章記・大嶋将吾・井川怜欧
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 霧島火山群・硫黄山水蒸気噴火に関連した熱水循環プロセス2019

    • 著者名/発表者名
      森啓悟・益田晴恵・新谷毅・羽渕元哉・古谷宗三・石橋純一郎・松島健・大嶋将吾・井川怜欧
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 四国の付加体堆積岩中のヒ素の挙動2019

    • 著者名/発表者名
      古谷宗三・益田晴恵・中村英人
    • 学会等名
      日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] プレート収束域で上昇する水銀の起源2019

    • 著者名/発表者名
      益田晴恵・武内章記・石橋純一郎・松島健
    • 学会等名
      日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Geological cycles of arsenic and mercury- element behavior related to plate tectonics2019

    • 著者名/発表者名
      Masuda H.
    • 学会等名
      4th China-Japan Forum in Annual Meeting of Chinese Association of Petrology, Mineralogy and Geochemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Geological cycles of arsenic and mercury; element behavior related to plate tectonics2019

    • 著者名/発表者名
      Masuda H.
    • 学会等名
      4th China-Japan Forum in Annual Meeting of Chinese Association of Petrology, Mineralogy and Geochemistry, Hangzhou. (2019.4.21)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Arsenic behavior in accretionary complex of Shikoku, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      古谷宗三・中村英人・益田晴恵
    • 学会等名
      2018年日本地球惑星科学連合大会,SGL29-06, 千葉.(2018.05.24)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 河川系に置ける地質由来ヒ素の水田涵養用水を経由する土壌水から水稲への輸送と蓄積2018

    • 著者名/発表者名
      中屋眞司・遅海・室田健吾・益田晴恵
    • 学会等名
      2018年日本地球惑星科学連合大会,AHW20-17, 千葉.(2018.05.21)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 西大阪地域における沖積粘土中の自然由来重金属等の存在形態2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤浩子・益田晴恵・大島昭彦
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会講演集,2239-2240. 高松(2018.7)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effect of recharging water from Megna River to the arsenic contaminated groundwater2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda H., Hirai N., Reza S.
    • 学会等名
      The 7th International Congress & Exhibition on arsenic in environment, Environmental arsenic and changing world. Beijing. (2018.07.03)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Concentrations of the naturally-derived toxic elements and its geochemical characteristics of the alluvial marine clay layer of Osaka Plain, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Ito H., Masuda H., Oshima A.
    • 学会等名
      Proceedings of the 8th International Congress on Environmental Geotechnics 1:504-511.Hangzhou.(2018.10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Studies on As contaminated groundwaters _an example of international scientific activity against environmental problem2017

    • 著者名/発表者名
      Masuda H.
    • 学会等名
      JpGU_AGU Joint Meeting 2017,MIS03-10
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 水系を経由して水田に運ばれるヒ素,天然セシウム,鉄の輸送と水稲内の移動メカニズム.2017

    • 著者名/発表者名
      中屋眞司・石川満範・室田健吾・益田晴恵
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会,A-HW32.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Groundwater flow system in eastern half of Fukushima Prefecture and its surrounding _calculation of mean residence time based on CFCs and SF6-.2017

    • 著者名/発表者名
      村崎友亮・益田晴恵・山野翔馬・井上凌・坂本裕介・新谷毅・平井望生・近岡史絵・後藤葵・中屋眞司・丸井敦尚・小野昌彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会,AHW36-01
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大阪市内における沖積粘土層中の自然由来重金属類 の含有状況とその地球化学的特徴.2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤浩子・益田晴恵・ 大島昭彦・北田奈緒子・藤原照幸
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会, 1014.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] GIS を用いた大阪平野の地下水水質の 3 次元可視化.2017

    • 著者名/発表者名
      新谷 毅・益田晴恵・根本達也・三田村宗樹・丸井敦尚
    • 学会等名
      日本地下水学会秋期講演会,P03
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大阪平野に置ける沖積粘土の自然由来重金属類の含有状況とその地球化学的特徴.2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤浩子・益田晴恵・ 大島昭彦・北田奈緒子・藤原照幸
    • 学会等名
      第12回環境地盤工学シンポジウム,13-5
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogeochemical and Isotopic Evidence of Groundwater Salinization Processes in the Coastal Paleobeach Aquifer of Cox’s Bazar _Teknaf Area, South-East Bangladesh.2017

    • 著者名/発表者名
      Seddique A, Maruoka T, Yoriko Y., Anma R., Masuda H.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2017, P 2063, 11j
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Petrology and geochronology of rocks in and around Chitradurga shear zone: Some insights to the mode and timing of amalgamation of western and eastern Dharwar cratons, South India.2017

    • 著者名/発表者名
      Nasheeth A, Okudaira T, Hokada T, Horie K, Satish-Kumar M, Ueno Y,
    • 学会等名
      8th Symposium on Polar Science, National Institute of Polar Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The role of fracturing on the formation of the lower crustal shear zones.2017

    • 著者名/発表者名
      Okudaira T,
    • 学会等名
      JpGU_AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 紀伊半島東部の中央構造線の最近の調査結果.2017

    • 著者名/発表者名
      重松紀生・藤本光一郎・亀高正男・奥平敬元・森 宏
    • 学会等名
      日本地質学会第124年学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大阪平野における帯水層蓄熱(ATES)に関わる帯水層評価2017

    • 著者名/発表者名
      三田村宗樹
    • 学会等名
      日本地質学会第124年学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大阪市阿倍野区における地区防災教室の実施と防災意識の変化―地区防災教室ネットワークによる防災行動マネジメントに向けて―2017

    • 著者名/発表者名
      生田英輔・三田村宗樹・佐伯大輔
    • 学会等名
      地区防災計画学会第4回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] メスバウアースペクトルによるエジリンのFe3+の電場勾配主軸方向の検討2017

    • 著者名/発表者名
      篠田圭司・小林康浩
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 健康者由来の分散接着性大腸菌はVI型分泌装置によって上皮細胞からのIL-8分泌を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      谷本佳彦、竹内成美、玉井沙也加、柳田 咲、中台(鹿毛)枝里子、山口良弘、西川禎一
    • 学会等名
      第70回日本細菌学会関西支部学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 「人と自然の環境学 ―持続可能な地域づくりにむけて」 第7章 大都市の水環境―健全な利用を進める2018

    • 著者名/発表者名
      益田晴恵
    • 出版者
      東京大学出版会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 「コミュニティ防災の基本と実践」第1章:第1話:災害リスクとは,第2話:災害の種類,第3話:地震災害で起こること,第6話:土砂災害のリスクを知る2017

    • 著者名/発表者名
      三田村宗樹著、公立大学連携地区防災教室ワークブック編集委員会・大阪市立大学 都市防災教育研究センター編
    • 総ページ数
      231
    • 出版者
      大阪公立大学共同出版会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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