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地下水の流動状態把握および水質解析のための新たな金属元素同位体指標の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K00527
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 環境動態解析
研究機関関西学院大学

研究代表者

谷水 雅治  関西学院大学, 理工学部, 教授 (20373459)

研究分担者 細野 高啓  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (30367065)
若木 重行  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 技術研究員 (50548188)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード地下水 / 同位体 / 質量分析 / 微量元素 / ICP / 阿蘇山 / 金属元素
研究成果の概要

地下水の流動速度や方向については、主に水理学的モデルから推定されているが、元素の同位体比は、これとは独立した制約を与えられる。本研究では、地下水中に溶存する微量元素同位体比の7Li/6Li 比と234U/238U比を分析し、地下水流動・水質解析研究への利用を試みた。熊本市域の地下水を広域的に分析した結果、両同位体比は地下水の起源を推定する指標として有用であり、とくに前者は海水由来の成分や地下深部からの流体の混入に敏感であること、後者は地下水毎に違う値を取るため、地下水の混合などの指標としての利用が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地下水は、涵養から流出まで数年から数千年の時間がかかるため、汚染物質が一度混入すると、その除去には膨大な費用と時間が必要となる。熊本市域地下水の例では、上昇傾向にあった硝酸性窒素の濃度は、さまざまな努力により近年減少傾向に向かっているが、その混入起源物質や混入域の特定には完全には至っていない。このような地下水中に混入した人為起源物質の移行を把握し、さらに元素の地下水中での挙動を正しく把握するために、本研究で確立した溶存微量元素の同位体指標による地下水流動の解析は、有用であると考えられる。

報告書

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

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Changes of groundwater flow systems after the 2016 Mw 7.0 Kumamoto earthquake deduced by stable isotopic and CFC-12 compositions of natural springs2020

    • 著者名/発表者名
      Ide Kiyoshi、Hosono Takahiro、Kagabu Makoto、Fukamizu Keisuke、Tokunaga Takahiro、Shimada Jun
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: 583 ページ: 124551-124551

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2020.124551

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovery of lost nexus synergy via payment for environmental services in Kumamoto, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi, M.、Burnett, K.、Shimada, J.、Hosono, T.、Wada, C.A.、Ide, K.
    • 雑誌名

      Frontiers in Environmental Science

      巻: 7 ページ: 28-28

    • DOI

      10.3389/fenvs.2019.00028

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多段抽出クロマトグラフィーを利用した地質試料に対するSr-Nd-Pb逐次化学分離法2018

    • 著者名/発表者名
      若木重行、川合達也、永石一弥、石川剛志
    • 雑誌名

      JAMSTEC Report of Research and Development

      巻: 27 号: 0 ページ: 1-12

    • DOI

      10.5918/jamstecr.27.1

    • NAID

      130007506144

    • ISSN
      1880-1153, 2186-358X
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Rapid and Precise Determination of Boron Isotope Ratio in Water and Carbonate Samples by Multiple Collector ICP-MS2018

    • 著者名/発表者名
      Tanimizu, M.、Nagaishi, K.、Ishikawa, T.
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 6 ページ: 667-674

    • DOI

      10.2116/analsci.18SBP05

    • NAID

      130007395544

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2018-06-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the use of coprostanol to identify source of nitrate pollution in groundwater2017

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Kei、Amano Hiroki、Takao Yuji、Hosono Takahiro、Berndtsson Ronny
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: 550 ページ: 663-668

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2017.05.038

    • NAID

      120006987495

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Coseismic hydroenvironmental changes in response to 2016 Mw 7.0 Kumamoto crustal earthquake, southern Japan: insights from multidisciplinary approaches2019

    • 著者名/発表者名
      Hosono, T., Manga, M., Wang, C.-Y. and Working Group of Japanese Association for Groundwater Hydrology
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 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] Distribution and formation of highly saline water in the northwest plain of Aso caldera, south Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Okamura, K., Hosono, T., Romero-Mujalli, G., Amann, T., Louvat, P., Hartmann, J.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海水Ba安定同位体組成の高精度分析法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      若木重行、手塚勇輝、宮崎隆、堀川恵司
    • 学会等名
      2019年度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] Trace of anthropogenic nitrate in groundwater by isotopic proxies in Kumamoto area2019

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, N.、Sakiyama, M.、Hosono, T.、Tanimizu, M.
    • 学会等名
      European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] B-Li isotope systematic of groundwater for water flow proxy2018

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, N.、Hosono, T.、Tanimizu, M.
    • 学会等名
      Resources for Future Generations 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deciphering downward movement of nitrate through volcanic unsaturated formation using high composition δ15N and δ18O tracers2018

    • 著者名/発表者名
      Boateng, D.、Hosono, T.、Okumura, A.、Sakiur Rahman, A.T.M.、Shimada J.
    • 学会等名
      45th IAH Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fully Coupled Surface and Subsurface Flow Simulation with Model Validation Using Stable Isotopes and Tracer of Kumamoto Region in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Sakiur Rahman, A.T.M.、Hosono, T.、Tawara, Y.、Boateng, D.、Shimada, J.
    • 学会等名
      45th IAH Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] δ11B-δ7Li 同位体指標を用いた地下水の起源推定と熊本地震の影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      杉本直人、先山正祐、細野高啓、谷水雅治
    • 学会等名
      2018年度日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 微量元素濃度組成と金属元素同位体比からみた熊本地域地下水の地域的特徴と熊本地震による影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, N.、Tanimizu, M.、Hosono, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 地下温度の繰返し測定による熊本地域の地下水流動変化の検討-2017・2018年測定値と過去データの比較2018

    • 著者名/発表者名
      宮越昭暢、谷口真人、井手淨、奥村梓、利部慎、細野高啓、嶋田純
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Origin of groundwater in Kumamoto city estimated from multipe stable isotope proxies (B, Li, O H)2017

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto N.、Hosono T.、Tanimizu M.
    • 学会等名
      Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微量元素B,Liからみた熊本市地下水の起源解析2017

    • 著者名/発表者名
      杉本直人、細野高啓、谷水雅治
    • 学会等名
      日本分析化学会66回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 阿蘇山西麓域における同位体指標B,Liを用いた地下水の起源推定2017

    • 著者名/発表者名
      杉本直人、細野高啓、谷水雅治
    • 学会等名
      2017年度日本質量分析学会同位体比部会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境試料の高精度ホウ素同位体比測定に関する分析条件の最適化2017

    • 著者名/発表者名
      谷水雅治
    • 学会等名
      日本分析化学会66回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Behaviors of nitrate in unsaturated zone in groundwater recharge area in Kumamoto, southern Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Okumura A.、Hosono T.、Shimada J.
    • 学会等名
      44th IAH Congress Groundwater Heritage and Sustainability
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrate behaviors and its transportation time scale in unsaturated zone under farmlands with different fertilization log in Kumamoto region2017

    • 著者名/発表者名
      Okumura A.、Hosono T.、Shimada J.
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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