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同位体分別を補正した次世代型同位体トレーサー法に基づく脱窒速度定量

研究課題

研究課題/領域番号 18K19853
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分63:環境解析評価およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

中川 書子  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (70360899)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード脱窒速度 / 硝化速度 / 窒素循環 / 水-堆積物インターフェース / 硝酸 / 三酸素同位体組成 / 新培養法 / 水環境 / 堆積物 / 同位体トレーサー / 海洋 / 湖沼 / 三酸素同位体トレーサー / 海底堆積物 / 湖底堆積物 / 河床堆積物 / 窒素同位体トレーサー
研究成果の概要

本研究では、三種の酸素同位体の相対組成を指標に使った新しいin-vitro(培養器内での)脱窒速度定量手法の開発に挑戦した。本研究で開発した手法は、培養容器を大気から遮断する必要がなくなるので、水―堆積物間の物質収支を観測するためのフラックスチャンバー、表層堆積物および直上海水を採取するためのコアサンプラー、沈降粒子を採取するセジメントトラップ、浮遊性粒子類を採取するプランクトンネットなどの既存のサンプラーを、そのまま培養系として活用できるようになった。つまり、現場の酸化還元環境変化を最小限に抑えながら、高確度の脱窒速度を簡便な操作で求めることができるようになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近代以降の人間活動の拡大に伴って、地球表層環境中の固定態窒素(一般の植物が利用できる窒素)量は過剰となりつつあり、富栄養化や生態系の攪乱など様々な環境問題を引き起こしている。この固定態窒素は、海底堆積物や沈降粒子、貧酸素水塊などの嫌気的環境下で、脱窒によって除去されることから、脱窒速度の値やその経年変化は、環境問題の対策を考える上で重要な数字となる。本手法を用いて求められた確度の高い脱窒速度データが蓄積されることで、正確な固定態窒素の収支やその経年変化を様々な時空間スケールで見積もれるようになるので、地球環境研究一般の発展に大いに貢献する。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Export flux of unprocessed atmospheric nitrate from temperate forested catchments: a?possible new index for nitrogen saturation2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Fumiko、Tsunogai Urumu、Obata Yusuke、Ando Kenta、Yamashita Naoyuki、Saito Tatsuyoshi、Uchiyama Shigeki、Morohashi Masayuki、Sase Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biogeosciences

      巻: 15 号: 22 ページ: 7025-7042

    • DOI

      10.5194/bg-15-7025-2018

    • NAID

      120006539245

    • 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] Quantifying nitrate dynamics in a mesotrophic lake using triple oxygen isotopes as tracers2018

    • 著者名/発表者名
      Tsunogai Urumu、Miyauchi Takanori、Ohyama Takuya、Komatsu Daisuke D.、Ito Masanori、Nakagawa Fumiko
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography

      巻: 63 号: S1

    • DOI

      10.1002/lno.10775

    • NAID

      120006473500

    • 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] Triple oxygen isotopes indicate urbanization affects sources of nitrate in wet and dry atmospheric deposition.2018

    • 著者名/発表者名
      Nelson, D. M., Tsunogai, U., Dong, D., Ohyama, T., Komatsu, D. D., Nakagawa, F., Noguchi, I., and Yamaguchi, T.
    • 雑誌名

      Atmos. Chem. Phys.

      巻: 18 ページ: 6381-6392

    • NAID

      120006473532

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 湖沼における硝化速度定量化の新手法について2018

    • 著者名/発表者名
      角皆 潤, 中川 書子
    • 雑誌名

      月刊下水道

      巻: 41 ページ: 66-71

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 大気硝酸添加培養法に基づく都市河川における河床窒素循環速度の季節変化定量2019

    • 著者名/発表者名
      中川書子, 山本雄大, 池上文香, 角皆 潤
    • 学会等名
      2019年度日本地球化学会第66回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 15Nアンモニア添加培養に基づく水柱の硝化速度定量2019

    • 著者名/発表者名
      水野宏香,角皆 潤,中川書子,伊藤昌稚
    • 学会等名
      2019年度日本地球化学会第66回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 微量安定同位体トレーサーを利用した水圏環境下における酸素消費速度定量2019

    • 著者名/発表者名
      角皆 潤, 柏木章吾, 伊藤昌稚, 中川書子, 鋤柄千穂
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 15Nアンモニア添加培養に基づく水柱硝化速度の鉛直分布定量2019

    • 著者名/発表者名
      水野宏香,角皆 潤,中川書子,伊藤昌稚
    • 学会等名
      日本海洋学会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 微量安定同位体トレーサーを利用した海洋における水柱酸素消費速度定量2019

    • 著者名/発表者名
      角皆 潤, 柏木章吾, 伊藤昌稚, 中川書子, 鋤柄千穂, 水野宏香
    • 学会等名
      日本海洋学会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 連続フロー型質量分析計を用いた地球惑星科学研究の光と影2018

    • 著者名/発表者名
      角皆 潤, 中川 書子
    • 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] 大気硝酸の存在量を指標に用いた河川環境における窒素循環速度定量2018

    • 著者名/発表者名
      中川 書子, 池上 文香, 小幡 祐介, 安藤 健太, 角皆 潤
    • 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] 林冠から表層土壌にかけての大気由来硝酸の挙動の追跡:三酸素同位体組成を指標に用いて2018

    • 著者名/発表者名
      井上 貴央, 柴田 英昭, 角皆 潤, 中川 書子
    • 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] 亜熱帯表層海水中の硝酸の三酸素同位体組成定量への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      彭 魏慶, 松本 佳海, 鋤柄 千穂, 伊藤 昌稚, 中川 書子, 角皆 潤
    • 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] 三酸素同位体組成を指標に用いた都市域における亜硝酸ガスの挙動および起源推定.2018

    • 著者名/発表者名
      丁 とう, 頴川 叶侑, 中川 書子, 角皆 潤, 野口 泉, 山口 高志
    • 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] 河床堆積物に対する硝酸の添加培養に基づく河川環境下における硝化速度定量2018

    • 著者名/発表者名
      山本 雄大, 角皆 潤, 池上 文香, 中川 書子
    • 学会等名
      日本地球化学会第65回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 硝酸の三酸素同位体異常を指標に用いた水-堆積物インターフェースにおける脱窒速度定量2018

    • 著者名/発表者名
      佐野 陽子, 角皆 潤, 池上 文香, 中川 書子
    • 学会等名
      日本地球化学会第65回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 貧栄養海域における溶存硝酸の三酸素同位体組成定量への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      Peng Weiqing, 松本 佳海, 鋤柄 千穂, 伊藤 昌稚, 中川 書子, 角皆 潤
    • 学会等名
      日本地球化学会第65回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of urbanization on the sources of atmospheric nitrate; Evidence from the triple oxygen isotopes of nitrate in dry and wet deposition2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, F., D. Ding, U. Tsunogai, T. Ohyama, D.D. Komatsu, I. Noguchi, T. Yamaguchi, D.M. Nelson
    • 学会等名
      2018 joint 14th iCACGP QS, 15th IGAC SC
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal variation in the triple oxygen isotopic compositions of atmospheric nitrate in the Asian monsoon area2018

    • 著者名/発表者名
      Tsunogai, U., T. Ohyama, F. Nakagawa, K. Sato, T. Ohizumi
    • 学会等名
      2018 joint 14th iCACGP QS, 15th IGAC SC
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 17O-excess of atmospheric nitrous acid in urban area: quantification of its sources2018

    • 著者名/発表者名
      Ding, D., F. Nakagawa, U. Tsunogai, K. Egawa, I. Noguchi, T. Yamaguchi
    • 学会等名
      2018 joint 14th iCACGP QS, 15th IGAC SC
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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