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安定同位体比測定による海洋生物起源メタン・硫化カルボニルの生成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19030007
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

豊田 栄  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (30313357)

研究分担者 山田 桂太  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (70323780)
上野 雄一郎  東京工業大学, グローバルエッジ研究院, 特任助教 (90422542)
吉田 磨  酪農学園大学, 環境システム学部, 講師 (20448830)
木庭 啓介  東京工業大学, クローバルエツジ研究院, 特任助教 (90311745)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
2008年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2007年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワード安定同位体比 / メタン / 硫化カルボニル / 植物プランクトン / 測定法開発 / 大気海洋 / 環境分析 / 地球化学
研究概要

直接・間接的に地球の放射エネルギー収支に寄与するメタン(CH_4)と硫化カルボニル(COS)は、海洋表層-大気下層において生物活動に起因して生成するが、好気的CH_4生成の有無とその機構、COSの物質収支については不明な点が多く残されている。本研究では安定同位体比を利用して、植物プランクトンの培養実験による酸化的CH_4生成の検証と生成機構の解明、およびCOSの高感度・高精度硫黄同位体比測定法の開発と大気・海水試料への適用を試み、本年度は以下の成果が得られた。
1. 研究協力者(学外研究者および大学院生)の協力も得て木崎湖、深見池、諏訪湖で植物プランクトンを採取し、無菌的に室温自然光条件下で培養した。CH_4の生成を確認するとともにその炭素同位体比を測定した。前年度北太平洋において採取した海水試料の分析結果の解析を進め、この海域で観測された亜表層の過飽和溶存メタンは微小粒子内の還元環境下でメタン生成菌によって生成されたものと推定した。今後、種々のプランクトンについて純粋培養して生物種、温度、光条件などに対する依存性についての研究を展開することにより、酸化的CH_4生成の重要性が明らかになると期待される。
2. フラグメンテーションを利用したCOSの高精度硫黄同位体比測定法の開発を進めた。研究協力者(大学院生)の協力を得て、COS硫黄同位体比の標準試料の国際標準物質(CDT)に対する較正を行うために、COSの標準ガスを精製後、SF6に変換して4種硫黄同位体比を測定した。並行して大気・海水中に存在する微量COSを抽出、濃縮、分離するための前処理装置を試作し、GC/FPDと組み合わせて基礎実験を行った。今後、分析精度の向上、海水試料の分析法開発に取り組むことにより海洋表層-大気下層におけるCOSの挙動解明が期待される。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Isotopomeric analysis of N2O dissolved in a river in the Tokyo metropolitanarea2009

    • 著者名/発表者名
      Toyoda, S., H. Iwai, K. Koba, and N. Yoshida
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometry 23

      ページ: 809-821

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadruple sulfur isotope analysis of ca. 3.5 Ga Dresser Formation : new evidence for microbial sulfate reduction in the Early Archean2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Ueno, S. Ono, D. Rumble, S. Maruyama
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta 72

      ページ: 5675-5691

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isotopomeric characterization of N_2O produced, consumed, and emitted by automobiles2008

    • 著者名/発表者名
      S.Toyoda, S.Yamamoto, S.Arai, H.Naia, N.Yoshida, K.Kashiwakura, K.Akiyaina
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometyr 22

      ページ: 603-612

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurements of stable carbon isotopic composition of ethane and propane over the western North Pacific and eastern Indian Ocean: auseM indicator of atmospheric transport process2007

    • 著者名/発表者名
      H.Naia, S.Toyoda, N.Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Atmospheric Chemistry 56(3)

      ページ: 293-314

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of nitrification and denitrification on the nitrous oxide in the eastern tropical North Pacific and Gulf of California2007

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi H., M.B.Westley, B.N.Popp, S.Toyoda, N.Yoshida, S.Watanabe, K.Koba, Y.Yamanaka
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.-Biogeosciences 112

      ページ: 020151010192006-020151010192006

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 二酸化硫黄の光解離と太古代原生代境界の硫黄同位体異常2008

    • 著者名/発表者名
      上野雄一郎、ダニエラチェセバスチャン、吉田尚弘、ジョンソンマシュー
    • 学会等名
      日本地球化学会
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2008-09-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Geological and Experimental Constraints on Multiple Sulfur Isotopic Composition of Archean Sulfate Aerosol2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Ueno and S. O. Danielache
    • 学会等名
      Asrtobiology Science Conference
    • 発表場所
      Santa Clara, California, USA(招待講演)
    • 年月日
      2008-04-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 針広混交林の伐採による窒素循環撹乱機構の安定同位体比による解釈2008

    • 著者名/発表者名
      戸張賀史, 木庭啓介、柴田英昭、豊田栄、佐藤冬樹、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本生態学会第55回大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-03-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Distribution of Methane at WOCE-P01+P03 lines in the North Pacific2008

    • 著者名/発表者名
      Imai, S., O. Yoshida, K. Kawano, S. Toyoda, A. Fujii, K. Yamada, S. Watanabe, and N. Yoshida
    • 学会等名
      Fourth International Symposium on Isotopomers
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋WOCE-PO1・PO3におけるメタンの挙動2008

    • 著者名/発表者名
      今井翔、吉田磨、河野恒平、豊田栄、藤井彩子、山田桂太、渡邉修一、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球化学会第55回年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Isotopomeric Signature of Nitrous Oxide Discharged from Lake Biwa in Japan and a Polluted River in Mongolia2007

    • 著者名/発表者名
      A.Makabe, K.Koba, S.Toyoda, N.Yoshida
    • 学会等名
      2007 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center West, San Francisco
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Isotopomer analysis of N2O produced during waste water treatment2007

    • 著者名/発表者名
      S.Toyoda, A. Fujiwara, N. Yoshida
    • 学会等名
      2007 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center West, San Francisco
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス燃焼起源水素ガスの安定同位体特性2007

    • 著者名/発表者名
      林田茉莉子、山田桂大、豊田栄、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球化学会2007年年会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 施肥された農耕土壌から放出されるN_2Oのアイソトポマー比2007

    • 著者名/発表者名
      矢野翠, 豊田栄、木庭啓介、秋山博子、早川敦、須藤重人、西村誠一、八木一行、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球化学会2007年年会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 牛ふん堆肥化過程で発生するN_2Oのアイソトポマー比2007

    • 著者名/発表者名
      深澤真、豊田栄、前田高輝、長田 隆、白石誠、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球化学会2007年年会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 安定同位体比から見た琵琶湖における一酸化二窒素の生成機構2007

    • 著者名/発表者名
      真壁明子、木庭啓介、由水千景、小川奈々子、陀安一郎、KIM Chulgoo、大河内直彦、豊田栄、吉田尚弘、永田俊
    • 学会等名
      日本陸水学会第72回水戸大会
    • 発表場所
      茨城大学水戸キャンパス
    • 年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 対流圏大気中N_2Oのアイソトポマー比の分布と経年変動2007

    • 著者名/発表者名
      豊田栄、吉田尚弘、町田敏暢、遠嶋康徳、高橋善幸
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2007-05-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 数百ppmレベルの大気水素の迅速同位体比測定2007

    • 著者名/発表者名
      山田圭太、林田茉莉子、豊田栄、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2007-05-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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