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水素による環境負荷評価に向けたバックグラウンド水素の濃度と同位体比精密測定の試み

研究課題

研究課題/領域番号 19651002
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 環境動態解析
研究機関東京大学

研究代表者

蒲生 俊敬  東京大学, 海洋研究所, 教授 (70143550)

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
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2008年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード海水中の溶存気体 / 水素 / 一酸化炭素 / 微小還元環境 / 船上ガスクロマトグラフ / 有機物の光分解 / 黒潮海域 / 大槌湾 / 水素同位体比 / 同位体比質量分析 / 沿岸海水 / 海底熱水
研究概要

前年度製作の可搬型高精度ガス分析システムに改良を加えつつ,フィールド観測への応用を図り,沿岸及び外洋海水中に溶存する水素の分析データを蓄積した。水素の供給源や消費速度について他の気体とも比較しつつ考察を進めた。平成20年5月19日〜5月26日,および同年10月20〜22日にかけて,東京大学海洋研究所附属国際沿岸海洋センター(岩手県大槌町)に本システムを持参し,大槌湾内および大槌川河口域での観測を実施した。河口域において大気平衡時濃度の95倍という極めて高濃度の溶存H_2を観測した。大槌湾における溶存H_2,COおよびCH_4濃度は,塩分との関係からみて,濃度の高い河口域の水,濃度の低い大槌川の水,および外洋性の海水の混合によって決まると推定した。また,大槌湾表層水の溶存H_2はすべて過飽和(136〜9478%)であり,このことから大槌湾表層水から大気への明確なH_2の放出を明らかにした。溶存H_2とCOは類似した挙動を示すことから,同一の供給源すなわち有機物の無機的な光分解に由来する可能性のあることを示したなお,大槌川河口域では高濃度の溶存CH_4が検出されたことから,還元的な微小環境の存在が示唆され,そこでH_2も生成する可能性がある。さらに,外洋域でもデータを取得するため,6月24日から7月4日にかけて,学術研究船「淡青丸」KT-08-14航海に参加し,相模湾・伊豆黒潮周辺海域における溶存H_2およびCO濃度の観測を行った。黒潮海域ではクロロフィル濃度極大と溶存H_2濃度極大の深度が合致することを見いだした。H_2濃度極大(過飽和)をもたらすプロセスとして,(1)有機物の非生物的な光分解,(2)微小還元環境での嫌気性バクテリアによる有機物の発酵による生成,および(3)海洋シアノバクテリア等の窒素固定に伴う生成,の可能性を指摘した。9月17日〜9月19日に開催の日本地球化学会年会および日本海洋学会秋季大会において中間発表を行ってレヴューを受け,平成21年3月までに最終結果を取り纏めた。

報告書

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

    (10件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 日本近海の表層水中における水素ガスの挙動に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      成田拓,川口慎介,小畑元,蒲生俊敬,小川浩史,福田秀樹
    • 雑誌名

      海洋研究船による地球環境温暖化に係わる温室効果気体の海洋における収支の観測研究,中間報告書 16

      ページ: 32-60

    • NAID

      130005053569

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Variability in the microbial communities and hydrothermal fluid chemistry at the newly-discovered Mariner hydrothermal field, southern Lau Basin2008

    • 著者名/発表者名
      Takai, K., T. Nunoura, J.Ishibashi, J. E. Lupton, R. Suzuki, H. Hamasaki, Y. Ueno, S. Kawagucci, T. Gamo, Y. Suzuki, H. Hirayama, and K. Horikoshi
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. (doi:10.1029/2007JG000636) 113

      ページ: 1-25

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geological background of the Kairei and Edmond hydrothermal fields along the Central Indian Ridge:Implications of their vent fluids' distinct chemistry2008

    • 著者名/発表者名
      Kumagai, H., Nakamura, K., Toki, T., Morishita, T., Okino, K., Ishibashi, J., Tsunogai, U., Kawagucci, S., Gamo, T., Shibuya. T., Sawaguchi, T., Neo, N., Joshima, M., Sato, T, and Takai, K.
    • 雑誌名

      Geofluids 8

      ページ: 239-251

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variability in the microbial communities and hydrothermal fluid chemistry at the newly-discovered Mariner hydrothermal field,southern Lau Basin.2008

    • 著者名/発表者名
      Takai, K., et. al.
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res., doi:10.1029/2007JGOOO636 (掲載確定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The O2 utilization rate and isotopic fractionation in the deep water of the Philippine Sea.2008

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, N., et. al.
    • 雑誌名

      J. Oceanogr. (掲載確定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-term observation of mass-independent oxygen isotope anomaly in stratospheric CO2.2007

    • 著者名/発表者名
      Kawagucci, S., et. al.
    • 雑誌名

      Atm. Chem. Phys. Discussion 7

      ページ: 15723-15737

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水素ガスなどの還元性気体の船上測定法確立とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      川口慎介,成田拓,蒲生俊敬
    • 学会等名
      日本海洋学会秋季大会
    • 発表場所
      広島国際大学
    • 年月日
      2008-09-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 本近海の表層水中における水素ガスの挙動に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      成田拓,川口慎介,小畑元,蒲生俊敬,小川浩史,福田秀樹
    • 学会等名
      日本地球化学会年会
    • 発表場所
      東京大学(駒場)
    • 年月日
      2008-09-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 沿岸域における溶存微量気体成分の挙動に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      成田拓 等
    • 学会等名
      日本海洋学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 地球化学講座8「環境の地球化学」2007

    • 著者名/発表者名
      蒲生俊敬(編集)
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      培風館
    • 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: 2016-04-21  

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