| 研究課題/領域番号 |
20K19958
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分63010:環境動態解析関連
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| 研究機関 | 北海道大学 (2021-2022)
摂南大学 (2020) |
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研究代表者 |
中屋 佑紀 北海道大学, 工学研究院, 助教 (60868735)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 腐植物質 / 有機物無機物相互作用 / 紫外可視分光法 / 固体３次元励起蛍光マトリクス分光法 / SPF-EEM分光法 / 蛍光消光 / 固体3次元蛍光分光法 / 3次元蛍光分光法 / 赤外分光法 / NMR分光法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請課題は堆積物試料の非破壊非抽出分析（フィールド的アプローチ）および鉱物との相互作用に着目した腐植物質生成・分解模擬過程の分光的追跡（実験室的アプローチ）により腐植物質の生成・分解過程を速度論的に解明する．具体的には，模擬実験による化学的過程との比較を念頭に，微生物的作用が比較的少ないと考えられる寒冷地堆積物試料を非抽出のまま解析し堆積深さ方向の化学的構造の変化を捉える．放射年代測定を組み合わせることで変化の速度を推定し，模擬実験と比較することで生成・分解の競合関係や，化学的過程とそのほかの過程の寄与率を速度論的指標に基づき検討し，土壌や堆積物中の有機物変化のモデルを提案する．
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| 研究成果の概要 |
腐植物質の生成や分解の時間スケールを理解するため，鉱物との相互作用に着目した生成・分解模擬過程の分光的追跡（実験室的アプローチ）を行い，鉄水酸化物が腐植物質分解反応の活性化エネルギーを下げ反応を促進する触媒のように働く可能性を見出した．堆積物試料の非破壊非抽出分析（フィールド的アプローチ）のため，固体３次元励起蛍光マトリクス（SPF-EEM）分光法を寒冷地ピート試料や模擬腐植物質に適用し，腐植物質では固体・液体により蛍光スペクトル特性が変わることを見出した．また，試料の黒色度によって蛍光消光が起こることが分かり，模擬蛍光物質での実験で暗色による消光を補正する経験式を部分的に得ることができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
腐植物質は物質循環や環境汚染などに密接に関連するが，その時間スケールは根本的には腐植物質自身の生成や分解の時間スケールにも関連する．本研究は腐植物質の消長時間スケールが共存鉱物の影響を受けうることを定量的に示し，腐植物質に関わる環境動態の長期的な予測に必要な反応速度論的定数を提供したといえる．また，本研究では堆積物や土壌を対象とした腐植物質の非破壊・非抽出な新規分析法としてSPF-EEM分光法を提案し，定量的・定性的な活用に向けた課題と解決の方向性を見出した．SPF-EEM分光法の発展は，アルカリ抽出の妥当性や腐植物質の実在性に関する近年の議論に影響を与える重要なデータを提供すると期待される．
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