| 研究課題/領域番号 |
21K05162
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 国立水俣病総合研究センター |
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研究代表者 |
松山 明人 国立水俣病総合研究センター, その他部局等, 室長 (00393463)
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| 研究分担者 |
矢野 真一郎 九州大学, 工学研究院, 教授 (80274489)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023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)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 溶存態総水銀 / 溶存態メチル水銀 / ORP / DO / DOC / 水俣湾底質 / バッチモデル実験 / メチル水銀 / 水俣湾 / 底質 / 水銀 / 溶出 / 水環境変化 / 海洋微生物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水俣湾に堆積している水銀含有底質及び、水俣湾に埋設された高濃度水銀含有底質が漏れ出た場合などを想定する。即ち、自然由来或いは自然由来以外の外的要因が負荷された際、底質がどの様な物理、化学的変化が起こり、底質に含有されている水銀にどのような影響を及ぼし、底質に含まれている水銀の挙動がどのように変化するのかを把握する。
＜学術的問い＞
① 上記で示した底質の特性変化を及ぼす主たる要因は何か、そしてその変化が発現するための閾値はどの程度で、要因が複数組み合わさった場合はどのような変化が水俣湾底質に発現するのか② ①で観察された変化が水俣湾内及びその周辺海域に対し、どのような影響を与える可能性があるのか
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| 研究実績の概要 |
水俣湾海水中の溶存酸素濃度（DO）を1～2、3～4㎎/Lに調整し、バッチモデルによる培養実験を行った。その結果、DOが１～2の場合、ORPの低下にともなって溶存態総水銀濃度の増加及び溶存態メチル水銀濃度の増加が観察された。しかし、その濃度はDOが1㎎/L以下の時と比較して大きく溶存態水銀濃度が低下していた。一方、DOが3～4㎎/Lの場合、溶存態水銀濃度の上昇はほぼみられず、溶存態メチル水銀濃度もほぼ認められない状況となった。従って、底質からの水銀溶出も含め海水中における水銀メチレーションは、反応指標をDOとした場合、2～3mg/Lが反応境界であると思われる。また水俣湾より採取した生海水を用いた培養実験の結果、溶存態水銀のメチル化反応が明確であった培養海水温度はおよそ20℃から23℃の範囲であった。また、塩分濃度では32‰から34‰の濃度範囲であった。さらにバッチモデル実験と同様に、溶存態炭素濃度と溶存態メチル水銀濃度は正の相関が認められた。バッチモデルによる培養実験時において、溶存態メチル水銀が海水中で生成している際の微生物をゲノム解析により同定した結果、硫酸還元菌グループが主要であった。その一方。水銀のメチル化だけでなくメチル水銀の無機化や、二価水銀イオンが元素上水銀に変換される反応に寄与する微生物相も確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
海水中の溶存態酸素濃度（DO)の調節方法が確率されたことにより、DO濃度をある程度詳細に調節出来るようになり、DOを指標とした場合における底質から供給される溶存態総水銀のメチル化率を測定できるようになった。また水銀が海水中でメチル化する際における海水の物理特性の変化や、海水中微生物の挙動についてもゲノム解析などを通じて菌種を同定できるようになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究で水俣湾底質を用いたバッチモデル実験より、水銀含有底質からの水銀溶出は、海水中のDO濃度、DOC濃度、海水温度等が相互に影響しながら、その溶出濃度が決定されている事がわかった。また溶存態総水銀のメチル化には海水中の微生物活動が深く関与していることもわかった。その一方、本現象は水俣湾独自のものであるのかどうかについては未だ不明である。そこで平成6年度は長崎県・大村湾より水俣湾と同等の粒径組成及び有機物濃度を持つ底質を採取し、この中に黒色硫化水銀を水俣湾と同等程度の水銀濃度になるよう添加混合する。その後、水俣湾底質によるバッチモデルと同じ培養条件を用いて培養実験を行い、その結果を相互に比較することを予定している。
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