| 研究課題/領域番号 |
22K20381
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0204:天文学、地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
三歩一 孝 名古屋大学, 環境学研究科, 特任助教 (90962936)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | リン酸 / 三酸素同位体組成 / リン酸吸着 / 元素循環 / 水酸化アルミニウム / 溶存無機態リン酸 / 現場濃縮 / カラム吸着 / 河川 / 栄養塩循環 / 水環境 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水環境中におけるリン酸は、存在量が極めて小さく、一次生産を律速する栄養塩である。そのため、リン酸循環の理解は、環境変化の現状診断や将来予測を実現する上で重要である。本研究は、リン酸の酸素安定同位体比を指標として活用し、水環境中におけるリン酸循環を定量的に明らかにすることを目的とする。リン酸を効率よく採取するための新たなサンプリング手法を開発し、これを用いてリン酸循環の定量化を目指す。具体的には、滋賀県野洲川で流域の土地利用や季節を変えて複数回の観測を行い、時空間的なリン酸循環の変化を定量的に明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
水環境中におけるリン酸循環の理解は、環境変化の現状診断や将来予測を実現する上で重要である。リン酸の負荷源推定の指標として、リン酸の三酸素同位体組成（D'17O）が新指標として有用であることがSambuichi et al. (2023)で報告されている。本研究は、低リン酸濃度の河川水中のリン酸のD'17O分析を目指した高効率なサンプリング手法の開発を目的とした。
現場リン酸濃縮法の開発のために水酸化アルミニウム（Al）ビーズを吸着担体としたリン酸吸着実験を行った。Alビーズ充填カラム（直径7cm高さ23cm）にリン酸溶液（[PO4]=10 umol/L）を70 L通水した。水温を9ー42℃に保温した通水溶液をカラムに0.6L/minの流量でそれぞれ通水した結果、吸着率は11ー34%となり水温が高いほど高くなった。次に、リン酸が吸着したAlビーズを80℃に加熱した5mmol/Lの水酸化ナトリウム溶液に5分間浸漬した結果、吸着したリン酸の55±3%を液相中に抽出できた。つまり、一連のリン酸吸着・抽出を行うと通水したリン酸量の11±5%が回収可能である。
次に、上述の条件で吸着・抽出したリン酸の酸素同位体組成を測定した。常温で吸着させたリン酸のd18OおよびD’17Oは、それぞれ+8.6±0.5‰と-0.059±0.02‰だった。通水したリン酸の酸素同位体組成（d18O=+13.3‰, D’17O=-0.071‰）と比較すると、抽出したリン酸のd18Oは有意に低い値である一方、D'17Oは誤差の範囲で一致していた。これは、Alビーズへの吸着・抽出過程における同位体分別によってd18Oは変化したが、質量依存同位体分別であったためD'17Oは変化しなかったと考えられる。したがって、Alビーズカラムを用いたリン酸濃縮法は、D'17O分析を目的としたサンプリングに適した手法であると結論した。
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