硝酸の三酸素同位体組成を指標に解析する東アジア域の大気光化学過程の現状と変化

• 研究課題/領域番号: 23241001
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 名古屋大学 (2012-2013); 北海道大学 (2011)
• 研究代表者: 角皆 潤 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50313367)
• 研究分担者: 谷本 浩志 国立環境研究所, 地球環境研究センター, 室長 (30342736) ; 野口 泉 北海道立総合研究機構環境, 環境科学研究センター, 研究主幹 (10442617) ; 山口 高志 北海道立総合研究機構環境, 地質研究本部環境科学研究センター, 研究主任 (90462316) ; 佐藤 啓市 一般財団法人日本環境衛生センターアジァ大気汚染研究センター, 情報管理部, 上席研究員 (00391110) ; 坪井 一寛 気象庁気象研究所, 地球化学研究部, 主任研究官 (10553167) ; 松枝 秀和 気象庁気象研究所, 地球化学研究部, 室長 (60354552)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 32,760千円 (直接経費: 25,200千円、間接経費: 7,560千円); 2013年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2012年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円); 2011年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
• キーワード: 東アジア / 大気 / 光化学反応 / 窒素酸化物 / 硝酸 / 三酸素同位体 / モニタリング / 大気光化学反応 / 大気沈着 / 汚染気塊 / オゾン / 連続観測 / 三酸素同位体組成 / 不均一反応

研究概要

東アジア域では、大気への揮発性化合物の放出が顕著に増加しつつあり、これが大気中で進行する光化学反応過程を変質させている可能性がある。しかしこれまでは、大気中で進行する光化学反応過程を実測することは出来なかった。そこで本研究は、窒素酸化物の光化学反応過程を反映して変化することが明らかになった硝酸の三酸素同位体組成の連続観測を、利尻、佐渡関岬、南鳥島をはじめとした国内の三カ所以上の観測点で実現した。そして湿性沈着する硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いることで、東アジア域の広域的な大気光化学環境の現状と、その時間変化を理解することに挑戦し、これに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Quantifying the effects of clear-cutting and strip-cutting on nitrate dynamics in a forested watershed using triple oxygen isotopes as tracers (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U., Komatsu, D. D., Ohyama, T., Suzuki, A., Nakagawa, F., Noguchi, I., Takagi, K., Nomura, M., Fukuzawa, K., and Shibata, H
  • 雑誌名: Biogeosciences Discuss 巻: 11 ページ: 7413-7450
• [雑誌論文] Tracing atmospheric nitrate in groundwater using triple oxygen isotopes : Evaluation based on bottled drinking water (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, F., A. Suzuki, S. Daita, T. Ohyama, D.D. Komatsu and U. Tsunogai
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 10 ページ: 3547-3558
• [雑誌論文] Nitrogen isotopes in intra-crystal coralline aragonites (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, A., T. Watanabe, N. Takahata, Y. Sano, and U. Tsunogai
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 351 ページ: 276-280
  • NAID: 120005446641
• [雑誌論文] Novel microbial populations colonized in deep granitic groundwater from Grimsel Test Site (2013)
  • 著者名/発表者名: Konno, U., M. Kouduka, D.D. Komatsu, K. Ishii, A. Fukuda, U. Tsunogai, K. Ito, and Y. Suzuki
  • 雑誌名: Switzerland. Microbial Ecology 巻: 65 ページ: 626-637
• [雑誌論文] Strong relationship between dimethyl sulfide and net community production in the western subarctic Pacific (2013)
  • 著者名/発表者名: Kameyama, S., H. Tanimoto, S. Inomata, H. Y. Inoue, U. Tsunogai, A. Tsuda, M. Uematsu, M. Ishii, and D. Sasano
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 巻: 40 ページ: 3986-3990
• [雑誌論文] Validity of otolith δ18O of Pacific bluefin tuna (Thunnus orientalis) as an indicator of ambient water temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, T., T. Ishimura, R. Uozato, K. Shirai, Y. Amano, A. Shinoda, T. Otake, U. Tsunogai, and S. Kimura
  • 雑誌名: Mar. Ecol. Prog. Ser 巻: 481 ページ: 199-209
• [雑誌論文] Megacities and large urban agglomerations in the Coastal Zone: Interactions between atmosphere, land and marine ecosystems. (2013)
  • 著者名/発表者名: von Glasow, R., T. Jickells, A. Baklanov, G.R. Carmichael, T. Church, L. Gallardo, C. Hughes, M. Kanakidou, P. Liss, L. Mee, R. Raine, P. Ramachandran, R. Ramesh, K. Sundseth, U. Tsunogai, M. Uematsu, and T. Zhu
  • 雑誌名: AMBIO 巻: 42 号: 1 ページ: 13-28
  • DOI: 10.1007/s13280-012-0343-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Otolith δ18O of Pacific bluefin tuna Thunnus orientalis as an indicator of ambient water temperature. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, T., T. Ishimura, R. Uozato, K. Shirai, Y. Amano, A. Shinoda, T. Otake, U. Tsunogai, and S. Kimura
  • 雑誌名: Marine Ecology Progress Series 巻: 481 ページ: 199-209
  • DOI: 10.3354/meps10202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel microbial populations colonized in deep granitic groundwater from Grimsel Test Site, Switzerland. (2013)
  • 著者名/発表者名: Konno, U., M. Kouduka, D.D. Komatsu, K. Ishii, A. Fukuda, U. Tsunogai, K. Ito, and Y. Suzuki
  • 雑誌名: Microbial Ecology 巻: 65 号: 3 ページ: 626-637
  • DOI: 10.1007/s00248-013-0184-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracing atmospheric nitrate in groundwater using triple oxygen isotopes: Evaluation based on bottled drinking water. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, F., A. Suzuki, S. Daita, T. Ohyama, D.D. Komatsu and U. Tsunogai
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 10 号: 6 ページ: 3547-3558
  • DOI: 10.5194/bg-10-3547-2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrogen isotopes in intra-crystal coralline aragonites (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Yamazaki, Tsuyoshi Watanabe, Naoto Takahata, Yuji Sane, Urumu Tsunogai
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 351 ページ: 276-280
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2013.05.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong relationship between dimethyl sulfide and net community production in the western subarctic Pacific (2013)
  • 著者名/発表者名: Kameyama, S., H. Tanimoto, S. Inomata, H. Yoshikawa-Inoue, U.Tsunogai, A. Tsuda, M. Uematsu, M. Ishii, D. Sasano, K. Suzuki, and Y. Nosaka
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 40 号: 15 ページ: 3986-3990
  • DOI: 10.1002/grl.50654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence and potential activity of denitrifiers and methanogens in groundwater at 140 m depth in Pliocene diatomaceous mudstone of northern Japan. (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuyama, C., Nashimoto, H., Nagaosa, K., Ishibashi, T., Kinoshita, T., Yoshikawa, H., Aoki, K., Asano, T., Sasaki, Y., Sohrin, R., Komatsu, D., Tsunogai, U., Kimura, H., Suwa, Y., Kato, K.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Ecology 巻: 86 号: 3 ページ: 532-543
  • DOI: 10.1111/1574-6941.12179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracing atmospheric nitrate in groundwater using triple oxygen isotopes: Evaluation based on bottled drinking water. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U.
  • 雑誌名: Biogeosciences Discuss 巻: 9 ページ: 16493-16519
  • DOI: 10.5194/bgd-9-16493-2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coseimic massive methane release from a submarine mud volcano. Earth Planet (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U., K. Maegawa, S. Sato, D.D. Komatsu, F. Nakagawa, T. Toki, and J. Ashi
  • 雑誌名: Sci. Lett
• [雑誌論文] Variation in stable carbon and oxygen isotopes of individual benthic foraminifera : Tracers for quantifying the magnitude of isotopic disequilibrium (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishimura, T., U. Tsunogai, S. Hasegawa, F. Nakagawa, T. Oi, H. Kitazato, H. Suga, and T. Toyofuku
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 9 ページ: 4353-4367
• [雑誌論文] Biogeochemical processes involving acetate in sub-seafloor sediments from the Bering Sea shelf break (2012)
  • 著者名/発表者名: Ijiri, A., N. Harada, A. Hirota, U. Tsunogai, (他4名)
  • 雑誌名: Organic Geochemistry 巻: 48 ページ: 47-55
• [雑誌論文] Stable hydrogen isotopic analysis of nanomolar molecular hydrogen by automatic multi-step gas chromatographic separation (2011)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, D.D., U. Tsunogai, K. Kamimura, U. Konno, T. Ishimura, and F. Nakagawa
  • 雑誌名: Rapid Commun. Mass Spec 巻: 25 ページ: 3351-3359
• [雑誌論文] δ15N in reef coral skeletons as a proxy of tropical nutrient dynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, A., T.Watanabe, U.Isunogai
  • 雑誌名: Geophysical Research Letter 巻: 38 号: 19 ページ: 19605-19605
  • DOI: 10.1029/2011gl049053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantifying nitrate dynamics in an oligotrophic lake using Δ^<17>O (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U., S. Daita, D.D. Komatsu, F. Nakagawa, and A. Tanaka
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 8 ページ: 687-702
• [雑誌論文] Application of PTR-MS to incubation experiments of the marine diatom Thalassiosira pseudonana (2011)
  • 著者名/発表者名: Kameyama, S., H. Tanimoto, S. Inomata, K. Suzuki, D.D. Komatsu, A. Hirota, U. Konno, and U. Tsunogai
  • 雑誌名: Geochem. J 巻: 45 ページ: 355-363
  • NAID: 10030362941
• [雑誌論文] Stable carbon isotope ratios of ethane over the North Pacific : atmospheric measurements and global chemical transport modeling (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito, T., O. Stein, U. Tsunogai,(他4名)
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 116 号: D2
  • DOI: 10.1029/2010jd014602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen isotopes in volcanic plumes : Tracers for remote temperature sensing of fumaroles (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U., K.Kamimura, S.Anzai, F.Nakagawa, D.D.Komatsu
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 75 号: 16 ページ: 4531-4546
  • DOI: 10.1016/j.gca.2011.05.023
  • NAID: 130005054211
  • 査読あり
• [学会発表] 貧栄養・中栄養湖沼における大気沈着由来の硝酸の混合比 (A-2-1) (2013)
  • 著者名/発表者名: 角皆潤,宮内貴規,大山拓也,小松大祐,蓼沼雪衣,中川書子,梅田信,田中敦
  • 学会等名: 第19回大気化学討論会
  • 発表場所: 石川県七尾市和倉温泉のと楽
  • 年月日: 2013-11-17
• [学会発表] 都市域における乾性沈着HNO3の起源について (ICO8) (2013)
  • 著者名/発表者名: 大山拓也,角皆潤,小松大祐,中川書子,野口泉
  • 学会等名: 2013年度日本地球化学会第60回年会
  • 発表場所: 筑波大学第一エリア
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 湧水系の溶存酸素の三酸素同位体組成 : なぜ富士山湧水系は酸素に富んでいるのか? (2013)
  • 著者名/発表者名: 角皆潤,南翔,佐久間博基,大山拓也,小松大祐,中川書子,加藤憲二
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場203
  • 年月日: 2013-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] 貧栄養・中栄養湖沼における大気沈着由来の硝酸の混合比 (2013)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 学会等名: 第19回大気化学討論会
  • 発表場所: 石川県七尾市和倉温泉のと楽
• [学会発表] 大胆予測：10年後の質量分析計はこうなる (2013)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 学会等名: 2013年質量分析学会同位体比部会プレゼミ「10年後のIRMS」
  • 発表場所: 広島湯坂温泉郷賀茂川荘
  • 招待講演
• [学会発表] 都市域における乾性沈着 HNO3 の起源について (2013)
  • 著者名/発表者名: 大山 拓也, 角皆 潤, 小松 大祐, 中川 書子, 野口 泉
  • 学会等名: 日本地球化学会第60回年会
  • 発表場所: 筑波大学第一エリア
• [学会発表] 硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いたNOxの光化学反応過程解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大山拓也,角皆潤,小松大祐,中川書子,野口泉,山口高志,佐藤啓市,大泉毅,坪井一寛,木戸瑞佳
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] Quantifying nitrate dynamics in hydrosphere using the triple oxygen isotopes as tracers (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U., Komatsu, D. D., and Nakagawa, F
  • 学会等名: Utilizing Rare isotopE for biogeochemistrY (UREY) Workshop
  • 発表場所: Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] 大気から沈着する窒素と衰退した森林生態系の相互作用定量化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 角皆潤,小松大祐,鈴木敦之,中川書子, 福澤加里部,柴田英昭,高木健太郎,野村睦
  • 学会等名: 2012年度日本地球化学会第59回年会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
• [学会発表] Quantifying nitrate dynamics in hydrosphere using the triple oxygen isotopes as tracers (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U., Tadenuma, Y., Ohyama, T., Komatsu, D. D., Nakagawa, F., Umeda, M, and Tanaka, A
  • 学会等名: 2012 ASLO Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: Lake Biwa, Otsu, Shiga, Japan
• [学会発表] 森林伐採に伴う窒素循環変化：流出する硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いた評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] 硝酸の自然同位体組成を指標に用いた窒素循環速度定量化手法の開発：人工トレーサー添加法との比較検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] Quantifying nitrate dynamics in hydrosphere using the triple oxygen isotopes as tracers. (2012)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 学会等名: 2012 ASLO Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: コラボしが21
• [学会発表] Quantifying nitrate dynamics in hydrosphere using the triple oxygen isotopes as tracers. (2012)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 学会等名: Utilizing Rare isotopE for biogeochemistrY (UREY) Workshop
  • 発表場所: Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] 試料前処理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 学会等名: 2012年質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 佐勘（宮城県仙台市）
• [学会発表] Breakthrough in Isotope-Ratio Mass Spectrometry. Pre-seminar 2011 in Busan, Meeting on Isotope-ratio mass spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai. U., D.D. Komatsu, and F. Nakagawa
  • 学会等名: The Mass Spectrometry Society of Japan
  • 発表場所: Haeundae Grand Hotel in Busan, Korea
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Regional differences in the photochemical reaction paths of NOx estimated from the ^<17>0 tracer of nitrate. Meeting on Isotope-ratio mass spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohayama, T., D.D. Komatsu, S. Daita, F. Nakagawa, U. Tsunogai, I. Noguchi, T. Yamaguchi, K. Sato, T. Ohizumi, K. Tsuboi
  • 学会等名: The Mass Spectrometry Society of Japan
  • 発表場所: Haeundae Grand Hotel in Busan, Korea
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 硝酸の三酸素同位体を指標に用いた貧栄養湖沼の窒素循環定量とその検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蓼沼雪衣,角皆潤,大山拓也,鈴木敦之,小松大祐,中川書子,田中敦
  • 学会等名: 生物地球化学研究会10周年記念セッション
  • 発表場所: 北海道大学地球環境科学研究院
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] 硝酸の同位体組成を指標に用いた東京湾における窒素循環解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川書子, 角皆潤, 小松大祐, 久保篤史, 神田穣太
  • 学会等名: 2011年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 170,180,15Nをトレーサーに用いた陸水環境における溶存硝酸の起源および窒素循環の解析法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川書子, 鈴木敦之, 大山拓也, 小松大祐, 角皆潤, 梅田信, 柴田英昭, 小畑元, 田副博文
  • 学会等名: 2011年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いたNOxの光化学反応過程の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山拓也, 角皆潤, 小松大祐, 代田里子, 中川書子, 野口泉, 山口高志, 佐藤啓市, 大泉毅, 坪井一寛, 木戸瑞佳
  • 学会等名: 2011年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いた水環境中の窒素循環の定量化 : 非培養・現場型の窒素同化速度定量法開発 (MISO23-04 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角皆潤,小松大祐,中川書子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2011-05-22
  • 招待講演
• [学会発表] 硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いた水環境中の窒素循環の定量化:非培養・現場型の窒素同化速度定量法開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角皆潤・小松大祐・中川書子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] 硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いたNOxの光化学反応過程の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山拓也,角皆潤,小松大祐,代田里子,中川書子,野口泉,山口高志,佐藤啓血,大泉毅,墨二寛,木戸瑞佳
  • 学会等名: 2011年度日本地球化学会第58回年会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
• [図書] 地球と宇宙の化学事典 (日本地球化学会編), (気体質量分析計(第一章) 温室効果気体(第五章) ガスハイドレート(第八章) 執筆) (2012)
  • 総ページ数: 479
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 地球と宇宙の化学事典 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日本地球化学会
  • 総ページ数: 472
  • 出版者: 朝倉書店