化学反応速度論に基づく実環境中での藻類の鉄摂取モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 25709045
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 土木環境システム
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 藤井 学 東京工業大学, 理工学研究科, 特任准教授 (30598503)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円); 2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2013年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: 鉄 / 藻類 / 反応速度論 / 化学反応 / 鉄摂取モデル / 腐植物質 / 競合金属 / 鉄摂取 / 実環境

研究成果の概要

鉄は、様々な水環境中において藻類の増殖や代謝を支配する因子であり、これまで鉄の化学動態や生物利用性に関する研究が進められてきた。しかし、室内実験を基礎とした既往研究では、腐植物質やその他の水質因子の影響は全く考慮されておらず、実環境中の環境・水質変動が藻類の鉄摂取に及ぼす影響は未だ明らかにされていなかった。本研究では、室内実験・培養系から得られた種々のキネティックデータを基に鉄の速度論モデルを構築した。自然水中に存在する腐植物質が存在する系では、暗条件下での還元により十分量の生物利用可能な第一鉄が生成されるため、藻類は暗条件でも十分に鉄を摂取可能であることが示された。

研究成果

• [国際共同研究] ニューサウスウェールズ大学(オーストラリア)
• [雑誌論文] Competitive Effects of Calcium and Magnesium Ions on the Photochemical Transformation and Associated Cellular Uptake of Iron by the Freshwater Cyanobacterial Phytoplankton Microcystis aeruginosa (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujii, M., Yeung,A. C. Y., Waite, T. D.
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 49 号: 15 ページ: 9133-9142
  • DOI: 10.1021/acs.est.5b01583
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of ionic strength on ligand exchange kinetics between a mononuclear ferric citrate complex and siderophore desferrioxamine B (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito, H., Fujii, M., Masago, Y., Waite, T. D., Omura, T.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 154 ページ: 81-97
  • DOI: 10.1016/j.gca.2015.01.020
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of Molecular Composition of Natural Organic Matter on Ferric Iron Complexation at Circumneutral pH (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujii, M., Imaoka, A., Yoshimura, C., Waite T. D.
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 印刷中 号: 8 ページ: 4414-4424
  • DOI: 10.1021/es405496b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Natural Organic Matter on Iron Uptake by the Freshwater Cyanobacterium Microcystis aeruginosa (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujii, M., Dang T. C., Bligh M Rose A. L. and Waite T. D.
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 45 号: 1 ページ: 365-374
  • DOI: 10.1021/es404090h
  • 査読あり
• [学会発表] 自然水および下水処理水中の微量金属の溶解性に及ぼす溶存有機物の分子特性の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊地哲郎, 藤井学, 吉村千洋
  • 学会等名: 日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] Seasonal and Spatial Variation of Dissolved Iron Transformation Kinetics in Freshwater and Treated Municipal Wastewater (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. P. Lee, M. Fujii, C. Yoshimura and T. Kikuchi
  • 学会等名: International Symposium on Concept and law of green infrastructure in rivers and coasts, Ecology and Civil Engineering Society
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Iron transportation from land to ocean and its impact on primary production -To establish a new method for watershed management (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Endo, Y. P. Lee, T. Kikuchi, M. Natsuike, M. Fujii, C. Yoshimura, T. Sakuraba, H. Ito and T. Watanabe
  • 学会等名: International Symposium on Concept and law of green infrastructure in rivers and coasts, Ecology and Civil Engineering Society
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Seasonal and spatial variation of dissolved iron transformation kinetics in the Shizugawa bay and its adjacent rivers (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. P. Lee, M. Fujii, C. Yoshimura and T. Kikuchi
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] 化学反応速度論による藍藻類Microcystis aeruginosaの鉄摂取機構解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井学
  • 学会等名: 日本陸水学会第79回大会
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 微量金属と放射性物質に関する最近の研究～藻類による鉄摂取と阿武隈川の放射性セシウム動態～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井学
  • 学会等名: 第1回環境水質工学シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2014-05-09
• [学会発表] Effects of Molecular Composition of Natural Organic Matters on Iron Complexation (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujii, M., Imaoka, A., Yoshimura, C
  • 学会等名: 2014 Ocean Science Meeting
  • 発表場所: 米国ハワイ
• [備考] Manabu Fujii at Tokyo Tech
  • URL: https://sites.google.com/site/manabufujiiattit/home
• [備考] Manabu Fujii at Tokyo Tech
  • URL: https://sites.google.com/site/manabufujiiattit/home
• [備考] water environment lab
  • URL: https://sites.google.com/site/waterenvironmentlab/home