AMSによる個別有機分子の^<14>C測定:分取キャピラリーGCの製作と地球化学的応用

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10354009
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 河村 公隆 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (70201449)
• 研究分担者: 中村 俊夫 名古屋大学, 年代測定試料研究センター, 助教授 (10135387) ; 松本 公平 北海道大学, 低温科学研究所, 学振特別研究員(PD) ; 中塚 武 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (60242880) ; 山上 仰 横河アナリティカルシステムズ株式会社, アプリケーション開発部技術第1課係長
• キーワード: 放射性炭素 / 加速器質量分析計 / 年代測定 / 有機物年代 / バイオマーカー / 分取ガスクロマトグラフ / 堆積物 / 地球化学試料

研究概要

本研究の目的は、大気・堆積物試料中に存在するバイオマーカー分子(例えば、直鎖アルカン・アルコール・脂肪酸など)に含まれる^<14>Cの濃度を加速器質量分析計(AMS)にて測定するために、地球化学的試料よりバイオマーカーを個別分子種ごとに分け取るするための分離・濃縮システムを製作することである。本年度は、大容量の自動反復注入式の分取キャピラリーガスクロマトグラフ(PCGC)システムを用いて、実際の地球化学試料の測定を検討することを目的とした。東京湾堆積物試料から分離した脂肪酸をPCGCを用いて化合物ごとに単離し、それらをそれぞれグラファイトに変換し国立環境研究所の協力を得てターゲットを作成した。グラファイト試料を国立環境研究所の加速器質量分析計にて計測し、放射性炭素濃度を計算した。単離した脂肪酸は炭素数14から22までの7種類でありその重量は100μgから1500μgの範囲であった。^<14>C年代は、パルミチン酸(C_<16>)の場合でmodernの結果がでたのに対し、C_<22>脂肪酸では1万7千年の年代がでた。C_<16>は海水中の植物プランクトンにより生産されたのに対し、C_<22>は陸上の高等植物に特有な脂肪酸である。このことは、陸上植物を構成する有機物は土壌中に長期間保存それた後に雨・風によって沿岸域まで運ばれることを意味している。また、バクテリア中に豊富に存在する不飽和脂肪酸(C_<16:1>)は1400年と言う比較的古い年代を与えた。このことは、海底堆積物表層で炭素の再利用(reworking)が起こっていることを示唆している。このような結果は予備的ではあるが、堆積物中の脂肪酸はその組成によって生物生産された時代が大きく異なっていることを明らかにした。現在、エアロゾル試料など他の地球化学試料においても、脂肪酸の分離を検討している。

研究成果

• [文献書誌] K. Kawamura: "Molecular distributions of water soluble dicarboxylic acids in marine aerosols over the Pacific Ocean including tropics"Journal of Geophysical Research. 104. 3501-3509 (1999)
• [文献書誌] K. Kawamura: "Implication of azelaic acid in a Greenland ice core for oceanic and atmospheric change in high latitudes"Geophysical Research Letter. 26. 871-874 (1999)
• [文献書誌] M. Narukawa: "Distribution of dicarboxylic acids and carbon isotopic compositions in aerosols from 1997 Indonesian forest fires"Geophysical Research Letter. 26. 3101-3104 (1999)
• [文献書誌] M. Ikehara: "Organic geochemistry of greenish clay and organic-rich sediments since the early Miocene from Hole 985A, Norway Basin"Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results. 162. 209-216 (1999)
• [文献書誌] N. Ohkouchi: "Distributions of three- to seven-ring polynuclear aromatic hydrocarbons on the deep sea floor in the Central Pacific"Environmental Science & Technology. 33. 3086-3090 (1999)
• [文献書誌] 今井 美江: "同時採取した降水およびエアロゾル中の低分子ジカルボン酸・ケトカルボン酸・ジカルボニルの分布と経時変化"地球化学. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] M. Uchida: "Isolation of individual fatty acids in sediments using preparative capillary gas chromatography (PCGC) for radiocarbon analysis at NIES-TERRA"Radiocarbon. (in press). (2000)