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2016 年度 実施状況報告書

干潟における嫌気的硝酸還元過程に溶存有機物の質と量が与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 15K00525
研究機関東邦大学

研究代表者

千賀 有希子  東邦大学, 理学部, 講師 (30434210)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード脱窒 / アナモックス / アンモニアへの異化型硝酸還元 / 干潟 / 富栄養化
研究実績の概要

干潟は人間活動に由来するNO3-の負荷を大きく受け富栄養化や酸性化が危惧されている.干潟においてNO3-は,主に微生物によって脱窒,嫌気性アンモニア酸化(アナモックス),アンモニアへの異化型硝酸還元(DNRA)の3つの嫌気的硝酸還元過程によって消失する.脱窒とアナモックスはNO3-をN2として大気中へ放出する過程であり窒素の浄化に関与する.一方,DNRAは窒素を干潟内に留める貯留過程である.これらの過程は干潟内の栄養レベルを左右する重要な過程であるが,その進行は不明な点が多い.本研究では,富栄養化が進行する谷津干潟を対象に15Nトレーサー法を用いて堆積物中のこれら3つの嫌気的硝酸還元過程を追跡することを目的とする.
これまでの研究において,谷津干潟堆積物中では圧倒的に脱窒活性が高く,アナモックスはほとんど進行していないことが示された.アナモックスが進行しない原因として1)堆積物中にアナモックス細菌が存在しない,2)アナモックス細菌は存在するが失活している,の2点が考えられた.したがって本年度の研究では,アナモックスの集積培養を行い,1)と2)について検討を行った.
集積培養は,常時NO3-濃度が5mgN/Lとなるように添加維持し,撹拌しながら3ヶ月行った.培養後,堆積物を上から1cmまでの層(表層)と4ー5cmの層(下層)に分け,脱窒とアナモックスの活性を測定した.
脱窒活性は,表層において14.8 μgN/gdry/day,下層では35.7 μgN/gdry/dayであった.一方,アナモックス活性は表層では2.5 μgN/gdry/day,下層では検出されなかった.表層のアナモックス活性は,現場の堆積物で測定した活性よりも高く,集積培養によってアナモックスが促進されたことが示された.したがって,谷津干潟堆積物にはアナモックス細菌は存在するが失活していると考えられた.

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

アンモニアへの異化型硝酸還元(DNRA)活性の測定には至らなかったが,その点以外は計画通りに研究を遂行している.DNRAの測定法は現在検討中であり,測定法を確立後直ちに測定を開始する予定である.

今後の研究の推進方策

DNRA活性測定に向けて15NH4+測定法を確立させる.その後,脱窒,アナモックス,DNRA活性の同時測定法を確立する.現場における3つのこれらの過程の進行を明らかにする.

次年度使用額が生じた理由

研究は順調に進んでおり,検討のための試薬や器具などにかかる予算が削減できた.

次年度使用額の使用計画

来年度は新たな分析法の確率に取り組むため,試薬や器具等を新たに揃える予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Characterizing the photochemical degradation of aquatic humic substances from a dystrophic lake using excitation-emission matrix fluorescence spectroscopy and parallel factor analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Senga Y, Moriai S, Naruoka C, Nedachi R, Terui S
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 18 ページ: 97-110

    • DOI

      10.1007/s10201-016-0493-8

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Determination of trace hydrazine in environmental water samples by in situ solid phase extraction2017

    • 著者名/発表者名
      Kato T, Sugahara S, Kajitani T, Senga Y, Egawa M, Kamiya H, Seike Y
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 33 ページ: 487-491

    • DOI

      org/10.2116/analsci.33.487

    • 査読あり
  • [学会発表] Microbial function and chemical properties through a wetland soil depth profiles2017

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Senga, Chika Naruoka, Seiichi Nohara
    • 学会等名
      ASLO
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
    • 年月日
      2017-03-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracing the transformations of aquatic humic substances in bog water using EEM-PARAFAC2017

    • 著者名/発表者名
      Chika Naruoka, Yukiko Senga
    • 学会等名
      ASLO
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
    • 年月日
      2017-02-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 谷津干潟堆積物における脱窒とアナモックス過程2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤翼,諏訪裕一,野原精一,千賀有希子
    • 学会等名
      日本陸水学会第81回大会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      2016-11-05
  • [学会発表] 尾瀬ヶ原池塘における水系腐植物質の動態解析2016

    • 著者名/発表者名
      成岡知佳,千賀有希子
    • 学会等名
      日本陸水学会第81回大会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      2016-11-05
  • [学会発表] 尾瀬ヶ原池溏における水系腐植物質の動態解析2016

    • 著者名/発表者名
      熊崎悠一,成岡知佳,野原精一,千賀有希子
    • 学会等名
      日本陸水学会第81回大会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄市那覇市)
    • 年月日
      2016-11-05
  • [学会発表] Photochemical degradation of aquatic humic substances traced by EEM-PARAFAC analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Senga, Chika Naruoka, Satoshi Moriai
    • 学会等名
      INTECOL Wetlands
    • 発表場所
      Changshu International Conference Center, Changshu, China
    • 年月日
      2016-09-19 – 2016-09-24
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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