研究課題
アセトンなどの含酸素揮発性有機化合物（OVOC）は、対流圏オゾンやエアロゾル生成に寄与することで、地球温暖化に影響を及ぼす。海洋は大気OVOCの収支に強く影響することが示唆されているが、海水中のOVOC濃度は海域や季節によって大きく変動するため、海洋がOVOCの放出源なのか吸収源なのか未だ把握できていない。本研究では、海洋表層のOVOC濃度分布の支配要因を解明するため、OVOCの生成分解プロセスの定量評価を行う。本年度は、海洋微生物によるOVOCの生成・分解過程を定量評価するために構築したモニタリング培養システムを用いて、バクテリアによって生成されるOVOCの種類の特定とそれぞれの生成量の推定を実施した。高精度で多種OVOCを測定できるオンライン質量分析計（PTR-MS）を検出器に用いることで、バクテリア由来のOVOCを網羅的に検出することを可能にした。対象海域である太平洋沿岸水にバクテリアの基質となるグルコースを添加し、暗所にて培養を実施した。その結果、グルコースを利用してバクテリアが活発に増殖を開始したときに、速やかにアセトアルデヒドが生成された。培養開始から4日目にバクテリア細胞数が減少し始めたときに、アセトンの緩やかな増加が確認された。これまでバクテリアはアセトンなどのOVOCの分解者と考えられてきたが、生成者としても重要な役割を担う可能性が示された。この成果は、本研究で構築したシステムを活用して得られた新しい知見であり、海洋表層におけるOVOCの動態解明に大きく寄与する。
3: やや遅れている
昨年度構築したモニタリング培養システムを用いた培養実験によって、バクテリアによるOVOC生成プロセスについて定性的および定量的に評価することができた。室内培養実験については方法が確立し、新しい知見を得ることができるまでになった。一方、育児中により長期出張が困難な状況のため、現場環境における培養実験を実施できなかった。
2019年夏から3ヶ月おきに太平洋沿岸で採取した表層海水を用いて、国立環境研究所にて培養実験を実施し、OVOC生成分解速度の季節変動とそれを引き起こす生物的要因の解明を目指す。海洋表層におけるOVOC濃度の現場観測も同時に実施する計画であったが、幼児育児中で長期出張が困難であるため、現場環境における観測と培養実験を人工気象器を用いた室内実験に変更して研究を遂行する。具体的には、人工気象器とモニタリング培養システムを用いて、微生物活動と太陽光照射による生成分解速度を定量する。現場における培養では、培養環境が培養実施日の天気に大きく依存してしまうが、人工気象器では現場環境を代表する安定した状況で培養できる利点がある。培養期間中の植物プランクトンとバクテリアの生物量や種組成を測定し、OVOC動態を支配する生物的要因を明らかにする。
2018年度は9月まで育児休業であったため次年度使用額が生じた。育児休業中に延期した培養実験を2019年度に実施する予定である。
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地球化学
巻: 53 ページ: 1~12
10.14934/chikyukagaku.53.2.
Journal of Geophysical Research: Atmospheres
巻: 123 ページ: 13,835～13,856
10.1029/2018JD029210
