| 研究課題/領域番号 |
18K05014
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
野口 拓郎 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (90600643)
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| 研究分担者 |
岡村 慶 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (70324697)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 海底下現場計測 / 間隙水 / 金属元素 / 現場濃縮 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、海底鉱物資源の探査および開発時の環境影響調査等への利用を目的とした、海底下観測システムの開発を目的としている。
当該年度（平成31（令和元））年度においては、間隙水中からの重金属元素の効率的な抽出法を確立することを目的として、２種類のキレート樹脂（NOBIAS CHELATE-PA1（日立ハイテクフィールディング社）およびエムポアディスクカートリッジキレート（スリーエムジャパン社））を用いた検証実験を行なった。本検証実験により、各樹脂のpH・送液流速に関する濃縮・抽出効率等の基礎データを得ることができたほか、特にアルカリ金属やアルカリ土類金属等の主成分元素を除去することにより、希土類元素の濃縮・精製から誘導結合プラズマ分析までの一連の分析手法を確立することが可能になった。また、検証実験で確立した手順を用いて、2017年に沖縄トラフの多良間海丘から初めて採取された300℃を超える高温熱水の実試料を分析し、希土類元素の前濃縮と共存マトリクスの除去が可能であることを明らかにした。
また、平成30年度に実施した現場間隙水採取装置(PileBunker)の送液シリンジポンプについて、運用手法ならびに機器の取り回しを改良した。加えて、当該研究グループが開発を進める大型の海底下観測プラットフォーム（SpearHead）を用いた運用試験結果をもとに、現場間隙水採取装置に付加する現場物理化学センサーの作動確認・運用試験を実施し、長期間の運用に向けた深海用の外付けバッテリー等の設計等を実施した。
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| 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
本研究期間には、(1)間隙水の現場抽出・濃縮手法開発と実装、(2)海底下物理化学環境の長期センシング、(3)化学物質の海底下多次元分布の具現化→物質拡散 モデルへの適用に取り組むものであり、２年度目の開発・検証項目として以下の２点を予定していた。
（１）金属濃縮ユニットに実装する固相抽出樹脂に関する基礎特性データの獲得と実装に向けた検討
（２）現場間隙水装置の長期運用に向けた追加電源等実装に向けた機器構成の改良
これら２点については、研究概要の欄で述べた通り、予定項目の多くを実施し、基礎データの獲得と試作も完了した。一方で、深海域での現場間隙水採取装置の実運用に関して、予定していた運用試験航海を行うことができなかったため実試料の獲得には至っていない。しかしながら、現場間隙水装置に取り付ける現場物理化学センサの運用および必要電源供給モジュールについては、大型の海底下観測装置（スピアヘッド）において実証試験を行い、運用手法を確立することができたため、本結果をもとに現場間隙水装置の実装に取り組む。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度および２年度目に獲得した検証結果をもとに、令和２年度においては、現場間隙水抽出装置への金属濃縮ユニットならびに現場物理化学センサ（水温・塩分・pH等）を実装する。本装置について運用実証試験を行い。データの獲得ならびに機器と運用手法の改良を実施する。
乗船研究枠の獲得が非常に難しく、またコロナ禍の影響で現場環境での運用試験実施が難しいところであるが、模擬深海環境として、高知県浦ノ内湾の干潟域を運用試験候補地とすることで、運用試験と機器改良、ならびに実試料の化学分析を実施する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
現場間隙水装置への金属濃縮ユニット等の実装に際し、SDGs14等の海環境における長期観測に関するニーズが拡大してきたことを受け、当該年度（２年度目）においては、送液ポンプやバルブ、現場物理化学センサ等の長期運用に関する基礎データを取得するなど機材選定を実施することとした。なお、次年度に選定した機器の実装することとし、経費についても次年度に繰り越すこととした。
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