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2021 年度 実績報告書

気候と気象を考慮した土壌CO2ガス放散量の推定式構築と温暖化に伴う増加率の推定

研究課題

研究課題/領域番号 20H02684
研究機関公益財団法人未来工学研究所

研究代表者

佐々木 久郎  公益財団法人未来工学研究所, 研究センター, 研究員 (60178639)

研究分担者 大川 浩一  秋田大学, 理工学研究科, 教授 (00375221)
片山 歩美  九州大学, 農学研究院, 助教 (70706845)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード地球温暖化 / CO2地中貯留 / 土壌CO2ガス / 土壌温度 / 竹林 / 分離・回収
研究実績の概要

R3年度の当初実施計画で予定したインドネシアおよび中国での現場測定に関わり、新型コロナの感染状況と出入国時の水際対策を考慮した結果、海外出張による両国での現場測定を中止し、国内の九州大学伊都キャンパスにおける土壌CO2フラックスの現場測定および陸域CO2地中貯留に関わる陸上のモニタリングの手法に関わるガイドライン研究および表層から大気中へのCO2ガスフラックスの信頼性の向上を図るため、高精度ガスセンサーと赤外レーザー光源を用いるガス測定法に関する研究を実施した。また、海外の土壌CO2ガスフラックスデータが記載されている文献の収集による土地利用形態、温度帯域などに対する土壌CO2フラックスのモデル関数の定数に関わるデータ分析を実施した。
ガス測定法に関わり、赤外レーザー光源、赤外分光機能を有するセンサーと測定基盤を用いて、CO2ガスフラックスデータを分析した結果、CO2については1ppm程度の濃度分解能
で測定できることがわかり、土壌ガスフラックスモニターの改良を進められる状況に至ったと判断され、最終年度においてガスフラックスモニターの改良を実施する予定である。
研究分担者の九州大学・片山歩美助教は、成長が速く炭素の蓄積量が近隣の広葉樹林やスギ林に匹敵する竹林のCO2吸収・固定に関わる研究を宮崎演習林において実施し、枯死稈が炭素および窒素を大量に蓄積していることを明らかにした。
秋田大学・大川浩一教授は、土壌から放出されるCO2ガスの分離・回収を目的として、CO2ガスを重炭酸イオンとして吸収する第三級アミン水溶液と超音波を組み合わせることでCO2ガスの低温脱離を検討し、第三級アミン水溶液の吸収性能の向上に超音波照射が有効であることを明らかした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナの感染状況と出入国時の水際対策を考慮した結果、両国での現場測定を中止した。当初実施計画で予定したインドネシアおよび中国を含め、世界の異なった気候、土地利用の用途や土壌条件に対する土壌CO2フラックスデータの収集を進める必要がある。
研究分担者の片山歩美助教は竹林の炭素・窒素の蓄積に関わるフィールド測定研究を実施しているが、自然界の現象の解明のためには、3年程度の現場測定を継続そることが必要であり、最終手花研究成果の発表には更なる研究期間が必要とされる。研究分担者の大川浩一教授は、実験室段階でのCO2ガスの分離・回収効率を超音波照射の適用によって改善できることを明らかにしているが、土壌CO2ガスの経済的な回収システムなどについての研究を今後実施する必要があると判断している。
以上の研究実施経過から、当初計画よりもやや遅れていると判断した。

今後の研究の推進方策

研究者3名の研究に関わる今後の研究の推進方策を以下に示す。
1) 海外における土壌CO2フラックスデータに関し、両国の研究協力者との連絡と情報提供を密WEB等での会議を通じて進めるほか、論文等で公表されている世界10か国程度の土壌CO2データの収集と分析についても実施し、異なった気候や土壌条件での相違に関する分析を進める。
2) 竹林などでの長期測定データの分析を進める。
3) 土壌CO2ガスの経済的な回収システムなどについての研究を進める。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件)

  • [国際共同研究] ガジャマダ大学(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      ガジャマダ大学
  • [国際共同研究] 遼寧工程技術大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      遼寧工程技術大学
  • [雑誌論文] Formulation of soil CO2 gas efflux with soil conditions to estimate its increasing rate and a baseline for CO2 capture and geological storage in shallow aquifers2022

    • 著者名/発表者名
      Kyuro Sasaki, Salmawati
    • 雑誌名

      Impact

      巻: 2022-2 ページ: 40-42

    • DOI

      10.21820/23987073.2022.2.40

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extraction and oxidative desulfurization of bitumen from oil sand using n-pentane and ultrasound2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Wakisaka, Hirokazu Okawa, Kumi Saigo, Takahiro Kato, Katsuyasu Sugawara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 ページ: 1-4

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4929

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] From the beginning of oil and gas industry to carbon reverse engineering: implications for mining and petroleum-engineering education2021

    • 著者名/発表者名
      Kyuro Sasaki
    • 雑誌名

      Global Journal of Engineering Education

      巻: 23-2 ページ: 79-84

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differences in net primary production allocation and nitrogen use efficiency between Moso bamboo and Japanese cedar forests along a slope2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Shimono, Ayumi Katayama, Tomonori Kume, Tsutomu Enoki, Masaaki Chiwa, Takuo Hishi
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 27-1 ページ: 28-35

    • DOI

      10.1080/13416979.2021.1965280

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vertical variation in mass and CO2 efflux of litter from the ground to the 40m high canopy in a Bornean tropical rainforest2021

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Katayama, Izuki Endo, Naoki Makita, Kazuho Matsumoto, Tomonori Kume, Mizue Ohashi
    • 雑誌名

      Agricultural and Forest Meteorology

      巻: 311 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2021.108659

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Desorption of carbon dioxide from monoethanolamine solution via calcium chloride addition under ultrasound irradiation and evaluation of the characteristics of generated calcium carbonate2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kitamura, Hirokazu Okawa, Takahiro Kato, Katsuyasu Sugawara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: 1-5

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abec8c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波を利用した第一級 および第三級アミン溶液 からの二酸化炭素の低温 脱離2021

    • 著者名/発表者名
      大川浩一
    • 雑誌名

      分離技術

      巻: 51 ページ: 212-221

  • [雑誌論文] 超音波照射と塩化カルシウムを用いたモノエタノールアミン溶液からのCO2ガスの低温脱離およびその脱離機構2021

    • 著者名/発表者名
      大川浩一、藤原達央, 北村優弥, 加藤貴宏, 菅原勝康
    • 雑誌名

      超音波テクノ

      巻: 33 ページ: 49-54

  • [学会発表] 初期CO2 地中貯留段階における圧入井と観測井の圧力応答について2021

    • 著者名/発表者名
      孫強 , 佐々木久郎 , 菅井裕一 , ンゲレ ロナルド
    • 学会等名
      石油技術協会・令和3年度春季講演会
  • [学会発表] 陸域CCSのための土壌成分と水分を 考慮した土壌CO2フラックスの推定式2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木 久郎
    • 学会等名
      資源・素材2021(札幌)
  • [学会発表] 地下からの漏洩メタンの検出方法に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      菅井 裕一, 西田 悠太. ンゲレ ロナウド. 佐々木 久郎
    • 学会等名
      資源・素材2021(札幌)
  • [学会発表] モソ竹林の落葉落枝分解における茎屑と土壌生物相の役割2021

    • 著者名/発表者名
      Orrego Morales Marly, Katayama Ayumi, Hasegawa Motohiro, Enoki Tsutomu
    • 学会等名
      日本生態学会大会
  • [学会発表] 森林生態系における土壌圏炭素動態の計測法入門2021

    • 著者名/発表者名
      片山歩美, 久米朋宣
    • 学会等名
      個体群生態学会大会
  • [学会発表] 超音波を利用した第三級アミン溶液からの二酸化炭素の低温脱離2021

    • 著者名/発表者名
      藤田知花、大川浩一、加藤貴宏
    • 学会等名
      第30回ソノケミストリー討論会
  • [学会発表] n-ペンタンと超音波を用いたオイルサンドからのビチューメンの分離及び酸化脱硫2021

    • 著者名/発表者名
      脇坂佳隆,大川浩一,西郷来実,加藤貴宏,菅原勝康
    • 学会等名
      第42回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [学会発表] 超音波を用いた第三級アミン溶液からの二酸化炭素の低温脱離2021

    • 著者名/発表者名
      大川浩一,藤田知花,加藤貴宏,菅原勝康
    • 学会等名
      第42回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [学会発表] 低周波数超音波を用いたアミン溶液からの二酸化炭素の低温脱離2021

    • 著者名/発表者名
      大川浩一,北村優弥,加藤貴宏,菅原勝康
    • 学会等名
      資源・素材2021(札幌)
  • [学会発表] CCSにおける二酸化炭素の低温脱離を目的とした第三級アミン溶液と超音波の利用2021

    • 著者名/発表者名
      大川浩一,加藤貴宏,菅原勝康
    • 学会等名
      資源・素材2021(札幌)

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公開日: 2023-12-25  

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