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2011 年度 実績報告書

水圏環境の貧酸素化による微量元素の動態変化とその潜在的生態影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22681001
研究機関愛媛大学

研究代表者

板井 啓明  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 助教 (60554467)

キーワード貧酸素化 / 水圏 / 微量元素 / 形態分析 / 生態影響 / 酸化還元 / マンガン / ヒ素
研究概要

2011年度の研究計画は、(1)サンプリングと化学分析の実施(2)生体分子分析法のセットアップであった。各々に関する成果は以下の通りである。
(1)琵琶湖において、琵琶湖環境科学研究センター、愛媛大学沿岸環境科学研究センター・環境動態解析部門と共同でサンプリングを実施した。琵琶湖は9月、1月にサンプリングを実施し、生物試料、底泥試料、間隙水試料、懸濁物試料などを採取した。これらの解析から、貧酸素化にともなうマンガン・ヒ素の動態変化が詳細に明らかになり、数値モデル化に必要なパラメータも一通り揃えることができた。ヒ素・マンガンの溶出が湖底固有魚種イサザの大量死に及ぼした影響について論文をまとめ、Environmental Science & Technology誌に掲載が決定している。また、昨年度採取した別府湾の試料についても、引き続き解析を実施し、湾内の微量元素動態について詳細な知見を得た。
(2)魚類試料に対するストレスを、生体分子マーカーを用いて調べるために、HPLC-ICP-MS法を用いた手法を立ち上げた。具体的には、サイズ排除クロマトグラフィーカラムやマルチモードカラムを用い、金属結合タンパクの定量法をセットアップした。
(3)その他の成果として、酸化還元に敏感な溶存化学種の迅速な測定法が必要だったため、形態型の土色計を用いた現場分析法を開発し、現在国際誌に投稿・審査中である。

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

琵琶湖の研究に関しては、地球化学的動態について計画通りに研究が進行し、生態影響に関する知見も得られている。これに加え、過去数10年における環境変動の歴史的な知見も得られていることから、当初の計画以上に進展していると自己評価している。別府湾の研究については、地球化学的な調査はおおむね順調であるが、夏季にほぼ無酸素化する海域からの生物試料の入手が思うように進まなかったため、淡水と海水での現象比較という点では、計画通りとは言い難い。

今後の研究の推進方策

別府湾の酸素濃度変化が海洋生態系に及ぼす影響を調べるのがやや困難である一方、琵琶湖の研究については、計画以上の進展も見られた。そこで、最終年度は琵琶湖の研究にエフォートを重点配分し、当初の計画にはなかった湖内生物中微量元素濃度と生態ストレスマーカーの関係解析や、数値モデリングに着手したいと考えている。本年度後半は成果公表に大半のエフォートを割く予定であるが、愛媛大学には大量の生物・環境試料を保管できる設備を有すことから、サンプルの収集は必要に応じて年度の終盤まで継続する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Hypoxia-induced exposure of the isaza fish to manganese and arsenic in the bottom of Lake Biwa, Japan-Experimental and geochemical verification2012

    • 著者名/発表者名
      Itai, T., Hayase, D., Hyobu, Y., Hirata S., Kumagai, M., Tanabe, S
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

    • DOI

      10.1021/es300376y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mobilization of Manganese and Arsenic under Hypoxia in the Bottom of Lake Biwa2012

    • 著者名/発表者名
      Hyobu, Y., Itai, T., Hayase, D., Kumagai, M., Tanabe, S.
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Studies on Environmental Chemistry

      巻: 6 ページ: 133-140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ベンガル平野における天然由来のヒ素による大規模な地下水汚染の発生機構2011

    • 著者名/発表者名
      板井啓明
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 45 ページ: 61-97

    • 査読あり
  • [学会発表] Manganese and arsenic exposure to a goby fish in Lake Biwa-Importance of simultaneous spedation in biota and surrounding environmental media2011

    • 著者名/発表者名
      Itai, T., Hayase, D., Hyobu, Y., Kumagai, M., Tanabe, S
    • 学会等名
      The 6th Global COE International Symposium on Advanced Studies by Young Scientists on Environmental Pollution and Ecotoxicology
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      20110805-20110807
  • [学会発表] Evaluation of Mn and As exposure of a goby fish (Gymnogobius isaza) in the bottom of hypoxic lake? analytical and experimental approaches2011

    • 著者名/発表者名
      Itai, T., Hayase, D., Hyobu, Y., Hirata, S.H., Kumagai, M., Tanabe, S.
    • 学会等名
      Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) North America 32nd Annual Meetin
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] 琵琶湖北湖の貧酸素化にともなうMn・Asの動態変化2011

    • 著者名/発表者名
      板井啓明・兵部唯香・早瀬大祐・田辺信介
    • 学会等名
      2011年度日本地球化学会年会
    • 発表場所
      熊本県立大学
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] 吸着実験による琵琶湖固有魚種イサザへのマンガン・ヒ素曝露の検証2011

    • 著者名/発表者名
      板井啓明・早瀬大祐・平田佐和子・田辺信介
    • 学会等名
      第20回環境化学討論会
    • 発表場所
      熊本県立大学
    • 年月日
      2011-07-17
  • [学会発表] 琵琶湖湖底の貧酸素化がもたらすマンガンとヒ素の動態変化,第20回環境化学討論会2011

    • 著者名/発表者名
      兵部唯香・板井啓明・早瀬大祐・田辺信介
    • 学会等名
      第20回環境化学討論会
    • 発表場所
      熊本県立大学
    • 年月日
      2011-07-17
  • [学会発表] 琵琶湖底泥のマンガン・ヒ素の経年的上昇とその環境化学的意義2011

    • 著者名/発表者名
      板井啓明・兵部唯香・早瀬大祐・田辺信介
    • 学会等名
      第20回環境化学討論会
    • 発表場所
      熊本県立大学
    • 年月日
      2011-07-17
  • [学会発表] Manganese and arsenic exposure to fish in Lake Biwa-importance of simultaneous speciation in biota and surrounding environmental media2011

    • 著者名/発表者名
      Itai, T., Hayase, D., Hyobu, Y., Horai, S., Kumagai, M., Tanabe, S
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Metallomics
    • 発表場所
      Munster, Germany
    • 年月日
      2011-06-17

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公開日: 2013-06-26  

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