二酸化炭素の海水への溶存状態精密解析とオンサイト計測システム構築

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10558084
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 本水 昌二 岡山大学, 理学部, 教授 (50032826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高柳 俊夫 岡山大学, 理学部, 助手 (50263554) ; 大島 光子 岡山大学, 理学部, 助教授 (80108117)
• Keywords: 二酸化炭素 / フローインジェクション法 / 高感度検出試薬 / 海洋 / オンサイト計測 / 溶存状態

Research Abstract

大気中のCO_2および海水中に存在する全CO_2のオンサイト精密測定装置を開発し,(大気-海洋)間のCO_2の交換速度・量の正確な計測を現場で迅速に行うことを目的とした研究を進め,CO_2の小型オンサイト精密測定装置の試作に成功した.更に,二酸化炭素の高感度検出のために新規検出試薬を合成し,新しい検出反応の確立に成功した.これらの装置,試薬を用いて水溶液への二酸化炭素の溶解平衡の詳細な検討が可能となった.
1.二酸化炭素のオンサイト計測装置の小型化とポータブル化の実現 高効率ガス透過装置の開発を目的とし,透過率の効率化・長時間の安定化を達成するガス透過装置を設計・製作し,目的の性能を有することを確認した.小型ポータブル型FIA装置に組み込み可能なミニチュア化(長さ3cm,径2cm)にも成功した.後者を用いて,FIA方式小型ポータブル二酸化炭素測定装置の開発に成功した.この装置は,縦・横各16cm,奥行き32cmのワンボックス,重さ7.5kg,12Vバッテリー駆動方式,ノート型パーソナルコンピュータにデータ保存・処理可能な装置であり,世界で初めての本格的ボータブルCO_2測定装置である.
2.二酸化炭素の高感度検出試薬の合成・開発と反応系の開発 高感度吸光検出試薬の合成・開発として,ポータブル装置のLED光源(450nm,530nm,650nm)に対応できる試薬の合成・開発に成功した.酸解離定数が8〜9付近にあるニトロフェニルアゾナフトールスルホン酸類を中心に15種の誘導体を合成した、合成した検出試薬を用いる高感度検出反応系を構築し,水中の10^<-6>MのCO_2精密測定に初めて成功した.
3.水中の二酸化炭素の溶存状態精密解析 海水中の炭酸イオンの錯形成平衡の精密解析をキャピラリー電気泳動法(CE)により解析することに成功した.更に,Na^+,Mg^<2+>,Ca^<2+>等と炭酸イオン(HCO_3^-,CO_3^<2->)の錯平衡解析にも成功した.これらを基に海水中の二酸化炭素の溶存種解析が可能となり,(大気-海洋)間のCO_2の平衡を解析することを可能とした.

Research Products

• [Publications] 樋口慶郎: "精密分析用ガス透過システムの設計とガス透過/フローインジェクション法によるアンモニア態窒素の吸光光度定量"分析化学. 48. 253-259 (1999)
• [Publications] A.R. Timerbaev: "Separation of inorganic anions for analysis of sea water by capillary zone electrophoresis"Analytical Communications. 36. 139-141 (1999)
• [Publications] 樋口慶郎: "ポータブルフローインジェクション分析計の開発と窒素酸化物のオンサイト分析"分析化学. 48. 477-482 (1999)
• [Publications] 本水昌二: "高性能キャピラリー電気泳動法とその海水分析への応用"日本海水学会誌. 53. 166-179 (1999)