水・底質の水銀循環を定量する同位体を組み込んだ物質動態モデルの構築

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本研究の目的は、水域における水銀の生物化学反応を再現・予測するために、過去に提案された物質量モデルを同位体で検証可能なシステムとして再構築し、水銀汚染が顕著な地域でその適用性を評価することであった。しかし昨年度は、新型コロナウイルス感染症の影響を受けて現地調査の実施が難しかったため、本研究担当者が過去に収集することができていた山梨県及びベトナム北部の水田における窒素に関する濃度および同位体比データを用いることで、物質量計算と同位体比計算から成る窒素プロセスモデルの確立を進めていた。水銀と窒素は生物化学反応の計算方法や着目する水・土壌の反応場に共通する部分があり、本研究目的の達成にも貢献できると考えられる。当該年度では、昨年度までに組み立てた物質量計算を窒素汚染の深刻なベトナム北部の水田にも適用し、山梨と比較することで、水の流れ及びインプットされる窒素形態が窒素プロセスに大きな影響を与えていることがわかった。ベトナム北部での結果は地域スケールの既存モデルと組み合わせることで、対象水田を含む農村地域全体の窒素フロー解析に発展させ、地域内で排出された窒素を水田が蓄積している可能性を見出した。当該年度中に沿岸域における水銀濃度・同位体比の観測が盛んなフランスへ渡航が可能となり、共同研究機関であるポー大学で現地研究者と水銀プロセスモデルの確立方法を再検討し、計算に必要な現地観測データの収集および整理を行った。帰国後は、水銀プロセスモデルの物質量計算部分の組み立てに取り掛かっている。水域の水銀濃度は微量であり、物理、生物化学反応への影響要因は未だに不明な点も多いが、潮汐、光、塩分濃度、浮遊粒子状物質濃度等の要因を考慮した本研究のモデル計算はそれの解明に大きく貢献できる。今後は研究例もほぼない懸濁態を含めた物質量計算に挑戦し、最終的には同位体情報の組み込みを目指している。