Mechanistic insights of microbial exudates in complexation and redox kinetics of iron and copper in aquatic environments

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水圏環境において植物プランクトンが一次生産に果たす役割は重要であり、その生育を制御する要因を把握する必要がある。本研究では植物プランクトンにとって必須微量栄養素である鉄や高濃度になると毒性を示す銅の沿岸域における分布とその存在状態を明らかにする。特に水中の銅の有機錯体の変化に関係するプロセスを解明する。2022年度は岩手県大槌湾および流入河川において、2回のフィールド観測を行った。全溶存態銅・有機配位子分析のための海水試料を採取した。ニスキン-X採水器を用いるクリーンサンプリング法を適用して、金属の汚染のない海水試料を得ることができた。まず溶存態銅の分布を明らかにし、その供給源や除去過程を検討した。また、溶存有機炭素濃度を測定し、その分布を調べた。さらにカソーディックストリッピングボルタンメトリー(CSV)法、三次元蛍光光度法、吸光光度法を用いて海水中の腐植物質濃度を比較し、分析法の問題点についても検討した。CSV法によって測定された電気化学的に活性のある腐植物質については、銅の錯化容量を調べた。これまでに大槌湾で調べられている銅に対する有機配位子濃度、条件安定度定数から銅有機錯体濃度を計算し、腐植物質がどの程度寄与しているかを推定した。ここまでに得られた溶存銅の濃度分布、腐植物質の分布についての結果を取りまとめ、国際学術誌に投稿するための論文執筆を行なった。河口域での腐植物質の分布を見ると、河川水と海水の混合域において腐植物質が急速に除去されていることがわかる。三次元蛍光光度法によって測定された腐植物質は、陸起源腐植物質と海洋環境で生成された腐植物質に分けることができる。これらの画分濃度と銅錯化容量を比較することにより、銅有機配位子の生成過程を検討した。