陸域における重元素同位体比変動と環境復元指標としての評価

本研究では，陸水試料のクロム同位体分析のための濃縮法として固相抽出ディスクを採用した手法を検討してきたが，汽水や海水のように硫酸イオンを多量に含む試料には適さないことが予備実験から分かった．そこで，今年度は新たに鉄(II)水酸化物共沈法と高感度MC-ICPMS分析の基礎検討を行った．濃縮法では，適切な共沈剤の添加量，pH，熟成時間を決定し，河川水および汽水試料で95-98%の回収率が得られる条件を決定した．装置条件検討では，sweepガス流量の調整により中分解能モードで約50-100 ng Crの微少量で分析可能であることを確認した．また，δ53Cr値が-5‰から+9‰の標準試料を作製し，DS-TIMSとMC-ICPMSの測定値の比較から分析値の妥当性についても確認した．しかし，陸水試料では，δ54Cr値とδ53Cr値 の非質量依存の関係が見られた．原因については今後究明していく．さらに，昨年度の調査より，流下に伴いクロムの価数変化が示唆された高知県の二つの河川において，河川水を採取し，クロムの存在形態および同位体比の変動を調べた．その結果，周辺から生活排水が流入しているK川では，流下に伴い塩濃度が増加するにつれて，全クロム濃度の減少，Cr(VI)からCr(III)への還元，δ53Cr値の上昇傾向が確認され，生活排水由来の有機物による還元および河川水からの除去が生じていることが示唆された．一方，周辺が農耕地域であるS川では，流下に伴い全クロム濃度は減少するが，クロムの価数および同位体比の変動はK川と比較して緩慢であった．これは，クロム濃度の低い河川水もしくは海水との混合による単純希釈がS川でのクロム濃度減少の主な要因であると考えられる．今後は溶存有機物濃度や微量元素濃度，懸濁物粒子中のクロム濃度の関係から化学種変化と同位体比変動の要因についてより詳細を明らかにしていく．

本研究では，陸水試料のクロム同位体分析のための濃縮法として固相抽出ディスクを採用した手法を検討してきたが，汽水や海水のように硫酸イオンを多量に含む試料には適さないことが予備実験から分かった．そこで，今年度は新たに鉄(II)水酸化物共沈法と高感度MC-ICPMS分析の基礎検討を行った．濃縮法では，適切な共沈剤の添加量，pH，熟成時間を決定し，河川水および汽水試料で95-98%の回収率が得られる条件を決定した．装置条件検討では，sweepガス流量の調整により中分解能モードで約50-100 ng Crの微少量で分析可能であることを確認した．また，δ53Cr値が-5‰から+9‰の標準試料を作製し，DS-TIMSとMC-ICPMSの測定値の比較から分析値の妥当性についても確認した．しかし，陸水試料では，δ54Cr値とδ53Cr値 の非質量依存の関係が見られた．原因については今後究明していく．さらに，昨年度の調査より，流下に伴いクロムの価数変化が示唆された高知県の二つの河川において，河川水を採取し，クロムの存在形態および同位体比の変動を調べた．その結果，周辺から生活排水が流入しているK川では，流下に伴い塩濃度が増加するにつれて，全クロム濃度の減少，Cr(VI)からCr(III)への還元，δ53Cr値の上昇傾向が確認され，生活排水由来の有機物による還元および河川水からの除去が生じていることが示唆された．一方，周辺が農耕地域であるS川では，流下に伴い全クロム濃度は減少するが，クロムの価数および同位体比の変動はK川と比較して緩慢であった．これは，クロム濃度の低い河川水もしくは海水との混合による単純希釈がS川でのクロム濃度減少の主な要因であると考えられる．今後は溶存有機物濃度や微量元素濃度，懸濁物粒子中のクロム濃度の関係から化学種変化と同位体比変動の要因についてより詳細を明らかにしていく．