淡水環境における有機物質移動の分子形状変化による把握

本研究では、水道水源域のメインである淡水環境に注目して、炭素循環における有機物質の物理化学的性状の変化を解析し、有機物質の動態特性を把握することで、水の起源推定や汚染源調査等の水質管理に役立てることを目的とする。そのために、異なる水環境においては有機物質の分子サイズ分布が変化することを想定し、淡水環境に存在する有機物質をその分子サイズを指標として分類するための手法を確立する。昨年度は、分子サイズ分布の検出を確実にするサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)分析法の検討を行い、基本的な分析条件を見出したが、再現性や応用性の観点からなお不充分な点が多かった。本年度は、溶離液のpHやイオン強度等の電気化学的状態と分離カラムサイズについてさらに詳細な検討を行い、リン酸緩衝液を溶離液とし、排除限界数千程度のカラムを組み合わせる条件により、比較的安定した分析が可能なことを確認した。次に、本分析手法を環境水中の有機物分析に適用することを試みた。昨年度までに、森林内降雨中の溶存有機物について分析を行い、分子サイズ構成は樹種および雨水の流下過程によって差があることを確認したが、本年度は対象をさらに流域レベルに広げて調査した。山梨県内の森林内降雨および、荒川流域の最上流部から下流都市部の河川水を分析した結果、各水域で分子サイズパターンに明らかな差が見られ、特に上流ほど高分子サイズの占める割合が大きくなること、藻類が繁殖する水域では中分子サイズに特徴的なパターンが認められることが明らかになった。これにより、淡水環境中の有機物質移動を分子サイズによって追跡できる可能性が示された。また、各水域中有機物の生分解性、加水分解性を検討した結果、高分子サイズ有機物の割合との関連性が示唆された。

本研究では、水道水源域のメインである淡水環境に注目して、炭素循環における有機物質の物理化学的性状の変化を解析し、有機物質の動態特性を把握することで、水の起源推定や汚染源調査等の水質管理に役立てることを目的とする。そのために、異なる水環境においては有機物質の分子サイズ分布が変化することを想定し、淡水環境に存在する有機物質をその分子サイズを指標として分類するための手法を確立する。昨年度は、分子サイズ分布の検出を確実にするサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)分析法の検討を行い、基本的な分析条件を見出したが、再現性や応用性の観点からなお不充分な点が多かった。本年度は、溶離液のpHやイオン強度等の電気化学的状態と分離カラムサイズについてさらに詳細な検討を行い、リン酸緩衝液を溶離液とし、排除限界数千程度のカラムを組み合わせる条件により、比較的安定した分析が可能なことを確認した。次に、本分析手法を環境水中の有機物分析に適用することを試みた。昨年度までに、森林内降雨中の溶存有機物について分析を行い、分子サイズ構成は樹種および雨水の流下過程によって差があることを確認したが、本年度は対象をさらに流域レベルに広げて調査した。山梨県内の森林内降雨および、荒川流域の最上流部から下流都市部の河川水を分析した結果、各水域で分子サイズパターンに明らかな差が見られ、特に上流ほど高分子サイズの占める割合が大きくなること、藻類が繁殖する水域では中分子サイズに特徴的なパターンが認められることが明らかになった。これにより、淡水環境中の有機物質移動を分子サイズによって追跡できる可能性が示された。また、各水域中有機物の生分解性、加水分解性を検討した結果、高分子サイズ有機物の割合との関連性が示唆された。