安定同位体比測定による海洋生物起源メタン・硫化カルボニルの生成過程の解明

通过测量稳定同位素比阐明海洋生物甲烷和硫化羰的生产过程

• 批准号: 19030007
• 负责人: 豊田 栄
• 金额: $ 5.12万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19030007/
• 关键词: 安定同位体比; メタン; 硫化カルボニル; 植物プランクトン; 測定法開発; 大気海洋; 環境分析; 地球化学

直接・間接的に地球の放射エネルギー収支に寄与するメタン(CH_4)と硫化カルボニル(COS)は、海洋表層-大気下層において生物活動に起因して生成するが、好気的CH_4生成の有無とその機構、COSの物質収支については不明な点が多く残されている。本研究では安定同位体比を利用して、植物プランクトンの培養実験による酸化的CH_4生成の検証と生成機構の解明、およびCOSの高感度・高精度硫黄同位体比測定法の開発と大気・海水試料への適用を試み、本年度は以下の成果が得られた。1. 研究協力者(学外研究者および大学院生)の協力も得て木崎湖、深見池、諏訪湖で植物プランクトンを採取し、無菌的に室温自然光条件下で培養した。CH_4の生成を確認するとともにその炭素同位体比を測定した。前年度北太平洋において採取した海水試料の分析結果の解析を進め、この海域で観測された亜表層の過飽和溶存メタンは微小粒子内の還元環境下でメタン生成菌によって生成されたものと推定した。今後、種々のプランクトンについて純粋培養して生物種、温度、光条件などに対する依存性についての研究を展開することにより、酸化的CH_4生成の重要性が明らかになると期待される。2. フラグメンテーションを利用したCOSの高精度硫黄同位体比測定法の開発を進めた。研究協力者(大学院生)の協力を得て、COS硫黄同位体比の標準試料の国際標準物質(CDT)に対する較正を行うために、COSの標準ガスを精製後、SF6に変換して4種硫黄同位体比を測定した。並行して大気・海水中に存在する微量COSを抽出、濃縮、分離するための前処理装置を試作し、GC/FPDと組み合わせて基礎実験を行った。今後、分析精度の向上、海水試料の分析法開発に取り組むことにより海洋表層-大気下層におけるCOSの挙動解明が期待される。

The direct and indirect effects on the earth's radioactive production are related to CH_4 and COS, and the causes and mechanisms of CH_4 production and COS production are unknown. In this study, the use of stable isotope ratio, the identification of CH_4 generation in plant culture, the development of high-sensitivity and high-precision sulfur isotope ratio determination, and the application of seawater sample were studied. 1. Research collaborators (non-academic researchers and university students) were able to cultivate plants in Lake Kisaki, Lake Fukami, and Lake Suwa under sterile conditions at room temperature and natural light. The formation of CH_4 was confirmed and the carbon isotope ratio was determined. The analysis results of seawater samples collected in the North Pacific Ocean in the previous year were analyzed and analyzed. The results showed that the supersaturated dissolved particles in the surface layer of the sea were detected and the formation of bacteria was estimated in the original environment. In the future, the importance of CH_4 generation in species, temperature and light conditions in pure culture of organisms is expected to be studied. 2. Development of High Precision Sulfur Isotope Ratio Method Using COS Research collaborators (university students) have been working together to determine COS sulfur isotope ratios of international standard materials (CDT) after calibration and purification of COS standard materials and SF6 conversion. A preliminary test of the pretreatment device for extracting, concentrating and separating trace COS in seawater and a GC/FPD combination are carried out. In the future, the improvement of analytical accuracy and the development of analytical methods for seawater samples are expected.

项目成果

針広混交林の伐採による窒素循環撹乱機構の安定同位体比による解釈

利用稳定同位素比解释针阔混交林砍伐造成的氮循环扰动机制

• 发表时间: 2008
• 作者: 戸張賀史;木庭啓介、柴田英昭、豊田栄、佐藤冬樹、吉田尚弘
• 通讯作者: 木庭啓介、柴田英昭、豊田栄、佐藤冬樹、吉田尚弘

北太平洋WOCE-PO1・PO3におけるメタンの挙動

北太平洋甲烷的行为 WOCE-PO1 和 PO3

• 发表时间: 2008
• 作者: 今井翔;吉田磨;河野恒平;豊田栄;藤井彩子;山田桂太;渡邉修一;吉田尚弘
• 通讯作者: 吉田尚弘

牛ふん堆肥化過程で発生するN2Oのアイソトポマー比

牛粪堆肥过程中产生的N2O同位素比例

• 发表时间: 2007
• 作者: 深澤真;豊田栄;前田高輝;長田隆;白石誠;吉田尚弘
• 通讯作者: 吉田尚弘

Measurements of stable carbon isotopic composition of ethane and propane over the western North Pacific and eastern Indian Ocean: auseM indicator of atmospheric transport process

西北太平洋和东印度洋乙烷和丙烷稳定碳同位素组成的测量：大气传输过程的auseM指标

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Atmospheric Chemistry 56(3)
• 作者: H.Naia;S.Toyoda;N.Yoshida
• 通讯作者: N.Yoshida

Isotopomer analysis of N2O produced during waste water treatment

废水处理过程中产生的 N2O 同位素异构体分析

• 发表时间: 2007
• 作者: S. Toyoda;A. Fujiwara;N. Yoshida
• 通讯作者: N. Yoshida