イオン-分子反応を利用した迅速同位体分析に基づく地下水流動解析

基于离子-分子反应快速同位素分析的地下水流分析

• 批准号: 22K12349
• 负责人: 谷水 雅治
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12349/
• 关键词: ICP質量分析法; イオン-分子反応; 同位体; 化学種; 地下水; 同位体トレーサー; 質量分析; ICPMS; 微量元素

地球化学的手法を用いた地下水の流動方向や混合解析の研究では、各種同位体トレーサの迅速分析法の確立が必要である。本研究では、各分析対象同位体イオンの質量分析において、質量分析装置内部の反応セルでのイオン-分子反応により、積極的に衝突させる反応ガス分子の種類や導入量、反応ガス分子への測定対象イオンの衝突速度(運動エネルギー)の各項目を変化させ、検出感度の向上および干渉イオンを最大限に除去できるよう、装置条件の最適化を試みている。本年度は、さまざまな元素のイオンに対して、反応セル内に酸素ガス分子を導入し、目的イオンと多原子分子イオン干渉との間の反応性の違いを検証した。従来の質量分析手法では高感度定量が困難であった、236Uや32S、31Pや87Srの各核種について、熱力学的に予想されるイオン-分子反応の発熱性/吸熱性との整合性を確認した。とくに、元素イオンと酸素ガスとの間の反応では、元素イオンの酸素原子との間の親和性によって反応性が大きく異なるため、周期表上で隣接および同族に分類される元素を含めて、反応割合と生成化学種に関するデータを取得した。また、陸水試料について、クロマトグラフィーを用いて元素の溶存化学種ごとに分離定量する手法に、本研究手法によるイオン-分子反応を組み合わせることで環境中に存在する元素化学種の高感度検出を試みた。その結果、87Srと同重体干渉する87Rbについて、酸素ガスとは両イオンとも吸熱的に反応するが、衝突速度をあげることにより、87Srの酸化物イオンへの変換が促進される一方、87Rbは衝突速度を上げても酸化物イオンへの変換は促進されないことを確認した。また、溶存化学種ごとの分析では、人為起源的に環境に付加した有機リン化合物の定量に関する、溶離液とpHの最適化を行い、各種有機リン化合物の相互分離定量を試みた。

Geochemical techniques are used to determine the necessary conditions by using the mixed analysis of the flow direction of groundwater and the rapid analysis of various isotopes. In this study, the results of this study are as follows: quantitative analysis, quantitative analysis and quantitative analysis. The sensitivity goes up and down, the maximum limit is removed, and the installation conditions are optimized. This year, in the current year, the elements have been introduced, the internal acids have been detected, the molecules have been introduced, and the polyatomic molecules have been detected in this year. Quantitative analysis methods were used to determine the sensitivity of high-sensitivity quantitative analysis, 236U

项目成果

Lithium isotope systematics of Arima hot spring waters and groundwaters in Kii Peninsula

纪伊半岛有马温泉水和地下水的锂同位素系统学

• DOI: 10.2343/geochemj.gj22015
• 发表时间: 2022
• 期刊: GEOCHEMICAL JOURNAL
• 影响因子: 0.8
• 作者: Umam Rofiqul;Tanimizu Masaharu;Nakamura Hitomi;Nishio Yoshiro;Nakai Ryo;Sugimoto Naoto;Mori Yasunori;Kobayashi Yuuki;Ito Akane;Wakaki Shigeyuki;Nagaishi Kazuya;Ishikawa Tsuyoshi
• 通讯作者: Ishikawa Tsuyoshi

イオン-分子反応を用いたオンライン同重体干渉除去による87Sr/86Sr分析手法の確立

利用离子分子反应在线消除同量异位干扰的 87Sr/86Sr 分析方法的建立

• 发表时间: 2022
• 作者: 森本貴裕;谷水 雅治
• 通讯作者: 谷水 雅治

親水性相互作用クロマトグラフィーを用いたクロムの化学形態別迅速定量法の確立

亲水相互作用色谱快速定量测定铬各化学形态的方法的建立

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤茜;森下雄平;谷水雅治
• 通讯作者: 谷水雅治

水の安定同位体分析を通して見えてきた熊本地域における 地下水流動機構の空間特性ならびにその季節変動

通过水的稳定同位素分析揭示熊本地区地下水流机制的空间特征及其季节波动

• 发表时间: 2022
• 作者: 相原泰斗;細野高啓;中川 啓;天野弘基;一柳錦平
• 通讯作者: 一柳錦平

地下水分析のための微少量ウランによる 高精度234U/238U同位体比分析法の確立

建立用于地下水分析的痕量铀高精度234U/238U同位素比分析方法

• 发表时间: 2022
• 期刊: 質量分析
• 作者: 栗林千佳;谷水雅治
• 通讯作者: 谷水雅治