水・底質の水銀循環を定量する同位体を組み込んだ物質動態モデルの構築

构建包含同位素的材料动力学模型以量化水和沉积物中的汞循环

基本信息

批准号：
21J14671
负责人：
齋木真琴
金额：
$ 0.96万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14671/
关键词：
プロセスモデル安定同位体水銀窒素河口沿岸域水田

项目摘要

本研究の目的は、水域における水銀の生物化学反応を再現・予測するために、過去に提案された物質量モデルを同位体で検証可能なシステムとして再構築し、水銀汚染が顕著な地域でその適用性を評価することであった。しかし昨年度は、新型コロナウイルス感染症の影響を受けて現地調査の実施が難しかったため、本研究担当者が過去に収集することができていた山梨県及びベトナム北部の水田における窒素に関する濃度および同位体比データを用いることで、物質量計算と同位体比計算から成る窒素プロセスモデルの確立を進めていた。水銀と窒素は生物化学反応の計算方法や着目する水・土壌の反応場に共通する部分があり、本研究目的の達成にも貢献できると考えられる。当該年度では、昨年度までに組み立てた物質量計算を窒素汚染の深刻なベトナム北部の水田にも適用し、山梨と比較することで、水の流れ及びインプットされる窒素形態が窒素プロセスに大きな影響を与えていることがわかった。ベトナム北部での結果は地域スケールの既存モデルと組み合わせることで、対象水田を含む農村地域全体の窒素フロー解析に発展させ、地域内で排出された窒素を水田が蓄積している可能性を見出した。当該年度中に沿岸域における水銀濃度・同位体比の観測が盛んなフランスへ渡航が可能となり、共同研究機関であるポー大学で現地研究者と水銀プロセスモデルの確立方法を再検討し、計算に必要な現地観測データの収集および整理を行った。帰国後は、水銀プロセスモデルの物質量計算部分の組み立てに取り掛かっている。水域の水銀濃度は微量であり、物理、生物化学反応への影響要因は未だに不明な点も多いが、潮汐、光、塩分濃度、浮遊粒子状物質濃度等の要因を考慮した本研究のモデル計算はそれの解明に大きく貢献できる。今後は研究例もほぼない懸濁態を含めた物質量計算に挑戦し、最終的には同位体情報の組み込みを目指している。

本研究的目的是将过去提出的物质数量模型重构为可以用同位素验证的系统，以再现和预测汞在水体中的生化反应，并将其应用于汞污染的地区目的是评估其适用性。然而，去年，由于新型冠状病毒感染的影响，很难进行实地调查，因此研究人员能够从山梨县和越南北部的稻田中收集氮浓度和同位素。过去，我们利用比率数据来建立由物质量计算和同位素比率计算组成的氮过程模型。汞和氮在我们关注的生化反应的计算方法以及水和土壤的反应场中具有共同点，认为它们可以有助于实现本研究的目的。本财年，我们将上一财年所做的材料计算应用于氮污染严重的越南北部稻田，并与山梨县进行比较，发现水的流量和投入形式我发现氮气对氮气过程有很大影响。通过将越南北部的结果与现有的区域尺度模型相结合，我们对包括目标稻田在内的整个农村地区进行了氮流量分析，发现稻田可能正在积累该地区排放的氮。在本财年中，我得以前往法国，那里对沿海地区汞浓度和同位素比的观测很流行，我重新考虑了与波城大学当地研究人员建立汞过程模型的方法，这是一项联合研究我们收集并整理了必要的实地观察数据。回到日本后，他开始组装汞工艺模型的材料量计算部分。水体中汞的浓度微小，许多影响物理和生化反应的因素尚不清楚，但本研究的模型计算考虑了潮汐、光照、盐度和悬浮颗粒物浓度等因素，可以极大地提高水体中汞的浓度。有助于阐明这一问题。未来，我们将迎接计算物质含量的挑战，包括悬浮物的含量，这方面几乎没有研究，最终目标是纳入同位素信息。