水素による環境負荷評価に向けたバックグラウンド水素の濃度と同位体比精密測定の試み

尝试准确测量背景氢浓度和同位素比以评估氢对环境的影响

基本信息

批准号：
19651002
负责人：
蒲生俊敬
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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

项目摘要

前年度製作の可搬型高精度ガス分析システムに改良を加えつつ,フィールド観測への応用を図り,沿岸及び外洋海水中に溶存する水素の分析データを蓄積した。水素の供給源や消費速度について他の気体とも比較しつつ考察を進めた。平成20年5月19日〜5月26日,および同年10月20〜22日にかけて,東京大学海洋研究所附属国際沿岸海洋センター(岩手県大槌町)に本システムを持参し,大槌湾内および大槌川河口域での観測を実施した。河口域において大気平衡時濃度の95倍という極めて高濃度の溶存H_2を観測した。大槌湾における溶存H_2,COおよびCH_4濃度は,塩分との関係からみて,濃度の高い河口域の水,濃度の低い大槌川の水,および外洋性の海水の混合によって決まると推定した。また,大槌湾表層水の溶存H_2はすべて過飽和(136〜9478%)であり,このことから大槌湾表層水から大気への明確なH_2の放出を明らかにした。溶存H_2とCOは類似した挙動を示すことから,同一の供給源すなわち有機物の無機的な光分解に由来する可能性のあることを示したなお,大槌川河口域では高濃度の溶存CH_4が検出されたことから,還元的な微小環境の存在が示唆され,そこでH_2も生成する可能性がある。さらに,外洋域でもデータを取得するため,6月24日から7月4日にかけて,学術研究船「淡青丸」KT-08-14航海に参加し,相模湾・伊豆黒潮周辺海域における溶存H_2およびCO濃度の観測を行った。黒潮海域ではクロロフィル濃度極大と溶存H_2濃度極大の深度が合致することを見いだした。H_2濃度極大(過飽和)をもたらすプロセスとして,(1)有機物の非生物的な光分解,(2)微小還元環境での嫌気性バクテリアによる有機物の発酵による生成,および(3)海洋シアノバクテリア等の窒素固定に伴う生成,の可能性を指摘した。9月17日〜9月19日に開催の日本地球化学会年会および日本海洋学会秋季大会において中間発表を行ってレヴューを受け,平成21年3月までに最終結果を取り纏めた。

在改善了去年生产的便携式，高精度的气体分析系统的同时，该公司旨在将其应用于现场观测，并积累了溶解在沿海和开放海水中的氢的分析数据。我们讨论了氢供应源和消耗率，同时将其与其他气体进行比较。从2008年5月19日至5月26日，2008年10月20日至10月22日，该系统被带到东京海洋科学研究所的国际沿海海洋中心（伊瓦特县，伊瓦特县），并在奥茨基湾和乌斯基河口进行了观察。我们观察到河口区域大气平衡处的浓度是溶解的H_2的极高浓度，是浓度的95倍。据估计，奥茨基湾溶解的H_2，CO和CH_4的浓度估计是通过与盐度关系的高浓度河口水，低浓度的Otsuchi河水和开放海水的混合来确定的。此外，所有溶解的H_2都超饱和（136-9478％），揭示了H_2从Otsuchi湾的地表水清楚地释放到大气中。溶解的H_2和CO的相似行为表明它们可能是从相同的来源得出的，即有机物的无机光降解，但是检测高浓度的Otsuchi河口中的CH_4高浓度表明存在还原性微环境，同时也可以产生H_2的H_2。此外，为了在公开海洋地区获取数据，学术研究船“ Tanaomaru”从6月24日至7月4日参加了KT-08-14的KT-08-14航行，并观察到溶解的H_2和CO浓度在Sagami Bay和Izu Kuroshio当前的水域周围的水域中。发现叶绿素浓度的最大深度最大和溶解的H_2浓度最大值在黑素海区域匹配。指出了导致最高H_2浓度（SUSATURATION）过程的过程的可能性（1）有机物的非生物光降解，（2）在微循环环境中通过厌氧菌形成有机物的有机物，以及（3）与氮化固定剂和海洋cyanabacteria和nitrogen固定物的形成。在日本地球化学学会的年会上进行并审查了临时演讲，并于9月17日至9月19日举行的日本海洋学协会秋季会议，并于2009年3月汇总了最终结果。