4．自然環境グループ
Nature Environment Group
本グループは 7 つの研究課題と 2 つの業務課題から構成されており、地球規模から地域レベル、並び（MMHg）、ジメチル水銀（DMHg）の存在割合を明らかにした。

に水俣湾周辺における水銀の環境循環の解明を目はじめに、水銀フラックスに関する研究では、より確

指して、野外調査、室内実験、各種分析などを含め度の高いデータを得るために、これまでのバッチ式でた総合的な研究を行っている。研究対象とする媒体はなく、連続的にデータを得ることができる気液平衡

は、大気、水、土壌、底質、生物と多岐にわたってお器を用いたシステムの改良を行った。水銀を計測すり、とりわけ生物相においては植物プランクトン等のるために平衡器内に導入した大気の流量を大きくす

低次生産者からカジキ等の大型消費者までを網羅しることが必要であったが、それにより平衡器内の水位

た幅広い研究課題設定となっている。野外調査におを一定に保つことが困難となっていた。水位を一定にいても、大気・降水中水銀モニタリングは日本列島の保つための排水弁を取り付けることでシステムの安定

各地で実施しており、海洋観測は水俣湾や瀬戸内海的な運転が可能となった。2022 年 1 月下旬から 2 月などの沿岸域から北部太平洋の外洋域までの広範中旬に実施したかいめい航海 KM22-02 で試験的に囲で実施されている。また、水銀安定同位体比を利運用し、夜間における無人運転も可能であることがわ

用した水銀放出源や化学反応プロセスの解明にも挑かった。

戦している。さらに、国内外の研究機関とも協力し、次に、2021 年 5 月に実施した北光丸航海により親水俣条約発効に伴う有効性評価に資する比較可能

潮域の観測点 5 測点において、サイズ別プランクトン

な環境中水銀データを得るために活動している。一中メチル水銀濃度並びに海水-プランクトン間分配係方、水銀研究や科学技術の教育・普及を目的として、数の実測値を得た。プランクトン中メチル水銀濃度は小・中学生、高校生を対象としたアウトリーチ活動にも0.1～0.55 pmol/g wet の範囲であり、サイズの増大に精力的に取り組んでいる。

伴う濃度上昇は見られず、サイズや測点間での変動

2021 年度の各研究課題及び業務課題の研究概が大きかった。また、分配係数は 0.42～2.87 x 104
L/Kg であり、親潮-黒潮移行域で最大の値を示した。

要は以下のとおりである。

そのため、海域の特性により変動していることが示唆［研究・業務課題名と概要］

された。

[1]海洋中における形態別水銀の鉛直分布構造の要

一方、昨年度 10 月に伊豆・小笠原海域で採取した海水試料の形態別水銀分析を完了し、主要な 4 形

因解明（プロジェクト研究）
丸本幸治（環境・保健研究部）

態の鉛直分布を得た。総水銀濃度は表層で低く、深本研究では、北太平洋を主なフィールドとして海洋層域で高かったが、水深 1,000m 以下の深層水にお中における水銀の鉛直構造を支配する要因を理解し、ける値は太平洋における他の観測例に比べて低かっ

かつ数理モデルへの応用を考慮して可能な限り定式た。海洋深層では Hg(II)が支配的であり、逆に表層化することを目的としている。そのため、表層及び亜では Hg(0)の割合が高かった。MMHg 及び DMHg は

表層における水銀濃度変動に影響すると考えられる

中層と深層で高く、DMHg は表層でも高かった。また、

大気－海洋間の水銀フラックスと海水－植物プランク

DMHg>>MMHg と な っ てお り 、 他 の 観 測 例 よ りもトン間の分配係数に関する観測を行った。また、昨年

DMHg の割合が高いことから、分析法の再確認が必

度に伊豆・小笠原海域で採取した海水試料の形態要である。

別水銀分析を行い、主要な 4 形態である金属水銀（Hg(0)）、無機水銀化合物（Hg(II)）、モノメチル水銀[2]土壌及び水・底質環境中における水銀の動態に- 91 -

関する研究（基盤研究）ュベーション実験の結果、OPP の変動と連動して海松山明人（国際・総合研究部）

水中の溶存態水銀濃度が増加した。

新規課題として表記のテーマを設定し、以下に示す 3 項目の内容について研究を行ったので、それぞ[3]大型海洋生物等におけるセレンとの複合体形成にれの成果概要について述べる。

よるメチル水銀毒性の生体防御（基盤研究）① 海水中における水銀メチレーション特性の検討

丸本倍美（基礎研究部）

2021 年度は 2014 年から 2018 年まで実施された食物を通じて体内に取り込まれたメチル水銀は体

水俣湾の水質観測結果を参考に水俣湾生海水及び、内で徐々に無機水銀に変換される。無機化する能力

0.8 ミクロンのメンブランフィルターで濾過した海水をは動物種によって様々である。必須金属であるセレン用いて研究を進めた。特に海水温を三段階、炭素基が無機化に大きな役割を果たすことが知られている質としてグルコースを加えてインキュベーション実験

が、全容は不明である。これまで、水銀やセレンの臓を行った。結果として、水俣湾の水質観測で得られた器内での分布について X 線プローブマイクロアナラ

結果に準じて海水温 20℃、生海水で最も水銀メチレ

イザー（EPMA）を用いて病理学的に検索することで、ーションが発現した。

動物種による無機水銀およびセレンの分布の違いを② 八代海に堆積した底質に含まれる水銀の分布特明らかにしてきた。EPMA の諸臓器中のどの細胞に性と底質中水銀の由来把握

水銀やセレンが凝集するのかを明らかにできる特徴

これまでデルフト３D による底質移動ミュレーションを生かし、大型海洋生物、特に、歯クジラ類、カジキ

結果（主に粘土粒子が水俣湾から八代海へ移動する）

類における水銀およびセレンの組織内分布を明らかと八代海表層底質中の比較的高い総水銀濃度の平にしていく。歯クジラ類の中でもこれまではマイルカ科

面分布結果はよく一致していた。そこで本年度も水俣のクジラの報告がほとんどであったため、これまでに湾外から天草海域までに分布する底質試料数 10 カ

報告のない歯クジラ類のネズミイルカ科のクジラに注所を対象に、昨年度開発した分級手法を適用し底質目し、性成熟度および体長と諸臓器に含まれる総水粒子を分級させ、底質の粒度別に総水銀濃度を測

銀濃度の関係に注目して研究を行った。

定した。その結果、鉛直方向の深度別、地点別で区分けされた底質中の総水銀濃度に違いが明確に見[4]魚類への水銀蓄積の起点となる基礎生産者動態られた。マルチコレクターによる同位体分析では、今と食物連鎖を介した生物濃縮に関する研究（基盤研

年度新たに有明海、鹿児島湾から底質を採取し同位究）

体分析を行った。解析の結果、有明海及び鹿児島湾

吉野健児（環境・保健研究部）

で採取された底質は八代海、天草海域の底質中に沿岸食物網における中心的基礎生産者は一般に含まれる水銀同位体 δ199Hg を主として有意に異な浮遊性植物プランクトンであり、表層だけでなく沈降っていることがわかった。

により底層魚介類の生産にも寄与する。しかしながら③ 水俣湾の水質変動に伴う水俣湾底質の特性変化

水俣湾では浮遊性植物プランクトンよりも底生微細藻の把握類の寄与が大きい。底泥は海水より水銀濃度が高く、2021 年度は袋湾で採取された表層底質を用いて、底生藻類由来の水銀が食物連鎖を通して底魚類で水俣湾の底質直上をモデル化した実験系を作成した。

の相対的に高い水銀蓄積を招いている可能性がある。

水質環境の変化が底質からの水銀溶出にどのような本研究では知見が不足している基礎生産者の現存影響を与えるのかに着目して事件を行った。溶存炭

量動態とそれらに影響を与えうる環境パラメータの把素分としてグルコースを加え、窒素および空気バブリ

握、それら基礎生産者と消費者の安定同位体・水銀ングを行いながらインキュベーション実験を行った。

分析を行っている。

結果、窒素バブリングを実施した還元状態でのインキ- 92 -

2021 年度は昨年度から継続して浮遊性プランクト

ンの動態調査と、走光性を利用した底生微細藻類を蛍光管の分析ではガス状水銀、ガラス管付着水銀、

安定的に採取する方法の確立と分析に取り組んだ。

電極付着水銀に分けて分析を行い、その結果は、ど

その結果、浮遊性植物プランクトン動態についてはの箇所の水銀もこれまで報告されている石炭燃焼や夏季の現存量が最も高く、昨年度同様、梅雨明け後

天然ガスに含まれる水銀の同位体組成と比べて大きの塩分成層と好天によるブルーム形成によるものだ

く変動しており、蛍光管使用による放電により蛍光管った。植物プランクトン細胞数や栄養塩環境も八代海

内で同位体分別が起こっていることが示唆された。使

平均を下回る時期が多く、水俣湾の基礎生産は高く用された蛍光管はこれらの同位体分別が反映したガないと推察された。底生微細藻類については、春季

ス状水銀になるため、仮に大量の蛍光管が破裂するから初夏にかけて現存量が多いが夏季以降は少なく、ような事故が起こった場合、この同位体組成測定によ

野外の透明度環境と同調していた。現存量の少ない

りその影響を大気測定で捉えられる可能性が示唆さ時期に実験的に純度の高い試料を十分量採取するれた。

のはまだ難しく、更なる手法の工夫が必要である。
[6]海洋におけるメチル水銀の形態変化過程に関与[5]発生源別水銀安定同位体組成のキャラクタリゼー

する微生物群の動態解明（基盤研究）

ション（基盤研究）多田雄哉（環境・保健研究部）
伊禮 聡（環境・保健研究部）

本研究では、様々な海域(沿岸域から外洋域まで)

本研究は環境試料に含まれる水銀の発生源と考における海洋観測を実施し、海水中の形態別水銀濃えられる試料を調達し、その水銀安定同位体比と変度を分析すると同時に、水銀メチル化及び脱メチル

動範囲を把握し（発生源別初期同位体組成のインベ化に関連する微生物遺伝子群をメタゲノム解析並びントリーの構築）、成果を国際的なジャーナルや学会に分子生物学的手法を駆使して解析することで、海で報告することで、水銀安定同位体測定を用いた環

洋における微生物学的なメチル水銀生成・分解機構

境中の水銀動態研究の進展に貢献することを目的とに関する知見を得ることを目的としている。2021 年度する。

は特に沿岸域(水俣湾)に着目した解析を実施した。

2021 年度の実施内容は、阿蘇の野焼きから発生

沿岸域では外洋域と比較して粒子態有機物が多く、するガス状水銀のサンプリング、蛍光管や温度計に既往研究の結果から、粒子態有機物及びそれに付含まれる水銀の定量・安定同位体比分析、及びこれ着している微生物群がメチル水銀の動態に関与してらの解析と研究成果発表とした。

いる可能性が示唆されている。しかしながら水俣湾に

阿蘇の野焼きの際に捕集したガス状水銀の濃度は、関するこれらの情報は希少である。本研究では、野焼きが行われない日に比べて濃度が上昇していた2021 年 4 月及び 6 月に水俣湾湾央の水深 2 m 並びことから、野焼きにより地表に沈着した水銀が直接、に 10 m から採取した海水中の溶存態(<0.2 µm)及びあるいは沈着した水銀が一度植物にこまれて再放出

粒子態(小型粒子[0.2~3 µm]、大型粒子[>3 µm])画されていることがわかった。その同位体組成には質量分試料に対して、総水銀・メチル水銀分析を行うと同に依存しない同位体分別が確認され、これまで報告

時に、水銀メチル化遺伝子(hgcAB)、脱メチル化遺のあった植物が取り込んだ水銀と似た値を示した。

伝子(merB)、水銀還元酵素遺伝子(merA) を対象に温度計に含まれる液体金属水銀の同位体分析か

メタゲノム解析を実施した。

ら、とても高い精度で 5 つの水銀同位体比を得ること

本研究の結果から、4 月の水深 2 m から取得したができた。しかし、文献値と比べると、多くの金属水銀、

大型粒子画分で hgcA が検出されたことから、水俣湾

あるいは鉱物原料に含まれる水銀の安定同位体比においても粒子態有機物中で微生物学的な水銀メはどれも似た値を示し、安定同位体比を使用してもチル化が起こっている可能性が示唆された。また、す産地を区別するのは難しいことが判った。

べてのメタゲノム試料中で merB 遺伝子が検出された- 93 -

ことから、深度や粒子画分に関係なくメチル水銀の微新規業務課題として表記のテーマを設定し、いい

生物学的分解が起こっている可能性が示唆された。

かに示す 2 項目の内容にて業務を行ったので、そのmerA 遺伝子に関しても、4 月の粒子画分を除く全て

成果概要について述べる。

の試料で検出されたことから、水俣湾水柱において① 水俣湾水質モニタリング

微生物による Hg(II)→Hg(0)への還元も起こっている可能性が示唆された。

全体で年 3 回（2020 年 5 月、8 月、12 月）に水俣
湾及び採水モニタリング行った。採水場所は、水俣
湾内の 3 ヶ所（裸背、湾奥、恋路島）で行った。親水[7]アジア－太平洋地域における大気中水銀の中・長護岸水質モニタリングは、水俣病情報センター地先期的濃度変動要因に関する研究（基盤研究）からフェリー乗り場に至るまでの埋め立て地護岸壁の丸本幸治（環境・保健研究部）

5 カ所で年３回（4 月、8 月、12 月）に行った。結果、水俣条約の有効性評価に資する大気・降水中水2020 年度の水俣湾の溶存態総水銀濃度の全体平

銀濃度の継続的なデータを取得するため、水俣市と均値は 0.30±0.07ng/L、溶存対メチル水銀は福岡市で大気中水銀の連続モニタリングを実施した。

0.06±0.02ng/L であった。親水護岸は溶存態総水銀

本研究では、これらのデータを解析し、季節変動や濃度が 1.64±0.97ng/L であった。

経年変動の有無とそれらの要因、並びに放出源の影② 水俣地域における各種活動支援（副題 水俣湾に響も明らかにすることも目的としており、福岡市におけおける効率的な牡蠣養殖技術の開発）

る大気汚染物質との相関解析や大気微粒子中金属

今年度の昨年度と同様に袋湾、丸島港、水俣川の濃度の調査も行った。また、火山からの水銀放出の三ヶ所に生簀を設置し牡蠣養殖実験を行った。今年

影響を調べるため、昨年度に引き続き、阿蘇中岳第度は昨年度の夏期台風時に生簀が破壊された経験

一火口の北側に位置する仙酔峡において大気中連を生かし、沈下橋型生簀、及び養殖は吊るし方式で続モニタリングも実施した。しかしながら、仙酔峡におはなく養殖カゴを用いた。今年度も夏期に台風に見ける大気中水銀モニタリングでは、使用しているモニ

舞われ水俣川水量が大幅に増大したが、破壊される

タリング装置の不具合により特異な日変動データがことはなかった。2021 年 4 月より開始した養殖実験の得られている可能性が高いことがわかった。そのため、結果、結果として牡蠣生育が最もよかった場所は袋2021 年 10 月より装置を別のものと交換した。火山か湾であった。また今年度から採用した養殖カゴの効らはガス状酸化態水銀が多く放出している可能性も果は大きく、最終的に初期投入した牡蠣 700 個体のあるため、現在はガス状金属水銀、ガス状酸化態水

うち半数以上が生育した（昨年度は 20％以下しか生

銀及び微小粒子中水銀の濃度を形態別にモニタリン

育しなかった）。海水中のクロロフィル濃度では、全般

グしてデータを蓄積している。

として袋湾が最も高かった。

一方、水俣市、平戸市、福岡市、松江市、御前崎
市、つくば市の 6 地点で降水中水銀のモニタリングを[9]小・中学生を対象とした科学技術研究に関するア

継続した。降水中水銀モニタリングについては、水俣

ウトリーチ活動（業務）条 約 へ の 対 応 か ら ア メ リ カ 地 質 調 査 所 （ U.S.

丸本倍美（基礎研究部）

Geological Survey）主導の国際的な精度管理プログ

研究者や研究機関は、科学的知識や研究成果等

ラムへの参加や台湾中央大学との共同研究を行い、を国民に周知することが求められている。国水研が位データの信頼性の確保に努めた。

置する水俣市は水俣病が発生した町として国内外に知られているが、小中学生の水銀そのものに対する[8]水俣湾水質モニタリング及び水俣地域における各知識は乏しい。そこで、水俣市内の小中学校におい

種活動支援（業務）て水銀に関する出前授業を実施し、水銀に関する正松山明人（国際・総合研究部）

しい知識を提供する。また、双方向性を重視するため- 94 -

に、研究者からの一方的発信ではなく、出前授業後に質問箱を設置し、子供たちからの質問に答えること
でフィードバックを可能とする。併せて、水銀に関する出前授業以外に依頼された事案についても積極的に対応することで地域に貢献する。2021 年度は水俣
市内の小学校にて出前授業を行い、併せて質問箱の設置及び回答の作成を行った。

- 95 -

■自然環境グループ（プロジェクト研究）[1]海洋中における形態別水銀の鉛直分布構造の要因解明
Study on factors influencing the vertical distribution in speciated mercury in the ocean［主任研究者］［キーワード］
水 銀 (Mercury) 、 大 気 ‐ 海 洋 交 換 (Air-sea

丸本幸治（環境・保健研究部）

exchange) 、海洋生物 (Marine wildlife) 、生物蓄積研究の総括、実験全般の実施(Bio magnification)、鉛直分布（Vertical profile）［共同研究者］
多田雄哉（環境・保健研究部）［研究課題の概要］

海洋観測及びプランクトンへの水銀取込実験等

海洋における総水銀とメチル水銀の濃度は表層で

武内章記（国立環境研究所）

低く、水深が深くなるにつれて高くなる傾向がある。メ

海洋観測の共同実施及び水銀の形態分析に関

チル水銀については中層において特異的に濃度がする助言

高いことも知られている。このような鉛直分布を決定

河合 徹（国立環境研究所）する要因について、以下の観点から定量的に明らか

海洋観測、モデルパラメータに関する助言にすることを目指す。対象とする海域は地球規模で竹田一彦、岩本洋子（広島大学）

俯瞰してデータが少ない北太平洋西部を主とする。

沿岸域における海洋観測協力

はじめに、同海域における海洋中水銀の形態別分析

登尾浩助（明治大学）、近藤文義（海上保安大学を行い、主要な形態である二価水銀化合物（Hg(II)）、校）

ガス状金属水銀（Hg(0)）、モノメチル水銀（mono-

水銀フラックス観測の共同実施

methyl Hg、以下 MMHg）、ジメチル水銀（Di-methyl

小畑 元（東京大学大気海洋研究所）

Hg、以下 DMHg）の存在割合を明らかにする。次に、太平洋における海洋観測への協力

その存在割合に影響すると考えられる表層における川口 慎介（海洋研究開発機構）
深海における海洋観測への協力
林 政彦（福岡大学）
南極海における海洋観測への協力

大気－海洋間の水銀交換と植物プランクトンへの取込と排泄、中深層におけるマリンスノーからの水銀の溶出について現場観測と室内実験により定量的に明らかにする。また、それぞれの現象において影響が大きい環境パラメータ（水温、塩分など）を検索し、そ［区分］
プロジェクト研究［重点項目］

れらのパラメータから現象を再現できる簡易なモデル式を構築する。
［背景］

メチル水銀の環境動態

人間活動や自然要因によって環境中への放出された水銀は、最終的に海洋へと到達し、その一部が［グループ］

海洋中の微生物によりメチル水銀へと変換され、海自然環境

洋生物へと移行する。ヒトへのメチル水銀の健康リス
クは魚介類の摂取と密接に関係しており、水銀に関［研究期間］
2020 年度－2024 年度（5 ヶ年）する水俣条約第 19 条においても環境中における水銀の輸送量や循環量、並びにヒトを含めた生物への曝露量を把握するため、ヒトや環境中の水銀濃度に- 96 -

関する長期的なモニタリングとモデル予測を実施する

バブリング下で DMHｇのみを捕集して測定する方法

ことが求められている。魚介類へのメチル水銀蓄積過が考案されており 3)、すでに東部太平洋亜熱帯域 4)

程を理解するためには、海洋環境中の水銀の形態変及び北極海 5)における海水中水銀の形態別分析に化と大気-海洋、海水-生物等の媒体間の移動フラッ応用されている。

クスを定量的に把握する必要がある。しかしながら、地球規模で俯瞰してみると、大西洋や太平洋東部、［目的］

地中海、北極海に比べて日本周辺の北太平洋西部

本研究では以下の 4 つのサブテーマを設定し、北海域の海洋環境におけるこれらのデータは不足して太平洋を主なフィールドとして海洋中における水銀のいる。これまで当研究センターで実施してきた東シナ

鉛直構造を支配する要因を理解する。また、数理モ

海及び北太平洋亜寒帯域における海洋観測から、デルへの応用を考慮し、可能な限り定式化することを外洋におけるメチル水銀濃度の鉛直分布は総水銀目的とする。

濃度と同様に表層で低く、中深層において高濃度で1. 海洋表層における大気－海洋間の水銀フラックス存在するが、とりわけ中層域において極大値となり、の高精度定量化

表層でも植物プランクトンの指標となるクロロフィル a

2. 表層・亜表層における植物プランクトンへの水銀取

濃度極大域においても高くなることが明らかになって込の速度及び海水－プランクトン間の分配係数いる 1)。しかし、その濃度変動要因について確定的な

3. MMHｇ、DMHg）及び無機水銀（Hg(0)及び Hg(II)）

ことは理解されていない。

の濃度及び総水銀に対する存在割合の水平・鉛

これまでの研究により、海水中水銀の主要な形態
として有機態である MMHg と DMHｇ及び無機態であ

直分布
4. 中深層域の高水圧条件下でのメチル水銀の生成・る Hg(0)と Hg(II)化合物が存在すると考えられる。しか消失の機構と速度しながら、MMHg と DMHg についてはそれらを合算した Methylated Hg (MeHg)として測定されることが多［期待される成果］

く、それは海水中の MMHg を測定するために保存試

1. 大気－海洋表面の水銀フラックスに関して極めて薬として酸を添加すると、DMHg が MMHg に変換さ実測に近い値が得られ、従来法による推計値の検れることに起因する 2)。そこで、主にガス態で存在す証が可能となる。

る DMHg の特性を利用して、海水を窒素ガスでバブ

2. 多種類の植物プランクトンへの水銀取込に関してリングすることで DMHg を除き、その後酸を添加して速度と機構に関する情報が得られ、海洋生物へのMeHg を測定することにより、それを MMHg とみなす

水銀蓄積過程及び環境リスクの理解に貢献する。

方法が考案されている。一方、Hg(0)を測定するとき

3. 地球規模で俯瞰してデータの不足している北太平にも、Hg(0)がほぼガス態で存在していることを利用し

洋西部海域の全水深の形態別水銀濃度データがて DMHg と同様に窒素ガスでバブリングし、下流に得られ、地球規模の水銀循環の理解に貢献する。

導入した金アマルガム捕集管に Hg(0)を捕集し、測4. 海洋表層から深層までのメチル水銀の生成・消失

定 す る 。 一 般 的 に 溶 存 ガ ス 状 水 銀 （ Dissolved

に関する知見が得られ、メチル水銀の環境リスクのgaseous Hg, 以下 DGHg）と言われるが、この DGHg

評価に貢献する。

もガス状で存在する Hg(0)と DMHg を合算したものである。MeHg と DGHg はどちらも DMHg を内包するた［年次計画概要］

め、これが 4 つの主要形態の存在割合を正確に把握

1. 2020 年度

する上で大きな障害の一つとなっていると考えられる。

サブテーマ 1 について従来のガス交換モデルによしかしながら、最近では DMHg に対する捕集効率がる方法のうち平衡器を用いた連続モニタリングシステ

ほぼ 100%であるカーボン系樹脂を使用し、窒素ガスムを構築する。現場観測も行い、問題点を抽出して- 97 -

改善していく。一方、サブテーマ 2 については外洋性について、得られるデータの信頼性を評価するため珪藻を対象株とした MMHg 取込実験を行う。また、サに、これまで実施してきた単発のバッチ方式 9)10) とのブテーマ 3 について海洋中水銀の形態別存在割合

比較検討を行った。この検討は、広島大学所属の練の把握のため、現場観測及び室内実験により DMHg

習船・豊潮丸の2021年7月の航海により呉湾と広島湾の分析方法を確立する。

で実施した。結果を図1に示した。図より、平衡器シス2. 2021 年度

テムによって気液平衡に達した大気中水銀濃度は、前年度に引き続き、サブテーマ 1 についての検討

海水中DGHg濃度とヘンリー定数から計算した大気及び改善を進める。また、緩和渦集積法（Relax eddy

中水銀平衡濃度と概ね一致していることがわかった。

accumulation method, 以下 REA 法）を用いた新しい

このことから、平衡器システムによる水銀フラックスの水銀フラックス観測システムを構築する。サブテーマ

観測値もこれまで得られているバッチ式による観測値

2 では、ブラシノ藻（もしくはクリプト藻）を対象株としたと比較可能であることが明らかとなった。

MMHg 取込実験を行う。

一方、この平衡器システムは低濃度のガス状水銀

3. 2022 年度

を連続的に測定するため、平衡器内の大気を高流量

2022 年 6-8 月に実施予定の白鳳丸航海に参加し、で吸引する必要があり、それによって平衡器内の水

北部太平洋における海水中水銀の形態別存在割合

圧変化の調整が容易ではなくなった。そのためにシを明らかにする。また、大気－海洋間水銀フラックス

ステムが不安定となり、平衡器内の海水がポンプ部の観測も行い、平衡器を用いたガス交換モデル法に逆流する現象が頻発した。水圧変化を抑えるため（従来法）と REA 法を用いた新しい観測方法を比較には可能な限り平衡器内の水位を一定に保つ必要検討する。サブテーマ 3 については、前年度の結果があった。そこで、平衡器の強度を維持しつつ、平衡を論文にまとめると共に、クリプト藻（もしくはブラシノ

器の外壁に水位調整弁を取り付けることができた（図藻）を対象株とした MMHg 取込実験を行う。

2参照）。これにより長時間に亘ってシステムが安定的

4. 2023 年度に稼働するようになった。海洋研究開発機構所属の引き続き、海水中水銀の分析を進め、データを蓄研究船・かいめいによる2022年2月の航海KM22-02

積すると共に、論文としてまとめる。また、可能な限り、において試験的に運用し、昼夜を問わず水銀フラッ

南極海において大気－海洋間水銀フラックスの観

クスの連続観測を実施することができた。

測を行い、異なる方法での比較検討を行う。これま上記の検討と併せて、今年度はREA法を用いた水で培養した植物プランクトンを対象に高圧条件下で銀フラックス観測システム（REA-Hg）の構築にも着手の MMHg 及び Hg(II)の溶出実験を開始する。

したが、まだ完成には至っていない。

5. 2024 年度

海水－プランクトンの分配係数の実測

引き続き、高圧条件下での MMHg 及び Hg(II)の2021年5月と10月に水産研究・教育機構所属の北溶出実験を行い、結果をまとめて論文とする。また、光丸による航海に参加し、親潮域の5測点（北から

大気－海洋間水銀フラックスの観測データを解析し、

A01、A05、A09、A17、A21）において、サイズ別にプそれに影響する環境因子の検索を試みる。さらに、ランクトンを採取した。使用したプランクトンネットのメ

植物プランクトンへの MMHg の取込速度について環ッシュサイズは180 μm、20 μm、3 μmの3種類であり、境因子との関係性を調べ、論文としてまとめる。

それぞれのネットを通過した海水を0.2 μmのポリカー
ボネイト製フィルターでろ過した。プランクトンネットに［2021 年度の研究実施成果］

よって分画したプランクトンを海水で洗うことで回収し、

大気-海洋間水銀フラックスの高精度観測

それを0.2 μmのポリカーボネイト製フィルターでろ過し昨年度から改良を進めている気液平衡器を用いたて試料とした。本研究では、サイズ180 μm以上のプラ連続方式 8) の観測システム（以下、平衡器システム）

ンクトンを動物プランクトン、20-180 μmのものを小型- 98 -

植物プランクトン、3-20 μmのものを微小プランクトン、
0.2-3μmのものをピコプランクトンと定義し、それぞれの総水銀（Total Hg）とMeHgの濃度を測定した。ろ過
海水中のTota Hg濃度及びMeHg濃度も測定し、以下の式から海水-プランクトン間の分配係数の実測値を得た。なお、2021年10月に採取した試料については
まだ水銀分析が完了していないため、今年度は2021
年5月に採取した試料の結果である。

図3に海水及びプランクトン中のMeHg濃度を示した。なお、プランクトン試料は凍結乾燥後に水銀分析を行ったため、乾重量ベースの濃度となるが、分配係数は湿重量ベースの濃度で計算するのが一般的であることから、動物プランクトンの含水率を90%、植物
プランクトンの含水率を95%と過程して湿重量ベースの濃度とした。プランクトン中のMeHg濃度 は0.1 ~0.55 pmol / g wetの範囲にあり、サイズの増大に伴う濃度上昇は見られなかった。また、サイズや測点間で変動が極めて大きく、被食-捕食関係を反映していな
図 1 気液平衡器を用いた連続式フラックス観測システムによる大気中水銀平衡濃度と海水 DGHg
濃度からヘンリーの法則により換算した大気中水
銀平衡濃度との比較い可能性が示唆された。 一方、分配係数 は0.42～2.87 x 104 L / kgの範囲であり、データが得られなかった微小プランクトンを除いてどのサイズも最も南の観測点A21における値が高かった。この観測点は親潮-黒潮移行域であり、プランクトンサイズよりも海域による変動の方が大きい可能性が示唆された。

図 3 親潮域で採取したプランクトンのサイズ別
メチル水銀濃度
図 2 気液平衡器内の水位を安定させるための
水位調整弁- 99 -

海水中水銀の形態別水銀の存在割合の把握

で高く、水深300-500m付近に極大域があるが、500m

昨年度に伊豆・小笠原海溝付近の海域で実施さ以深ではほぼ同程度の濃度であった。DMHgも同様れた研究船・かいめいによる航海で採取した海水試の鉛直分布であり、MMHgは全層に亘って極めて濃料についてMeHg分析を実施した。また、窒素バブリ

度が低く、表層で特に低かったが、中深層でやや高ングによりガス態のHg(0)とDMHgを除いた海水中のくなり、超深層で低い傾向がみられた。Hg(II)は亜表

MMHgの分析も行い、MeHg濃度からMMHg濃度を層や中層でほとんどない層があるが、深層では濃度差し引いてDMHg濃度を求めた。さらにTotal Hg濃度が高くなり、Total Hgに占める割合も高かった。逆にからHg(0)、DMHg、MMHgを差し引くことでHg（II）濃表層・亜表層ではHg(0)の割合が高かった。MeHgに

度 も 計 算 し 、 Total Hg 、 Hg(0) 、 Hg(II) 、 DMHg 、占めるDMHgの割合は90%程度であり、他の観測例

MMHgの4形態の鉛直分布が明らかとなった。

4)5)11)12)よりも高かった。また、表層・亜表層でもTotal

図4に示したように、Total Hgは深度が深くなるにつ

Hgの16.6±11.6%を占めており、表層におけるDMHg

れて濃度が高くなる傾向がみられたが、Total Hg濃度

は日射による光分解によりほとんど存在しないというは他の海域に比べてやや低い傾向があり、、とりわけ過去の報告13)14)と矛盾している。このことから、サンプ

中層以深（1000m以下）では太平洋における他の観リング方法や前処理方法、分析法の再確認が必要で測例に比べて低かった。一方、Hg(0)は表層・亜表層ある。

図 4 伊豆・小笠原海溝における海水中水銀の形態別の鉛直分布［備考］

年度）により実施した。

本研究の一部は、環境研究総合推進費研究課題(SII-6-3(2))（分担：令和 02 年度 - 04 年度）及び科学［研究期間の論文発表］

研究費補助金・基盤研究 A（代表：令和 03 年度 - 061) 武内章記, 丸本幸治: 人為由来水銀による環境- 100 -

中水銀含有量の増加とその動態. 廃棄物資源循

2) Black F.J., Conaway A.R. (2009) Environ. Sci.

環学会誌，2021, 32(5), 369-375.

Technol. 43, 4056-4062.
3) Baya P.A., Hollinsworth J.L., Hintelmann H. (2014)
Anal. Chim. Acta 786, 61-69［研究期間の学会発表］
1) 丸本幸治, 武内章記, 多田雄哉, 小畑元: 北太4) Bowman K.L., Hammerschmidt C.R., Lamborg

平洋亜寒帯域における化学形態別水銀の分布.

C.H., Swarr G.J., Agather A. M. (2016) Mar. Chem.

GEOTRACES-Japan Symposium 2021, オ ン ラ イ

186, 156-166.

ン, 2021.03.

5) Agather A.M., Bowman K.L., Lamborg C.H.,
Hammerschmidt C.R. (2019) Mar. Chem. 216,2) 丸本幸治, 多田雄哉, 武内章記, 河合 徹: 海水103686.

中におけるジメチル水銀とモノメチル水銀の分別
定量法の検討. 第 29 回環境化学討論会. 大阪

6) Logar M., Horvat M., Akagi H., Pihlar B. (2002)（ハイブリッド形式）, 2021.06.

Anal. Bioanal. Chem. 374, 1015-1021.

3) 武内章記，岡部宣章，多田雄哉，丸本幸治, 土屋

7) Liss, P.W., Slater, P.G. (1974) Nature 247, 181-184.

正史: 水銀安定同位体を利用した西部北太平洋

8) Gärdfeldt, K., Horvat M., Sommar J., Kotnik, J.,

海水における金属水銀生成ポテンシャルの鉛直

Fajon, V., Wängberg I., Lindqvist O. (2002) Anal.

分布. 第 29 回環境化学討論会. 大阪（ハイブリッ

Bioanal. Chem. 374, 1002-1008

ド形式）, 2021.06.

9) Marumoto K., Imai S. (2015) Mar. Chem. 168, 9-17.

4) 河合徹，武内章記，林岳彦，近都浩之，丸本幸治，

10) Marumoto K., Takeuchi A., Kodamatani H., Suzuki
N. (2018) Geochem. J. 52, 1-12.

多田雄哉: 全球モデルを用いたメチル水銀の摂取量予測. 第 29 回環境化学討論会. 大阪（ハイ11) Cossa D. et al.(2011) Geochim, Cosmochim, Acta

ブリッド形式）, 2021.06.

75, 4037-4052.

5) 岡部宣章, 武内章記, 多田雄哉, 丸本幸治: 海

12) Petrova M.V. et al. (2020) Mar. Chem. 225, 103855.

水中ジメチル水銀の動態把握に向けた水銀同位13) Mason R.P., Fitzgerald W.F. (1993) Deep-Sea Res.

体トレーサー研究. 日本地球化学会 2021 年度年会, 弘前（ハイブリッド形式）, 2021.09.

I, 40, 1897-1924.
14) Mason R.P., Rolfhus K.R., Fitzgerald W.F. (1995)

6) 土屋正史, 内田 裕, 北橋 倫, 中嶋亮太, 横川太一, 藤原義弘, 矢吹彬憲, 土田真二, 古島 靖
夫, 生田哲朗, Lindsay Dhugal, 藤倉克則，丸本幸治, 多田雄哉，武内章記, 岡部宣章，川口大樹,
豊田 栄，川島彰悟, 板井啓明，岩田忠久，中田晴彦, Nurlatifah，川村喜一郎, 中野健吾，藤元明，KM20-08/-09/-11 乗船者一同: 海洋汚染物質の実態把握と海洋生態系への影響評価 KM20-08,-09, -11 航海概要. 海と地球のシンポジウム 2021
（ハイブリッド形式）, 東京, 2021.12.
［文献］
1) Marumoto K., Takuuchi A., Tada Y., Obata H. (2019)
The 14th International conference on mercury as a
global pollutant (ICMGP2019) (Krakow, Porland)- 101 -

Water, Air, Soil Pollut., 80, 665-677.

■自然環境グループ（基盤研究）[2]土壌及び水・底質環境中における水銀の動態に関する研究（RS-21-08）
Researches on the behaviors of mercury in soil ,water and sediment.
水俣湾内に現在まで残存してきた 25 mg/kg dry［主任研究者］
松山明人（国際・総合研究部）

weight (ppm)以下の水銀含有底質が現状の水俣湾海研究の総括及び実験全般

洋環境に対しどのような影響を与えているのか、或いは与える可能性があるのかを検討するのと同時に水［共同研究者］

俣湾より八代海へ向けて流出した水銀の動態につい丸本幸治（環境・保健研究部）ても明らかにする。更に海水中の水銀の有機化反応

水質分析等助言（メチレーション）についても、その反応特性について伊禮 聡（環境・保健研究部）

検討する。

水銀同位体分析（マルチコレクター）
多田雄哉（環境・保健研究部）［背景］

微生物実験助言

水銀で汚染された水俣湾の浚渫、埋め立てによる

和田 実（長崎大学）

大規模修復工事は 1990 年に終了し、現在まで凡そ30 年が経過した。埋立地に埋設処理された底質中の海洋微生物の挙動解析

水銀濃度は 25 ppm 以上であり、それ以下の水銀を含

矢野真一郎（九州大学）
試料採取全般、コンピュータ解析

む底質は浚渫対象外とされ、そのまま湾内に残され

冨安卓滋（鹿児島大学）

た。これら湾内に残存している底質が、現在直接水俣

元素分析等全般

湾の環境に与えている影響や水俣湾の環境が大きく変動した場合に、水銀を含む底質にどのような化学［区分］的変化が生じ、それに伴い水銀の溶出はどうなるの

基盤研究か等、まだ十分に把握・解明されていない。また、浚渫工事が開始された 1977 年以前は、多くの水銀含有［重点項目］

底質が八代海に向けて流出していたと考えられるが、メチル水銀の環境動態

現状として天草海域を含む八代海全域での水銀の起源（由来）を含む詳細な調査はこれまでに行われてい［グループ］

ない。

自然環境
［目的］
［研究期間］

本課題における研究対象フィールドは水俣湾及び2020 年度－2024 年度（5 ヶ年）

八代海とする。
1. 水俣湾海水中の物理特性（溶存酸素濃度（DO）、
pH、酸化還元電位（ORP）等）や栄養塩濃度を把握［キーワード］メチル水銀 (Methylmercury)、水俣湾 (Minamata

し、主に微生物が関与すると考えられている海水中Bay) 、 八 代 海 （ Yatsushiro sea ） 、 水 銀 の 有 機 化における水銀の有機化（メチレーション）について(methylation)、水銀同位体（Hg Isotope）

室内培養実験を行い、検討し、その反応特性を明確にする。

［研究課題の概要］

2. 従来からある土壌学の粒径別分離手法や、マルチ- 102 -

コレクターの活用による水銀同位体分析手法を駆使し、八代海に分布する底質中水銀の起源（由来）について明らかにするべく検討する。

2022 年度
目的 1. 2.について、成果を確認し可能であれば論文化を進める。3.については、テーマ進捗に応じて追3. 水俣湾に堆積する底質の初期特性（総水銀濃度、メチル水銀濃度、化学種別水銀溶出量）を把握する。その後、培養及び溶出実験で海水温度や pH、

加実験の実施を行う。
2023 年度
目的 3.についての論文化を進める。土壌を用いた

塩分濃度等を単独あるいは複数組み合わせて条実験研究に着手する。

件を変化させた場合の水銀溶出量を把握し、水俣

2024 年度

湾の水環境が大きく変動した場合に起こりうる底質からの水俣湾への影響について、主に水銀溶出の主に土壌中における水銀のメチル化について、論文化を念頭に検討を進める。

観点から明確にする。
［2021 年度の研究実施成果の概要］［期待される成果］

1. 海水中における水銀メチレーション特性の検討

1. 過去 15 年を超える水銀モニタリングの結果から、

1-1.実験方法

季節に関係なく年間を通して水銀メチレーション

小型環境インキュベータを用いた培養実験を今年が起こりうる水俣湾で、水銀の有機化反応に対す度も継続して行った。5 年間にわたり行った水俣湾水る知見を幅広く得ることができる。現在、世界的に質モニタリング結果が今年度論文化されたことを受けもあまり検討が進捗していない海水中のプランクトて、実験では培養温度や炭素源の添加等について

ンなど微生物が水銀メチレーションに関与する影観測結果を反映させた。また培養実験に用いた水俣

響についての検討を進めるための基礎的な知見

湾海水は、生海水及び孔径 0.8 µm のメンブレンフィを提供できる。

ルターによる濾過海水を用いた。海水の季節変動が

2. 採取した底質コア試料の八代海平面上の位置関

実験に影響を及ぼす事を考慮し、同時期（2021 年 11

係及びコア底質の粒径別水銀鉛直方向濃度分布、月、水俣フェリー乗り場）にて採水した海水を用いて更にはその対象となる底質試料中の水銀同位体

培養実験を行った。分析は、添加した水銀（HgCl2、比を計測することにより、底質中に含まれる水銀起

塩化第二水銀）の溶存態総水銀濃度、溶存態メチル

源（チッソ由来かどうか）の検討が可能となる。

水銀濃度の経時変化等について把握した。更に上

3. 自然災害やそれに伴って起こる可能性のある大記実験で得られた結果を基礎として、別途炭素源（グきな人為的災害によって、大きく水俣湾の水環

ルコース）を添加した培養実験を行った。

境が変化した場合における水銀含有底質からの＜実験条件＞

環境影響を評価できる。

(1)実験１（培養温度の変化）
・濾過海水、未濾過海水（生海水）500mL ・水銀濃［年次計画概要］

度 40 ng/L ・培養温度 25℃、20℃、15℃ ・培養期

2021 年度

間3日

目的 1. 2.については環境要因の組み合わせ効果(2)実験 2（炭素源濃度の変化）を把握する。また八代海で採取されている底質試料・生海水 500mL ・水銀濃度 40 ng/L ・炭素源（グを用いた追加実験を行う（底質の粒度区分、天草海

ルコース）濃度 0.5、1 mg/L ・培養温度 20℃ ・培域・底質中の水銀同位体分析の追加分析を行う。3.

養期間 3 日については、水俣湾・底質直上に焦点を当て、バッチ◎測定項目

モデルを制作し、培養条件を変化させたインキュベ

・溶存態総水銀濃度 ・溶存態メチル水銀濃度ーション実験を行う。

・懸濁物質（SS）総水銀濃度（海水 500 mL の濾過- 103 -

後濾紙を全量分解）。水銀分析は全て赤木法とした。

度が高くなった。最大値は上述のインキュベーション

1-2.成果の概要

実験と同様に 24 時間後であった、同時計測した ORP

図-1 に培養温度を 3 段階に変化させたインキュベ

も時間の経過と共に低下した。また海水中の溶存態ーション実験の結果を示す。本結果に共通している

総水銀濃度と SPM 中の総水銀濃度に関する経時変が、水銀を添加した直後にメチル水銀が生成してい化を見ると、グルコースとして 0.5 mg/L 添加した系がる。これは水銀を海水に添加した際に海水中の死ん

1 mg/L 添加した系に比べて、SS 中の総水銀濃度がだ微生物細胞等による非微生物反応により生じたも高くなっていた（図－3）。これら結果より海水中の水のと考えられている（Lehnherr ら、2011）。時間経過と銀メチレーションには大きく炭素源濃度が影響するとともに、溶存態メチル水銀濃度が上昇し、24 時間後考えられる。

に最高濃度を記録した実験系は、培養温度が 20℃の実験系の生海水であり、溶存態メチル水銀濃度は0.22ng/L であった。濾過海水も生海水同様に溶存態
メチル水銀濃度は上昇したが、生海水には及ばなかった。培養初期から溶存態メチル水銀濃度が上昇した実験系は培養温度が 20℃の場合のみであった。

図-3 生海水中の溶存態総水銀、SPM 中総水銀濃度に関する経時変化（グルコース添加）

2．八代海に堆積した底質に含まれる水銀の分布特性と底質中水銀の起源（由来）把握
2-1．実験方法
2-1-1.底質粒径別・分級方法
底質の分級方法については、昨年新しく開発した

図-1 培養温度の違いによる溶存態メチル水銀濃分級方法を今年度も用いた。本法は、ストークスの沈度の経時変化

図-2 に炭素源としてグルコースを添加した培養実降式を利用した液相重力沈降法による粒子径分布

験結果を示す。

測定方法と、比濁法による硫酸イオン定量方法を適宜組み合わせ、最適化したものである。エタノールとグリセリンを最適な割合で混合し、コア試料 2cm 分を1 試料として混合し分散・沈降させた。粒子沈降後に、上部から 0.5 cm ごとに切り分ける必要があるが、分散剤がエタノール＋グリセリン混合液のため、通常の冷却では凍結しないため、液体窒素に浸漬し凍結させ、素早く切り分けて対応した。切り分けられた底質試料の一部はレーザー回折・散乱法により底質粒子径を

図-2 グルコース添加時の培養実験結果測定した。同時に赤木法による三混酸（硝酸1ml＋過炭素源として筆者ら（2011）の報告から、最も高濃

塩素酸 1ml＋硫酸 5ml）添加による加熱分解が行わ

度の溶存態メチル水銀を示した海水中炭素濃度のれ、底質中の総水銀濃度を定量した。

半量（0.5 mg/L）が、培養期間を通じてメチル水銀濃- 104 -

2-1-2.マルチコレクターの活用

図-5 に示すように水俣湾に堆積する底質中、シミュレ

今年度は昨年の外部研究評価結果を受けて、マーションでは粒径として粘土分から微細シルトまでがルチコレクターの水銀同位体に関する分析精度の確

出水沖から長島、一部は天草海域まで広く分布する認を行った。底質試料として有明海及び鹿児島湾、結果となった。本結果と併せ、八代海に分布する底海底噴気孔近傍のたぎりより分析用試料を得た。底質中の総水銀濃度が 1 ppm 以上を示す水銀濃度平

質中水銀に関する同位体分析は、これまでと同様に、

面分布は図-5（内図）のようになり、双方の分布特性

サーモサイエンティフィック社製 MC-ICP-MS を用いは酷似している。本結果は水俣湾に堆積した底質中た。測定用の試料は前中期計画 2015 で開発したジの微細な粒径区分のものが水銀とともに外界へ流出

チゾン法を活用し調製した。

し、拡散した事を示している（シミュレーション結果では、粗粒シルト以上の粒径成分はほとんど水俣湾外へ移動しない）。そこで図-4 の A～C ラインに示した

2-2．成果の概要
昨年度は図-4 の八代海平面図に示した A ライン

水俣湾沖から天草、泉、芦北方面にかけて採取したの底質を対象に分級操作を行い結果を得たが、今年底質について、鉛直方向の上から順番に複数深度

度は B、C ラインを追加した。実験は分級操作の実施の底質試料に、2-1-1 で記載した底質粒径別・分級方及び分級試料を凍結後、カッティングを上から 0.5 cm

法を適用し総水銀濃度を分析した結果を図-6 に示す。

ごとに行い、各試料中に含まれる総水銀濃度とそれらの特性を分析・調査した。
4-16 µm
16-62 µm62-250 µm
250-1000 µm

A. 水俣沖八代海中央部

天草沖

B. 水俣側

出水沖

出水沖長島寄C. 水俣沖芦北沖

佐敷沖

図-4 八代海、分級底質試料の平面採取位置

2-2-1.八代海底質に含まれる水銀の分布特性

長島東端

計算結果：年度分～微細シルト

田浦沖

図-6 A から C ライン底質の粒径別分級結果
図-5 3 次元底質移動シミュレーション結果

図-4 A ライン上の水俣湾外においては微細シルト

共同研究者（九州大学 矢野真一郎）により提供さの表層から下 7～10cm に大きな総水銀濃度のピーク

れた水俣湾底質の 3 次元移動シミュレーション結果が認められた。B ラインでは水俣湾出水方面沖の表及び八代海底質表層における比較的高い総水銀濃層底質から 7～10cm に高い総水銀濃度が観測され度分布状況を図－5 及び図－5（内図）に示す。

た。また出水沖から長島までは総じて高い総水銀濃- 105 -

度で微細シルト中に水俣沖と同様の傾向で堆積してチコレクターは十分な分析精度を有していると判断しい た 。 水 俣 湾 沖 の 底 質 の 堆 積 速 度 13.0 ± 2.8た。一方、昨年度も報告したが、水俣湾、八代海、天g/m2/day に当てはめて計算すると、多少の誤差は含草海域に堆積する底質間における水銀同位体比にまれるが表面下 7～10cm は凡そ 40～50 年前、1970

はウェルチ T 検定で統計学的に主だった有意な差は年～1980 年頃（水俣湾・浚渫事業事業開始は 1977

なかった。

年）に堆積した底質である可能性がある。C ラインを見ると八代方向に広がりを確認できるが、その水銀濃3．水俣湾の水質変動に伴う水俣湾底質の特性変化

度は水俣からの距離が遠く離れるに従い低下してい

の把握

た。

3-1．実験方法
今年度は水俣湾の底質直上水に焦点を絞りモデ

2-2-2.八代海に分布する底質中水銀の起源

ル培養実験を行うと同時に、水俣湾底質の酸化還元

今年度は昨年実施したマルチコレクターによる八電位（ORP）の季節変動や海水中の ORP、溶存酸素

代海底質中の水銀同位体分析結果に関する分析精濃度（DO）の変動を調査した。室内モデル培養実験

度を確認した。八代海とは全く特性が異なる有明海用の底質試料は水俣湾 2 ヶ所（袋湾、湾央）より採取

及び鹿児島湾の海底噴気孔

した。モデルはバッチ型モデルを採用し、培養は恒周辺に分布する底質中の水

温インキュベータを用いて行った。モデルの作成は銀同位体を分析した。図-7 に底質の調査・試験マニュアル（底質浄化協会）に準拠

分析に供した底質の採取位し制作した（写真１）。

置を示す。

写真 1 室内培養モデル（バッチ式）

図-7 精度確認用、底質試料採取位置図

分析結果の評価は、質量依存型同位体分別（MDF, mass dependent fractionation)の δ202Hg に対する他
水銀同位体組成の理論割合（δ199Hg/δ202Hg=0.252、
δ200Hg/δ202Hg=0.502、δ201Hg/δ202Hg=0.752、δ204Hg/
δ202Hg=1.492）の適合性を用いた。
<モデル培養条件>
・培養温度 25℃（夏季水俣湾観測データ） ・グル
コース添加量 0.25 g/L（水俣湾の 30 倍） ・純窒素
バブリング流量 500 mL/min ・空気バブリング流量
500 mL/min ・培養期間 11～12 日<分析項目＞
・溶存態メチル水銀濃度・溶存態総水銀濃度
・SPM （懸濁物中メチル水銀濃度）
図-8 底質中 δ202Hg に対する各同位体水銀の割合

・ORP(mV) ・DO (mg/L)

本結果より有明海、鹿児島湾海底噴気孔（たぎり周辺）で採取された底質中の水銀同位体は、δ199Hg

3-2．成果の概要

を

図-9 に水俣湾で夏季（8 月）、冬季（11 月）に実施

主としてその特性が、水俣湾、八代海、天草海域の分した ORP、DO に関するモニタリング結果を示す。図-析結果と比べ大きく異なっていた。本結果より、マル9 より、明らかに海水中と底質中では ORP 値が異な

- 106 -

る、夏期（8 月）の方が ORP は低くなるが、DO 濃度はではなく、バッチ式モデルであるため底質より溶けだ高くなる。特に底質では最低で－200mv 以下にまでした物質が溶液中に蓄積する傾向があることも予想さ

数値が下がる。一方、水温が下がる冬期では、夏期れるため、今後詳細な調査が必要である。一方、空気に比べ底質・海水 ORP、海水 DO 値は逆の傾向を示

バブリングでは、ORP、DO とも若干の値変動が認めした。

たが、大きな変動はなく安定しており、水銀の溶出量
も窒素バブリングに比べほとんどなく、メチル水銀も検出されなかった。
［研究期間の論文発表］
1） A Matsuyama, S. Yano, Y.Taniguchi, M.Kindaichi,
湾央 11月度

A. Tada, M. Wada, Trends in mercury concentrations

図-9 水俣湾・水深別 ORP.DO に関する季節変化

and methylation in Minamata Bay, Japan, between

袋 8月度

袋 11月度湾央 8月度

2014 and 2018, Mar Pollut Bull, Vol1 73, part A,
December 2021, 112886.
［研究期間の学会発表］
1） メチル水銀ミーティング（2022 年 2 月 7 日）
［文献］
1） Lehnherr, I., St. Louis, V.L., Hintelmann, H., Kirk,
J.L.,
2011. Methylation of inorganic mercury in polar
marine waters. Nat. Geosci. 4, 98–302.
上記 A, Matsuyama et al (2021) を文献として活用

図-10 バッチモデル培養実験結果

図-10 にバッチモデルを用いた底質培用実験結果を示す。本結果より、窒素及び空気バブリングでは、
ORP、DO、溶存態水銀濃度等、すべての分析項目において傾向が異なった。窒素バブリングでは、グルコースを添加後、急激に ORP、DO が低下し、それに伴って、底質から水銀の溶出が始まり、同時に溶存態
メチル水銀の濃度も高くなった。本モデルは流水式- 107 -

■自然環境グループ（基盤研究）[3]大型海洋生物等におけるセレンとの複合体形成によるメチル水銀毒性の生体防御（RS-21-09）
Bioprotection of methylmercury toxicity by complex formation with selenium in large marine
mammals［主任研究者］

は動物種によって様々である。必須金属であるセレ

丸本倍美（基礎研究部）

ンが無機化に大きな役割を果たすことが知られてい研究の総括、実験全般の実施

るが、全容は不明である。これまで、水銀やセレンの臓器内での分布について X 線プローブマイクロアナ［共同研究者］

ライザー（EPMA）を用いて病理学的に検索すること

坂本峰至（環境・保健研究部）

で、動物種による無機水銀およびセレンの分布の違研究に関する助言

いを明らかにしてきた。EPMA の諸臓器中のどの細丸本幸治（環境・保健研究部）

胞に水銀やセレンが凝集するのかを明らかにできる

水銀及びセレン濃度分析

特徴を生かし、大型海洋生物、特に、クジラ類、カジ

鶴田昌三（愛知学院大学）

キ類における水銀およびセレンの組織内分布を明ら

EPMA 分析に関する助言

かにしていく。

［区分］

［背景］

基盤研究

メチル水銀は体内に取り込まれた後、時間の経過とともに生体内で無機化され、無機水銀として存在し、［重点項目］

無機水銀の一部はセレンと結合して存在することが知られる。鯨類では生体内のセレンが水銀の毒性軽メチル水銀の環境動態減に役立つことが知られ、セレンの役割が重要視さ［グループ］れている。しかしながら、セレンも組織学的に可視化

自然環境できないため、どの組織に分布しているのか、どの細胞で無機水銀と結合しているのかなどの詳細は組織［研究期間］

学的に不明である。

2020 年度－2024 年度（5 ヶ年）

これまでの検討により、新潟大学・渡辺らが開発した
パラフィンブロックを用いる分析手法 1,2)にて、EPMA［キーワード］を用いて病理組織標本上の水銀及びセレンの分布

メチル水銀(Methylmercury)、無機水銀(Inorganicを示すことが可能であることが分かった。自然例とし

mercury)、セレン(Selenium)、X 線プローブマイクロアて 1 例ずつではあるが、実施したヒトの諸臓器及びハナライザー(Electron Probe Microanalyzer)

ンドウイルカの諸臓器において水銀とセレンの分布を明らかにした。

［研究課題の概要］

坂本らはハンドウイルカの骨格筋における総水銀濃食物を通じて体内に取り込まれたメチル水銀は体度についての検索で、イルカの成長とともに総水銀内で徐々に無機水銀に変換される。無機化する能力

濃度は上昇するがメチル水銀濃度はほぼ一定である- 108 -

ことを示した 3)。ハンドウイルカ以外の鯨類や骨格筋

分析時間：11～13 時間
2) WDS・EDS

以外での臓器における総水銀濃度とメチル水銀濃度の関係については不明な点が多い。

反射電子組成像で見られた顆粒状物質の定性

魚類に含まれる水銀のほとんどはメチル水銀である

分析が、クロカジキは無機水銀濃度の割合が高いことが

3) 病理組織学的検索

知られている。また、クロカジキを含むカジキ類全体

4) Autometallography 法の水銀濃度に関する情報が乏しい。

5) 総水銀・メチル水銀・セレン濃度測定［目的］［期待される成果］

EPMA を用いた検索で、臓器内のどの細胞に蓄積

鯨類では生体内のセレンが水銀の毒性軽減に役立しているかを明示可能な利点を生かすこと、併せてつことが知られ、セレンの役割が重要視されている。

臓器中の水銀およびセレン濃度を測定することにより、EPMA を用いた検索で、臓器内のどの細胞に蓄積し大型海洋生物等（鯨類・カジキ類）におけるセレンとているかを明示可能な利点を生かすこと、併せて臓の複合体形成によるメチル水銀毒性の生体防御メカ

器中の水銀およびセレン濃度を測定することにより、ニズムを明らかにする。

大型海洋生物等（鯨類・カジキ類）におけるセレンと今年度はイシイルカ・ネズミイルカの諸臓器を用いの複合体形成によるメチル水銀毒性の生体防御メカて検索を実施し、ハンドウイルカの骨格筋と同様に成ニズムを明らかにすることができる。

長とともに総水銀濃度が上昇するか否かを明らかに鯨類やカジキ類において、水銀やセレンが組織内する。

でどのように分布していたか明らかになっていないた

また、カジキ類の水銀およびセレン濃度調査を実施

め、これらを可視化することにより、水銀及びセレンがし、カジキ類の水銀濃度はハンドウイルカと同様に体どの組織のどの細胞に分布しているのかなどを明ら長と総水銀濃度に相関があるのかを検索する。

かにすることが期待される。カジキ類における総水
銀・メチル水銀・セレン濃度を明らかにすることができ

［方法］

る。

1．材料
動物：鯨類（イシイルカ・ネズミイルカ）［年次計画概要］
1．2020 年度

成熟度：新生児・性成熟前・成獣
臓器：大脳・肝臓・腎臓・心臓・肺・骨格筋

イシイルカ・ネズミイルカ諸臓器の総水銀・セレン
濃度測定

カジキ類（バショウカジキ・シロカジキ・メカ

カジキ類のサンプリング

ジキ・マカジキ）

カジキ類の諸臓器の総水銀・セレン濃度測定

臓器：骨格筋・皮膚など入手できた諸臓器

論文投稿

2．方法

2．2021 年度

1) EPMA による解析
分析元素：Hg・Se など

イシイルカ・ネズミイルカ諸臓器のメチル水銀濃度
測定

加速電圧：25 kV

諸臓器の EPMA による検索

照射電流：0.6 μA

カジキ類およびサメ類のサンプリング- 109 -

カジキ類の諸臓器の総水銀・メチル水銀・セレン濃度測定が大きく異なっていた（図 5）。新生児ではセレンの濃度が総水銀濃度の数十倍以上であり、成長するに従い、モル比は 1 に近づいた。いずれ

論文投稿の臓器においても、モル比は 1 以上であった。
3．2022 年度

ネズミイルカの諸臓器における総水銀濃度とセカジキ類のサンプリング

レン濃度のモル比は必ずしも１：１にならず、カジキ類の諸臓器の総水銀・メチル水銀・セレン濃臓器によってモル比が大きく異なっていた（図6）。成獣の肝臓ではモル比が 0（0.04～0.13）に

度測定
諸臓器の EPMA による検索近かった。ネズミイルカの肝臓においては、無論文投稿機化された水銀の多くがセレン以外の元素と結合している可能性が示唆された。肝臓における4．2023 年度

セレンと総水銀のモル比はイシイルカではモル比 1

カジキ類のサンプリング

以上、ネズミイルカでは 0.04～0.13、ハンドウイルカ

カジキ類の諸臓器の総水銀・メチル水銀・セレン濃では 0.4～0.74) であり、無機化された水銀がセレンと度測定結合する割合は鯨種（成獣）により異なることが推察

諸臓器の EPMA による検索された。肝臓におけるモル比が 1 を下回ったとして論文投稿も、これらの鯨種の脳内のモル比は 1 程度もしくは 1以上に保たれているので、メチル水銀中毒を発症す

5．2024 年度

る可能性は低いと推察された。ネズミイルカの肝臓にカジキ類の諸臓器の EPMA による検索

おける EPMA 検索の結果、肝臓の三つ組周囲の肝論文投稿細胞やクッパー細胞に水銀およびセレンが局在していた。また同部位には硫黄の沈着も認められた（図［2020 年度の研究実施成果の概要］

7）。よって、肝臓において無機化された水銀はセレ

1． イシイルカおよびネズミイルカの諸臓器におけるン化水銀または硫化水銀として存在している可能性

総水銀およびセレン濃度測定結果が示唆された。

イシイルカおよびネズミイルカの腎臓・心臓・骨格筋・脳・肝臓・肺における総水銀およイシイルカ

よびネズミイルカともに体長が大きくなるのに伴い、諸臓器における総水銀濃度が上昇していた（図 1－2）。イシイルカでは体長が大きくなるのに伴い、諸臓器におけるセレン濃度が上昇していた（図 3）
。しかし、ネズミイルカでは上昇
せず、減少している臓器もあった（図 4）。体長と総水銀濃度およびセレン濃度の関係は臓器により異なることがわかった。イシイルカの諸臓

Hg concentration (ng/mg)

びセレン濃度の測定を実施した。イシイルカお
30
25
20
15
10
5
0
0

50

脳

肝臓

100
150
200
Body Length (cm)
腎臓

心臓

肺

250

骨格筋

器における総水銀濃度とセレン濃度のモル比は必ずしも１：１にならず、臓器によってモル比

図 1 イシイルカの諸臓器における総水銀濃度と体長の関係- 110 -

イシイルカ60

Se/Hg molar ratio

Hg concentration (ng/mg)

ネズミイルカ
50
40
30
20
10

0
0

脳

50

肝臓

100
150
Body Length (cm)
腎臓

心臓

肺

400
300
200
100
0
0

200

脳

骨格筋

図 2 ネズミイルカの諸臓器における総水銀濃度と体長の関係

50

肝臓

100
150
200
Body Length (cm)
腎臓

心臓

肺

250

骨格筋

図 5 イシイルカの諸臓器におけるセレン・総水銀濃度モル比と体長の関係

ネズミイルカ

10

120

8

100

Se/Hg molar ratio

Se concentration (ng/mg)

イシイルカ

6
4
2
0
0

50

脳

肝臓

100
150
200
Body Length (cm)

250

80
60
40
20
0
0

50

100

150

200

Body Length (cm)
腎臓

心臓

肺

骨格筋

脳

肝臓

腎臓

心臓

肺

骨格筋

図 3 イシイルカの諸臓器におけるセレン濃度と体長の関係
図 6 ネズミイルカの諸臓器におけるセレン・総水銀濃度モル比と体長の関係

ネズミイルカSe concentration (ng/mg)

10
8

6
4

2

図 7 ネズミイルカの肝臓における水銀・セレン・硫黄の局在

0
0

50

100
150
Body Length (cm)200

2．カジキ類およびサメ類の総水銀およびセレン
濃度測定結果

脳

肝臓

腎臓

心臓

肺

骨格筋

図 4 ネズミイルカの諸臓器におけるセレン濃度と体長の関係

バショウカジキ、メカジキ、マカジキ、シロカジキ、レ
モンザメ、ツマジロおよびメジロザメの骨格筋等のサ- 111 -

ンプリングおよび総水銀・セレン濃度測定を実施した。

Pacific bottlenose dolphins (Tursiops aduncus).

バショウカジキの骨格筋の総水銀濃度を測定したとこ

Acta Vet Scand. 64(1):1.

ろ、総水銀が暫定基準値の 0.4ppm を超えるサンプルが確認された。また、体重に比例して総水銀濃度［研究期間の学会発表］が上昇する傾向が認められた。また、幼魚の頃はセ

丸本倍美，丸本幸治，坂本峰至，鶴田昌三：イシイ

レンの割合が高いが、成長とともに総水銀とセレンのルカの諸臓器における総水銀およびセレン濃度．

モル比は１：１に近づく傾向も認められた。EPMA 検

第 32 回 日 本 微 量 元 素 学 会 学 術 集 会 ， Web

索で臓器内に明らかな水銀およびセレンの沈着は認

meeting，2021，10.

められなかった。レモンザメ、ツマジロ及びメジロザメの諸臓器における総水銀濃度は暫定基準値を超え［文献］ているものが多く、特に肝臓においては総水銀濃度1) 渡辺孝一，小林正義：病理組織切片内における金が高かった。

属元素分布の測定―EPMA 元素マッピングの新しい活用法―．表面科学 22:332-336, 2001.

［備考］

2) 小林正義，渡辺孝一，宮川修：波長分散型X線マなし

イクロアナライザーにより生体組織切片の元素分布を得る試料作製法．Niigata Dent J 26(1): 29-37,
1996.

［研究期間の論文発表］
1) Marumoto M, Sakamoto M, Marumoto K, Tsuruta S,3) Sakamoto M, Itai T, Yasutake A, Iwasaki T,

Komohara Y. (2020) Mercury and selenium

Yasunaga G, Fujise Y, Nakamura M, Murata K, Man

localization in the cerebrum, cerebellum, liver, andChan H, Domingo JL, Marumoto M. (2015)

kidneyMercury speciation and selenium in toothed-whaleofaMinamata

diseasecase Acta

Histochemica et Cytochemica 53:147-155.

muscles. Environ Res 143: 55-61.

2) Sakamoto M, Itai T, Marumoto K, Marumoto M,
Kodamatani H, Tomiyasu T, Nagasaka H, Mori K,
Poulain AJ, Domingo JL, Horvat M, Matsuyama A.
(2020) Mercury speciation in preserved historicalsludge: Potential risk from sludge contained withinreclaimed

land

of

Minamata

Bay,

Japan

Environmental Research180: 15-20
3) O'Donoghue JL, Watson GE, Brewer R, Zareba G,
Eto K, Takahashi H, Marumoto M, Love T,
Harrington D, Myers GJ. (2020) Neuropathology
associated with exposure to different concentrations
and species of mercury: A review of autopsy cases
and the literature. Neurotoxicology. 78:88-98.
4) Marumoto M, Sakamoto M, Nakamura M,
Marumoto K, Tsuruta S. (2022) Organ-specificaccumulation of selenium and mercury in Indo-- 112 -

■自然環境グループ（基板研究）[4]魚類への水銀蓄積の起点となる基礎生産者動態と食物連鎖を介した生物濃縮に関する研究（RS-20-10）
Research on primary producer dynamics and mercury bioaccumulation to fish
through food chains［主任研究者］［研究期間］
2020 年度－2025 年度（5 年間）

吉野健児（環境・保健研究部）［共同研究者］
金谷 弦（国立環境研究所）
安定同位体分析
山田 勝雅（熊本大学）［キーワード］植物プランクトン(Phytoplankton)、底生微細藻類(Microphytobenthos)、食物網 (Food webs)、水俣湾(Minamata Bay)、安定同位体 (Stable isotopes)

試料採集のサポート
逸見泰久（熊本大学）［研究課題の概要］

ベントス分類のアドバイザー

水俣湾の食物網構造では基礎生産者として底小森田智大（熊本県立大学）

生微細藻類の寄与が大きく、底魚類でしばしば見ら

栄養塩分析
山口一岩（香川大学）
底生微細藻類採集のアドバイザー
一宮睦夫（熊本県立大学）
植物プランクトン生態のアドバイザー
小島茂明（東京大学）
遺伝子解析
山元 恵（環境・保健研究部）
水銀分析の助言
丸本幸治（環境・保健研究部）

れる相対的に高い水銀蓄積を招く一因となっている可能性がある。一方、水銀濃度は基礎生産者の現存量増加に伴い低下する場合がある（生物希釈）。本研
究では水俣湾を対象に、浮遊性植物プランクトン現存量の増加を促すことで将来的にその生物希釈及び沈降による底生食物網への寄与を増加させ、波及的に魚介類水銀汚染の緩和が可能かを検討する。こ
の目的達成のため、浮遊性植物プランクトン生産量・現存量・沈降量調査と魚介類の餌となる底生生物を含む安定同位体・水銀分析を行う。

試料採集のサポート
多田雄哉（環境・保健研究部）［背景］

試料採集のサポート
［区分］
基盤研究

水銀は大気から海洋、土壌まで広く存在する金属であるが、人への曝露は主に汚染魚介類の摂取によるものであり、魚介類の水銀汚染は一般に食物連鎖
を通じて生じる。海洋中の水銀は、最初に食物網構［重点項目］
メチル水銀の環境動態造の基礎になる浮遊性植物プランクトンに取り込まれ、それを食べる動物プランクトンや表層魚を経由し、さらに肉食性の魚類へと水銀は濃縮されていく。海底［グループ］に棲む底魚類やそれらの餌となるゴカイや貝類など

自然環境のベントスも表層から降ってくる植物プランクトン起源の有機物を主要な餌としている。しかし水深の浅い沿岸海域では、光が底層までとどき、底泥表面に分布- 113 -

する底生微細珪藻類を起源とする有機物がベントスの主要な餌として寄与することがある

1）。水俣湾の場合、底泥の水銀濃度は近隣の海域に比して高く 2,3)、

余地がなく、上記仮説を検証するうえでも浮遊性植物プランクトンだけでなく、底生藻類の同位体・水銀分析も必要である。

その底泥表面で繁茂する底生微細藻類の寄与が高底生珪藻の多くは浮遊性の珪藻と異なり運動能力

いと底魚類にも相対的に高い水銀蓄積を招く一因とがある。底質内や表面を移動でき、日昇・日没に関なりうる。健康被害が想定される状況ではないが、事連した概日リズムがある例も知られている 9）。正の走実、Yoshino et al. (2020)4)は安定同位体と水銀濃度

光性があり、光が当たると底質表面に移動してくる。こ

分析を併用し、水俣湾の魚種毎の水銀蓄積濃度のの性質を利用して底泥から採集する方法が考案され変異について、全体的に底生微細藻類を起点とするている。しかしながら同位体分析や水銀分析に耐え食物連鎖の寄与率が浮遊性植物プランクトンのそれるだけの量を集めるのは必ずしも容易ではないため、より大きく、底生微細藻類の寄与の程度と水銀濃度

潮下帯の底生藻類の同位体分析を行った例は少なに正の相関を見出している。

く、水銀分析にいたっては著者の知る限り皆無である。

本研究では前中期計画で水俣湾潮下帯における食物網構造と水銀の移行経路を明らかにするためにチャレンジングではあるが効率的な収集条件の探索を含め研究が必要である。

行った魚類やベントスの安定同位体分析、水銀分析の研究結果を鑑み、現在の水俣湾における生態系と［目的］

水銀蓄積との関連について、1）浮遊性植物プランク

本研究では、水俣湾における浮遊性植物プランク

トンに比べ、底泥汚染の影響で底生微細藻類では水トンおよび底生微細藻類現存量や種組成の季節動

銀濃度が高い、2）湾が貧栄養で浮遊性植物プランク

態、水銀濃度、炭素・窒素安定同位体比のデータをトン現存量が少なく、底層への降下量が少ない、3）取得する。これらのデータから前述の仮説を検証し、結果、高濃度の水銀に曝露される可能性の高い底浮遊性植物プランクトン現存量の増加を促すことで波生微細藻類を起点とする食物連鎖が卓越し、底魚に及的に魚介類水銀蓄積の緩和が可能かを検討する。

高い水銀を蓄積してしまう個体が生じやすいという仮また魚介類の水銀濃度や食物依存性の変化をモニ説を構築した。また、水銀濃縮は海水から基礎生産

タリングするため可能な範囲で底生生物・魚類の安者への取り込み時が最も大きいが 5)、基礎生産者の定同位体・水銀分析を行う。

現存量が増加すると蓄積濃度が低下する場合がある（生物希釈と呼ばれる）6)。これらの仮説が正しければ［方法］

浮遊性植物プランクトン現存量を増加させ、底生食

1. 野外調査

物網への寄与を増加させれば、波及的に魚介類水

船上からの多項目水質系のキャストによる水塊構

銀蓄積の緩和にもつながるかもしれない。

造の把握、採泥器を用いた底泥・マクロベントス採浮遊性植物プランクトンは主として中心類という放集、及び採水器によるプランクトン・栄養塩分析試

射相称の形態をした珪藻類で構成されることが多い

料の採集を行う。

が、底生微細藻類は主として羽状類とよばれる線対

2. 底生微細藻類の採取

称な細長い形態の珪藻で構成される。底生珪藻は干底泥を採取し、走光性を利用して底生微細藻類を潟などではシオマネキなどのスナガニ類の重要な餌泥から分離・捕集する。

になっているほか、再懸濁によって潮下帯へ移流し、

3. 安定同位体・水銀分析・栄養塩分析

ベントスの生産にも寄与している ７）。海底に光が届く

1、2 で採集された底泥や植物プランクトン、底生微環境であれば潮下帯にも生息し、水深 60 m 以上の細藻類、ベントスの水銀濃度や炭素・窒素安定同場所から見つかった例もある

8）。現在では沿岸海域の高次生産における底生微細藻類の重要性は疑う- 114 -

位体分析を行う。

［期待される成果］

不足データなどを補いつつ調査・分析を継続する

1. 情報が皆無の水俣湾での基礎生産者の動態や現と同時に成果のとりまとめを行う。

存量、それに影響を与える要因の検討が可能になり水俣湾生態系の理解がすすむ。

［2021 年度の研究実施成果の概要］

2. 底生微細藻類の安定同位体比や水銀濃度の情報

1.調査地点が得られることでこれまで空白だった食物網のピ昨年度から継続して、水俣湾・袋湾を南北に横断ースが埋まることになり、より正確な水俣湾の生態する側線で浮遊性植物プランクトンに関する毎月の系構造、水銀の食物連鎖を通した移行経路に関調査を行っている（図 1）。各地点で多項目水質計とする理解が深まる。特に潮下帯底泥表面に生息

透明度板のキャスト、栄養塩濃度分析のための層別する底生微細藻類の水銀濃度の分析に成功すれ採水を行っている。stn 5 と側線外 4 地点を併せた 5ばおそらく世界初の知見となるだろう。

地点では 2 か月おきに底生微細藻類現存量を把握

3. 将来的に浮遊性植物プランクトン現存量のするための KK 式コアラーによる採泥、走光性による増加を促すことで波及的に魚介類への水銀

藻類採取用の底泥をエクマン採泥器で採取している。

蓄積を軽減する指針が得られる。
［年次計画概要］
1. 2020 年度
季節的な水塊構造の変化や浮遊性植物プランクト
ン現存量動態や栄養塩動態の把握と同時に、室内で走光性を利用して現場で採取した底泥から底生微細藻類を効率的に採集する方法を探索する。
前年度中期計画での成果のとりまとめも行う。
2. 2021 年度
前年度に引き続いて水塊構造や植物プランクトン
現存量・栄養塩動態を把握する。また季節的に表
図1

層底泥の採集を行い、クロロフィル濃度や底生藻

調査地点図

類の細胞数などから底生微細藻類現存量の把握も行うと同時に、前年度の結果をもとに底泥から底2. 浮遊性植物プランクトンと水塊構造

生微細藻類を分離し、水銀分析や同位体分析を昨年度からの結果と合わせ、4 シーズンを考慮して行う。前年度中期計画での成果のとりまとめも行う。

細胞数や種組成の計測を行った 2020 年 7 月、10 月、2021 年 1 月、4 月、7 月の試料では細胞密度は昨年
度、今年度ともに 7 月の細胞数が最も多かった（図 2）。

3．2022 年度
上記調査・分析を継続する。
4．2023 年度
上記調査・分析を継続すると同時にまとまった成果が得られた項目からとりまとめを行う。
5．2024 年度- 115 -

が多く（図 4）、水俣湾の基礎生産は高くないと推
察された。
水深５ｍ

図2

植物プランクトン細胞数季節変動

水深５ｍ

夏季の高い細胞密度は昨年同様、梅雨明け後の 7月は塩分成層の発達と好天による光環境の改善によって生じる植物プランクトンのブルームによるものであった。しかしながら災害級の豪雨のあった昨年度ほど
塩分成層は強くなく、ブルームはすぐに解消した（図3）。

図4

水深 5 m の地点別栄養塩季節変動

3. 底生微細藻類
昨年度の結果から走光性による底生微細藻類採取のための光条件は 25μmol/sec に設定した。また泥表面に敷くレンズティッシュの枚数を昨年度の 2 枚か
Depth（m）

ら 4 枚に増やし細かい泥粒子の混入を低下させた。
4 月～1 月までの採取率について図 5 に示す。
6 月までは細胞数の点から相対的に高い収量を得ているが、7 月以降、収量は低下していった。

図32020 年度 7 月及び 2021 年度 7 月の塩分成層とブルーム発生状況

1974 年から 2013 年にかけて実施された八代海調査での平均値 10）に比べ、植物プランクトンの細胞数は 7 月がそれに匹敵する以外は低密度であり（図 2）、同調査での 5 m 層の栄養塩濃度と比較しても水俣湾の DIN、DIP ともに平均より低い時期

図 5- 116 -

各地点の泥から走光性実験で採取された底生微細藻類の細胞数

KK 式コアラーで採取した野外底泥表面のクロロフに近い 6.7 の値が得られており、かなり純度の高い試

ィル量や底生微細藻類の細胞数も 7 月以降大幅に料の採取に成功していることがわかる。一方、7 月以

低下しており（図 6）、実験での収量の低下と同調して降の採取試料では昨年度の 16 よりも改善されている

いた。野外での現存量の低下は 7 月以降の透明度

ものの底泥のそれに近い 10 程度の値となっているの低下から示唆される光環境の悪化が一因であると（表 1）。

考えられる。水俣湾の水深が約 15 m とし、透明度の表1採取された試料の安定同位体比と C/N 比

3 倍を有光層の目安とすると、実験での収量が多かった 4～6 月の時期と野外で透明度が 5 m を超えた月が実際に一致していた（図 7）。

底生藻類
POM
底泥

採集
5月
5月
5月

δ13 C (‰)
mean ± SE-22.2 ± 1.0-23.9 ± 0.1-22.8 ± 0.3

δ15 N (‰)
mean ± SE
2.5 ± 0.5
3.6 ± 0.5
4.2 ± 0.3

C/N (mol/mol)mean ± SE
6.7 ± 1.0
5.1 ± 0.1
10.6 ± 0.3

底生藻類
POM
底泥

7月
7月
7月

-24.1 ± 0.8-19.8 ± 0.2-22.8 ± 0.2

1.1 ± 0.8
2.6 ± 0.4
4.3 ± 0.3

10.9 ± 0.8
5.8 ± 0.2
9.8 ± 0.2

方法論上、泥表面の細かいゴミや泥粒子そのもののコンタミを完全に防ぐことはできないため、野外の現存量が低下する時期では相対的にそれらの夾雑物の影響が強まることを示唆している。現存量の多い
時期は分析に十分耐える試料の収集に成功したが、現存量の低い時期に底生微細藻類を採取する場合、純度をあげるために更なる工夫が必要である。

図6［研究期間の論文発表］

野外の表層 1 cm 泥から採取された羽状類

1） Yoshino K., Yamada K., Tanaka M., Tada Y., Kanaya

珪藻（走光性をもつ底生微細珪藻）の細胞数

G., Henmi Y., Yamamoto M. (2021) Subtidal benthic
communities in Minamata Bay, Japan, approximately
30 years after Hg pollution remediation involving
dredging disturbance. Ecological Research 37, 137150.
［研究期間の学会発表］
1） 岡本海・山田勝雅・吉野健児・小森田智大・一宮睦
図7

雄・田中智己・竹隈仁美・逸見泰久

透明度季節変動

水俣湾における近底層生物群集の時空間変動
収量の低下は相対的に夾雑物の影響を大きくしう

日本プランクトン学会・日本ベントス学会合同大会る。今年度採集された試料のうち、野外での現存量合同大会 2021 年 9 月 17－20 日 online 開催の多かった 5 月と落ち込んだ 7 月の試料で安定同位体分析を行った結果を表１に示した。底泥や POM［謝辞］
熊本大学くまもと水循環・減災研究教育センターの試料の値も比較のため載せてある。5 月の試料では炭素同位体比こそ POM と 1 ‰程度の差

合津マリンステーション技術専門職員島崎英行氏にしかないものの、C/N 比が珪藻類の理論値である 6.6は調査船ドルフィンスーパーチャレンジャーの運用と- 117 -

採集作業で御協力をいただきました。水俣市漁協参

extending the limits of marine primary production.

事諌山弘樹氏には漁港内への調査船の係留で御協Mar Ecol Prog Ser 356, 103-112.
9) Longphuirt SN, Leynaert A, Guarini J-M, Chauvaud

力をいただきました。ここに感謝申し上げます。

L, Claquin P, Herlory O, Amice E, Huonnic P,［文献］

Ragueneau

O.

2006.

Discoveryof1) 山口一岩・吉野健児・福森香代子・門谷茂 2009.

microphytobenthos migration in the subtidal zone.
Mar Ecol Prog Ser 328, 143-154.

瀬戸内海生態系を対象とする底生微細藻類研究の経過と今後の課題 沿岸海洋研究 47，19−27．

10) 多治見誠亮・吉村直晃・増田雄二・川崎信司 2019.

2) Matsuyama A., Yano S., Hisano A., Kindaichi M.,

熊本県有明海・八代海における水質環境の長期

Sonoda I., Tada A., Akagi H. 2014. Reevaluation of

変動について, 熊本県水産研究センター研究報

Minamata Bay, 25 years after the dredging of

告 11, 10-21.

mercury-polluted sediments. Mar Pollut Bull 89,
112-120.
3) Tomiyasu

T.,

Takenaka

S.,

NoguchiY.,

Kodamatani H., Matsuyama A., Oki K., Kono Y.,
Kanzaki R., Akagi H. 2014. Estimation of theresidual total mercury in marine sediments of
Minamata Bay after a pollution prevention project.
Mar Chem 159, 19-24.
4) Yoshino K., Mori K., Kanaya G., Kojima S.,
Henmi Y., Matsuyama A., Yamamoto M. 2020.
Foodsourcesaremoreimportantthanbiomagnification on mercury bioaccumulation inmarine fishes. Environ Pollut 262, 113982.
5) Pickhardt PC Fisher NS. 2007. Accumulation of
inorganic and methylmercury by freshwater
phytoplankton in two contrasting water bodies.
Environ Sci Technol 41, 125-131.
6) Chen CY, Folt CL (2005) High plankton biomass

reduces mercury biomagnification. Environ Sci
Technol 39, 115-121.
7) Yoshino K., Tsugeki K. N, Amano Y., Hayami Y.,

Hamaoka H., Omori K. 2012. Intertidal baremudflats subsidize subtidal production throughthe outwelling of benthic microalgae. Estuar,
Coast Shelf Sci, 109: 138-143.
8) McGee D, Law RA, Cahoon LB (2008) Livebenthic diatom from the upper continental slope:- 118 -

■自然環境グループ（基盤研究）[5]発生源別水銀安定同位体組成のキャラクタリゼーション
Characterization of stable isotopic composition of mercury at the emission sources［主任研究者］

［背景］

伊禮 聡

自然環境に存在する水銀の排出源は大きく分けて
人為起源と自然由来のものがある。前者は例えば蛍［共同研究者］

光灯や温度計、気圧計、電池、金採掘現場におけるなし

水銀の使用、石炭燃焼など様々なものがある。後者
は、火山活動による地下水銀の噴出、海洋表層・地［区分］表に沈着した水銀の大気への再放出、地球温暖化

基盤研究の影響による永久凍土に封じ込められた水銀の溶出、及び山火事などによる放出などが挙げられる。これら［重点項目］の発生源から地表に放出された水銀は、水、土壌、

メチル水銀の環境動態

氷雪、海洋などに溶解、沈着、揮発、酸化還元反応などの過程が複雑に絡み合うシステムの中で循環［グループ］（水銀循環）する 1)。その一部は自然環境中の微生物

自然環境

によって生物に蓄積しやすい有機水銀の形態に変換されることでこの循環システムから出ると考えられている 1)。産業革命以降、野生生物や人間の体内から［研究期間］

検出される水銀量は増加しているといわれており 2)、2020 年度―2024 年度（5 年間）

国連は地球規模水銀汚染の低減を目指し 2017 年 8［キーワード］

月から水俣条約を発効し、人による水銀使用量を削

水 俣 条 約 、 水 銀 安 定 同 位 体 比 （ stable mercury

減している 3)。わが国でも水銀使用製品の製造を制

isotopes）、ガス状水銀(gaseous mercury)、同位体分限しており、1995 年には水銀使用ボタン電池、2005

別（isotope fractionation）、発生源別寄与率（source

年からは 8 ㎎以上の水銀を含む蛍光管は国内製造

apportionment）

が禁止となっている。これは、我々が日常で使用する
水銀使用製品が環境汚染の原因となり得るリスクを減［研究課題の概要］

らす取り組みである。しかし、水銀添加製品は現在で本研究は排出源から放出されるガス状水銀の試料も使用されており、もしこれら製品由来の水銀が汚染を捕集、そしてその水安定同位体比を測定し、同位源となる水銀放出・流出事故が起こった場合、汚染の体を用いた環境水銀動態研究に必要不可欠な発生程度を安定同位体比により定量・リスク評価するため

源別初期同位体組成インベントリー構築を目的とすには初期同位体組成を知っておく必要がある。また、る。実施内容として、我々の日常生活で使用される水

自然環境中の水銀動態を水銀安定同位体比を用い銀使用製品に含まれる水銀、野焼きや海洋から発生て調べる際にも初期同位体組成が必要となる。しかし、するガス状水銀、及びコンクリート製造工場や石炭を発生源別の初期水銀安定同位体組成情報は分析の燃焼する工場・発電所の排気ガスに含まれるガス状

歴史が浅いため未だ限定的である。本研究ではこれ

水銀の水銀安定同位体比を測定、及びその成果をまで発生源における水銀安定同位体比が報告され論文発表し、水銀動態研究の発展に貢献する。

ていない水銀試料を捕集・分析し、その同位体組成と誤差、及び変動範囲を科学コミュニティに提供する- 119 -

ことで、水俣条約第 22 条で規定する水俣条約の有銀が最も安定な Hg2+の状態で溶解する水溶液サン

効性評価や新たな学術的知見獲得に役立ち、将来プルに処理する必要がある。そのため、野焼きや割的にはサステイナブルな地球環境の保全のための科れた蛍光管から捕集したガス状水銀はどちらも 40%

学的知見に基づいた環境政策の策定に貢献する。

逆王水を捕集溶液としたプラスチックバッグ抽出法 4）により試料溶液を作成した。この手法によるガス状水
銀の典型的な回収率はおおよそ 100%である 4）。

［目的］
本研究は環境試料に含まれる水銀の排出源と考えられる場所において水銀を含む試料を捕集、または排出源となりうる水銀含有検体を採取し、その安定同位体比を測定し発生源別初期同位体組成インベ
ントリーを構築する。そしてその成果を国際的なジャーナルや学会で発表することで、近年新たな手法として注目される水銀安定同位体比測定を使用した環
境中の水銀動態研究の発展に貢献する。具体的には、野焼きから発生するガス状水銀、工場や発電所などから放出される排気ガス中のガス状水銀、我々の身の回りで使用されている水銀使用製品から発生

図 1 阿蘇での野焼き（左）と車内からの BAuT によるするガス状水銀などの安定同位体比を決定し、報告する。

ガス状水銀のサンプリングの写真（右下）［方法］

蛍光管に含まれる水銀はガス状のものと管内部に

1. サンプリング

付着したものとが考えられたため、２形態の水銀を分

本年度も日本国内の水銀発生源となりうる人間活

けてサンプリングした。まずガス状水銀は市販の食品動で使用される水銀含有商品を購入（新品蛍光灯直保存用プラスチックバッグに蛍光管とガスサンプリン

管 3 本、新品温度計 11 本）、そして廃棄物から（使用

グ用のチューブを差し込んでパラフィルムで閉じた閉済み蛍光灯直管 16 本）調達した。その他に、阿蘇草鎖系の空間を作り、その中で蛍光管を破壊して出て原の野焼きで発生する煙に含まれる水銀を新規開発

くるガス状水銀を自作の金捕集管で捕集した（図 2）。

した大容量高速水銀サンプラー（BAuT 4））を用いて捕集したガス状水銀は先述のプラスチックバッグ抽出捕集した（図１）。また、サンプリング手法比較のため、法により 40%の逆王水に溶かし、試料溶液とした。

従来の金アマルガム水銀捕集管（外径 6 ㎜×長さ160 ㎜、日本インスツルメンツ）を小型ポンプ（MP-1,
SHIBATA）に取り付け、毎分 0.5L の吸引量でサンプリングした。また野焼きの影響がないときのガス状水
銀の量と同位体比も評価する必要があるため、バックグラウンド大気中の水銀捕集も行った。2021 年度は野焼きサンプルが 2 つ、バックグラウンドサンプルを３つ捕集することに成功した。
図 2 蛍光管からのガス状水銀の採取

2. 試料の前処理
高精度の水銀安定同位体比を測定するには、水- 120 -

残ったガラス片は細かく砕きビーカーに入れ（電極は除く）、環境省の水銀測定マニュアル 5) に沿って

［年次計画概要］

100 mL の硝酸：過塩素酸：硫酸（1:1:5）の濃混合溶

・2020-2023 年度

液を加え、230℃で 1 時間温め付着した水銀を酸化➢ 試料のサンプリング

溶解させた。また、数を限定し（6 本）、両端の電極部➢ 状態別前処理法の最適化に付着する水銀も強酸混合溶液で溶解させ分析した。

➢ 試料分析

温度計に使用されている水銀は温度計の先を破・2024 年度

壊し、液状水銀を直接採取、そしてその半滴を 20mL

研究成果のまとめ、論文や報告書の作成。

の 40%の逆王水（硝酸：塩酸が 2:1）に完全溶解するまで常温放置して分析した。

［2021 年度の研究実施成果］
2021 年に阿蘇で BAuT と従来の捕集管により捕集

3. 水銀の定量分析と安定同位体比分析

した大気水銀濃度は、従来の捕集管による水銀濃度

Hg2+の状態）試料溶液に比べ 2 割ほど低くなる傾向を示した（図３）。これまは国水研所有のマルチコレクター型 ICP 質量分析計での実験で BAuT サンプリングによる捕集効率は（Neptune Plus, ThermoFisher Scientific, Inc.）、水銀

99%以上、プラスチックバッグ抽出法による回収率は

還元気化装置（HGX-200, CETAC）、そして内部標準

約 100%4）だが、全体の工程を通しての回収率は評発生・導入装置（Aridus II、CETAC）を用いて 5 つの価していなかったため、今回 SRM8610 水銀標準溶

水 銀 安 定 同 位 体 比 （ 199Hg/198Hg 、 200Hg/198Hg 、液（NIST）から発生させた既知量（5 から 41 ng の範201Hg/198Hg、 202Hg/198Hg、そして 204Hg/198Hg、）を同囲）のガス状水銀を使い、サンプリングから測定まで時測定した。得られた同位体比は以下の式によっての全プロセスを通した回収率試験を行った。結果はδ値に変換した。

65 から 90％の回収率となり、図 3 の結果とおおよそ作成した水銀イオン（主に𝛿 𝑥𝐻𝑔 (‰) =𝑥
𝐻𝑔( 198 )
𝐻𝑔 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒𝑥

𝐻𝑔( 198 )
𝐻𝑔 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑒[

一致した（表 1）。水銀を前濃縮する際、BAuT は毎分
0.5 L の乾燥空気流量下で 600℃に加熱する。この過− 1 × 1000程で 1 割から 3 割のガス状水銀が酸化して沈着して]いる可能性がある。事実、別の回収試験から、窒素を式中の x は水銀同位体の質量数（199、200、201、

使用した場合の回収率は 96%に改善した。今後、窒202、204 のいずれか）、丸カッコの下付き sample と素ガスを用いた分析試験を行い、手法を修正する。

reference はそれぞれ同位体比がサンプルと参照物
質（アメリカＮＩＳＴが供給する SRM 3133）を示す。また、前述の質量分析計は各同位体のシグナル強度を計測しているため、質量数 201 の同位体シグナル
強度を使って水銀量の測定も行った。
従来の水銀捕集管とミニポンプで捕集した野焼きから発生するガス状水銀は冷原子蛍光光度計（WA5F、日本インスツルメンツ）により定量分析した。
［期待される成果］

図 3 2021 年の阿蘇の野焼きとバックグラウンド大気

まだ報告例のない、あるいは数少ない発生源別水
銀試料の安定同位体組成情報を獲得し、これを発表する。

- 121 -から BAuT と従来の捕集管（Conventional trap）
によって捕集したガス状水銀濃度の比較

結果は 2022 年の 1 月に学術論文として発表した 11）。

表 1 SRM8610 から発生させたガス状金属水銀標準
ガスを使用した回収率・同位体測定試験（n=3）

このような分析条件のもとで測定した SRM8610 の同位体比は参照同位体比値から 41 ng の場合は－0.16 ‰から－0.37 ‰ほど、5 から 16 ng の水銀を使用した場合は 0.24‰から 0.90‰ほどずれることが判明した。この確度のずれを用いて既に測定した野焼きから発生するガス状水銀の同位体比を補正した。
補正した同位体値は更に解析を進めるため以下の式にあてはめて、非質量依存同位体分別（MIF）の度合いを調べた。

図 4 野焼き時に捕集した水銀の202Hg に対する
199Hg のプロット 判明した分析過程で起こるバイアスを補正した値（Corrected）とそうでない値（Original）を使ってプロットした。

Δ xHg (‰) ≈ δ xHg − (δ 202Hg × βx )xHg は202Hg 値を参照値として推定される質量依存

水銀使用製品に含まれる水銀の分析は調達した

同位体分別（MDF）からどのくらい差があるかを推定

サンプルは全て終了した。結果から、11 本の温度計する式で、x は質量数ｘの水銀同位体にかける定数から採取した液体金属水銀の５つの同位体比はとてである（199 、200 、201 、204 はそれぞれ 0.2520 、も小さい範囲で推移し（表 2）、これらの標準偏差は0.5024、 0.7520、 1.4930）。

0.07 ‰から 0.2 ‰の範囲であった。精度の高い同解析の一例として野焼き（2019 年、2021 年それぞ

位体比は得られたが、産地別水銀、あるいは産地別

れ 2 サンプルのデータ）、及びバックグラウンド大気か原材料に含まれる水銀の文献値と比較すると、そのら捕集した水銀（2019 年は 2 サンプル、2021 年は 3

多くは類似した同位体比であり、同位体組成をもってサンプルのデータ）の199Hg 対202Hg のプロット（バ

しても産地同定は難しいことが判明した。

イアスの補正無しと有りのデータ）を図 4 に示す。図から、分析で起こり得るバイアスは有意だがサンプル

表 2 温度計 11 本から採取された金属水銀の安定同位間の変動範囲に比べ小さいことがわかる。しかし、体比の平均値±標準偏差2019 年 4 月 6 日に阿蘇市波野で捕集したサンプルに関しては他とかなり異なる MIF 値を示しており、この特異的な値の理由は掴めていない。今後、より多くのサンプルを改善した分析手法で測定し、この値が蛍光管水銀のガス、ガラス壁面付着、電極付着の異常値か否かを判断する。これ以外のデータは202H

3 つの部位に分けて定量分析した結果は、ガス状のが 0 ‰から‐2 ‰の範囲で、199Hg は 0 ‰から‐水銀が 3.5%以下、ガラス部に付着する水銀が約 10

0.4 ‰の範囲で推移した。この結果はこれまで報告－82%、そして電極に付着する水銀が約 18－90%でされている植物中の水銀同位体組成 6-10)と類似してあった（表 3）。結果は、蛍光管が破損しても、破損直おり、文献では植物が水溶性の水銀を吸い上げる際

後はほとんどがガラスや電極に付着して残ることを示に起こる同位体分別を反映した特徴的な値と指摘しす。そしてこれらの同位体比のxHg は特徴的な値をている。今後も引き続き野焼きから発生する水銀の同示した（図 5）。

位体測定を行い、データの信頼性を高める。これらの- 122 -

分析した 16 本の蛍光管全てを含めても、文献値と比

表 3 蛍光管の 3 部位に分布する水銀量の割合（%）

べてガス状水銀、ガラス壁面付着水銀、電極付着水
銀はかなり大きな MIF 値を示しており、恐らく放電に
より蛍光管内部で同位体分別の現象が起こっていることが推測された。これまで蛍光管に含まれる水銀の同位体組成の報告は１つあるが 12)、その報告はガラスの材質に潜り込んだ水銀元素の同位体組成で、今回のような破損した場合に直ちに放出・拡散してしまうガス状態の水銀の報告はこれまでにない。観察され

2.5

a)

た特徴的な同位体組成は、蛍光管から放出された水2.0

銀（特にガス状水銀）の影響評価に利用できる可能
199Hg (‰)

1.5

性がある。これら温度計・蛍光管水銀の分析成果は
y = 0.3216x + 0.4671
R² = 0.5943

1.0

国際科学誌に投稿し、3 月にオンラインで出版された
13)。

0.5
0.0

-4

-2

0
-0.5

2

4

6

［研究期間の論文発表］

201Hg (‰)1） Satoshi Irei: Isotopic Characterization of Gaseous

0.8

Mercury and Particulate Water-Soluble Organic

0.6

Carbon Emitted from Open Grass Field Burning in
Aso, Japan. Applied Sciences 12, 109, doi:

0.4

y = 0.0997x - 0.0663
R² = 0.0747

199Hg (‰)

0.2

10.3390/app12010109, 2022.

0

-1

0

1

2

3

-0.2

2） Satoshi Irei: Stable isotope ratios of mercury in

-0.4

b)

-0.6

-0.8

commerciallyavailable

thermometers

andfluorescent tubes. ACS Omega 7（11）, 9291-9302,

201Hg (‰)

doi:10.1021/acsomega.1c06060, 2022.
5［研究期間の学会発表］
0199Hg (‰)

-20

-15

-10

-5

0

1） 伊禮 聡 演題 「水銀安定同位体比を用いて大5

気ガス状水銀の動態を調べる。」、招待講演、 表-5

y = 0.2673x + 0.2369
R² = 0.8363

示・起源分析技術懇談会第 25 回講演会、9 月、-10c)201Hg (‰)

2021 年
2） American Geophysical Union Fall Meeting 2021,-15

December 13-17 , Satoshi Irei Characterization of-20

Air Pollutants from Open Field Burning (e-Poster,

図 5 蛍光管各部位で捕集された水銀の 199Hg 対

virtual presentation)

201Hg のプロット（丸印）；a)ガス状水銀（n=16）、b)ガラ

3） The 3rd International Conference on Chemistry andス壁に付着していた水銀（n=16）、c)電極に付着していNanosciences 2021 November1-2, Virtual Meeting,

た水銀（n=6）。 比較として文献から得た石炭や天然ガ

Satoshi Irei Characterization of Air Pollutants fromスなどに含まれる水銀のプロット（△や□）も同時に示す。

Open Field Burning (Oral presentation)- 123 -

Environmental Science and Technology 47, 2238–
2245, 2013.

［文献］
1) Pirrone, N.; Cinnirella, S.; Feng, X.; Finkelman,9) Yu, B.; Fu, X.; Yin, R.; Zhang, H.; Wang, X.; Lin,

R.B.; Friedli, H. R.; Leaner, J.; Mason, R.;

C.J.; Wu, C.; Zhang, Y.; He, N.; Fu, P.; et al. Isotopic

Mukherjee, A.B.; Stracher, G.; Streets, D.G.; Telmer,

compositions of atmos-pheric mercury in China:

K. Global mercury emissions to the atmosphere

New evidence for sources and transformationfrom natural and anthropogenic sources. In

processes in air and in vegetation. Environmental

Mercury fate and transport in the global

Science and Technology 50, 9262–9269, 2016.

atmosphere: Measurements, models, and policy

10) Zheng, W.; Obrist, D.; Weis, D.; Bergquist, B.A.

implications, Pirrone, N.; Mason, R., Eds.; Interim

Mercury

Report of the UNEP Global Mercury Partnership

American forests. Global Biogeochemical Cycles 30,

Mercury Air

1475-1492, 2016.

Transport

and

Fate

Research

partnership area; pp1-36,
2) UN

Environment

compositions

across

North11) Satoshi Irei Isotopic characterization of gaseous
Mercury

mercury and particulate water-soluble organic

Assessment 2013 UN Environment Programme,carbon emitted from open grass field burning in Aso,

ChemicalsJapan.

andProgramisotope

HealthGlobalBranch:Geneva,Switzerland, 2013.

AppliedSciences

12,

109,

doi:10.3390/appl1201109, 2022.

3) Minamata Convention on Mercury. About Us12) Mead, C.; Lyons, J.R.; Johnson, T.M.; Anbar, A.D.

https://mercuryconvention.org/en/about.

Unique Hg stable isotope signatures of compact4) Satoshi Irei Development of fast sampling and highfluorescentlamp-sourced

Hg.

Environmental

recovery extraction method for stable isotope

Science and Technology 47, 2542-2547, 2013.

measurement of gaseous mercury, Applied Sciences

13) Satoshi Irei: Stable isotope ratios of mercury in

10, 6691, doi:10.3390/app10196691, September,commercially2020.

fluorescent tubes. ACS Omega 7（11）, 9291-9302,

5) Ministry of Environment, Mercury Analysis Manual,Tokyo, Japan, 2004.
6) Demers, J.D., Blum, J.D., and Zak, D.R. Mercury
isotopes in a forested ecosystem: Implications for
air-surface exchange dynamics and the global
mercury cycle Global Biogeochemical Cycles 27,
222-238, 2013.
7) Jiskra, M.; Wiederhold, J.G.; Skyllberg, U.;
Kronberg, R.M.; Hajdas, I.; Kretzschmar, R.
Mercury deposition and re-emission pathways inboreal forest soils investigated with Hg isotope
signatures. Environmental Science and Technology
49, 7188–7196, 2015.
8) Yin, R.; Feng, X.; Meng, B. Stable mercury isotope
variation in rice plants (Oryza sativa L.) from the
Wanshan mercury mining district, SW China.

- 124 -

available

thermometersdoi:10.1021/acsomega.1c06060, 2022.

and■自然環境グループ（基盤研究）[6]海洋におけるメチル水銀の形態変化過程に関与する微生物群の動態解明（RS-21-12）
Study of microbes involved in mercury speciation in the ocean［主任研究者］［研究期間］
2020 年度－2024 年度（5 ヶ年）

多田 雄哉 （環境・保健研究部）
研究の総括及び実験全般の実施［キーワード］［共同研究者］
丸本幸治（環境・保健研究部）
海水中水銀分析に関する助言
吉野健児（環境・保健研究部）
水俣湾観測及び生態系調査協力
松山明人（国際・総合研究部）
水俣湾観測及び水銀分析に関する助言
武内章記（国立環境研究所）

総 水 銀(total mercury) 、 メ チ ル 水 銀(methylmercury) 、 溶 存 ガ ス 状 水 銀(dissolved

gaseous mercury) 、 水 銀 メ チ ル 化(mercury

methylation) 、 水 銀 脱 メ チ ル 化(mercurydemethylation)、沿岸域 (coastal environments)、外洋域 (open ocean)、深海域 (deep-sea)、海洋微生物(marine microorganisms)、メタゲノム (metagenome)、
機能遺伝子群 (functional genes)

海水中水銀分析に関する助言
小畑 元（東京大学大気海洋研究所）［研究概要］

北太平洋観測協力
竹田一彦、岩本洋子（広島大学）
瀬戸内海における海洋観測協力
川口慎介、横川太一（海洋研究開発機構）
海洋深層域観測協力
武田重信（長崎大学）
東シナ海海洋観測協力

本研究では、沿岸域から外洋域、深海域を含めた海洋観測を実施し、海水中総水銀、メチル水銀及びガス状水銀濃度を定量すると同時に、水銀メチル化
及び脱メチル化に関連する微生物機能遺伝子群を、
メタゲノム解析並びに分子生物学的手法を駆使して解析することで、海洋における微生物学的なメチル水銀生成・分解機構に関する知見を得る。

桑田 晃（水産研究・教育機構）
三陸沖海洋観測協力［背景］
2017 年 8 月に発効された「水銀に関する水俣条約」

高見英人（東京大学）
メタゲノム解析に関する助言を受け、その有効性評価として環境中における水銀の動態を正確に把握・モニタリングしてゆくことが喫緊

［区分］
基盤研究

の課題である。特に、海水中のメチル水銀は、毒性
及び生物蓄積性が非常に高く、高次栄養段階に位置する魚介類に高濃度に蓄積され、最終的には、魚［重点項目］
メチル水銀の環境動態

介類の摂食を通してヒトへ移行・蓄積される。このため、海洋におけるメチル水銀の動態（生成・分解過程）
を詳細に解析することは重要な研究課題である。

［グループ］

既往研究により、環境中におけるメチル水銀の生

自然環境

成・分解過程には微生物が関与していることが報告されている。また、近年のゲノム解析により、水銀のメチ
ル化・脱メチル化に関与する機能遺伝子群も明らか- 125 -

となってきている。しかしながら、海洋環境におけるメ1-2. 形態別水銀及び各種水質特性（水温、塩分、ク

チル水銀生成・分解過程への微生物の寄与を評価しロロフィル濃度、溶存酸素等）の分析を実施する。

た研究例は少なく、特に、アクセスが困難な外洋域

1-3. 水銀メチル化遺伝子 (特に hgcA) に関して、定（例えば太平洋）や深海域におけるメチル水銀の動量 PCR 解析用のプライマー設計を行う。

態と微生物の動態とを関連付けた研究例はほぼ皆無

1-4. 得られた結果を国内外での学会並びに論文発である。

表に繋げる。
2. 2021 年度
2-1. 沿岸域並びに外洋域において海洋観測を実施［目的］
以上のような背景から、本研究では、沿岸域から外し、水銀分析用試料並びに微生物核酸試料を洋域、深海域を含めた様々な海洋環境を対象に、環取得する。特に、沿岸域として水俣湾で取得し境中の機能遺伝子群を網羅的に解析することが可能

た試料について、水銀分析及びメタゲノム解析

なメタゲノム解析並びに分子生物学的手法を駆使し、を進める。当初、伊豆・小笠原海域で取得した

水銀メチル化・脱メチル化関連遺伝子の分布を明ら

試料に関して解析を実施する予定であったが、かにすることで、海洋における微生物学的なメチル水

採水器や採水方法に問題があった可能性があ

銀生成・分解過程を包括的に理解・評価することを目り、水銀分析並びにメタゲノム解析に関しては保

的とする。

留とした。
2-2. これまで取得した微生物核酸試料（久米島沖、［期待される成果］

釧路沖、瀬戸内海、水俣湾等）を用いて、水銀メ
チル化遺伝子の定量 PCR 解析を実施し、プライ本研究の完遂により、これまで情報が希少であった海洋微生物による水銀のメチル化及び脱メチル化
過程に関する知見を得ることができる。また、沿岸域

マーの有効性を評価する。
2-3. 得られた結果を国内外での学会並びに論文発から外洋域、深海域を含めた様々な海洋環境を対象

表に繋げる。

とした解析を行うことで、水銀メチル化・脱メチル化が3. 2022 年度

どのような海域・深度で起こりうるのかを評価すること

3-1. 学術研究船白鳳丸を用いた西部北太平洋南北ができる。これらの結果は、海洋におけるメチル水銀

断面観測航海（2021 年度から 2022 年度に変更）の生成・分解過程の機構論的理解を深化させ、ひに参加し、水銀メチル化・脱メチル化遺伝子のメ

いては海洋生物へのメチル水銀蓄積過程解明に向タゲノム解析及び定量 PCR 解析用試料を取得けた有用な情報を提供することができる。

する。
3-2. 形態別水銀及び各種水質特性分析を実施し、［年次計画概要］

西部北太平洋における形態別水銀の分布を明1. 2020 年度

らかにする。

1-1. 沿岸域並びに外洋域において海洋観測を実施

3-3. 得られた結果を国内外での学会並びに論文発し、微生物核酸試料の取得及びメタゲノム解析

表に繋げる。

を実施する。特に本年度は 2019 年 7 月に瀬戸

4. 2023 年度

内海で取得した試料について分析を進める。必4-1. 前年度に得られた西部北太平洋試料のメタゲノ

要に応じて、海洋観測を実施する。

ム解析及び形態別水銀分析を引き続き行うと同

1-2. メタゲノム解析において、水銀メチル化遺伝子

時に、水銀メチル化遺伝子に関する定量 PCR(hgcAB) (Parks et al., 2013) だけでなく、脱メチ解析を実施し、西部北太平洋における形態別水ル化遺伝子 (merAB) (Boyd and Barkay, 2012)

銀と水銀メチル化遺伝子の分布を比較する。

に関しても検出を試みる。

4-2. 得られた結果を国内外での学会並びに論文発- 126 -

に付着している “粒子付着性微生物” と海水中に浮表に繋げる。
5. 2024 年度

遊している “自由遊泳性微生物” は種組成及び代5-1. 引き続き、前年度までに得られた試料の分析を謝機能が異なることが報告されている。さらに、粒子進めると同時に、必要に応じで海洋観測を実施

態有機物が形成されると粒子表面に好気性微生物する。また、小笠原海溝や琉球海溝における深が繁茂し、有機物の分解に伴って酸素が消費される

海・超深海域における水銀の形態別分析及びメため、粒子内部に微小嫌気環境が形成されることがタゲノム解析、定量 PCR 解析を実施し、深海域示唆されている。これまで単離された水銀メチル化微における微生物による水銀のメチル化・脱メチル生物の多くが嫌気性であることから、環境中において化過程を評価する。

もこれらの微生物が水銀のメチル化に関与している

5-2. 得られた結果を国内外での学会並びに論文発表に繋げる。

可能性は高い。そこで、本研究では、粒子態有機物
内では嫌気性の水銀メチル化微生物が繁茂し、メチル水銀が生成されるという仮説を立て、粒子態有機［2020 年度の研究実施成果の概要］

物における水銀・メチル水銀分析を実施すると同時

本年度は、メタゲノム解析法に関して、水銀還元酵に、メタゲノム解析によって粒子付着性微生物が持素遺伝子 (merA) に関する解析パイプラインの最適

つ水銀関連遺伝子を解析し、粒子態有機物における化を実施した。merA の配列はジヒドロリポアミド脱水

微生物学的なメチル水銀生成・分解機構に関する情

素酵素 (dihydrolipoyl dehydorgenase) の配列と類似報を得ることを目的とした。

しているため、HMMER 検索の過程において偽陽性

採水は 2021 年 4 月、6 月、8 月に、水俣湾湾央ののシーケンスが多数検出される問題があった。そこで、

水深 2 m 及び 10 m から採取した。採取した海水を孔改 善 点 と し て merA と 共 に dihydrolipoyl

径 3 µm と 0.2 µm のフィルターを用いて段階的に濾

dehydorgenase を加えたレファレンス配列を作成し、さ過し、総水銀・メチル水銀分析用試料としては、孔径らに検索精度のスレッシュホールドを上げていくこと

3 µm 以上の画分を “大型粒子”、0.2~3 µm の画分を

(e-value = ~x 10-7)、merA 遺伝子を精度良く検出“小型粒子”、0.2 µm 以下の画分を “溶存態” としてですることが可能となった (Table)。

採取した。また、同孔径のフィルターを用いて、メタゲ
ノム試料を取得し、孔径 3 µm 以上の画分を “粒子付Table. merA 検出パイプラインの改善前改善後の検出数

着性”、0.2~3 µm の画分を “自由遊泳性” 微生物と（自由遊泳性の結果のみ表示）

した。本年度は、4 月及び 6 月の試料に対して解析を行った。
総水銀分析の結果、水俣湾における総水銀濃度は溶存態: 0.28~0.47 ng/L、小型粒子: 0.20~0.37 ng/L、
大型粒子: 0.15~0.56 ng/L の濃度で変動し、4 月・6

また、本年度は、沿岸域として特に水俣湾におけ

月ともに水深 10 m の試料で高い傾向を示した（図 1）。

る水銀動態と水銀関連遺伝子を解析し、これまで実一方、メチル水銀濃度は溶存態: 0.0013~0.0031 ng/L、施した他の海域の結果と比較を行った。水俣湾にお小型粒子: 検出限界以下 (0.001 ng/L)~0.0018 ng/L、

いては、既往研究の結果から湾内のメチル水銀の動

大型粒子: 0.0011~0.0056 ng/L の濃度で変動し、6 月

態 (生成・分解) には粒子態有機物が深く関連してにおける水深 10 m 付近の大型粒子画分で最大値をいることが示唆されている (Matsuyama et al., 2021)。

示した。水深 2 m 試料と 10 m 試料の粒子量（乾重量）

沿岸域における粒子態有機物は、栄養塩の流入によを比較した結果、両月とも水深 10 m の方が、粒子量

るプランクトンの増殖や堆積物の巻き上がりによってが多かったことから、これらの層では堆積物の巻き上形成されることが知られている。また、粒子態有機物

がりが起こっていた可能性が考えられた。

- 127 -

総水銀に対するメチル水銀の割合については、水画分の両画分において、4 月の方が高い傾向を示し

深による大きな違いは見られなかったが、粒子態画た。これらのことから、微生物学的なメチル水銀の分分において、4 月試料の方が低い傾向が見られた。

解は 4 月期においてより活発であった可能性が考えられる。水銀分析の結果から、粒子態画分の総水銀に対するメチル水銀の割合が 6 月に比べて 4 月で低い傾向を示していたことから、これらの要因は微生物学的なメチル水銀の分解が活発であった可能性も示唆された。

図 2. 水俣湾における水銀メチル化遺伝子 (hgcAB)及び水銀還元酵素・脱メチル化遺伝子 (merAB)の相対量検出された hgcA の系統解析の結果、水俣湾から検 出 さ れ た hgcA は Spirochaetes が 持 つ hgcA
図 1. 水俣湾 (4 月・6 月の水深 2 m、10 m) における大型粒子、小型粒子、溶存態画分の総水銀濃度、メチル水銀濃度、メチル水銀の割合の結果(Spirochaetes bacterium GWF1_41_5) に近縁である
ことがわかった。Spirochaetes 系統群は通性嫌気性細菌で嫌気環境においても増殖することが可能な細菌であるため、粒子内における水銀のメチル化に寄与

水銀関連遺伝子のメタゲノム解析の結果、水銀メしている可能性が示唆された（図 3）。

チル化に関連する hgcA は 4 月の水深 2 m の粒子付
着性微生物試料から検出された。この結果から、水俣湾における粒子態有機物中で微生物学的な水銀メチル化が起こっている可能性が示唆された（図 2）。
一方、hgcB は検出されなかったが、メタゲノムシーケ
ンスからの遺伝子検出は、解析に供するシーケンス数に依存するため、より多くのリード数を得ることで、検出できるようになる可能性が考えられる。
採取した全ての試料から、アルキル水銀分解酵素
遺伝子 (merB) が検出されたことから、粒子内及び海水中で微生物学的なメチル水銀の分解が起こっている可能性が示唆された。細胞数の指標となる recA
(1 コピー/ゲノム) に対する相対量を比較した結果、merB の相対量は粒子付着性画分及び自由遊泳性- 128 -

図 3. 水俣湾から検出された hgcA の系統

Hg(II)から Hg(0)への還元に関連する merA の系統解析を実施した結果、水俣湾から得られた merA の内、
約 80%は Alphaproteobacteria に属するものであった(図 4a)。また、メチル水銀分解酵素遺伝子である
merB の系統解析を行った結果、水俣湾では特にActinobacteria の merB が最も優占 (84%) していたことから (図 4b)、これらの微生物が水俣湾におけるメ
チル水銀の脱メチル化に大きく寄与している可能性が考えられた。親潮域及び瀬戸内海で得られた結果と比較すると、Actinobacteria に属する merB は両海域においても検出されたが、その割合はそれぞれ

図 5. Nitrospina-hgcA プライマーを用いた PCR 増幅後35%、10%と比較的低かった。これらのことから、水俣のゲル画像 (PCR 時のアニーリング温度を上昇させることで特異性の向上を確認した)湾においては、比較的単一の系統群によってメチル
水銀の分解が起こっている可能性が示唆された。

［2022 年度の実施計画］
1. 引き続き沿岸域（水俣湾や八代海）及び外洋域（西部北太平洋）の海洋観測を実施する。
2. 2021 年度に北太平洋亜熱帯循環域で取得した試料に関して、水銀・メチル水銀分析並びにメタゲノ
ム解析を進める。また、これまで得られた結果について論文発表および学会発表に繋げる。
3. 実際の環境 DNA を用いて Nitrospina-hgcA をター
ゲットとした定量 PCR を実施する。

図 4.水俣湾から検出された merA (a)、merB (b)の系統
群組成［研究期間の論文発表］
1) Tada Y, Marumoto K, Takeuchi A: Nitrospina-like
Bacteria

これまでの研究で、主に外洋域で検出された

2) Yoshino K, Yamada K, Tanaka M, Tada Y, Kanaya G,
Henmi

YamamotoinM:

Subtidalbenthic

Minamata

Bay,

Japan,

approximately 30 years after mercury pollution

したプラスミドを用いて PCR を実施し、特異性の確認

remediation involving dredging disturbance. Ecol.

を行った。これらの結果、PCR の条件を変えること

Res., 2021; 37: 137-150.

(アニーリンング温度の上昇) で、特異的に目的の配PCR を用いたコピー数の定量は来年度に実施するY,

communities

daltonii、Methanospirillum hungatei) の hgcA を挿入で取得した DNA に対する特異性の確認及び定量

Mercury

Spectr., 2021; 9: e00833-21.

sp. 、 Desulfitobacterium metallireducens 、 Geobacter

列を増幅できることを確認した (図 5)。現場海洋環境

Potential

Regions of the Western North Pacific. Microbiol.

(hgcA) (Tada et al., 2020) に関して、定量 PCR 用にマーを再設計し、人工的に合成した 4 種 (Nitrospina

Dominant

Methylators in Both the Oyashio and Kuroshio

Nitrospina 系 統 群 の 水 銀 メ チ ル 化 関 連 遺 伝 子
適した約 120 bp の特異的な断片長を増幅するプライAre［研究期間の学会発表］
1) 岡部宣章, 武内章記, 多田雄哉, 丸本幸治, 土

予定である。

- 129 -

屋正史: 海水中ジメチル水銀の動態把握に向けた水銀同位体トレーサー研究. 2021 年度日本地球化学会, オンライン. 2021. 9.
2) 丸本幸治，多田雄哉，武内章記，河合 徹: 海水
中におけるジメチル水銀とモノメチル水銀の分別定量法の検討. 第 29 回環境化学討論会, 大阪. 2021. 6.
3) Capo E, Peterson B, Jones D, Storck V, Liu Y R, Kim
M, Lin H, Amyot M, Acinas S G, Bertilsson S, Björn
E, Bowman K, Buck M, Cosio C, Elias D, Gu B,
Lamborg C, Pinhassi P, Pachiadaki M, Podar M,
Tada Y, Vandewalle-Capo M, Walsh D, Moreau J W,
McMahon K, Gilmour C, Bravo A G, Gionfriddo C:
Towards building a consensus protocol for therecovery of the genes involved in mercury
methylation (hgcAB) from environmental genomic
data. Ocean Science Meeting 2022, Web meeting,2022. 3.
［文献］
1) Parks et al. (2013) The genetic basis for bacterial
mercury methylation. Science, 339, 1332-1335.
2) Boyd and Barkay (2012) The mercury resistanceoperon: from an origin in a geothermal environment
to an efficient detoxification machine. Front.
Microbiol., 3, 349.
3) Matsuyama A, Yano S, Taniguchi Y, Kindaichi M,
Tada A, Wada M (2021) Trends in mercury
concentrations and methylation in Minamata Bay,
Japan, between 2014 and 2018. Mar. Pollut. Bull.,173, 112886.
4) Tada Y, Marumoto K, Takeuchi A (2020) NitrospinaLike Bacteria Are Potential Mercury Methylators in
the Mesopelagic Zone in the East China Sea. Front.
Microbiol., 11, 1369.

- 130 -

■自然環境グループ（基盤研究）[7]アジア－太平洋地域における大気中水銀の中・長期的濃度変動要因に関する研究
Study on factors influencing long-term trend of atmospheric mercury concentrationsin Asian-Pacific regions［主任研究者］［グループ］

丸本幸治（環境・保健研究部）

自然環境研究の総括、実験全般の実施［研究期間］
2020 年度－2024 年度（5 ヶ年）［共同研究者］
鈴木規之（国立環境研究所）、高見昭憲（国立環境研究所）［キーワード］水銀 (Mercury) 、大気 (Atmosphere) 、長距離輸

日本の大気中水銀観測のコーディネートDavid Schmeltz (米国環境保護庁)、David Gay、送（Long-range transport）、沈着（Deposition） 、アジ

Mark Olson (米国大気沈着ネットワーク)、Guey-ア（Asia）

Rong Sheu（台湾中央大学）
アジア－太平洋地域の大気中水銀観測ネットワ［研究課題の概要］

ークのコーディネート

本研究では、水俣条約の有効性評価に資する大林 政彦（福岡大学）

気・降水中水銀の継続的なデータを取得することを福岡県福岡市での大気中水銀観測への協力

第一の目的としている。また、その季節変動や経年

武内章記（国立環境研究所）

変動の有無とそれらの要因、並びに放出源の影響も関東地方（茨城県つくば市）での大気中水銀観明らかにすることも目的の一つである。これらの目的

測への協力を達成するため、水俣市と福岡市で大気中水銀の連

谷水雅治（関西学院大学）

続モニタリングを、水俣市、平戸市、福岡市、御前崎

関西地方での大気中水銀観測への協力

市で降水中水銀のモニタリングを実施する。また、新武邉勝道（松江工業高等専門学校）

たに火山地帯である阿蘇仙酔峡において大気中水

日本海側（島根県松江市）での大気中水銀観測

銀の連続モニタリングを実施、大気中水銀の放出源への協力の一つである火山ガスの影響を評価していく。

川辺能成（産総研）、駒井 武（東北大）、富安卓滋、

一方、降水中水銀モニタリングについては、水俣条

児玉谷 仁（鹿児島大）

約における比較可能なデータの取得への対応するた

簡易水銀モニタリング手法の開発とアジア・南米への適用による ASGM 水銀循環量評価

め、国際的な精度管理プログラムへ積極的に参加すると共に、台湾中央大学との共同研究を行い、デー
タの信頼性の確保に努める。

［区分］
基盤研究

［背景］
人間活動によって大気中に放出された微量水銀［重点項目］

は地球上を循環し、放出源から遠く離れた場所の生

メチル水銀の環境動態

態系に影響を与えることが知られている。そのため、国際貢献国の枠組みを超えた国際的な対応が求められており、UNEP（国連環境計画）主導のもと、2017 年 8 月に国- 131 -

際的な水銀規制条約（水俣条約）が発効されている。

前プロジェクト研究から引き続き、水俣市での大条約の有効性評価として長期的な環境中水銀モニタ

気・降水中水銀モニタリングを継続する。また、福岡

リングやモニタリングデータを活用した環境中水銀動

市、平戸市、島根県松江市、兵庫県三田市、御前崎

態モデルの開発が重要な位置付けとなる。とりわけ、市、茨城県つくば市において降水中水銀モニタリン

大気中の水銀は国境を越えて輸送されることから、世グを開始する。降水中水銀データの信頼性向上のた界各国で協力してモニタリングを実施する必要がある。

め、台湾中央大学とのラボ間測定データ比較を行い、現在のところ、北米、ヨーロッパにおいてモニタリング

アメリカ地質調査所主導の Inter-Calibration プログラ

ネットワークが稼働しており、アジア地域でもアジア太ムに参加する。一方、大気中水銀の放出源である都平洋モニタリングネットワーク（Asian-Pacific Mercury

市域（福岡県福岡市）や火山地帯（熊本県阿蘇市仙Monitoring Network、以下 APMMN）が構築されてい酔峡）での大気中水銀モニタリ-グを行う。

る。日本国内では、環境省環境安全課の主導により

2. 2021 年度

2007 年度から沖縄県辺戸岬で1)、2014

年度から秋

水俣市、福岡市、阿蘇市において大気中水銀の田県男鹿市で大気・降水中水銀のモニタリングを実連続モニタリングを継続する。福岡市と阿蘇市では他施している。国水研においてもこれまで熊本県水俣の化学物質のモニタリングも行い、大気中水銀濃度

市と福岡県福岡市で大気中水銀の連続モニタリングの変動要因について調べる。水俣市をはじめ各地点

2)、水俣市、福岡市、長崎県平戸市、静岡県御前において降水中水銀のモニタリングを継続する。前を崎市で降水中水銀のモニタリングを実施している。

年度に引き続き、国際的な精度管理プログラムに参加する。また、持ち運び及び設置が容易で、商用電［目的］

源不用の簡易降水サンプラーの開発に着手する。

水俣条約の有効性評価に資する大気・降水中水

3. 2022 年度

銀の継続的なデータを取得し、その季節変動や経年引き続き、各地点における大気・降水中水銀モニ変動の有無とそれらの要因、並びに放出源の影響をタリングと国際的な精度管理プログラムへの参加を継明らかにする。また、APMMN への協力を通してアジ続する。福岡市、阿蘇市におけるモニタリング結果をア太平洋地域のデータ蓄積とアジア各国における観論文としてまとめる。阿蘇市において簡易降水サンプ

測支援を行う。

ラーの試験運用を行う。
4. 2023 年度［期待される成果］

引き続き、各地点における大気・降水中水銀モニ

1. 大気・降水中水銀の長期モニタリングデータの取タリングと国際的な精度管理プログラムへの参加を得と東アジア地域における大気中水銀濃度及び継続する。また、各地点において簡易降水サンプラ

水銀沈着量の経年変動の実態を明らかにし、地球ーの試験運用も行う。

規模の水銀循環の理解に貢献する。

5. 2024 年度

2. APMMN へのデータ提供及びモニタリング技術移引き続き、各地点における大気・降水中水銀モニ

転、国際的な精度管理プログラムへの参加等によタリングと国際的な精度管理プログラムへの参加をる国際協力を通して、国際的な水銀モニタリング技継続する。また、これらのデータを解析し、長期的な術の向上に貢献する。また、アジア－太平洋地域

トレンドを明らかにすると共に、論文としてまとめる。

の大気中水銀モニタリングネットワークの中核的存

簡易降水サンプラーを改良し、製品化を目指す。

在として日本をアピールできる。
［2021 年度の研究実施成果］［年次計画概要］

水俣市及び福岡市における大気中水銀の連続モニ1. 2020 年度

タリング- 132 -

図 1 に水俣市及び福岡市における 2021 年度（4 月であった。GEM 濃度は過年度と同程度であったが～12 月までの 9 ヶ月の値）の大気中水銀濃度変動を

GOM 濃度は 2018 年度～2020 年度に比べて低く、示した。なお、水俣市では連続観測に使用していた

2017 年度以前の値とほぼ同程度であった。また、モニターを他の研究や後述する阿蘇仙酔峡での観PBM2.5 濃度は観測を開始した 2013 年度から低下傾測にも使用していたため、観測数が例年に比べて少向にあったが、2019 年度からほぼ横ばいで推移してなく、とりわけ 11 月以降のデータが得られなかった。

おり、今年度も 2019 年度及び昨年度と同程度の値で水俣市における 2021 年度のガス状水銀の平均濃あった。GEM, GOM, PBM2.5 はどれも短時間で急激度 ± 標準偏差は 1.55 ± 0.27 ng m

-3

（N= 4,390） でに濃度が上昇する現象が複数回観測されており、近あり（2021 年 9 月 15 日～10 月 15 日及び 2021 年 11

傍の放出源の影響を受けていると推察される。しかし

月 9 日～2022 年 2 月 18 日、2022 年 3 月 1 日～31

ながら、日時が一致していないことが多く、それぞれ日は長期間欠測）、過年度と同程度であった。一方、放出源が異なる可能性がある。大気中水銀の濃度変福岡市における大気中のガス状金属水銀（Gaseous

動に大きく影響する放出源に関する情報を得るため、Elemental Mercury、以下 GEM）及びガス状酸化態水

大気中成分の放出源の指標となる微量金属につい銀（Gaseous Oxidized Mercury、以下 GOM）、並びにて 3 時間単位でのモニタリングを実施しており、デー

粒子態水銀（Particle Bound Mercury、以下 PBM2.5）

タを解析して放出源を推定する予定である。

の年平均濃度は、それぞれ 1.92 ± 0.68 ng m-3

阿蘇仙酔峡における大気中水銀モニタリング（2 時

間平均の値より集計、N= 2,629）、0.0060 ± 0.0083 ng

阿蘇仙酔峡は阿蘇山中岳第一火口から北東約

m-3 （N= 2,629）、0.0075 ± 0.0084 ng m-3 （N= 2,629）

3km に位置し、標高約 900m である。周辺は複雑な

(a)

(b)

(c)

図 1 水俣市と福岡市における大気中水銀濃度の変動. (a) 水俣市のガス状水銀濃度、(b) 福岡市のガス状金属水銀
濃度、(c) 福岡市の酸化態水銀及（赤）び微小粒子中水銀（緑）の濃度- 133 -

地形であるが、火山ガスの通り道として有名である。

認できず、また確固たる不具合の原因もわからなかっ

昨年度の観測結果から、南から風が吹くとき、つまりた。しかしながら、メンテナンス後には明確な日変動

阿蘇中岳第一火口からの風があり、やや高温多湿とを示すことはなくなっていたため、装置に何らかの不なるときに濃度が高くなることが多く、火山ガスの影響具合が生じていたものと推察される。2021 年 10 月かを受けていることがわかった。一方、阿蘇仙酔峡におらは、AM-5 と同様の測定原理である水銀モニター

ける大気中水銀濃度は日中に大きく低下する特異的（MODEL2537X ; Tekran 社製）を用いて観測を継続な日変動が観測されていた。このようなに日変動は水しており、GEM だけでなく、GOM 及び PBM2.5 の形

俣市や福岡市ではみられていないため、火山地帯特態別モニタリングを実施している。現在のところ、有の現象であると思われた。つまり、火山ガスに含ま

GOM 濃度の急激な濃度上昇が複数回観測されておれる酸化物質により GEM から GOM の光酸化反応

り、火山地帯特有の現象である可能性があるが、よりが促進し、GEM 濃度が低下していることが考えられ

多くのデータを蓄積して火山ガスの影響について解た。GOM は地表への沈着速度が大きいため、火口析する予定である。

から観測点に到達する間に乾性沈着することも想定

一方、2021 年 6 月 30 日から 7 月 2 日にかけて 48

された。しかしながら、モニタリングに使用している水

時間の集中観測を行い、大気中の水銀及びイオン成銀モニター（AM-4；日本インスツルメンツ社製）の測分を日中は 4 時間間隔で、夜間は 6 時間間隔でモニ定原理が原子吸光方式であり、他の 2 点で使用してタリングした。その結果、大気中の水銀濃度とイオンいる水銀モニターの測定原理（原子蛍光方式）とは濃度の間には関連性がなかった。SO2 ガス濃度は一異なるため、モニターの特性もしくは何らかの不具合

般大気中に比べて極めて高いときもあったが、Cl やの可能性も考えられた。そこで、大気中水銀濃度のNO3 はガス・粒子共に一般大気中濃度とほぼ同程度

日変動が本当に起こっているかどうかを検証するたであった。来年度は複数回の集中観測を行ってデー

め、金アマルガム捕集管を用いたマニュアル法とのタを蓄積し、火山ガスと水銀との関連性について引き比較を行った。また、原子蛍光方式の水銀モニター

続き調べていく予定である。

（AM-5；日本インスツルメンツ社製）との同時並行観

降水中水銀のモニタリングと分析値の国際相互比較

測も実施した。図 2 に AM-4 と AM-5 の同時並行観プログラム等への参加

測の結果を示した。図のように、AM-4 では日中の急2021 年度は、水俣市、平戸市、福岡市、松江市、

激な濃度低下がみられているのに対して、AM-5 では

御前崎市、つくば市の全国 6 地点で降水中水銀のモ

大気中水銀濃度の低下現象は全くみられていなかっニタリングを実施している。松江市では松江高専とつた。また、マニュアル法との比較でも同様の結果であ

くば市では国立環境研究所との協力体制を構築してった。その後、製造元においても AM-4 の状態を確いる。なお、兵庫県三田市においても関西学院大学

認してもらったが、阿蘇仙酔峡でみられた現象は確の協力のもと観測サイトの立ち上げを目指している。

図 2 阿蘇仙酔峡においてこれまで観測に使用していた原子吸光方式の水銀モニター（AM-4; 日本インスツルメンツ社製）と原子蛍光方式の水銀モニター（AM-5; 日本インスツルメンツ社製）との同時並行観測の結果- 134 -

水俣市における 2021 年度の雨量加重平均濃度はており、サンプラーの比較においても国水研で使用し6.1 ng/L であり、過年度と比較してほぼ同程度であっているサンプラーの方が台湾で使用されているサンた。平戸市や松江市、御前崎市、つくば市の濃度もプラーに比べて 10%程度高い傾向がみられている。

それぞれ 5.8、5.3、5.3、6.4 ng/L であり、水俣市と同一方、台北で採取されている降水についてはサンプ

程度もしくはやや低かったであった。一方、福岡市のラー間で分析値のバラツキがみられており、とりわけ濃度は 5.1 ng/L であり、松江市や御前崎市と同程度

台湾中央大学で分析されている値で乖離が大きい。

であったが、過年度（2013 年度～2019 年度）の年平

現時点では要因は明らかでないが、水俣条約の有効

均濃度 7.5～9.9 ng/L に対して大幅に低下している。

性評価において求められているデータの比較可能性

福岡市では今年度から降水のサンプリングと分析をを検証する重要な試みであるため、今後も引き続き

環境調査会社に委託しているが、同会社と国水研で継続する。

水銀分析値のクロスチェックを行っており、両者の分
析値は良く一致している。しかしながら、2019 年度ま［備考］

で使用していた降水サンプラーとは異なるタイプのサ

環境省水銀対策推進室による「水俣条約に資するンプラーを使用しているため、サンプラーの違いによ

水銀等モニタリングに関する国内検討会」に委員としる影響も考えられることから、今後検証していく必要て参加し、必要な助言を行っている。また、福岡大学がある。一方で、福岡市では降水によって沈着しやの「福岡から診る大気環境研究所」の学外研究員とし

すい GOM 濃度が 3 年前と同程度に低下し、またても活動している。

PBM2.5 濃度も低い値で推移していることから、これらの影響を受けて降水中濃度も低下している可能性も［研究期間の論文発表］ある。今後、解析を行って降水中水銀濃度の低下要

1) Masahiro SAKATA, Ryohei SUZUKI and Kohji

因を明らかにしていくとともに、引き続き大気・降水両

MARUMOTO (2021) Evaluation of long-term trend

方の水銀モニタリングを継続していく。

of atmospheric lead pollution in western Japan based

国水研では、台湾中央大学も含めて欧米やアジア

on lead isotope ratios and Pb/Zn ratio as indicators ofの研究機関が参加する降水中水銀分析値の相互比

long-range transport of aerosols from the Asian較プログラムにも 2019 年から参加し、降水中水銀分

continent.

析値の信頼性確保に努めている。このプログラムはアContaminants Research Vol.1, pp.37 – 46, DOI:

メ リ カ 地 質 調 査 所 （ U.S. Geological Survey 、 以 下

https://doi.org/10.5985/emcr.20200003.

Environmental

Monitoring

andUSGS）が主催するものであり、年数回に分けて降水

2) 丸本 倍美, 丸本 幸治, 野田 和俊 （2021）ラット

試料が各機関に送られ、それらの分析値を定期的にへの水銀蒸気曝露による水銀の簡易個人曝露モ

USGS に報告するものである。2020 年度の集計結果

ニターの有効性評価. 環境科学会誌 34（6）：247‒

では、国水研が報告した値は USGS が調製した濃度

255.【推進費 5-1704 の研究成果】

より 5～10％程度低かったが、概ね良好な結果を得ている。2021 年度も継続して本プログラムに参加して［研究期間の学会発表］

おり、分析結果も USGS に送付済みである。

なし

一方、2020 年 5 月から開始した台湾中央大学との共同研究については、2021 年度も継続し、使用する［文献］

降水サンプラーの違いが降水中水銀の分析値に影1) Marumoto K., et al. (2019) Atmosphere 10, 362.

響するかを検証している。水俣で採取している降水に

2) Marumoto K., et al. (2015) Atmos Environ 117, 147-

ついては両機関で分析した水銀値は概ね良く一致し- 135 -

155.

■自然環境グループ（業務）[8]水俣湾水質モニタリング及び水俣地域における各種活動支援（CT-21-06）
Implementing of Seawater quality monitoring in Minamata Bay and supporting of various regional
activities around Minamata area
［主任担当者］

課題パートナーとして位置づけ、具体的な共同研究

松山明人（国際・総合研究部）

テーマを設定し活動を遂行する（例 水俣湾における課題総括・推進効率的な牡蠣養殖方法の開発）。

［共同担当者］［背景］

原口浩一（国際・総合研究部）

水俣湾水質モニタリングについては、2010 年（平成 22 年）4 月 16 日に閣議決定された「水俣病被害

試料採取及び前処理者の救済及び水俣病問題の解決に関する特別措置［区分］法」の救済措置の方針に則り活動を行う。本特措法

業務の方針には、以下の文章が明記されている。
1. 水質汚濁状況の監視の実施［重点項目］

原因企業が排出したメチル水銀による環境汚染を

地域・福祉向上への貢献

将来にわたって防止するため、水質汚濁の状況の継続的な監視やその他必要な所要の措置を講じます。

［グループ］

以上の内容を受けて、本業務課題は遂行される。

自然環境

同時にこれまで行ってきた研究成果を社会に生かす事を念頭に、水俣漁協や水俣高校等とともに活動を［業務期間］

共有し社会での実業務に対するアドバイスや教育支2020 年度～2024 年度（5 ヶ年）

援活動を通じて、地元地域に貢献する。

［キーワード］［目的］

メ チ ル 水 銀 （ Methylmercury ） 、 総 水 銀 （ Total

1. 水俣湾海水中の水銀モニタリングを行い、海水中

mercury）、水俣湾（Minamata Bay）、地域活動支援に急激な水銀濃度変動等が起きていないかを監（Support for various regional activities）

視する。
2. 水俣湾埋め立て地からの水銀溶出が起きていな［業務課題の概要］

いかを監視する。

1．水俣湾水質モニタリング

3. これまでの研究活動によって蓄積された多くの科2006 年度から継続している水俣湾の海水中水銀

学的な知見を社会へ還元することについて試みる。

モニタリングを引き続き実施する。モニタリング頻度は、
季節を変えながら年 3 回程度行う。同時に水俣湾埋［期待される成果］

め立て地・親水護岸においても海水中の水銀モニタ

1. 本課題を遂行することによって、水俣湾の水質状

リングを実施する。

況が定期的に把握される。

2．水俣地域における各種活動支援

2. 水俣湾埋め立て地内部に起きている状況が推定

水俣高校との研究・教育コラボレーション活動を基軸として活動する。必要に応じて、水俣漁協等を業務できる。
3. 水俣地域における活動を支援することにより、国立- 136 -

水俣病総合研究センター（以下、国水研）の水俣

銀濃度、海水試料 1L あたりに含まれる SS 中の総水における認知度を向上させることができる。また、

銀濃度とした。

課題活動を通じてこれまで当センターに蓄積してきた多くの知見や知識を様々な角度から地元に還元し、地域貢献を積極的に行うことが可能となる。
［年次計画概要］
2021 年度
水俣湾及び親水護岸の水質モニタリングを継続し、水俣湾を監視する。水俣高校、水俣漁協と協力し、水俣湾における効率的な牡蠣養殖方法について研究開発を行う。牡蠣養殖に関しては、前年度実施した牡蠣養殖に関する研究開発結果を評価し、改良点

図－1 水俣湾・水質モニタリング採水地点を見いだす。改良点を具体的に実験に反映させ、更にもう 1 年研究開発を継続し、最終成果をまとめる。

本年度の水俣湾内における溶存態総水銀濃度に2022 年度－2024 年度

ついての結果を図－2 に、溶存態メチル水銀濃度に

水俣高校担当者と協議の上、継続課題を決定し遂ついての結果を図－3 に示し、親水護岸における水

行する等、適切な今後の活動方針について検討する。

質モニタリング結果を図－4 に示す。

［2021 年度の業務実施成果の概要］
1. 水俣湾水質モニタリング
2021 年度は 3 回（2020 年 5 月、8 月、12 月）水俣
湾水質モニタリング行った。採水場所については従来どおり、水俣湾内は St. 1～St. 3 の 3 ヶ所、親水護
岸は A～E の 5 地点とした（図－1）。また、水俣湾内の採水深度は St.1 及び 2 については 0 m、-6 m、-10m、海底面上 1 m、St.3 については 0 m、-6 m、海底面上 1 m とし、海水 11 試料を毎回採水した。採水方法はこれまでと同様、予め深度センサーを取り付けた
図－2

ビニールホースを船上から海中に沈め、メーター直水俣湾・溶存態総水銀濃度分析結果

読で水中ポンプにより深度別に採水した。親水護岸においては、海底面より 10 cm 上方且つ親水護岸に用いられている鋼矢板側面のすぐ横において、ステ

水俣湾内について 2021 年度は季節を変えて 3 回
水質モニタリングを実施したが、図－2 の結果より溶存態総水銀濃度については、過去 10 年間（2011 年

ンレス製採水器を用いて行った。
水俣湾内で採水した海水試料についての水銀分
析項目は海水中の溶存態メチル水銀濃度、溶存態
総水銀濃度、懸濁物質（SS）重量、SS 中総水銀濃度度～2020 年度）の平均と比べ大きな変動はなく安定していた。2021 年度の溶存態総水銀濃度の全体平均値は 0.30±0.07ng/L であった。
更に、図－3 の結果より、溶存態メチル水銀濃度にとした。海水の物理化学特性は、pH、DO、海水温度、塩分濃度、クロロフィル a、濁度とした。親水護岸で採水した海水試料については、海水中の溶存態総水

ついても、過去 10 年間の平均と比べ大きな変動はな
く安定していた。2021 年度の溶存態メチル水銀濃度- 137 -

の全体平均値は 0.06±0.02ng/L であった。

高が減少している水俣湾及びその周辺海域を対象に、その原因について海水中の栄養塩濃度の観点から先ず検討した。その結果、水俣湾海域の海水中
栄養塩濃度（DIN＝硝酸態窒素＋亜硝酸態窒素＋
アンモニア態窒素）は、海苔等の養殖基準となる 7
mol/L の半分以下と極めて低い状態で推移している
ことがわかった（年間を通じて 1～3 µmol/L 程度）。また更に牡蠣養殖では、海水中の栄養塩濃度が大きく影響するクロロフィル a の濃度が重要で、濃度が1µg/L より下がると牡蠣の生育が悪くなることが報告されている１）。昨年度（2020 年度）は、図 5 に示す 3 ヶ所所（袋湾、丸島新港、水俣川）に生簀を設置した。

図－3

しかし、水俣川河口域に設置した養殖筏が、夏期台

水俣湾・溶存態メチル水銀濃度分析結果

風による豪雨により破壊され流亡した。この事を受けて、養殖筏を図－6 に示す沈下橋方式に変更し、牡蠣養殖も吊り下げ式から養殖カゴ式に変更した。他海域（袋湾、丸島新港）にも同じ養殖カゴを設置して、牡蠣生育の差異の検証を試みた。図－5 に牡蠣養殖
筏の設置位置、図－6 に沈下橋方式養殖筏及び養
殖カゴを示す。
図－4

親水護岸・溶存態総水銀濃度分析結果

また、図－4 の結果より、親水護岸においては 5 年前と比べて多少の溶存態総水銀濃度の上昇が認められるが、環境基準値（500 ng/L）に比べ濃度は低く
大きな問題はない。今年度の昨年度に比べ若干ではるが平均値が減少した。結果的に、溶存態総水銀濃度平均値は 1.64±0.97 ng/L であった。
図－5

牡蠣養殖筏・位置図

2. 水俣地域における各種活動支援（副題 水俣湾における効率的な牡蠣養殖技術の開発）
本課題については、現在、水俣高校、水俣漁協、
国水研との間で研究協力関係を結び、水俣湾における効率的な牡蠣養殖の開発について検討を行っている。本課題は 2016 年度より開始された水俣高校の
図－6

SGH（スーパーグローバルハイスクール）事業を国水

沈下橋方式養殖筏、養殖カゴ研が支援してきたことを踏まえ、国水研が水俣漁協に協力を依頼し、水俣高校を加えた三者で現在継続実

牡蠣養殖実験は 2021 年 4 月より 2022 年 2 月まで施されているものである。取り組みは現在、年々漁獲実施した。岩手・三陸より購入した真牡蠣・稚貝 700- 138 -

個体を各 3 ヶ所の養殖筏に吊り下げられた養殖カゴに投入した。その後毎月 1 回、養殖牡蠣 65 個体を無作為の採取し、各個体の殻・縦長さ、殻・横長さ、殻厚み、殻重量を測定した。最終調査の 2 月には、無作為に選んだ養殖牡蠣 65 個体の殻を割って、むき
身重量を測定した。同時に各海域の水温、塩分濃度、各種栄養塩濃度（NO3, NO2, NH4, T-N, T-P）及びクロ
ロフィル a 濃度を水深別に測定した。
牡蠣養殖実験は、4 月に開始したが、年間を通じ
図－8て順調に推移し、データを採取することができた。今

牡蠣養殖場所別・最終生育結果

年度は昨年度に水俣川で経験した養殖用のホタテ
貝殻にフジツボが付着し密集することもなかった。ま

図－8 の結果より、丸島を比較対象とした場合、袋た、昨年同様に 2021 年 7 月初旬の九州南部豪雨に湾、水俣川の生育が全体として有意（ウェルチ検定

より水俣川の水量が大幅に増したが、沈下橋方式の1％水準）に良い結果となった。一方、袋湾及び水俣

養殖筏が功を奏し、流木によって破壊される事は無川を比較した場合、牡蠣重量では双方に有意な差がかった。

認められなかったが、むき身重量では有意な差（ウェルチ検定 1％有意水準）をもって袋湾の方が重く、良図－7 に牡蠣重量変動に伴うクロロフィル a 濃度

い結果となった。このことは、水俣川の場合、牡蠣殻及び牡蠣死個体数に関する経時変化を示す。

の生育に養分が使われ、身の方には十分な栄養が届いていなかった事を示していると思われる。以上の結果から、従来から牡蠣養殖が行われている袋湾が養殖筏を設置した 3 ヶ所の中では最も適した養殖場所であることが示唆された。
しかし、その一方で、年間を通じて最も累積死個体が多かったのも袋湾であった（387 個体）。一方、最も累積死個体数が少なかった場所は、丸島の 317 個体であった。この原因としては、海水温の上昇が大きな要因であると思われる。図－9 に各海域の海水温に図－7関する経時変化を示す。

牡蠣重量、クロロフィル a 濃度及び牡蠣
死個体数に関する経時変化

図－7 の結果より、最終調査の 2022 年 2 月の段階
で、殻重量は水俣川及び袋湾が丸島に比べ有意な差（1％有意水準）をもって大きくなった。また昨年 7
月の台風の豪雨による淡水の流入によって、牡蠣のストレスが増加し最も水俣川が死個体数が多い結果となった反面、最も少なかった場所は袋湾であった。
クロロフィル a の濃度は袋湾が全体として高い傾向にあった。図－8 に牡蠣重量、身の重さ、牡蠣重量とむ
き身の比率についてまとめた。

図－9- 139 -

海水温及び牡蠣死個体数の経時変化［業務期間の論文発表］
図－9 の結果より、9 月、10 月の袋湾表層の海水なし

温は 28.5℃、27.5℃を示していた。他の海域では全て表層の海水温は 26℃から 27℃程度となっていた。

［業務期間の学会等発表］

一般に牡蠣の生育環境として、海水温が 30℃を超えなし

ると死滅するとされる 2）。したがって、この時期（秋口）に袋湾では他に比べ表層海水温が高かったため、牡［文献］

蠣にストレスが生じ、いくつかの個体が死に至った可

1) マガキの身入り向上試験について, 富川なす美能性がある。

宮城水産研報, 第 19 号, 2019.

次年度（2022 年度）は、牡蠣養殖場所として袋湾

2) 栄養塩環境とマガキの生育との関係解明, 岡山県に的を絞り、死個体数を減少させることと同時に更なる牡蠣の成長を促すためにはどのようにすれば良いのかの観点より検討を行う。即ち、図－10 に示すように、袋湾では水深によって、クロロフィル a 濃度が異なる。

図－10 袋湾・水深別クロロフィル a 濃度の経時変化

また海水温も水深が深くなるにつれて低下することから、養殖カゴを水深別に設置し、牡蠣の生育度合
いを年間を通じて調査する。

水俣高校生による牡蠣生育調査- 140 -

農林水産総合センター水産研究所, 2020.

■自然環境グループ（業務）[9]小・中学生を対象とした科学技術研究に関するアウトリーチ活動（CT-21-07）
Outreach activities related to science and technology research for elementaryand junior high school students［主任担当者］

知られているが、小中学生の水銀そのものに対する

丸本倍美（基礎研究部）

知識は乏しい。そこで、水俣市内外の小中学校にお業務全般の実施

いて水銀に関する出前授業を実施し、水銀に関する出前授業・質問に対する回答作成

正しい知識を提供する。また、双方向性を重視するた
めに、研究者からの一方的発信ではなく、出前授業［共同担当者］

後に質問箱を設置し、子供たちからの質問に答える

丸本幸治（環境・保健研究部）

ことでフィードバックを可能とする。併せて、水銀に関

出前授業・質問に対する回答作成

する出前授業以外に依頼された事案についても積極吉野健児（環境・保健研究部）

的に対応することで地域に貢献する。

多田雄哉（環境・保健研究部）
質問に対する回答作成［背景］

本多俊一（UNEP）

研究者や研究機関は、科学的知識や研究成果等

出前授業・質問に対する回答作成

を国民に周知することが求められている。国水研が位置する水俣市は水俣病が発生した町として国内外に［区分］知られているが、小中学生の水銀そのものに対する業務知識は乏しい。

［重点項目］［目的］

地域・福祉向上への貢献

水俣市内外の小中学校において水銀に関する出
前授業を実施し、水銀に関する正しい知識を提供す［グループ］る。水銀に関する出前授業以外に依頼された事案に自然環境ついても積極的に対応することで地域に貢献する。

［業務期間］［期待される成果］

2020 年度－2024 年度（5 ヶ年）

小中学生に対して、水銀に関する正しい知識や水銀以外の科学的知識を提供することができる。アウト［キーワード］リーチ活動を通じて地域に貢献することができる。

アウトリーチ(Outreach)、水俣病(Minamata disease)、
水銀(Mercury)、小中学生(Elementary and junior high

［年次計画概要］

school students)、科学(Science)

1. 2020 年度
水俣第二小学校における出前授業及び質問箱の［業務課題の概要］

設置

研究者や研究機関は、科学的知識や研究成果等
を国民に周知することが求められている。国水研が位

2. 2021 年度

置する水俣市は水俣病が発生した町として国内外に- 141 -

水俣第二小学校及びそれ以外の水俣市内の小学

校における出前授業及び質問箱の設置
3. 2022 年度
水俣市内外の小学校における出前授業及び質問箱の設置
水俣第二中学校における出前授業及び質問箱の設置
4. 2023 年度
水俣市内外の小学校における出前授業及び質問
図 1 授業風景

箱の設置
水俣第二中学校及び市内中学校における出前授業及び質問箱の設置
5. 2024 年度
水俣市内外の小中学校における出前授業及び質問箱の設置［2021 年度の業務実施成果］
今年度は延べ 9 件の依頼を受けたが、コロナウイルス関連により 5 件が中止となったため、実施できた
4 件について概要を報告する。
1．水俣第一小学校（担当：丸本倍美）
職業体験イベント「一小まつり」において研究者のお仕事体験という授業を 2 コマ実施した。授業内容は、獣医師の仕事の紹介、DNA に関する授業を行い、ブロッコリーから DNA を抽出する実験を行った。また

図 2 生徒さんがブロッコリーの蕾を乳鉢ですりつぶしているところ

併せて、共同担当者である本多俊一氏の所属機関
である UNEP の紹介も実施した。

図 3 抽出した DNA- 142 -

2. 水俣第一小学校（担当：丸本幸治）

3. 水俣第二小学校（担当：丸本倍美）

職業体験イベント「一小まつり」において研究者のメチル水銀の生物濃縮及び水銀は古代から使わお仕事体験という授業を 2 コマ実施した。授業内容は、れてきたという内容の授業を 5 年生に実施した。

研究者の仕事紹介、クロマトグラフィーに関する授業、

事前に頂いた質問 12 個、授業後に頂いた質問 10

水性ペンを使ったクロマトグラフィーの実験を行った。

個に対して回答を作成した。

図 7 授業風景図 4 授業風景図 5 ペーパーに色付けしているところ
図 8 生徒さんが辰砂を実際に持っているところ

図 6 クロマトグラフィー実験中- 143 -

図 9 掲示した回答の 1 例

4. 田浦小学校（担当：丸本倍美）
職業講和、メチル水銀の生物濃縮及び水銀は古代から使われてきたという内容の授業を 6 年生に実施した。事前に頂いた質問 6 個に対して回答を作成した。
5. 佐敷小学校（担当：丸本倍美）
水銀には様々な種類があるという内容の授業を 5年生に実施した。事前に頂いた質問 27 個に対して回答を作成した。

［備考］
なし［業務期間の論文発表］なし［業務期間の学会発表］なし- 144 -