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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

愛媛県西条市の降水の微量元素濃度と Sr・Pb 同位体比の時空間変化
Chemical compositions and Sr-Pb isotope ratios of precipitation of Saijo city in Ehime
prefecture
横尾 頼子 1∗ ; 亀山 拓哉 1 ; 申 基澈 2 ; 加藤 祥生 3 ; 徳増 実 4 ; 中野 孝教 2
YOKOO, Yoriko1∗ ; KAMEYAMA, Takuya1 ; SHIN, Kicheol2 ; KATO, Shota3 ; TOKUMASU, Minoru4 ;NAKANO, Takanori2
1

同志社大学理工学部, 2 総合地球環境学研究所, 3 金沢大学大学院自然科学研究科, 4 西条市生活環境部
Faculty of Science and Engineering, Doshisha University, 2 Research Institute for Humanity and Nature, 3 Kanazawa University,
4
Saijo City

1

四国最高峰の石鎚山地を有する愛媛県西条市において，2008 年から 2012 年までの 5 年間にわたり，高度の異なる 2 地点（市役所屋上：標高 20 m，成就社：標高 1280 m）で月別降水を採取し，微量元素濃度および Sr と Pb の安定同位体比を測定した．採取した降水を 0.2 µm メンブランフィルターでろ過し，Sr と Pb の安定同位体比は総合地球環境研究所に設置されている二重収束型高分解能 ICP マルチコレクタ質量分析装置で，微量元素濃度（Al，Si，Mn，Fe，Zn，Li，Ti，
V，Cr，Co，Ni，Cu，Ga，Ge，As，Rb，Sr，Zr，Mo，Cd，Sn，Sb，Cs，Ba，W，Pb，U）は同志社大学理工学部に設置されている ICP 質量分析計で測定した．
石鎚山中腹の成就社の降水では，Al，Mn，Fe，Zn, V, Cu, Ga, As, Rb, Sr, Mo, Cd, Sb, Cs, Ba, Pb の濃度が冬から春にかけて高かった．これらの元素は，春に多い黄砂の観察頻度に対応した濃度変化がみられる．また Sr と Rb は，市街地の中心部に位置する市役所においても，冬から春にかけて濃度が高くなる季節変化が見られた．成就社の降水の Sr 同位体
比も春季に高く，Sr の濃度と同位体比が高い黄砂の可溶性鉱物が溶解しているという考えを支持する．
市街地の中心部に位置する市役所の降水では成就社のような明瞭な季節変化がみられず， Fe，Ti，Cr，Ge，Zr，Sn 以
外の 21 元素の濃度は，年間を通して成就社よりも高い傾向がみられた．市役所の降水の微量元素濃度は，成就社に比べて Ni, U, Pb, Cs, Sr, Li, Rb, V, Sb, Al, Mn, Co が 1.3 ~ 3.0 倍，Ga, As, W, Cd, Zn, Ba, Si, Mo は 3.7 ~ 6.5 倍，Cu は 17 倍高
かった．冬期に高濃度になるのは，季節風によるアジア大陸からの越境汚染物質の流入によると考えられるが，市役所
で高濃度を示す元素には，瀬戸内など国内の平野域で発生する人為由来成分の影響が大きいことを示唆する．成就社の
降水の Pb 同位体比は日本の環境鉛に似ており，このような考えと矛盾しない．
キーワード: 降水, 微量元素, Sr 同位体比, Pb 同位体比
Keywords: precipitation, trace element, Sr isotope, Pb isotope

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

愛媛県西条市の降水の水素・酸素同位体比の時空間変動
Spatiotemporal variations in isotopes of oxygen and hydrogen of precipitation at Saijo
city in Ehime prefecture
伊藤 周平 1∗ ; 横尾 頼子 1 ; 中野 孝教 2 ; 徳増 実 3
ITO, Syuhei1∗ ; YOKOO, Yoriko1 ; NAKANO, Takanori2 ; TOKUMASU, Minoru3
1
1

同志社大学大学院理工学研究科, 2 総合地球環境学研究所, 3 西条市生活環境部
Graduate School of Science and Engineering, Doshisha University, 2 Research Institute for Humanity and Nature, 3 Saijo City

降水の水素同位体比（δD）と酸素同位体比（δ 18 O）は大気水循環の基盤情報となるため、国際原子力機関などによって δD, δ 18 O 値の全球的変化や広域的変化、またそれらと気象要素（気温や降水量など）の間での有意な関係が報告されている。流域スケールでの大気水循環の実態を明らかにするためには、異なる地点で降水の両同位体比の時空間情報が不可欠であるが、降水試料を継続的に採取することが難しいこともあって研究事例がほとんどない。
流域における降雨過程の実態解明に向けて、四国最高峰の石鎚山地を有する愛媛県西条市において、6 地点で月別降水を採取し δD, δ 18 O 値を測定した。その結果、数 100km2 の範囲でも、降水同位体比が不均質であることが明らかとなった。この不均質性は、雨をもたらす雲の起源や発生のプロセスのほか、雲内部や雲から降水として地表に落下するプロセスも関与している可能性がある。これらの点を明らかにするため、月別降水の両同位体比の経年変化を標高の異なる地点で比較した。
各月の降水の両同位体比の傾きは、各地点とも 8 前後で一定している。一方、重水素過剰値（ｄ値）は、日本の他地域の降水と同じ様に、冬季（11 月〜2 月）は高く（20〜30 ‰）、夏季は低い（3〜10 ‰）。昨年度も報告したが、成就社（標高 1280m）は他地点に比べてｄ値が高く、とくに春から秋にかけて 3〜10 ‰ほど高い。河川水のｄ値も成就社南東部の山地域で高く、降水の不均質性が存在する可能性を支持する。詳細に検討した結果、もっとも標高が低い市役所（20m）の降水に比べて、成就社の春（4 月〜5 月）の降水は高いｄ値と共に、δ 18 O 値は 3 ‰程度、δD 値は 20 ‰程度低い。これに対して、夏から初秋にかけては、δ 18 O 値の低下は 1 ‰程度、δD 値は 10 ‰以下と小さく、季節による明瞭な違いが認められる。再蒸発した水蒸気が寄与した場合には、ｄ値が高い降水が生ずる。したがって、成就社の春の雨の特徴は、植物から蒸散した水蒸気の影響が考えられるが、両地点の降水量の違いと有意な差は認められず、さらなる検討が必要である。一方、冬季の市役所の降水は、低いｄ値、高い δD・δ 18 O 値を示し、雲から雨滴が落下する過程での再蒸発による可能性が考えられる。
キーワード: 降水, 酸素同位体比, 水素同位体比
Keywords: precipitation, oxygen isotope ratio, hydrogen isotope ratio

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

ストロンチウム-鉛同位体比を用いた能登半島に飛来する大気エアロゾルの起源推定
Estimating source of atmospheric aerosols by Sr and Pb isotopes in Noto peninsula, Japan加藤 祥生 1∗ ; 松木 篤 2 ; 申 基澈 3 ; 中野 孝教 3
KATO, Shota1∗ ; MATSUKI, Atsushi2 ; SHIN, Ki-cheol3 ; NAKANO, Takanori3
1
金沢大学大学院 自然科学研究科, 2 金沢大学 環日本海域環境研究センター, 3 大学共同利用機関法人 人間文化研究
機構 総合地球環境学研究所
1
Graduate School of Natural Science & Technology Kanazawa University, 2 Institute of Nature and Environmental Technology
Kanazawa University, 3 The Research Institute for Humanity and Nature

一般的に夏季の日本における地上付近の大気質は、太平洋高気圧の影響等により大陸からの長距離輸送による影響が相対的に弱まると考えられてきた。しかし、近年、夏季においても比較的高い PM2.5 濃度が報告される事例が増えている。こうした高濃度エアロゾルの起源については、夏季でも一定の気圧配置の下で大陸から汚染空気塊が流入する可能性が指摘される一方、近年活発化している桜島など国内の火山起源物質の寄与についても無視できず、未だ議論の余地が残されている。
岩石や鉱物中の Sr、Pb 同位体比は、その形成年代などによって変化するため、大気エアロゾルの起源推定にも利用されている。本研究では、発生源地域により異なる Sr や Pb の同位体比の特性を利用して、2014 年 6 月 26 日〜7 月 30 日に能登半島に飛来した大気エアロゾルの起源推定を行った。
大気エアロゾルの採取は、石川県能登半島の先端に位置する金沢大学大気観測スーパーサイト (NOTOGRO: NOTO
Ground-based Research Observatory, 北緯 37.45 度、東経 137.46 度) で行った。大気エアロゾルの採取は、建物の屋上に設置したハイボリュームエアサンプラー (AH-600F, SHIBATA) を使用し流量 700L/min で行った。インパクターを用いて直径 2.5µm 以上の粗大粒子のみを 12.6 × 16.6cm の石英フィルター上に採集し、1 週間ごとに交換した。サンプルは採集後のフィルターに 5%酢酸溶液を 10cc 加え、12 時間反応させた溶液と、残りを硝酸-塩酸-フッ化水素酸で分解させたものとに分けた。Sr-Pb 同位体比測定には二重収束型マルチコレクタ ICP-MS (NEPTUNE, Thermo Scientific) を使用した。
採集地点が沿岸域であることから、弱酸可溶性物質 (5%酢酸溶液に溶解したもの) は海塩の Sr 同位体比の 0.70918 に近い値をとった。一方で、難溶性物質の Sr 同位体比は弱酸可溶性物質よりも高く、特に、7 月 16 日のサンプルについて
は期間中最も値が高かった（87 Sr/86 Sr = 0.712779）。先行研究との比較から、中国北部の難溶性の土壌の Sr 同位体比の影響を受けていると考えられる。ちょうどこの期間、同地点では高濃度の PM2.5 が観測されており、この高濃度エアロゾ
ルの事例に関しては、夏季の中部地域においても大陸から汚染物質を含む気塊が輸送されていることを裏付ける結果となった。

キーワード: Sr-Pb 同位体, 桜島噴火, 越境汚染, 夏季における汚染大気
Keywords: Sr-Pb isotopes, Sakurajima volcanic eruption, Transboundry air pollution, Air pollution in summer

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

同位体比測定を用いた森林小集水域における硫黄動態の推定
Estimation of sulfur dynamics in a small forest catchment by isotopic ratio analysis
齋藤 辰善 1∗ ; 山下 尚之 1 ; 猪股 弥生 1 ; 内山 重輝 2 ; 中田 誠 3 ; 大泉 毅 1 ; 佐瀨 裕之 1
SAITO, Tatsuyoshi1∗ ; YAMASHITA, Naoyuki1 ; INOMATA, Yayoi1 ; UCHIYAMA, Shigeki2 ; NAKATA, Makoto3 ;OHIZUMI, Tsuyoshi1 ; SASE, Hiroyuki1
1
1

アジア大気汚染研究センター, 2 新潟県環境衛生研究所, 3 新潟大学農学部
Asia Center for Air Pollution Research, 2 Environmental Science Research Niigata, 3 Faculty of Agriculture, Niigata University

本研究では、森林生態系における大気沈着由来の硫黄の動態、例えば土壌や植物を介した循環過程、その時間スケー
ルを明らかにすることを目的とし、硫黄同位体比の変動について調査を行った。
新潟県新発田市内の 40 年生スギ人工林に 3.84ha の小集水域を設定し、2012 年 8 月より調査を行った。対象は林外
雨、林内雨、樹幹流、渓流水及び土壌溶液とし、硫黄同位体比（34 S/32 S）のほか、pH、電気伝導率、主要イオン濃度、雨量及び流量の測定を行った。硫黄同位体比はサーモフィッシャー社製質量分析計 (NCS2500, Conflo II, Delta-Plus) を用いて測定し、標準物質として Canyon Diablo Troilite を用いて算出したδ 34 S（‰）として示す。
図に 2012 年 8 月から 2013 年 8 月までのδ 34 S の年間変動を示す。林外雨では季節風の影響による海塩寄与率の上昇とともに、夏季から冬季にかけてδ 34 S が上昇するという明確な季節変動が確認できる。一方、渓流水では年間を通して 9 ‰前後で安定していた。このことから、林外雨のδ 34 S にみられる年間変動は、樹木吸収あるいは土壌保持などの過程を経て、9 ‰付近までならされたのち、渓流へ到達しているものと考えられる。また、土壌溶液のδ 34 S は、斜面
中腹深度 20cm の時点で、ほぼ渓流水に近い値となっている。斜面上部からの側方流の寄与を考慮する必要があるが、δ
34
S の変動の大部分は土壌表面への沈着直後に生じている可能性が高いと考えられる。
本研究はアジア太平洋地球変動研究ネットワーク（Asia Pacific Network on Global change Research, APN: ARCP201313CMY-Sase）の支援により実施した。また、調査地の設定・利用に関し、新潟県林業振興課、県行造林地管理者の船山
鋼平氏、船山武雄氏のご協力をいただいた。ここに感謝いたします。
キーワード: 硫黄同位体比, 降水, 渓流水, 土壌水
Keywords: sulphur isotopic ratio, rainfall, stream water, soil water

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

福岡市都市近郊の窒素飽和が下流域の河川水質に及ぼす影響評価
Effects of nitrogen-saturated forests on downstream water quality in Fukuoka City
篠塚 賢一 1∗ ; 智和 正明 1 ; 陀安 一郎 2 ; 由水 千景 2 ; 久米 篤 1
SHINOZUKA, Kenichi1∗ ; CHIWA, Masaaki1 ; TAYASU, Ichiro2 ; YOSHIMIZU, Chikage2 ; KUME, Atsushi1
1

九州大学大学院農学研究院, 2 総合地球環境学研究所
Department of Agro-environmental Sciences, Faculty of Agriculture, Kyushu University, 2 Research Institute for Humanity andNature1

Nitrogen is often limiting nutrient for plant growth and is mainly supplied from atmosphere. Forests can act as a filter foratmospherically deposited nitrogen and maintain background concentration levels of nitrogen in streams. However, recent increases in atmospheric nitrogen deposition have resulted in a shift from net-nitrogen retention to high levels of net-nitrogen loss
from forested, resulting in high nitrogen concentration stream water.
In the Tatara River Basin, Fukuoka City, nitrogen retention capacity of upland forests has decreased and nitrate concentrations
in downstream water have been increasing (Chiwa et al., 2012). This study analyzed NO3 − -δ 15 N, NO3 − -δ18O in addition toNO3 − concentrations in stream water in the Tatara River Basin to assess the impact of nitrogen saturation forest on downstream
water quality.
In northern part of the basin, NO3 − concentrations of upstream were lower than downstream. In contrast, in southern part ofthe basin, NO3 − concentrations in upstream were lower than downstream. NO3 − -δ 15 N in upstream was significantly lower thandownstream in both northern and southern parts of the basin. In contrast, little difference of NO3 − -δ 18 O was observed between
upstream and downstream in both parts. It has been known that the value of δ 15 N and δ 18 O ratio due to human wastewater is
10 to 20 ‰ and -5 to 7 ‰, respectively (Kendall and others, 1995). Therefore, the different trends in NO3 − concentrations fromupstream to downstream between two parts could be caused by different amounts of human sewage to the downstream between
two parts.

キーワード: 窒素飽和, 河川水質, 窒素同位体, 土地利用
Keywords: nitrogen saturation, stream water quality, nitrogen isotope, land use

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

立山山岳域の高山植生への大気沈着の影響
Effect of atmospheric deposition to alpine ecosystem in Mt. Tateyama
上原 佳敏 1∗ ; 久米 篤 1 ; 中野 孝教 2 ; SHIN Kicheol2 ; 渡辺 幸一 3 ; 中島 春樹 4 ; 朴木 英治 5
UEHARA, Yoshitoshi1∗ ; KUME, Atsushi1 ; NAKANO, Takanori2 ; SHIN, Kicheol2 ; WATANABE, Koichi3 ;NAKAJIMA, Haruki4 ; HONOKI, Hideharu51

九州大学農学部, 2 総合地球環境学研究所, 3 富山県立大学, 4 富山県農林水産総合技術センター, 5 富山市科学博物館
Faculty of Agriculture, Kyushu University, 2 Research Institute for Humanity and Nature, 3 Toyama Prefectural University,
4
Toyama Prefectural Agricultural, Forestry and Fisheries Research Center, 5 Toyama Science Museum1

森林土壌は，森林から供給されるリターと基岩の風化産物によって生成されることが多いが，その際大気沈着による物質供給の影響はあまり考慮されていない．しかし，日本のようにモンスーンの影響を受け，多雨・多雪な地域においては，植物体や土壌からの溶脱が卓越する傾向がある．そのため，基岩の影響が直接的に観察されるのは蛇紋岩や石灰岩が卓越した地域に限られ，むしろ，斜面方位や斜度，斜面上の位置など，地形要素の方が植物の成長や分布に大きな影響を与えている．このことは，上部から土砂が供給される谷部や平野部以外の場所では，大気からの物質沈着が栄養塩
循環に大きな影響を及ぼしていることを示唆している．特に，山岳地帯の稜線付近における主な物質流入源は湿性・乾性沈着に限られ，それらの評価を行うことによって，高山生態系における物質循環の実態を把握できると考えられる．
日本の代表的な山岳域である中部山岳国立公園の立山・浄土平（標高 2839m）において，ハイマツ林冠の物質動態を測定した結果，ハイマツは針葉表面に付着した無機窒素成分の 70 ％を吸収していた．一方，多量のカリウムイオン（K+ )やマグネシウムイオン（Mg2+ ）が針葉表面から溶脱していた．ハイマツ林内雨の 87 Sr/86 Sr は，大気沈着の値や海塩の値と非常に近い値なった．ハイマツの葉と枝，リターの 87 Sr/86 Sr は，渓流水や基岩である花崗岩の値とは異なり，黄砂の値に近いものとなった．周囲の高山植物の値はおおよそ大気沈着の値に近かった．
次に，立山の標高別に成立する各森林ではどのように物質循環が変化するかを調べるために，美女平のスギ林（標高977m），ブナ平のブナ林（1200m），弥陀ヶ原のオオシラビソ林（1930m）で林内雨の観測及び，葉，枝，リター，土壌中の 87 Sr/86 Sr を測定した．その結果，スギとオオシラビソの葉・枝・リター及び林内雨の 87 Sr/86 Sr は，いずれも大気沈着の値に近かったが，ブナの葉や林内雨の値は，黄砂の値とほぼ一致した．イオンクロマトグラフィーによる分析結果は，いずれの林冠においても活発な樹冠との相互作用が確認され，オオシラビソ林ではカルシウムイオン（Ca2+ ），ブナ林では大量の K+ が樹冠から溶脱していた．また，どの森林においても，土壌中の 87 Sr/86 Sr 値は黄砂の値に近くなっていた．
これらの結果は，立山ではいずれの森林地帯でも大気からのイオン供給が物質循環の主体をなしており，基岩の影響は非常に小さいこと，また，黄砂が重要な陽イオン供給源になっており，林床に供給された Ca2+ などの栄養塩類は，リターを含む根域に栄養塩プールを形成しそれが根から再吸収されることで，循環して利用されている事が示唆された．

キーワード: 黄砂, 山岳, ストロンチウム同位体, 植物生理生態, 森林水文, 物質循環
Keywords: Asian dust, Alpine, Sr isotope, plant ecophysiology, Forest hydrology, material cycle

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

岩手県大槌町の河川水の水質成分と安定同位体比の分布
Distribution of chemical and isotopic components in the stream water of Otsuchi town,
northeastern JapanSHIN Kicheol1∗ ; 中野 孝教 1 ; 森 誠一 2 ; 池田 浩一 3
SHIN, Kicheol1∗ ; NAKANO, Takanori1 ; MORI, Seiichi2 ; IKEDA, Koichi3
1
1

総合地球環境学研究所, 2 岐阜経済大, 3 筑波大学
Research Institute for Humanity and Nature, 2 Gifu Keizai University, 3 University of Tsukuba

岩手県大槌町は 2011 年 3 月 1 日の巨大津波により壊滅的な被害を受けた。この町は大槌湾に面し、大槌川、小鎚川、
鵜住居川の三河川が流入している。狭い沿岸平野には良質な地下水が豊富で、生活や日本酒、豆腐、サケ養殖などの産業に利用されてきた。町の復興に向けて、この地下水の賢明な利用が期待されている。地下水の涵養域や流動に関する基盤情報を得るため、三河川の支流および本流の約 200 地点において採水し、それらの化学組成と安定同位体比を分析した。それらの分布を ARC-GIS ソフトウェアを用いて解析した。
水の水素と酸素の安定同位体比は日本の河川水に見られる一般的な傾向を示し、沿岸からの距離・高度と共に減少す
るが、重水素過剰値（d 値）は山地域に向かって増加している。このことは、山地域では降雪あるいは降水の再蒸発による寄与が大きい可能性を示唆する。ナトリウムやホウ素、マグネシウムの濃度も海岸から山地域に向かって単調に減少しており、海塩粒子の寄与が水蒸気輸送と関連していることを示唆する。
本地域には、白亜紀の花崗岩および古生代の海成堆積岩類が小鎚川・鵜住居川の上流域に分布する。その他の地域はジュラ紀の付加コンプレックスで構成されるが、上流域では玄武岩や超苦鉄質岩、下流域ではチャートが卓越する。スト
ロンチウムの安定同位体比（87 Sr/86 Sr）は地質と良い対応があり、花崗岩地域で低く（0.705-0.706）。チャートが存在す
る中流〜下流域で高い（0.709-0.712）。地球化学的分布が似ている Sr と Ca の割合（Sr/Ca）が花崗岩地域の河川で高い。
これらのことは Ca と Sr が主に流域の岩石の化学風化に由来することを示している。しかし両元素をはじめ、多くの溶
存元素の濃度は地質と良い一致を示さないことは、風化過程での元素分別などの他の要因が大きいことを示唆している。
北上地域には金鉱床が多く硫ヒ鉄鉱を伴っているが、本地域の河川水にもヒ素が 2mgL-1 以上の地点が局所的に分布しており、金鉱床による可能性が高い。いっぽう鉛やカドミウムなどは沿岸域で高いが、濃度は極めて低く、人為影響による可能性は低い。本流河川は上流の影響が強く、支流河川と異なる水質を示す。このことは水質マップの作成においては流域単位が同程度の河川で作成することが望ましいことを示している。沿岸の平野域の地下水は、大槌川、小鎚川、
城山の三流域に識別できたが、今回の河川水の水質マップはこの可能性と整合している。とくに Sr 同位体比は三種類の地下水の識別に有効であり、本沿岸域地下水の涵養域の良いトレーサーとして利用できる。

キーワード: 大槌町, 河川水, 地下水, 化学組成, 安定同位体比
Keywords: Otsuchi town, groundwater, chemical compositions, stable isotopic ratios, Sr isotope

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

窒素・酸素安定同位体比からみた東北域河川水の硝酸イオンの起源
The origin of nitrate in river water in Tohoku region based on the nitrogen and oxygen
stable isotope ratios
由水 千景 1∗ ; SHIN Kicheol1 ; 中野 孝教 1 ; 奥田 昇 1 ; 加藤 義和 1 ; 神松 幸弘 2 ; 栗田 豊 3 ;冨樫 博幸 3 ; 天野 洋典 3 ; 陀安 一郎 1
YOSHIMIZU, Chikage1∗ ; SHIN, Kicheol1 ; NAKANO, Takanori1 ; OKUDA, Noboru1 ; KATO, Yoshikazu1 ;KOHMATSU, Yukihiro2 ; KURITA, Yutaka3 ; TOGASHI, Hiroyuki3 ; AMANO, Yosuke3 ; TAYASU, Ichiro1
1
1

総合地球環境学研究所, 2 京都大学生態学研究センター, 3 東北区水産研究所
RIHN, 2 CER, Kyoto Univ., 3 FRA

窒素は生物生産の制限因子となりやすい生元素であり，水質汚濁の主要因の一つとされている．そのため，従来から窒素濃度は監視の対象となってきたが，これらの成分は環境中で非保存的に振る舞うため，濃度の変動のみから起源や循環過程を評価することは困難であることが多い．一方，窒素安定同位体比は，その化合物の起源に関する情報を持つと共に，取り込みや窒素固定，硝化，脱窒といった生物駆動の物質代謝を反映することから，窒素動態を明らかにする上で有益な情報を与えうる．
下水処理された生活排水や肥料の窒素安定同位体比が特徴的な値を持つことや，脱窒などの窒素除去過程により系に残留する窒素の安定同位体比が上昇することから，近年，安定同位体手法を用いた窒素汚染の環境診断が注目され始めている．そこで本研究では，岩手・宮城県の 372 地点で河川水から得られた硝酸イオンの窒素・酸素安定同位体比情報を用いて，河川水の窒素起源や環境について考察を行った．
硝酸イオンの窒素安定同位体比の分布を見ると，都市部や農地で高く，山地で低い傾向にあった．このことは，人為影響の増大とともに窒素同位体比が上昇するという経験則と矛盾しない．まれに山間部でも高い同位体比が認められたが，その上流には畜産場があり，そこから排出される水の，河川水への影響の大きさが示唆された．
硝酸イオンの酸素安定同位体比は，早池峰や栗駒等の山地で高い値が見られ，これらの地域での主要な窒素負荷源が大気降下物（降雪）由来であることが示唆された．また一部の農地では，酸素・窒素ともに同位体比が高く，脱窒が起こっていることが示唆された．

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

富山県河川水の地球化学図：主成分，微量元素，Sr 同位体比の分布
Geochemical maps of river waters in Toyama Prefecture: major and trace element distributions and Sr isotope signatures
堀川 恵司 1∗ ; 水畑 和子 3 ; 中野 孝教 2 ; 申 基澈 2 ; 張 勁 1
HORIKAWA, Keiji1∗ ; MIZUHATA, Nagiko3 ; NAKANO, Takanori2 ; SHIN, Kicheol2 ; ZHANG, Jing1
1

富山大学理工学研究部 (理学), 2 総合地球環境学研究所, 3 富山大学理工学教育部
Graduate school of Science and Engineering for Research, Univ. of Toyama, 2 Research Institute for Humanity and Nature,3
Graduate school of Science and Engineering for Education, Univ. of Toyama
1

Toyama is located central Japan, and abundant in water resources. To understand river and groundwater quality, water circulation patterns recharged from high-altitude areas, and anthropogenic nitrogen fertilization, major ion chemistry, oxygen andhydrogen isotopes, and nitrogen isotopes of nitrate in river and groundwater have been studied so far. However, trace elements and
Sr isotope (87 Sr/86 Sr ratio) data, that can be used as hydrological tracers, have not yet been studied although such hydrologicaltracers will provide insight into our comprehensive understanding of (1) water circulation patterns recharged from high-altitude
areas and (2) anthropogenic and geological influence on water quality. In this study, we aim to comprehend geographical distributions of major and trace elements and Sr isotopes in river waters through geochemical maps and statistical analysis. River
water samples were collected at 76 sites in September?November 2013. The major elements, trace elements, oxygen isotopes ofwater (δ 18 O) and 87 Sr/86 Sr were measured by ion chromatograph, sector-field ICP-MS, IR-MS, and TIMS, respectively.
The 87 Sr/86 Sr ratios of river waters varied from 0.70594 to 0.70989. The highest value was obtained in the upper stream of
Shogawa, and the lowest value was found in a Tateyama stream. The relatively lower 87 Sr/86 Sr ratios were found in the easternpart of the studied area, Kurobegawa and Jyogannjigawa, where there are input of hot spring waters to rivers. In the western partof the studied area, we found strong correlations between Na+ and Cl− and between Cl− and δ 18 O, suggesting the influenceof the sea salt on river water quality. However, such influence of the sea salt on river water quality cannot be identified from87
Sr/86 Sr ratio. We will present geochemical maps on 7 major elements, 15 trace elements, DIC, δ 18 O, and Sr isotopes in a poster
session, and discuss water circulation patterns recharged from high-altitude areas and anthropogenic and geologic influence onwater quality based on these data set.
Keywords: geochemical map, Sr isotope, trace metal, Toyama, oxygen isotope, river water

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

地化学特性から推定された京都盆地の地下水流動状態
Groundwater flow regime in Kyoto basin estimated from hydrogeochemical characteristics
文田 了介 1∗ ; 柏谷 公希 1 ; 小池 克明 1 ; 多田 洋平 2 ; 申 基澈 2 ; 谷口 真人 2 ; 中野 考教 2
FUMITA, Ryosuke1∗ ; KASHIWAYA, Koki1 ; KOIKE, Katsuaki1 ; TADA, Yohei2 ; SHIN, Ki-cheol2 ;TANIGUCHI, Makoto2 ; NAKANO, Takanori2
1
1

文田了介, 2 柏谷公希, 3 小池克明, 4 多田洋平, 5 申ギチョル, 6 谷口真人, 7 中野孝教
Ryosuke Fumita, 2 Koki Kashiwaya, 3 Katsuaki Koike, 4 Yohei Tada, 5 Ki-Cheol Shin, 6 Makoto Taniguchi, 7 Takanori Nakano

地下水は一般に表流水よりも水質が良好であり，その資源量も豊富であることから，多岐の用途で使用されている貴重な水資源である．表流水に比べて地下水の流速は緩慢で，滞留時間が長いことから，一度汚染や水位低下等が生じると元の状態に回復するまでに極めて長い時間を要する．地下水資源の質と量を良好な状態に維持し，持続的に利用するために，適切な地下水利用を可能とする管理方法が必要となっている．本研究では，地下水の流動・流出状態及び表流
水との交流状態を把握し，地下水流動の高精度な将来予測を可能とする水文地質モデルを作成することを最終目的としており，京都盆地をモデルケースとして研究を進めている．
本年度は，桂川，宇治川，木津川流域の 19 地点の井戸において，原位置で pH，酸化還元電位（ORP），電気伝導度（EC），溶存酸素濃度（DO）を測定した。また，地下水試料を採取し，文田ほか（2014）により京都盆地北東部の鴨川・高野川流域の井戸で採取された 28 試料とあわせて主要溶存イオン濃度，水素酸素同位体比，ストロンチウム同位体比などを分析し，地下水流動状態を推定した．
分析結果より，主要溶存イオン濃度は，京都盆地北部から南部にかけて増加する傾向が見られた．主要溶存イオン
濃度と pH，ORP，EC，DO，水素酸素同位体比を指標として主成分分析を適用した結果，第一主成分は ORP，DO，硫酸イオンを除いて他の成分が正の負荷量を取り，第二主成分は硫酸イオン，カリウムイオン，EC が正の負荷量，pH が負の負荷量を取ることが明らかとなった。また，第一主成分と第二主成分の散布図において，各河川流域の井戸は異なる
領域に分布した．これは，各流域における地質と水質形成メカニズムの違いを反映しているものと推測される．鴨川流域において，盆地内には第四系が分布するが，原流域である盆地周辺の山地では，北部には中生代ジュラ紀の付加体で，
主に砂岩，頁岩，チャートなどからなる丹波層群が，東部には花崗岩体が分布し，水質は流動性の高い地下水で一般的な
Ca-HCO3 型であり，地下水は河川水と類似した特性を持つ．また，流域南東部の丘陵には大阪層群が露出しており，近傍の井戸では硫酸イオン濃度が高い．桂川流域の上流にも丹波層群が分布しており，塩化物イオン濃度，ナトリウムイ
オン濃度が高い．宇治川，木津川流域において巨椋池周辺は干拓地であるほか，沖積層が優勢であり，滞留的な環境の地下水に多い Na-HCO3 型の水質であった．
鴨川，高野川流域では文田ほか（2014）により比較的多くの井戸の調査が行われており，鴨川と高野川の合流点付近
で河川水に地下水が 35%程度混合していることや，合流点下流では鴨川周辺に伏流水が分布していることが指摘されている．そこで，鴨川，高野川流域で採取された地下水試料を中心にストロンチウム同位体比の分析を行った。その結果，ストロンチウム同位体比は，調査を行った中で最も北側に位置する井戸で最大で 0.715 であり，花崗岩体に近い東側の井戸では 0.712 程度となった．これらの値は，それぞれ丹波層群分布域と花崗岩分布域を流下する河川水のストロンチウム
同位体比と同程度であり（和田・神松，2010），地下水の涵養域と流動経路の違いを反映しているものと考えられる．また，下流域の地下水ではストロンチウム同位体比が 0.708〜0.709 程度となった．これらの井戸は，文田ほか（2014）により伏流水の存在が指摘された領域より更に南部に位置している．ストロンチウム同位体比が小さい井戸の分布域では，東部の山地より地下水が流入していると考えられており（京都新聞社，1983），ストロンチウム同位体比により鴨川流域
北側の地下水とは起源が異なる地下水が分布していることが裏付けられた．
今後は杉村ほか（2013）の水文地質モデルを基礎モデルとして地下水流動と物質移行に関するシミュレーションを行い，地下水流動状態と環境トレーサーの空間分布を推定する。シミュレーション結果を本研究の結果と比較すること
でモデルの検証，改良を進めていく予定である．
引用文献
文田了介・柏谷公希・小池克明・多田洋平・谷口真人・中野考教 (2014) マルチ環境トレーサー分析とクリギングにより推定された河川水と地下水の交流状態，日本情報地質学会 Vol.25,No2,pp.062-063.
杉村美緒 (2013) 京都盆地の水理地質構造の三次元モデリング，京都大学工学研究科修士論文.
和田英太郎・神松幸弘（2010）安定同位体というメガネ，昭和堂，p.74.
京都新聞社（1983）京都いのちの水，京都新聞社，p.57.
キーワード：地下水流動，地球化学，主成分分析，同位体

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

キーワード: 地下水流動, 地球化学, 主成分分析, 同位体
Keywords: groundwater flow, geochemistry, principal component analysis, isotope

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

大槌域における河川水と淡水型イトヨのストロンチウム同位体比：現在の生息域と過去の移動の推定法として
87Sr/86Sr of threespine sticklebacks and water in Otsuchi: Implications for the current
habitat range and past movement
札本 果 1∗ ; 申 基澈 2 ; 中野 孝教 2 ; 森 誠一 3 ; 陀安 一郎 2
FUDAMOTO, Konomi1∗ ; SHIN, Ki-cheol2 ; NAKANO, Takanori2 ; MORI, Seiichi3 ; TAYASU, Ichiro2
1
1

京都大学大学院理学研究科, 2 総合地球環境学研究所, 3 岐阜経済大学
Graduate School of Science, Kyoto University, 2 Research Institute for Humanity and Nature, 3 Gifu Keizai University

All living organisms have various interactions with surrounding organisms and their physical environment. For conservationand management purposes, it is important to understand the environmental condition not only in the present but also in the past.
Strontium isotope ratio (87 Sr/86 Sr), often measured in otoliths of a fish, has been used as an indicator to estimate current habitat
range and past movement of the fish. The method is based on two assumptions. 1, 87 Sr/86 Sr of a fish is almost the same asthat of the ambient water. 2, 87 Sr/86 Sr of river water is characterized by the underlying bedrock geology. If there are significant
differences among 87 Sr/86 Sr of the habitats in the study area, it is possible to estimate the past movement of a fish. However,
the method cannot be used when there are no significant differences within the area. Wide study area potentially provides highprobability that there are significant differences of 87 Sr/86 Sr among the habitats, so that most studies using this method subjectedfishes that move widely. In this study, we propose to develop the 87 Sr/86 Sr method to reconstruct the movements of a small fish,
threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus). Japanese marine threespine sticklebacks can be classified into two geneticallydivergent groups, the Pacific Ocean anadromous form and the Japan Sea anadromous form. In Otsuchi area, Iwate Prefecture,both the Pacific resident freshwater form and the Japan Sea anadromous form of threespine sticklebacks occur, and there are many
freshwater habitats including new coastal habitats that were made by a natural disaster of tsunami in 2011. For conservation andecological understanding of threespine sticklebacks, it is important to know the past movement of the individual fish.
In this study, we analyzed 87 Sr/86 Sr of back bones of the freshwater form threespine sticklebacks and compared with thatof ambient water in order to estimate the current habitat range and the past movement. Results and discussions are shown as
follows.
1. 87 Sr/86 Sr of ambient water can be grouped into three regions (more than 0.709156, 0.708165˜0.709156, and less than
0.708165). The result suggests that there are significant differences among the habitat of threespine sticklebacks in Otsuchi area.
2. There was a significant correlation between 87Sr/86Sr of threespine sticklebacks and that of environmental water in eachsampling point. The result indicates that Sr of threespine sticklebacks mainly derived from the environmental water.
3. 87 Sr/86 Sr of threespine sticklebacks can be grouped into three regions as well as the ambient water. The result suggests thatthreespine sticklebacks moved only within each region.
4. There were significant differences between 87 Sr/86 Sr of threespine sticklebacks and that of the ambient water in eachsampling point. The result implies that threespine sticklebacks moved among sampling points within each region. However, thedetected differences were small, and the temporal changes of water 87 Sr/86 Sr need to be studied.
5. In the coastal area, 87 Sr/86 Sr of threespine sticklebacks was higher than that of the ambient water, probably because thewater was affected by the sea water (87 Sr/86 Sr = 0.70918) at high tide. However, there was a significant positive correlation
between them. The result suggests that although these sampling points were expected to have connected with each other at theflood, threespine sticklebacks did not move among the points frequently.

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

西部北太平洋亜寒帯及び亜熱帯海域における低次生態系の動態解析
Stable isotope analysis of food-web system in subarctic to subtropical region of western
North Pacific
野口 真希 1∗ ; 石井 励一郎 2 ; 和田 英太郎 1
NOGUCHI, Maki1∗ ; ISHII, Reiichiro2 ; WADA, Eitaro1
1
1

独立行政法人 海洋研究開発機構, 2 大学共同利用機関法人 人間文化研究機構 総合地球環境学研究所
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), 2 Research Institute for Humanity and Nature (RIHN)

生物の安定同位体比は、捕食者自身の代謝系の駆動様式や行動変化に起因するものと、食物網が存在する地域性に起因するものの２つの要因によって決定される。そこで本研究では栄養塩や水温などの海洋環境の違いによって、低次生態系における食物網にどのような違いがあるのかを見るために、西部北太平洋亜寒帯海域及び亜熱帯海域において、動物プランクトン及び海水試料を季節及び鉛直層別に採集を行い比較検証した。本研究では、特にメソ動物プランクトン
群集を中心に群集構造と栄養動態について時空間的にどのように変動をするのか同位体比から検証を行った。
2010 年 2 月から 2011 年 7 月まで、海洋研究開発機構（JAMSTEC）の観測点 K2（47o N, 160o E）及び S1（30oN, 145oE）において動物プランクトン試料の採集及び採水を行った。試料は多段開閉式ネット IONESS を用いて 0-50, 50-100, 100-150,
150-200, 200-300, 300-500, 500-750, 750-1000m の計 8 層の曳行採集し、船上にて凍結保存した。またネット曳行時に動物プランクトンと一緒に採取された魚類も合わせて凍結保管した。凍結試料は解凍後、速やかに種別ソーティングを実施
し、1 日間の乾燥と脱脂処理を施した後、SI サイエンス（株）及び総合地球環境学研究所にて窒素、炭素安定同位体比（δ15N、δ 13 C）の測定を行った。更に、食物連鎖のベースラインを理解するために、海水の硝酸イオン中 (NO3 − +NO2 − )の窒素安定同位体比について脱窒菌法 (Casciotti et al., 2002; Sigman et al., 2001) を用いて東京農工大学、カリフォルニア
大学デービス校にて測定した。
同位体比を使った動物プランクトン群集の栄養動態と時空間分布の変動解析では、K2 において表層付近の端脚類やカイアシ類（雑食性）のδ 15 N、δ 13 C が季節に伴って大きく変動していた。一方、S1 における動物プランクトンのδ 15 Nの値、及び硝酸塩濃度に対する S1 の 15 NO3 − + 15 NO2 − の値が K2 と比べ低い傾向が見られた。動物プランクトンを含め全体的に 15 N が低くなっていることから、窒素固定の影響により食物連鎖に大きく影響していることが示唆された。
本研究で得られた K2 及び S1 の結果に、南極海、アラスカ湾、親潮水塊、黒潮系暖水塊の 4 海域における生物の同位体比データを合わせ、食物連鎖全体が持つ ∆δ 15 N/∆δ 13 C について統計的な比較を行った。その結果、海域間に有意な差が無く、一定の共通式で表せる事が分かった。我々がこれまで調べた限られた食物連鎖の範囲では、生態系や生物種によらず ∆δ 15 N/∆δ 13 C に大きな差が見られないことから、自然界の食物連鎖中の摂餌プロセスの同位体分別（∆δ 15 N/∆δ 13 C）
は、共通のアミノ酸代謝や脱炭酸を中心とするエネルギー代謝によって決定されることにより、統一的な規則性が低次から高次まで維持されていることが強く示唆された。
キーワード: 窒素安定同位体比, 炭素安定同位体比, 食物連鎖, 同位体分別
Keywords: nitrogen stable isotope, carbon stable isotope, food web, isotope fractionation

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

縄文時代人骨の歯のエナメル質を用いた炭素同位体分析
Carbon isotope ratios of human tooth enamel record the evidence of terrestrial resource
diet during the Jomon period
日下 宗一郎 1∗ ; UNO Kevin T.2 ; 中野 孝教 3 ; 中務 真人 4 ; CERLING Thure E.5
KUSAKA, Soichiro1∗ ; UNO, Kevin T.2 ; NAKANO, Takanori3 ; NAKATSUKASA, Masato4 ; CERLING, Thure E.5
1

ふじのくに地球環境史ミュージアム, 2 総合地球環境学研究所, 3 ラモント=ドハティ・アース・オブザバトリー，コロンビア大学, 4 京都大学大学院理学研究科, 5 地質学・地球物理学研究科，ユタ大学
1Museum of Natural and Environmental History, Shizuoka, 2 Research Institute for Humanity and Nature, 3 Lamont Doherty Earth
Observatory, Columbia University, 4 Graduate School of Science, Kyoto University, 5 Department of Geology and Geophysics,
University of Utah
考古学の証拠によると，縄文時代人は陸上の植物資源を主要な食物としていたことが示唆されている。しかし，縄文時代人骨の骨コラーゲンの安定同位体分析によると，陸上資源だけでなく海産資源も多く摂取されていたことが示唆されている。この違いは，骨コラーゲンが食物タンパク質由来のアミノ酸から合成されること，また骨コラーゲン合成に
炭水化物に由来する炭素がほとんど寄与していないことに原因がある可能性がある。本研究では，歯のエナメル質の炭素同位体比は炭水化物を含む食物エネルギー源に由来し，植物質食料の摂取の証拠を記録しているとの仮説を立てて分析した。山陽地方（大田貝塚、津雲貝塚）と東海地方（吉胡貝塚、稲荷山貝塚）の遺跡から出土した、縄文時代中期から晩期（約 5000-2300 年前）の人骨について，歯のエナメル質の炭素同位体比を測定した。その結果，陸上哺乳類と海産
魚類は大きく異なる炭素同位体比を示し，縄文時代人の値はニホンジカの値に近く多くのエネルギーが陸上資源に由来していることが示唆された。歯のエナメル質炭素同位体比より計算した海産物依存度は，骨コラーゲンの炭素同位体比
より計算した値に比べて，著しく低かった。またエナメル質と骨コラーゲンの炭素同位体比の差は，骨コラーゲンの窒素同位体比と負の相関を示した。この点は，陸上資源と海産資源の摂取割合に集団間・集団内の変動を示唆した。本研
究は先史時代の人類の食性を復元する上で，骨コラーゲンだけでなく歯のエナメル質の炭素同位体比の分析が有効であることを示した。
キーワード: 食性, コラーゲン, エナメル質, ヒト, 完新世
Keywords: diet, collagen, enamel, human, Holocene

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

安定同位体を利用した裏磐梯地域の地下水流動の推定
Estimation of groundwater flow at northern part of Mt. Bandai using the stable isotopes
藪崎 志穂 1∗
YABUSAKI, Shiho1∗
1
1

福島大学 共生システム理工学類
Faculty of Symbiotic Systems Science, Fukushima University

福島県会津地域に位置する磐梯山の北部斜面（裏磐梯地域）の地下水流動を把握するため，2014 年 6〜8 月にかけて，湧水，地下水，湖沼水，渓流水等の調査，採水を実施し，一般水質，安定同位体の分析を実施した。現地調査（EC，pH，
水温，ORP）や水質分析の結果から，磐梯山北側斜面の湧水，湖沼水等では以下の特徴を把握することができた。1）ECと pH には負の相関が認められる。2）銅沼やその周辺の湖沼・湧水のように，EC が高く，pH が低い地点では火山ガスの影響を受けていると考えられる。3）五色沼湖沼群は EC，pH などの違いにより，幾つかのグループに分類することができる。4）弁天沼に流入している湧水には，標高の高い地点で涵養され，火山ガスの影響を受けたと考えられる水が存在している。5）銅沼とその周辺の湧水や湖沼の水質組成は Ca-SO4 型を示し，溶存成分量は非常に多い。6）五色沼周辺の湖沼群の多くは Ca-(Cl+SO4 ) 型を示しており，EC や pH で示されたような区分は，本調査の水質組成の結果においては明瞭には認められなかった。7）銅沼のδ 18 O 値は-10.9 ‰で，銅沼の下流側に位置する湧水では-11.2 ‰であった。五色沼周辺に位置する弁天沼に流入する湧出する湧水のδ 18 O 値は-10.8 ‰を示している。このような同位体や水質の結果から，銅沼周辺で涵養された水が湧水として湧出していることが考えられる。8）銅沼と五色沼の中間付近に設置された地下水観測井で複数回採取した地下水のδ 18 O 値は-11.2 ‰でほぼ一定しており，磐梯山北側の地下水は銅沼から下流側の五色沼方面にかけて同一の地下水流動の存在が示唆された。
今後，湧水や湖沼水の 3 H や，観測井の CFCs 等の分析を行うことにより，地下水流動についてより詳細に把握することができると期待される。
キーワード: 裏磐梯, 地下水流動, 安定同位体
Keywords: northern part of Me. Bandai, groundwater flow, stable isotopes

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

秋田県渋黒川・玉川水系におけるストロンチウムおよび硫黄同位体を用いた酸性温泉水と河川水の混合過程の解明
Mixing processes between river water and acidic hot spring water in Shibukuro-Tamariver
若狭 幸 1∗ ; 申 基澈 2 ; 石山 大三 1
WAKASA, Sachi1∗ ; SHIN, Kichole2 ; ISHIYAMA, Daizo1
1
1

秋田大学国際資源学部, 2 総合地球環境学研究所
Faculty of International Resource Sciences, 2 Research Institute for Humanity and Nature

In the Shibukuro and Tama River system, Akita, river water is acidified by inflow of acidic hot spring water (pH=1.2, T=98℃). 80% of hot spring water is fed into a neutralization plant and neutralized with limestone. The effluent is released into the
Shibukuro River. Sulfur isotopic ratio of Tamagawa hot spring water is 31.8 ‰, and Sr isotopic ratio of the neutralized effluent is
0.7068. These higher isotopic ratios and lower ratio of river water as well as the chemical composition of dissolved components
lead to understanding of mixing process of confluent river water. The mixing ratio of waste water with Shibukuro River water
was estimated 1 to 1, and at the confluence of Shibukuro and Tama Rivers the mixing ratio of these two was estimated 3 to 7 or 4
to 6. These mixing ratios were consistent with those obtained from the concentrations of dissolved chemical components. These
consistent mixing ratios suggest that the chemical composition of river water was mainly controlled by the mixing of the waste
water and the tributary river waters, and the influence of precipitation of insoluble salts was negligible. The contribution of thewaste water was about 10% at Tose located down the confluence of Shibukuro and Tama Rivers.

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

中国地方の降水の硫黄，水素，酸素，ストロンチウム同位体比から見る越境汚染の
地域的影響と季節・経年変化
S, H, O and Sr isotopic Study of precipitation in Chugoku district
塚田 快 1 ; 淀瀬 達也 1 ; 中野 孝教 2 ; 山下 勝行 1 ; 千葉 仁 1∗
TSUKADA, Kai1 ; YODOSE, Tatsuya1 ; NAKANO, Takanori2 ; YAMASHITA, Katsuyuki1 ; CHIBA, Hitoshi1∗
1
1

岡山大学大学院自然科学研究科, 2 総合地球環境学研究所
Graduate School of Natural Science and Technology, Okayama University, 2 Research Institute for Humanity and Nature

中国大陸からの越境汚染の地域的影響と季節・経年変化を明らかにするために，中国地方を南北に縦断する鳥取と岡山の 7 か所において 1 か月間隔で降水を採取して観測を継続している。2011 年 1 月〜2014 年 8 月の試料について結果を報告する。降水試料は，0.45um のメンブランフィルターでろ過した後，溶存イオン濃度，水の水素・酸素同位体比，硫酸イオンの硫黄同位体比，Sr 同位体比を測定した。
日本海側において，非海塩性硫酸イオンの硫黄同位体比は，冬季に高く，夏季に低い季節変化が見られた。高い硫黄同位体比は中国北部の硫黄酸化物の飛来（越境汚染）を示している。この硫黄同位体比の値に経年変化がないことから，供給源にも変化がないことが示唆される。なお，2013 年は夏季においても高い値を示した。これは，例年にない大雨の影響から高い硫黄同位体比をもった大気中の硫黄酸化物が多く洗い流されたローカルな現象の結果と考えられる。
瀬戸内側では，非海塩性硫酸の硫黄同位体比に明瞭な季節変化が見られず，一年を通して日本海側より低い硫黄同位体比を示している。このことは，中国由来の高い硫黄同位体比を持った硫黄酸化物は，中国山地を越える前に日本海側で大部分が取り除かれていることを示す。
降水の d 値は，日本海側，瀬戸内側共に冬季に高く，夏季に低い季節変化がみられた。このことは，日本海側も瀬戸
内側も，冬季には日本海から，夏季には太平洋から降水のもととなる水蒸気が供給されていることを示す。瀬戸内側で冬季に日本海から供給された水蒸気による降水が起きているにもかかわらず，中国由来の高い同位体比を持った硫黄酸
化物の影響がみられないことは，日本海側での降水（降雪）の過程で中国由来の硫黄酸化物の大部分の除去が行われていることを示す。
日本海に近い湯梨浜において測定した Sr 同位体比も明瞭な季節変動を示す。Sr 同位体比は 4，5，6 月に海水の Sr 同位体比より高く，7，8 月には海水の Sr 同位体比より低い。それ以外の月では海水の Sr 同位体比に近い値を示す。春季に見られる高い Sr 同位体比は大陸から飛来する黄砂の可溶性成分が溶解している影響を受けており，秋季・冬季の海水に近い Sr 同位体比は海塩粒子の影響が大きいことを反映していると考えられる。非海塩性硫酸の硫黄同位体比と Sr 同位体比の変動の周期がずれていることから，中国大陸からの硫黄酸化物と黄砂の輸送過程は互いに独立であると推測される。

キーワード: 越境汚染, 降水, 硫黄同位体比, 水素同位体比, 酸素同位体比, ストロンチウム同位体比
Keywords: cross- border pollution, precipitation, sulfur isotope ratio, hydrogen isotope ratio, oxygen isotope ratio, strontium
isotope ratio

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

メソポタミア粘土板胎土の組成と原産地特定の試み
Compositions of Mesopotamian tablet clay for identification of source area
安間 了 1∗ ; 渡辺 千香子 2 ; 申 基澈 3 ; 昆 慶明 4 ; 辻 彰洋 5 ; 中野 孝教 3 ; 横尾 頼子 6
ANMA, Ryo1∗ ; WATANABE, Chikako2 ; SHIN, Kicheol3 ; KON, Yoshiaki4 ; TSUJI, Akihiro5 ;NAKANO, Takanori3 ; YOKOO, Yoriko6
1

筑波大学, 2 大阪学院大学, 3 総合地球環境学研究所, 4 産業技術総合研究所, 5 国立科学博物館, 6 同志社大学
University of Tsukuba, 2 Osaka Gakuin University, 3 RIHN, 4 AIST, 5 National Museum of Nature and Science, 6 Doshisha University

1

メソポタミア各地から出土する楔形文字粘土板には日付が記されている経済文書が含まれており、その胎土に含まれる粒子や微化石から当時の環境が高精度で復元できる可能性を秘めている。いっぽう、最近の中東の政治的混乱により多くの粘土板が出所も明らかでないままに現地の博物館に収蔵されている。そこで粘土板の原産地を特定するための試みとして、スレイマニヤ考古博物館に収蔵されている 31 点の粘土板から数十 mg の試料（これらを粘土板試料とする）を採取し、微量元素の組成および Nd 同位体比を測定した。また、原形をとどめない粘土板 16 点からは 10g 程度の試料（これらを胎土試料とする）を採取し、薄片観察を行ったうえ、粒径分布、主要・微量元素組成および Nd 同位体比を測定した。
胎土試料の顕微鏡観察と粒度分析の結果、いわゆる粘土板は粘土主体の基質をもつもの（タイプ 1）、シルト主体の基質をもつもの（タイプ 2）、粘土質の基質に火山ガラスや微化石を含むもの（タイプ 3）の三種類に区分される。それぞれシルトから砂サイズの珪質砕屑粒子を含んでおり、その主要鉱物は長石や石英で微量の白雲母などを含む。これらフェル
シックな鉱物のほかに輝石を微量に含む試料もある。タイプ 3 には保存の良い底棲有孔虫や円石藻の殻も見られる。したがって、タイプ 3 の粘土板は海成粘土を材料とし、そこに花崗岩質の堆積物を補強材として混ぜた可能性がある。Na
濃度は 1 ％程度であるのに対して、Ca 濃度は 10%に達しており、Ca 炭酸塩が母材堆積物中にセメント物質として存在していたか、粘土板の保存中に析出したことを示唆する。薄片では炭酸塩粒子が空隙を埋めているようである。
いっぽう胎土試料の REE 組成はタイプにかかわらずほとんど一致する。粘土板試料は、胎土試料と同じく軽希土類に富み、負の弱い Eu 異常をもつ共通したパターンを示すが、濃度には 2 倍程度の違いがあってばらつきが大きい。Nd 同位体比は試料に関わらず非常に狭い範囲に入り、eNd は-4.7 ± 0.6 であった。これまでに得られた結果は粘土板の母材が同じ地層であったことを示唆するようである。Y と Zr、Al と Fe は良い相関を示し、母材の堆積物は異なる地球化学的な特徴を持つ岩石に起源をもつ粒子の混合物であることを示す。TiO2 濃度（およそ 0.6 ％）は珪長質岩としてはやや高く、クロムやニッケルを 100ppm 以上含んでおり苦鉄質岩的な特徴も見られる。これらのことは、粘土板の母材である堆積物の後背地に花崗岩質およびオフィオライト的な地質があった可能性を示唆する。ストロンチウムや鉛の安定同位体比を測定することで、粘土板の母材の特徴をより詳細に明らかにできると考えられる。

キーワード: 粘土板, 組成, 同位体
Keywords: clay tablet, composition, isotope

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

水質マップから見た岡山県の河川水の特徴
Geochemical and isotopic characteristics of river waters from the Okayama Prefecture,Japan
亀井 隆博 1∗ ; 大井 あや 2 ; 大西 彩月 2 ; 栗原 洋子 2 ; 千葉 仁 1 ; SHIN Kicheol3 ; 山下 勝行 1
KAMEI, Takahiro1∗ ; OOI, Aya2 ; ONISHI, Ayaka2 ; KURIHARA, Yoko2 ; CHIBA, Hitoshi1 ; SHIN, Kicheol3 ;YAMASHITA, Katsuyuki1
1

岡山大学大学院自然科学研究科, 2 岡山大学理学部, 3 総合地球環境学研究所
Graduate School of Natural Science and Technology, Okayama University, 2 Faculty of Science, Okayama University, 3 ResearchInstitute for Humanity and Nature1

岡山県の一級水系（吉井川水系、旭川水系、高梁川水系）の流域面積は岡山県の面積の 9 割以上を占めている。本研
究では、旭川水系で 140 地点 197 試料、吉井川水系で 118 地点 180 試料、高梁川水系で 62 地点 62 試料、比較対象として鳥取県側で 17 地点 17 試料を採水した。これらの試料は 0.2µm のセルロースアセテート製フィルターでろ過した後に、主要溶存成分と微量元素の組成、O-H-S-Sr 同位体比を測定した。
水素と酸素の安定同位体比は、沿岸からの距離や標高と共に低下するが、重水素過剰値（d 値）は増加するという傾向を示す。d 値は源流域である中国山地で 20 以上の値をとり、それぞれの流域内で最も高い。下流域に向かうにつれて d値は低く (<12) なり、それが本流に流れ込むことによって本流の d 値も低下している。d 値の同一地点における季節変動
は数‰程度であり、地理的変動よりも小さいことが確認された。
Sr 同位体比は、旭川源流域の火山岩地域で最も低く、山陰帯花崗岩地域、山陽帯の花崗岩・流紋岩および石灰岩地域、
さらに丹波帯の堆積岩地域の順に高くなり、流域地質と対応した地理的変化が認められる。河川堆積物の交換性成分は河川水とほとんど同じ Sr 同位体比を示すが、堆積物はそれより高い値を示す。このことから河川水の水質は交換性成分の影響を強く受けており、岩石から Ca や Sr に富む風化しやすい鉱物が選択的に溶解し、その残留鉱物が河床堆積物となっていることを示す。
主要陰イオンである SO4 や Cl は上流域から下流域に向かって増加する。一方、δ 34 S は SO4 の増加とともに 0 ‰付近に収束する傾向がみられた。これは生活排水による流入に加えて農業肥料を起源とする、δ 34 S が 0 ‰付近の硫黄が河川に流入していることが原因であると考えられる。

キーワード: 水質マップ, 同位体, 微量元素, 岡山県
Keywords: Geochemical map, Okayama Prefecture

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HTT31-P19

会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

東北地方の河川堆積物の吸着元素と河川水の水質成分の比較検討
Geochemical comparison of adsorped elements on sediments with dissolved ones in theriver waters of Tohoku area
古川 智慧 1 ; 山下 美沙 2 ; SHIN Kicheol3 ; 山下 勝行 2∗ ; 中野 孝教 3 ; 陀安 一郎 3
FURUKAWA, Chie1 ; YAMASHITA, Misa2 ; SHIN, Kicheol3 ; YAMASHITA, Katsuyuki2∗ ; NAKANO, Takanori3 ;TAYASU, Ichiro31

岡山大学理学部, 2 岡山大学大学院自然科学研究科, 3 総合地球環境学研究所
Faculty of Science, Okayama University, 2 Graduate School of Natural Science and Technology, Okayama University, 3 ResearchInstitute for Humanity and Nature1

1. はじめに
河川堆積物には様々な元素が吸着しており、河川水の溶存元素組成に影響を与えているが、両者の関係を詳細に検討した事例は少ない。岩手県および宮城県で採取した河川堆積物の交換性・吸着性成分の元素組成を測定し、河川水のデー
タと比較することで、河川の水質形成に及ぼす堆積物の役割を検討した。
2. 実験方法
上記地域の 346 地点で採取した河川堆積物について、粒径 2mm 以下にふるい分けした粒子（約 10g）に、2mol/L の酢
酸アンモニウム溶液を約 50ml 加え、2 時間反応させた。反応溶液をろ過し、1%硝酸で 25 倍に希釈したものを吸着体溶液とし、ICP-MS 装置（Agilent7500cx）を用いて 51 元素を定量分析した。各元素について河川水の水質と比較し、分配係数（吸着体/河川水）を求めた。
3. 結果と考察
吸着体溶液に含まれる元素の多くは、河川水の元素濃度と共に増加するが、分配係数は減少する傾向を示した。このことは、堆積物の吸着量に限度（飽和吸着量）があることを示す。いっぽう、陽イオンとして存在する多くの元素の分配
係数は 1 以上であり、とくに重金属元素やレアアースは高い。これに対して、陰イオンとして存在する B や V の分配係数は低く、モノケイ酸として存在する Si はもっとも低い。1 価の陽イオンでは Na の分配係数がもっとも低く K, Rb,Csの順序で高くなる。また二価陽イオンでも Mg, Ca, Sr, Ba と原子量と共に分配係数は高くなる。希土類は重金属元素と同様非常に高い分配係数を示すが、軽希土類ほど高く弱い W 型テトラド効果が見られる一方で、Ce は正の異常、Eu は負の異常を示し、酸化的環境での分配を示している。
本地域の地質は火山岩、深成岩、変成岩、堆積岩と多様な岩石で構成されており、得られた結果は地質体の特異性によるものではない。飽和吸着量や高い分配係数の存在は、河川水の溶存元素組成が河川堆積物との吸着・脱着反応によって強くコントロールされていることを示唆する。いっぽう分配係数が高い元素は、溶存体として存在する可能性が低い
ことを示唆しており、ろ過するフィルターの孔径の影響を受けやすいことを示唆している。

キーワード: 河川水, 堆積物, 地球化学
Keywords: river water, sediment, geochemistry

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

水安定同位体比と植物プラントン種を指標とした水資源に乏しい流域の河川水質汚
濁の解析
Analysis of river organic pollution in a low precipitation region based on water isotopes
and phytoplankton species
山田 佳裕 1∗ ; 福田 竜也 1
YAMADA, Yoshihiro1∗ ; FUKUDA, Tatsuya1
1
1

香川大学農学部
Faculty of Agriculture, Kagawa University

The river organic pollution was studied in the Shin River in Kagawa Prefecture, Japan. In Kagawa Prefecture, where water
resources are scarce, the use of water is efficient and a large proportion of water is retained within the river basin. The retention time of water within the river basin becomes longer and algae increase in water areas represented by irrigation ponds. The
dynamics of particulate organic matter (POM) in the Shin River was significantly influenced by the natural and artificial hydrological environment in the river basin. The degree of organic pollution in the Shin River was high and most of the organic matter
was algae.
δ 18 O of water of the middle and lower reaches of the Shin River was high, and it was found that water subjected to evaporation
for a long time in the basin flows in the river. The concentration of organic matter in the Shin River increased along with the riseof δ 18 O, and it was found that algae increased in the stay waters in the basin of the middle?lower reaches and flows in the ShinRiver. It was thought that the irrigation ponds in the basin were the main sources of water and organic matter for the river. Thistendency was notable during the non-irrigation season in that the volume of water in the basin decreased. On the other hand, theproportion of algae in the organic matter in the river decreased when there was much precipitation.
During the non-irrigation season, the number of algal cells increased to 2.3×104 -7.8×104 cells mL−1 in accordance with theincrease in the concentration in irrigation ponds, and species composition changed to Pseudanabaena sp. as well as irrigation
pond. Although Microcystis sp. was also dominant in the middle/lower reaches as well as the irrigation ponds during the irrigation season, cell numbers were lower than in October. In addition, the number of algal cells in the river correlated well withδ 18 O in the river water; irrigation pond phytoplankton is supplied to rivers when water flows from irrigation ponds to the river.
The influence of irrigation ponds on rivers was found to increase during non-irrigation seasons when irrigation water is scarceand precipitation is low, and so the quantity of river water decreases.
This study found that water supplied from such areas accounted for a large proportion of river water, causing organic pollutionof the river by algae. It also found that this trend became stronger during the non-irrigation season when the amount of waterin the river basin declined, while the trend became less obvious when precipitation was high. Therefore, to improve the state oforganic pollution in the river, the inflow from irrigation ponds must be controlled. It is important to develop a method to reducethe concentration of organic matter in the river by establishing a well-planned water utilization system at a river-basin level withclimate conditions and the amount of river water as underlying factors.
Keywords: Water isotopes, Phytoplankton, Organic pollution, River, Kagawa Prefecture

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会場:コンベンションホール

時間:5 月 27 日 18:15-19:30

多重検出器型 ICP 質量分析計によるホウ素同位体比測定の検討
Measurement of stable boron isotopic composition by MC-ICP-MS
斎藤 健志 1∗ ; 申 基澈 2 ; 中野 孝教 2 ; 小松 登志子 1
SAITO, Takeshi1∗ ; SHIN, Ki-cheol2 ; NAKANO, Takanori2 ; KOMATSU, Toshiko1
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埼玉大学, 2 総合地球環境学研究所
Saitama University, 2 Research Institute for Humanity and Nature

ホウ素（Boron：B）には，10 B と 11 B の 2 つの安定同位体が存在し，その存在比はそれぞれ約 19%と 81%である。これ
ら安定同位体の質量数の差は約 10%と大きく，同位体効果も大きいことが知られているため，非常に有用なトレーサーになることが期待されている。従来，ホウ素の安定同位体比（11 B/10 B）は，表面電離型質量分析計（TIMS）によって測定がなされてきた。近年では，分析機器や技術などの向上に伴い，多重検出器型 ICP 質量分析計（MC-ICP-MS）を用いることで，低濃度サンプルに対してもより簡便にその同位体比を測定できるようになってきた。しかしながら，現状で分析方法に関する文献も出されていることから，まだ一般的に広く普及した手法であるとは言えない。そこで本研究では，標準物質（NIST SRM 951）を用いて，MC-ICP-MS によるホウ素同位体測定について検討を行った。特に，測定サ
ンプル濃度や測定時間等，分析条件の最適化を試みた。
キーワード: ホウ素同位体, 多重検出器型 ICP 質量分析計
Keywords: boron isotopes, MC-ICP-MS

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