도쿄 대학의 구리 미나코 대학원생(박사 과정 2년)과 다카하시 카오 교수 등의 연구 그룹은, 제철소 부근에서 채취된 대기중 미립자(에어로졸)의 분석으로부터, 연소 기원의 철이 특이적으로 낮은 철 안정 동위원소 비율을 갖고 해양 표층으로 수송되는 연소 기원철의 기여를 아는 단서가 되는 것을 나타내었다.

 외양 지역에서는 해수 중의 용존태의 철 농도가 낮기 때문에 식물 플랑크톤에 의한 생물생산성이 제한되어 있는 해역이 있다.철 공급은 생물 생산과 관련된 광합성 증가로 인해 대기 중 이산화탄소를 흡수하여 탄소 순환에 영향을 미치며 기후 변화와도 관련이 있습니다.철의 공급원으로서, 황사 등에 포함되는 자연 기원 철이나, 석탄 연소 등의 인위적 활동으로 생기는 에어로졸(PM2.5 등의 미소 입자) 중의 철의 중요성이 시사되고 있지만, 그 기여 에 관하여 불명점이 많았다.

 "철 안정 동위 원소 비율"은 질량 수가 다른 철 동위 원소의 존재 비율이며 철 공급원마다 값이 다릅니다.철의 기원을 나타내는 트레이서로서 기대되지만, 연소 기원 철의 데이터는 거의 없었다.이번 제철소 부근에서 입경을 세세하게 나누어 에어로졸을 채취·분석하면 그 연소기원철은 자연기원철에 비해 철안정동위체비가 매우 낮은 것으로 나타났다.연소 과정에서 질량수가 작은(가벼운) 철이 우선적으로 기화하여 동위체 분별이 생겼기 때문이라고 한다.낮은 동위원소비를 가진 연소기원철은 다른 배출원 부근이나 일본의 일반적인 환경에 보편적으로 존재하기 때문에 트레이서로서 이용할 수 있는 것이 판명되었다.연안 지역에서도 낮은 동위원소 비율이 관찰되어 연소 기원철이 해양에까지 도달하고 있는 것이 밝혀졌다.

 이번 결과는 연소 기원철의 해양의 철 순환에 있어서의 정량적인 기여의 평가, 탄소 순환이나 기후 변동과의 관련성의 해명에도 중요하다고 한다.

논문 정보:【ACS Earth and Space Chemistry】Stable isotope ratios of combustion iron produced by evaporation in a steel plant

도쿄 대학

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