米乐m6官方网站 一种用于未来全球环境观测的新型无汞水样灭菌方法

米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）活断层与火山研究部高级研究员高桥浩与东海国立大学组织名古屋大学天地环境研究所（以下简称“名古屋大学”）的Masayo Minami教授合作采集水样溶解无机碳浓度和碳同位素的高精度分析

二氧化碳是一种典型的温室气体，大部分被海洋吸收，并以溶解的无机碳形式存在于海水中。因此，分析海水样品中溶解的无机碳对于了解和预测全球环境的变化具有重要意义。该分析采用国际通用的方法进行，其中包括汞灭菌。尽管汞具有优异的杀菌性能，但由于其对生物体的危害及其对环境的严重影响，它的使用在世界范围内日益受到限制。

这次不是用水银灭菌，而是过滤处理苯扎氯铵进行灭菌。这一结果将使确保安全稳定的样品成为可能，并有望为修订未来样品处理的通用方法做出贡献。

该技术的详细信息将于 2025 年 7 月 21 日公布。海洋科学

众所周知，人类活动释放到大气中的二氧化碳（一种代表性温室气体）的大部分被海洋吸收。了解海洋如何吸收二氧化碳对于了解全球碳循环如何运作至关重要。为了准确了解海水中溶解性无机碳的吸收量和变化，需要放射性碳（¹⁴C) 需要对浓度进行详细分析。覆盖如此广阔海洋的观测需要众多研究人员之间的国际合作，并且需要保持每个分析值的一致性。为此，建立了国际通用的方法来测量水样中溶解的无机碳浓度和碳同位素。

这种常见方法涉及对收集的水样中的微生物进行灭菌，以防止其成分因微生物活动而发生变化，其中汞被用作消毒剂。汞曾广泛应用于测量仪器、照明、电池、化妆品和药品中，但众所周知，它很容易在生物体内积聚，并对健康造成严重损害。鉴于其高生物毒性和环境影响，应尽可能避免使用汞。水俣条约的执行来看，世界各地对汞使用的控制越来越严格，在不久的将来使用汞的灭菌处理有可能受到限制。为了继续对全球环境变化进行研究和调查，有必要建立一种无需使用汞即可分析溶解无机碳的新方法，本研究就是为了满足这些需求而进行的。

苯扎氯铵长期以来一直被用作消毒剂，并在 20 世纪 90 年代末用于水样的消毒。 AIST 一直在验证苯扎氯铵是否可以应用于水样储存以进行溶解无机碳分析。结果表明，虽然它对地下水等淡水样品有效，但随着样品储存时间的延长，其对海水等咸水样品的有效性会降低。然而，在海洋研究中，采集水样的科考船必须返回港口并将样品送往研究设施才能进行分析，并且样品必须保存1至2个月，有时甚至更长时间，因此样品灭菌效果的可持续性是一个主要问题。为了解决这个问题，AIST 和名古屋大学合作开发了一种对淡水和盐水样品都有效的灭菌方法，且不使用汞等对环境影响较大的物质。

此项研究和开发的一部分得到了文部科学省科学研究补助金（课题编号：23K03500）（2023-2026）的支持，并通过名古屋大学天地环境研究所的联合使用/研究计划“加速器质谱仪利用（联合使用）”进行（2022-2025）。

这次，我们验证了过滤处理和苯扎氯铵添加处理相结合是一种安全有效的水样灭菌方法。通过收集天然海水和地下水并监测每次处理中溶解的无机碳的变化来证实杀菌效果。当微生物存在时，水样中的有机物被分解，溶解的无机碳增加。通过跟踪这种变化，可以评估是否存在微生物活性，从而评估灭菌方法的有效性。

11040_11268¹⁴我们测量了 C 浓度的变化。海水样品保存期限为0、14、28、285天，地下水样品保存期限为0、14、28、126天。

实验结果（图2）中，①未经处理的情况很明显¹⁴观察到C浓度增加，表明实验中使用的水样含有微生物，并且微生物活动导致储存期间溶解的无机碳的变化。即使在仅进行过滤的③中，与①相比变化也很小，但是¹⁴C 浓度发生变化。 ②，在地下水样品中发现仅添加了苯扎氯铵。¹⁴虽然没有观察到 C 浓度的变化，但在储存第 28 天后，海水样品中检测到了变化。它对苯扎氯铵具有耐药性。孢子''微生物存活，并且苯扎氯铵的杀菌效果降低营养细胞并成倍增加（代谢有机物）。然而，在④中，在②中添加了过滤，地下水和海水¹⁴几乎没有检测到C浓度的变化。通过过滤物理去除芽孢和产芽孢微生物后添加苯扎氯铵，可有效灭菌水样中的微生物。¹⁴认为C浓度的变化受到抑制。此外，在引入过滤处理时，这是以前的方法所没有的，需要验证过滤处理对分析值的影响，但在这次验证中，我们能够确认过滤处理的影响在可以忽略不计的范围内。

这次，已经表明，当为了溶解无机碳分析而储存地下水和海水等各种类型的水样时，结合过滤处理和添加苯扎氯铵的方法作为灭菌处理是足够有效的。即使在非常恶劣的条件下，即向样品中添加糖并且故意放大溶解的无机碳的变化多次，也证实了该验证的有效性。但是，现阶段仅在有限数量的水样上进行了验证实验，因此需要进行额外的验证以提高方法的可靠性。通过积累大量验证结果，可以安全、持续地保存环境水样。预计本次提出的新方法及基于该新方法的方法将作为国际通用的水采样新方法，为全球环境研究领域做出巨大贡献。

已出版的杂志：海洋科学
论文标题：将苯扎氯铵添加与过滤相结合，抑制放射性碳分析中水样保存过程中溶解的无机碳变化
作者：Hiroshi A Takahashi、Masayo Minami
DOI：https://doiorg/105194/os-21-1395-2025

溶解的无机碳

溶解无机碳是水中存在的无机碳成分的总称，主要由碳酸根离子、碳酸氢根离子和溶解二氧化碳组成。水中的浮游植物利用这些溶解的无机碳进行光合作用。此外，通过水下微生物的呼吸（有机物分解）释放的二氧化碳溶解在水中并与溶解的无机碳结合。[返回来源]

碳同位素

同一元素的原子具有不同的质量，这些称为同位素。碳同位素的质量数主要为12、13、14，其中质量数为12、13的为稳定同位素，质量数为14的为放射性同位素（见放射性碳）。同位素具有相同的化学性质，因此不同的同位素形成相同的化合物，但它们的质量数不同导致反应速率和选择性略有差异。利用这种微小的差异，可以详细分析碳的运动和反应过程。[返回来源]

苯扎氯铵

苯扎氯铵是一种阳离子表面活性剂，归类为季铵化合物，是一种消毒剂和消毒剂。在冠状病毒爆发期间，它被广泛用作洗手液。[返回来源]

放射性碳

放射性碳是碳的放射性同位素，半衰期为 5730 年。虽然它是一种用于定年的同位素，但它也经常被用作了解地球上碳运动的指标。与放射性碳的半衰期相比，在地下存在很长时间的化石燃料不含放射性碳。因此，当燃烧化石燃料产生的二氧化碳释放到大气中时，大气中二氧化碳的放射性碳浓度显着降低。当化石燃料中的二氧化碳溶解到海洋中时也会发生这种情况。放射性碳是跟踪碳循环和化石燃料二氧化碳影响的非常好的指标。[返回来源]

水俣条约

正式的汞水俣公约。 《水俣公约》是一项规范汞及使用汞的产品的制造、进出口的国际条约，于2017年生效。由于不禁止汞相关产品的使用和销售，因此即使在《公约》生效后，使用汞对水样进行消毒也不违反《公约》。[返回来源]

孢子

孢子是微生物保护自身免受恶化的生长环境影响的形式之一，并且对热、干燥和消毒剂具有极强的抵抗力。尽管它们在这种形式下无法繁殖，但它们可以长时间处于休眠状态，直到生长环境改善。[返回来源]

营养细胞

营养细胞是微生物的一种形式，它们吸收营养并在生长条件下变得活跃。它们分裂和繁殖。[返回来源]