水環境への新興化学物質の排出実態解明と発生源解析手法の開発
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19K12352
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63030:Chemical substance influence on environment-related
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Health and Environmental Sciences |
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Principal Investigator |
宮脇 崇 福岡県保健環境研究所, その他部局等, 専門研究員 (70346691)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古閑 豊和 福岡県保健環境研究所, その他部局等, 研究員 (30708467)
平川 周作 福岡県保健環境研究所, その他部局等, 研究員 (90527623)
門上 希和夫 北九州市立大学, 環境技術研究所, 教授 (60433398)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 水環境 / 化学物質 / スクリーニング法 / 起源解析 / マーカー / 新興化学物質 / 網羅分析 / 全自動同定定量データベース / 排出実態解明 / 発生源解析 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、河川などの水環境から医薬品、パーソナルケア製品、難燃剤、可塑剤等の新興化学物質が多数検出されるようになった。これらの物質は、検出頻度や濃度が高いことから水生態系への影響が懸念される。しかしながら、その排出実態についてはよく分かっていない。そこで、本研究では発生源となる各種事業場排水を対象に、化学物質の網羅的分析を行い、業種毎の化学物質の排出実態を明らかにする。さらに、起源特異性をもつマーカー物質を複数探し出し、発生源ごとにプロファイル化する。これをもとに、水環境から検出される化学物質の発生源を推定する手法を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
都市域河川水からは多種多様な化学物質が検出されるため、その排出実態を把握するためには、有機物質および無機物質を対象にした包括的な分析法が必要になる。本研究ではGC-MS、LC-QTOFMS、ICP-MS、イオンクロマトグラフ等の分析機器を駆使したスクリーニング法を開発し、都市域河川水から化学物質の環境実態を、各種事業場排水から化学物質の排出実態を明らかにする。さらに、検出物質の中から起源特異性を示すマーカー物質を探し出し、それらの発生源を推定する手法を開発する。これまでの調査結果から、我々は、河川水および事業場排水の両方から検出された物質が複数あることを確認している。有機物質ではPPCPs等の生活由来化合物が高頻度で検出され、無機物質では亜鉛やフッ素をはじめとする複数の元素やイオン類が検出されている。
そこで、本研究で検出された有機物質および無機物質の測定データをもとにレーダーチャートを作成し、河川水および事業場排水それぞれについて化学物質のプロファイル化を行った。その結果、調査対象の河川では上流に位置する事業場排水の影響を強く受けていることが示唆された。さらに、事業場の種類によって排出される物質に特異性があることが明らかになった。そこで、それらをマーカーとして多角的な起源解析を行った結果、調査地域から3つの事業場が発生源として推定された。以上の結果から、都市域河川水中の化学物質の発生源解析には、有機物質、無機物質両方の測定データが不可欠であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに開発したスクリーニング法を用いて、福岡県内2つの都市域河川A、B（各6地点×2回調査）、事業所排水（処分場含む）計24箇所を対象に実態調査を行った。都市域河川Aでは、6つの調査地点において無機物質が0.69～8.2mg/L（金属類）および100～5700mg/L（イオン類）、有機物質が12～39μg/L（物質数は89～136）で検出された。検出物質の中には起源特異性を示す物質が複数確認され、無機物質ではストロンチウム、亜鉛、塩化物イオン、フッ素がマーカーとして、有機物質ではMetformin、Distyrylbiphenyl disulfonate、Sucralose等計50物質がマーカー候補（※分解性試験未実施のため）としてピックアップされた。これらの測定データをもとに起源解析した結果、ストロンチウムやフッ素がガラス製造業由来、亜鉛が金属メッキ業由来、有機物質が下水処理場由来であることが推定された。以上の結果から、分解性試験については未実施であったものの、研究全体の進捗としては概ね達成できたと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、起源推定の高精度化に取り組み、河川から検出された物質について発生源別（各種事業場）の寄与率を算出する。また、リストアップされたマーカー候補物質のうち、検出濃度や頻度が高い有機物質を対象に分解性試験を実施し、水環境においてマーカーになる物質を確定する。以上の結果から、マーカー物質による多角的起源解析の有効性と限界について評価する。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
