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Bioaccumulation of perfluoroalkyl acids in the aquatic benthic food chain

Research Project

Project/Area Number 20H04358
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 64010:Environmental load and risk assessment-related
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

SAKURAI Takeo  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 室長 (90311323)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 淳  熊本県立大学, 環境共生学部, 教授 (00414368)
水川 薫子  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (50636868)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords汚染質動態 / 実験 / モデリング / 残留性 / 動力学
Outline of Research at the Start

沿岸海域における底生食物連鎖は、水産食料資源の重要な基礎であると同時に食物網への化学物質の入口として重要である。パーフルオロアルキル酸化合物(PFAAs)は、環境残留性のイオン性化合物であり、環境中動態の情報が不足している。本研究では、底生食物網におけるPFAAsの生物蓄積動態を明らかにする研究の一環として、PFAASの海産魚類への消化管経由の移行動力学、またゴカイへの移行動力学の温度依存性を、実験により新たに明らかにするとともに、ベンチマーク法を適用し動力学パラメーターを基準化する。また環境中濃度より底生魚類中PFAAs濃度を予測する生物蓄積モデルを構築する。

Outline of Final Research Achievements

We investigated the bioaccumulation of perfluoroalkyl acids (PFAAs) in a model aquatic benthic food chain. We elucidated the gut uptake efficiency and depuration half-life of 7 PFAAs in flounder (Paralichthys olivaceus) by an exposure experiment, and also evaluated the values of these parameters normalized to those of polychlorinated biphenyls that were exposed simultaneously. We also investigated the temperature dependence of the bioaccumulation kinetics of 10 PFAAs in a marine polychaete sandworm species (Perinereis wilsoni) by exposure experiments, but no clear differences were observed between 17.5 deg C and 22 deg C. Finally, based on these experimental results, we constructed a mathematical model to describe the relationship between PFAA concentrations in the environment and those in benthic fish, estimated the relative contribution of food and water pathways to the body burden of PFAAs in fish by using the model, and discussed the implications.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水産食糧資源の基礎であると同時に食物網への化学物質の入口として重要である沿岸海域における底生食物連鎖において、化学物質の移行に関する実験的知見が限られている。パーフルオロアルキル酸(PFAAs)は世界中の環境中に残留するイオン性化合物で、魚介類の摂食が人間への主要な曝露経路と考えられ、水生生物への移行の理解が必要であるが知見が不足している。本研究は、多様な化学物質の排出から曝露に至る動態を予測する際の基礎となるものであり、環境媒体中濃度と生息環境の状況から、食物網中のさまざまな生物における化学物質濃度を動力学的に予測する研究へ展開できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Determination of perfluoroalkyl acids in seawater and sandworm samples by high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry2021

    • Author(s)
      Sevilla-Nastor J. B.、Sakurai T.、Mozo M. J.、Villanueva J. D.
    • Journal Title

      International Journal of Environmental Science and Technology

      Volume: - Issue: 7 Pages: 6655-6666

    • DOI

      10.1007/s13762-021-03593-8

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] パーフルオロアルキル酸代替化合物の魚における生物蓄積モデル動力学パラメーター推定の検討2023

    • Author(s)
      櫻井健郎, 遠藤智司, 小林淳, 鈴木規之
    • Organizer
      第2回環境化学物質3学会合同大会(第31回環境化学討論会)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] タンパク結合を指標としたイオン性有機化学物質に対する生物濃縮係数の予測手法の検討2023

    • Author(s)
      小林淳, 平野将司, 櫻井健郎
    • Organizer
      第58回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パーフルオロアルキル酸の水圏食物網における生物蓄積挙動のモデル化2022

    • Author(s)
      櫻井健郎, 小林淳, 鈴木規之
    • Organizer
      環境化学物質3学会合同大会(第30回環境化学討論会)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン性化学物質の生物濃縮係数とタンパク結合定数との関係について2022

    • Author(s)
      磯本怜佳, 櫻井健郎, 小林淳
    • Organizer
      環境化学物質3学会合同大会(第30回環境化学討論会)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒラメにおけるパーフルオロアルキル酸化合物の腸管経由の取り込み動態について2022

    • Author(s)
      磯崎涼介, 小林淳, 水川薫子, 櫻井健郎
    • Organizer
      環境化学物質3学会合同大会(第30回環境化学討論会)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パーフルオロアルキル酸化合物の海水から海産ゴカイへの移行動力学2021

    • Author(s)
      櫻井健郎、遠藤智司、水川薫子、小林淳
    • Organizer
      第29回環境化学討論会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ニジマスにおける医薬品の移行動力学2021

    • Author(s)
      牧隆成、上村幸、櫻井健郎、小林淳
    • Organizer
      第29回環境化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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