| Project/Area Number |
22K12359
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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 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
川東 正幸 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (60297794)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | コロイド / 土地利用 / 分配 / バイオフィルム / 平衡状態 / 汀線 / 河床 / 底質 / 収着 / 汚染 / 沈降 / 堆積 / ごみ |
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| Outline of Research at the Start |
環境中に放出されたプラスチックごみは、表面劣化や破砕によるサイズ減少を伴ってマイクロプラスチック（MP）となる。MPは、環境中の天然有機物および鉱物に被覆されて見かけの比重が変化することによって、水中を沈降する可能性が指摘されている。しかし、その過程について実際の環境からの知見が得られていない。このMPの河床への沈降は、陸域で発生したMP量と海洋や河口域で推定されるMP量の間でバランスが取れない実態を説明しうる可能性がある。本研究は、都市を通過する河川におけるMP沈降量を河床堆積物中MP量から推定し、流域での発生量と蓄積量の関係を明らかにし、陸域でのMPの動態を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、21世紀以降人口増加と都市化が世界で最も著しい都市のひとつであるモンゴル国ウランバートルの市街地を対象として研究を実施すると同時に日本国内でもマイクロプラスチックについて河川から海洋への流出過程についての研究を通じて、広く環境中に放出されたプラスチックごみの動態について総合的に解釈を試みる。この2年間のモンゴル国内での調査・分析によって、環境中のプラスチックごみが河岸、河床、河川流水の3領域で分布組成が大幅に異なることが明らかとなった。また、プラスチック表面の劣化指標も河川3領域で異なることが明らかとなった。これらの河川3領域でのプラスチックごみの特性における相違は、対象地域のみならず、一般的に認められるものと考えられるが、現在までのところ既往研究ではあまり整理されていない。一方、国内での調査・分析を通じて、海岸線に沿って広く分布するプラスチックごみの組成が河口からの距離に応じて量や質に変化があることが分かった。また、海岸線に分布するプラスチックごみは汀線からの距離に応じても組成と劣化指標が異なることがわかり、陸上に打ち上げられてからの経過時間がかかわっている可能性を指摘できた。これらの調査及び分析結果から、環境中に放出されたプラスチックごみは移動中に光、温度変化の影響や衝撃による劣化に伴ってサイズを減少させると同時に環境中の有機・無機コロイド物質を収着して表面特性や物性が変化することが分布と動態に影響していることが推測された。この特性変化はプラスチックの移動・集積過程に影響するだけでなく、表面への異質物質の収着移動にも関与することが予測される。最終年度には収集したプラスチックごみの表面特性と分布域の関係を総合的に評価し、その動態について論議する。
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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
初年度および今年度の2度にわたり、モンゴル国内のトール川において首都ウランバートルの市街地を含み、上流から下流に調査地点を設けて、河岸、河床および河川中の３領域において調査・試料採取を実施した。各河川領域において、プラスチックごみのサイズおよび素材の組成は異なっており、特に河岸では2度の調査で結果に違いが認められた。一方で、河川水中と河床のプラスチック組成は類似しており、年度をまたぐ時間経過後も一定の組成割合を維持していることが明らかとなった。また、上流から下流にかけて、河川中と河床のプラスチック組成はサイズおよび素材において大きな変化が認められず、かなり放出されたプラスチックごみは経時的に移動をするものの平衡状態にあるものと考えられる。排出の供給源から河川環境に到達したプラスチックごみの動態はある程度、同様の反応および変化の過程を経ており、調査対象地域内ではあるものの動態予測が可能であると考えられた。また、日本国内の河口域および海岸線沿いで調査したプラスチックごみの調査結果から、数量や組成には河口からの距離や汀線からの距離が関わっていることが明らかとなり、環境中に放出されたプラスチックごみの移動には河川水や波の動態が影響していることが分かった。また、収集されたプラスチックの表面状態をスペクトル解析で確認したところ、劣化指標も移動に応じて進行することが推測された。同種のプラスチック同士で表面状態の相違に応じて着色状態も異なることが確認された。この着色物は表面劣化がもたらした可能性と付着物がもたらした可能性が考えられ、現在分析中である。これらの結果から、経時的に変化するプラスチックごみの表面特性はその動態への関わりを示すと同時に環境中の物質との経時的な反応性の変化としても捉えられ、環境中の汚染物質等の動態との関わり合いを検討するうえで重要な要素になるものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
過去の2年間でプラスチックごみの分布調査、試料採取、組成分析、表面分析の大部分が完了しているため、これらの結果を総合的に取りまとめて学会発表、学術雑誌への投稿を含めた成果の公表に努める。これまでに、モンゴル国内における調査と分析結果については国内外の学会発表で結果の公表に至っている。さらに、表面分析の結果を河川中での分配過程と合わせて解釈した結果について学術雑誌への公表を進めている。さらに、総合的に経時的な変化から平衡状態にあると考えられる空間分布の環境における支配因子やマイクロプラスチックの特性について解釈した結果についても学術雑誌への公表に努める。国内で得た結果については、データ解析を進めて学会発表につなげる予定である。主に、被覆肥料由来のマイクロプラスチックに着目して分布と表面分析を進めている。分布についてはかなり既往研究で成果が出されているため、その分布の支配因子とプラスチック特性および劣化指標との関係の解明に注力し、その公表に努める。
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