| Project/Area Number |
23K24973
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| Project/Area Number (Other) |
22H03718 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
荒川 久幸 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (40242325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯辺 篤彦 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00281189)
横田 賢史 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (00313388)
岡井 公彦 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (00596562)
上嶋 紘生 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (10758288)
内田 圭一 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50313391)
宮崎 唯史 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (70242328)
石田 真巳 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (80223006)
奥村 裕 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(塩釜), 主任研究員 (80371805)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | マイクロプラスチック / 劣化 / 時空間動態 / カルボニルインデックス / 日本沿岸 / 劣化度 |
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| Outline of Research at the Start |
海洋におけるマイクロプラスチック（以下MPs）の分布の状況は理解されてきた。しかしながら、MPsの形成から分布に至るまでの時空間的な動態は理解されていない。本研究は、MPsの劣化を調べることにより、MPsの経歴を解明するものである。日本沿岸（海域、海底、海岸）におけるMPsの劣化指標（CI）の空間分布および劣化への生物作用の影響を調査・実験し、明らかにする。この結果をもとに、海洋の粒子拡散モデルからMPsの浮遊時間および経路を推定し、東アジア海域および北西太平洋海域でのMPsの流出起源を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、海洋のマイクロプラスチック(以下MPs)の劣化度（カルボニルインデックス（以下CI）および粒径等）を調べ、浮遊の時間および海域における履歴を明らかにすることも目的としている。研究内容は、第一に日本沿岸（海域、海底、海岸）におけるMPsの劣化指標（CI）の空間分布をMPsの種類別、サイズ別に明らかにする。第二に生態系に取り込まれたMPsがどのように劣化するのか解明する。第三にMPsの劣化指標を基にして海洋の粒子拡散モデルからMPsの浮遊時間および経路を推定し、東アジア海域および北西太平洋海域でのMPsの流出起源を解明する。
まず、赤外分光分析(以下FTIR)によるCIの測定は様々な手法が提案されている。それらの手法を試した結果、MPsのCIを求めるためにはSAUB法(Almond et al., 2020)が適していることを見出した。2023年度では、SAUB法を用いて、従来からサンプリングしている日本近海における海表面のMPsおよび微細なMPs（SMPs；50<<350 um）について、polyethylene (PE) およびpolypropylene (PP) のMPsのCIを測定した。これらの結果、測点ごとのCIと粒子サイズに負の関係があることを見出した。特にSMPsのCIは著しく増大した。このことより、海洋のMPsの劣化度はCIで評価できることが確認された。
さらに海底の底質中のMPsについてCIを測定した。底質中ではSMPsのみ検出された。このCIは海表面の値と同等であった。またCIの算出法にベースライン補正を導入し、ノイズの低減に成功した。
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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
2023年度の研究では、日本沿岸の海面、海水、海底のMPsを採取し、MPsの性質とCIをFTIRによって調べた。性質の計測項目はポリマータイプ、サイズ、形状および色とした。海面のMPsでは従来から採りためたものを再計測し、CIと各種性質との関係を解析した。これらの結果は論文として印刷公表した。また7月に日本海において航走し、表層・亜表層（水深4ｍ）の微細なMPs（50-350 um）を含むMPsを採取、抽出した。これらのサンプルのMPs濃度、ポリマータイプ、サイズを分析中である。また東京湾の底泥のMPsの採取を行い、そのSMPs濃度の分析を進めている。一方、大阪湾のコアサンプルからSMPsを取り出し、その分析及びCI計測を行っている。これらのサンプルでは同時にPb-210, Cs-137を測定することによりMPsの鉛直的（経時的）な濃度変化を把握した。底質中における経年的なCIの変化が理解されている。研究成果は公表論文として取りまとめ中である。これらのことから、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度には、従来採りためたサンプルの内、微細な粒子に的を絞り顕微FTIRで赤外吸光を測定し、SAUB法でSMPsのCIを明らかにする。日本沿岸（東京湾、東海沖、日本海および三陸沖）の表層、亜表層のMPsを採取し、CI計測と性質に関するデータの整理を行う。海底のサンプル採取はすでに三陸、東京湾および大阪湾で行われた。これらのサンプルのMPs濃度、CIを測定する。同時に大阪湾のコアサンプルではPb-210, Cs-137の計測から堆積年代を推定し、それらのMPsのCIと対応させて、底泥中でのMPsの劣化を解明する。また日本沿岸（沖縄、長崎、山口、高知、新潟、北海道など）の海岸のサンプル採取を行い、MPs濃度とCI計測を実施する。
沿岸干潟域における各種生物相が取り込んだMPsが得られたことから、それらのMPsのCIの分析を行う。生物成育環境（底泥、海水）のMPsのCIとの比較から生物による劣化度の変化について検討する。またプラスチック汚染沿岸域からPE、PP、PSの分解菌を探索する。海中浸漬したPE、PP、PS、PVCフィルムから分解菌を探索するとともにプラスチック表面の劣化を評価する。
さらに、海面、海水、海底、海岸のMPsの劣化指標（CI）を基にして海洋におけるMPsの挙動のみならず、劣化の経時的な変化を把握する。この結果と、MPsの海洋の粒子拡散モデルからMPsの浮遊時間および経路の推定を考え合わせることにより、東京湾、東アジア海域および北西太平洋海域でのMPsの流出起源および海洋での挙動を解明する。
これらの成果は論文印刷、学会発表、および公開シンポジウムで広く社会へ公表する。
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