2023 Fiscal Year Final Research Report

Onsite survey of plastic pollution in mangrove ecosystem based on digital image analysis and impact assessment

Research Project

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Project/Area Number	20KK0247
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
Research Institution	Chuo University (2022-2023) The University of Tokyo (2020-2021)
Principal Investigator	Furumai Hiroaki 中央大学, 研究開発機構, 機構教授 (40173546)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西川可穂子中央大学, 商学部, 教授 (20345416) 二瓶泰雄東京理科大学, 創域理工学部社会基盤工学科, 教授 (60262268) 比嘉紘士横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (60770708)
Project Period (FY)	2020-10-27 – 2024-03-31
Keywords	海洋プラスチック / 東南アジア / マングローブ干潟域 / 画像解析 / 干潟生息生物 / 微量有機汚染物質
Outline of Final Research Achievements	It is estimated that plastic waste, which is transported from land to the ocean through rivers, is mostly distributed in the coastal waters and oceans around Southeast Asia. Therefore, we focused on plastic pollution in mangrove forests unique to tropical regions, which are important for maintaining biodiversity. A method for detecting plastic waste using image information of near-infrared reflectance, which leads to understanding the actual state of plastic pollution was developed. In addition, through field surveys of microplastics (MPs) in mangrove tidal flats, we investigated the effects of MPs on coastal ecosystems and the antibiotic resistance of bacteria in litter-adhering biofilms. Furthermore, researchers from Japan and Southeast Asia conducted joint research, including the development of environmental remediation technologies such as the fragmentation and aging of MPs using advanced oxidation process.
Free Research Field	都市環境工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	可視域と近赤外域の画像情報を活用したプラスチックごみの検出手法を開発した。また、マングローブ干潟域調査から、堆積物には海水中より非常に多くMPsが蓄積していること、細かいサイズや断片やフィルムの形状のMPsが多く堆積していること、そして、堆積物から摂餌する生息生物のMPs蓄積量、ごみ付着生物膜内細菌の薬剤耐性を明らかとした。また、H2O2存在下の促進酸化処理におけるOHラジカル生成によりMPsの断片化や劣化が進むことを明らかにした。これらの成果は、熱帯地域の貴重な生態系であるマングローブ干潟域の汚染やごみ輸送の実態把握、干潟域の保全や汚染対策の提案につながる科学的知見を提供するものである。