マイクロカプセルを介した化学物質の新たな環境動態の解明と評価

• Project/Area Number: 19H01166
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 鑪迫 典久 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (40370267)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺崎 正紀 岩手大学, 人文社会科学部, 教授 (10363904) ; 山岸 隆博 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 主任研究員 (30379333) ; 堀江 好文 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 准教授 (60785137) ; 山室 真澄 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (80344208) ; 石橋 弘志 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (90403857) ; 山本 裕史 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康研究センター, 室長 (60380127)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥45,110,000 (Direct Cost: ¥34,700,000、Indirect Cost: ¥10,410,000); Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2022: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2021: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2020: ¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000); Fiscal Year 2019: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
• Keywords: 難水溶性物質 / 試験困難物質 / 生態毒性 / マイクロプラスチック / ミジンコ / メダカ / カプセル合成 / マイクロカプセル / 生態影響 / リスク評価 / バイオアッセイ

Outline of Research at the Start

化学物質の新たな存在形態となりうる、マイクロカプセルを介した化学物質の環境中動態、野生生物の蓄積および生態影響について明らかにする。
マイクロカプセルとは、芯材に様々な化学物質を封入した微細な粒子状物質を指す。カプセルに封入された化学物質は、化学物質本来の化学構造から推定される環境動態とは異なる動きを示す。よってその動態解明は新たな研究分野として重要である。本研究ではマイクロカプセルの水環境中での拡散・環境動態および水生生物に与える影響を明らかにし、さらに揮発性・難水溶性の化学物質を内包したマイクロカプセルを合成し、カプセル化した場合としない場合とでの生物影響の差を調べる。

Outline of Annual Research Achievements

マイクロカプセル（MC）とは、芯材に様々な化学物質を封入した微細な粒子状物質を指す。カプセルに封入された化学物質は、化学物質本来の化学構造から推定される環境動態とは異なる動きを示し、欧州ではマイクロプラスチックと同等に規制対象となっている。昨年度までにカプセル化された化学物質とカプセル化されていない化学物質の、環境中挙動や体内での毒性発現作用に差があることをミジンコ、メダカなどの水生生物を用いて明らかにしてきた。カプセル剤は水中で安定であり、加水分解などで劣化せず、生物体内にはおそらく経口で摂取されることが分かった。
さらに、市販MC製品の生物影響は、分散剤や界面活性剤が含まれているため正確にカプセル剤だけの影響を明らかにできない（無影響濃度を求められない）と考え、独自にカプセルの合成を試みた。合成香料（リナロール）や内分泌かく乱化学物質（エチニルエストラジオール）を芯材として包埋したMCをミジンコまたはメダカに曝露しカプセルに包埋された芯材の影響を確認した。
MCの環境リスクを評価するためには、影響評価（生態毒性）と曝露評価（環境中濃度）を知ることが必要であるため、MC化によって化学物質の特性が大きく変化することによって、環境中挙動が変化し、環境リスクも変化するエビデンスを明らかにする。化学物質の生物摂取量は、水中濃度ではなく１カプセル当たりの包埋量×摂取カプセル個数×体内吸収効率によって表される関数と考えられるのでその定量化を試みた。また本年度は環境汚染物質の中からMC化によって生態毒性が大きく変わると思われる化学物質を芯剤としてMCを合成し、環境リスク評価に資するための方策を考えた。つまり、環境中半減期が短い易加水分解物質、水中濃度が高くない難水溶性物質や揮発性物質などは、MC化された場合には強い毒性が発生する可能性があることを推察した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Microplastics in freshwater copepods of Lake Baikal (2024)
  • Author(s): Pinjia Yang, M.S. Rei Yamashita, Ph.D. Hiroshi Ogawa, Ph.D. Natalia G Sheveleva,Olga G Penkova, Masumi Yamamuro, Marianne V Moore,
  • Journal Title: Journal of Great Lakes Research Volume: ‐
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Biological Effects of Microcapsules (2024)
  • Author(s): Yukiyo Okazaki, Go Ueta, Norihisa Tatarazako
  • Organizer: SETAC EUROPE 34rd Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] EVALUATION METHOD OF ECOTOXICITY FOR BIODEGRADABLE PLASTICS Ⅱ (2024)
  • Author(s): Norihisa Tatarazako、Yukiyo Okazaki
  • Organizer: SETAC EUROPE 34rd Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Detection of Size-Dependent Physical Effects of Microplastics Using Extended Acute Toxicity Test (2023)
  • Author(s): Okazaki Y, Tatarazako N
  • Organizer: SETAC EUROPE 33rd Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 環境化学物質に関する国際研究の動向とトピックス ― SETAC において (2023)
  • Author(s): 鑪迫典久、新野竜大、山本裕史
  • Organizer: 第2回 環境化学物質3学会合同大会
  • Invited
• [Presentation] Evaluation method of ecotoxicity for biodegradable plastics. (2023)
  • Author(s): Okazaki Y、Tatarazako N
  • Organizer: SETAC North America 44th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マイクロプラスチックの魚類へのベクター効果に関する研究（１） (2019)
  • Author(s): 鑪迫典久、笠原晴海、Hoang Quoc Anh、高橋真、岡﨑友紀代、新野竜大
  • Organizer: 第28回環境化学討論会
• [Presentation] マイクロプラスチックの生態影響 (2019)
  • Author(s): 鑪迫典久
  • Organizer: 環境ホルモン学会第22回研究発表会
• [Presentation] DAPHNIA ACUTE TOXICITY OF MICROPLASTICS AND THE MICROCAPSULES (2019)
  • Author(s): Norihisa Tatarazako, Kazufumi Misawa, Yukiyo Okazaki
  • Organizer: SETAC Europe 29th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Verification of vector effect by comparing the PAH intake from only water and water with microplastics in Daphnia acute test (2019)
  • Author(s): Yukiyo Okazaki, Takahiro Ishizaka, Norihisa Tatarazako
  • Organizer: SETAC Europe 29th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] DAPHNIA ACUTE TOXICITY OF MICROPLASTICS DEPENDING ON THE SIZES (2019)
  • Author(s): Norihisa Tatarazako, Yukiyo Okazaki
  • Organizer: SETAC North America
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Study on the Contribution of Microplastics to Bioaccumulation and Biological Magnification Towards Fish (2019)
  • Author(s): Yukiyo Okazaki, Norihisa Tatarazako, Shin Takahashi, Harumi Kasahara , Yaeko Sera, Tatsuhiro Niino
  • Organizer: SETAC North America
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オオミジンコ急性毒性を用いたマイクロカプセル剤農薬の影響評価 (2019)
  • Author(s): 三澤和文、岡﨑友紀代、鑪迫典久
  • Organizer: 第25回日本環境毒性学会
• [Book] 海洋汚染問題を解決する生分解性プラスチック開発 ～分解性評価から新素材まで～ (2023)
  • Author(s): 岩田 忠久、鑪迫典久 他
  • Total Pages: 406
  • Publisher: (株)エヌ・ティー・エス