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迅速網羅分析手法の開発とGISを活用した汚染評価システムへの導入

研究課題

研究課題/領域番号 12J09089
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 環境影響評価・環境政策
研究機関独立行政法人国立環境研究所

研究代表者

頭士 泰之  独立行政法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード網羅分析 / GCxGC-HRTOFMS / 東京湾流域 / GIS / 汚染評価 / 国際研究者交流 / スイス / 化学物質 / 網羅分析手法 / GCxGC
研究実績の概要

本申請研究は、①網羅分析手法と迅速データ処理システムの開発、②東京湾流域全域の河川試料の分析、③空間的汚染評価システムの構築・発展、の3つのテーマから構成される。
申請研究遂行の最終年度として、①について非標的化合物の検出力について従来法よりもさらに高めるためのデコンボリューション手法を開発した。これは非負制約因子分析法に基づくシグナル分離法であり、従来よりも3倍程度多くの数の化合物を同定検出するノンターゲットスクリーニング法で、ソフトウェアNMFwithDBcreatorとしてリリースした。
②について、NMFwithDBcreatorを適用し、395種の化合物同定する事ができた。この内で特に同定確度の高いものは67種であり、この中からデータ抽出容易な同定化合物27種を選びT-SENによる定量解析を実施した。農薬や化粧品の検出に加え、特にリン系難燃剤が高い相対シグナル比を示した。以上から本手法を用いることで優先的に対処していくべき汚染物質を絞ることが容易となる可能性が示された。
③について、②で検出された非標的化合物情報をGIS上にマッピングし、空間的な汚染評価を可能とする枠組みを、提案実施した。67種化合物について、東京湾流域内の各試料採取地点における検出数をマッピングした。各地で検出数に大きな違いは認められなかったが、農地では農薬類が多く検出される等の検出される化合物組成の違いが認められた。
さらに②で定量的情報を得た27種について値をマッピングした所、リン系難燃剤は都市域で特に高い値を示した。以上のように、網羅分析手法とGISを組み合わせて空間的な汚染評価を行う枠組みを用いることで、優先的に対処すべき汚染物質と注目すべき地点の情報が効率的に提供可能となることを示した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (23件) 図書 (2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Global spectral deconvolution based on non-negative matrix factorization in GC × GC-HRTOFMS2015

    • 著者名/発表者名
      Zushi, Y., Hashimoto, S, Tanabe, K.
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 87 号: 3 ページ: 1829-1838

    • DOI

      10.1021/ac5038544

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Survey of perfluoroalkyl acids (PFAAs) and their precursors present in Japanese consumer products2015

    • 著者名/発表者名
      Ye, F., Zushi, Y., Masunaga, S.
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 127 ページ: 262-268

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2015.02.026

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial distribution and importance of potential perfluoroalkyl acid precursors in urban rivers and sewage treatment plant effluent - Case study of Tama River, Japan2014

    • 著者名/発表者名
      Ye, F., Tokumura, M., Islam, M.S., Zushi, Y., Oh, J., Masunaga, S.
    • 雑誌名

      Water Res.

      巻: 67 ページ: 77-85

    • DOI

      10.1016/j.watres.2014.09.014

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Retrospective analysis by data processing tools for comprenensive two-dimensional gas chromatography coupled to high resolution time-of-flight mass spectrometry : A challenge for matrix-rich sediment core sample from Tokyo Bay.2014

    • 著者名/発表者名
      Zushi, Y., Hashimoto, S., Tamada, M., Masunaga, S., Kanai, Y., Tanabe, K.
    • 雑誌名

      Journal of Chromatography A

      巻: 1338 ページ: 117-126

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid automatic identification and quantification of compounds in complex matrices using comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to high resolution time-of-flight mass spectrometry with a peak sentinel tool2013

    • 著者名/発表者名
      Zushi, Y. Hashimoto, S., Fushimi, A., Takazawa, Y., Tanabe, K., Shibata, Y.
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 778 ページ: 54-62

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective extraction of halogenated compounds from data measured by comprehensive multidimensional gas chromatography/highresolution time-of-flight mass spectrometry for non-target analysis of environmental and biological samples2013

    • 著者名/発表者名
      Shunji Hashimoto
    • 雑誌名

      Journal of Chromatography A

      巻: 1282 ページ: 183-189

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2013.01.052

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid automatic identification and quantification of compounds in complex matrices using comprehensive two- dimensional gas chromatography coupled to high resolution time-of-flight mass spectrometry with a peak sentinel tool2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Zushi
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: In Press(In Press) ページ: 54-62

    • DOI

      10.1016/j.aca.2013.03.049

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial distribution and loading amounts of particle sorbed and dissolved perfluorinated compounds in the basin of Tokyo Bay2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Zushi
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 88 号: 11 ページ: 1353-41357

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2012.05.038

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rapid post-screening of a sediment sample with complex matrices by GC × GC-HRTOFMS with R-based peak sentinel tool (T-SEN)2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki ZUSHI, Shunji HASHIMOTO, Akihiro FUSHIMI, Yoshikatsu TAKAZAWA, Kiyoshi TANABE and Yasuyuki SHIBATA
    • 学会等名
      SETAC Europe 24th Annual Meeting
    • 発表場所
      Basel, Switzerland
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Recursive data processing for quantitative non-target screening in GC × GC-HRTOFMS2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki ZUSHI, Shunji HASHIMOTO and Kiyoshi TANABE
    • 学会等名
      SETAC Europe 24th Annual Meeting
    • 発表場所
      Basel, Switzerland
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Pixel-by-pixel retenti on time shift correction of GC × GC-HRTOFMS data2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki ZUSHI, Jonas GROS, Shunji HASHIMOTO and J. Samuel AREY
    • 学会等名
      SETAC Europe 24th Annual Meeting
    • 発表場所
      Basel, Switzerland
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GCxGC-HRTOFMSにおける高感度ノンターゲットスクリーニング手法の開発 -東京湾流域河川への適用-2015

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之, 橋本俊次, 田邊潔
    • 学会等名
      第49回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Selective and comprehensive analysis of organohalogen compounds by GCxGC-HRTOFMS and MS/MS2014

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto S.,Zushi Y.,Takazawa Y.,Fushimi A.,Tanabe K.,Shibata Y.
    • 学会等名
      International Conference of Asian Environmental Chemistry
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2014-11-24 – 2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 都市河川と下水処理水におけるパーフルオロアルキル酸前駆体の分布とその重要性:多摩川における事例研究2014

    • 著者名/発表者名
      叶豊, 徳村雅弘, S. ISLAM, 頭士泰之, 呉正根, 益永茂樹
    • 学会等名
      第17回日本水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      滋賀県立大学
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] An analytical method for environmental pollutants using GCxGC-MS/MS with ultra fast mrm switching mode2014

    • 著者名/発表者名
      Stephane MOREAU, Riki KITANO, Megumi HiIROOKA, Haruhiko MIYAGAWA, Hendrik, SCHULTE, Yasuyuki ZUSHI, Shunji HASHIMOTO and Kiyoshi TANABE
    • 学会等名
      20th International Mass Spectrometry Conference
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Identification of chemical structures of polyfluoroalkyl substances in fire extinguishing chemicals by using ultra high resolution mass spectrometry2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi YAMAMOTO, Shiho KITAI, Yasuyuki ZUSHI, Shigeki MASUNAGA, Hideya KAWASAKI and Ryuichi ARAKAWA
    • 学会等名
      20th International Mass Spectrometry Conference
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 各種イオン化法を用いたGCxGC-HRTOFMSによる環境試料中のハロゲン化合物検索の検討2014

    • 著者名/発表者名
      橋本俊次,頭士泰之,高澤嘉一,伏見暁洋,田邊潔,柴田康行,佐々木裕子
    • 学会等名
      第23回環境化学討論会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-05-14 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 各種イオン化法を用いたGCxGC-HRTOFMSによる農薬の精密質量スペクトル測定2014

    • 著者名/発表者名
      橋本俊次,頭士泰之,高澤嘉一,伏見暁洋,田邊潔,柴田康行
    • 学会等名
      第23回環境化学討論会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-05-14 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GCxGC-HRTOFMSによる大気の網羅測定データからのPOPs自動検索定量2013

    • 著者名/発表者名
      高澤嘉一, 橋本俊次, 頭士泰之, 伏見暁洋, 田邊潔, 柴田康行
    • 学会等名
      第22回環境化学討論会
    • 発表場所
      東京農工大学農学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GCxGC-HRTOFMSによる農薬およびPOPsの一斉測定2013

    • 著者名/発表者名
      橋本俊次, 頭士泰之, 高澤嘉一, 伏見暁洋, 田邊潔, 柴田康行
    • 学会等名
      第22回環境化学討論会
    • 発表場所
      東京農工大学農学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GCxGC-MS/MSを用いた高速MRMスイッチングによるPCB分析2013

    • 著者名/発表者名
      北野理基, 廣岡恵, 宮川治彦, 頭士泰之, 橋本俊次, 田邊潔
    • 学会等名
      第22回環境化学討論会
    • 発表場所
      東京農工大学農学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GCxGC-HRTOFMSとGCxGC-MS/MSによるPOPsの次世代分析2013

    • 著者名/発表者名
      橋本俊次, 頭士泰之, 伏見暁洋, 高澤嘉一, 田邊潔, 柴田康行
    • 学会等名
      第40回環境保全・公害防止研究発表会
    • 発表場所
      愛媛県総合福祉会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] An Analytical Method for Environmental Pollutants using GCxGC-MS/MS with ultra fast MRM Switching mode2013

    • 著者名/発表者名
      Ok H., Kitano R., Hirooka M., Miyagawa H., Zushi Y., Hashimoto S., Tanabe K.
    • 学会等名
      33rd International symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
    • 発表場所
      Inter Burgo Daegu, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Quantitation of Perfluoroalkyl Acid Precursors in Tama River, Japan2013

    • 著者名/発表者名
      Ye F., Tokumura M., Oh J., Masunaga S., Zushi Y.
    • 学会等名
      Society of Environmental Toxicology and Chemistry North America 34th Annual Meeting
    • 発表場所
      Nashville, N, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Selective extraction of organohalogens from GCxGC-HRTofMS data for global analysis of environmental and biological samples2012

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Shunji
    • 学会等名
      19th International Mass Spectrometry Conference
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center (Kyoto)
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GCxGC-MS技術を用いた新たな定量分析法の開発と未知汚染物質の検索手法の検討2012

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之
    • 学会等名
      環境科学会2012年会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GCxGC-MS/MS及びGCxGC-HRTOFMSによる迅速網羅分析手法の開発~東京湾堆積物コア試料への適用~2012

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之
    • 学会等名
      第21回環境化学討論会
    • 発表場所
      愛媛県県民文化会館(愛媛県)
    • 年月日
      2012-07-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GC×GC-HRTofMSによる網羅分析データからの有機ハロゲン化合物の選択的抽出2012

    • 著者名/発表者名
      橋本俊次
    • 学会等名
      第21回環境化学討論会
    • 発表場所
      愛媛県県民文化会館(愛媛県)
    • 年月日
      2012-07-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GISを利用した高解像度での流域汚染予測手法の開発~東京湾流域におけるPFOS, PFOA汚染を事例として~2012

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之
    • 学会等名
      第21回環境化学討論会
    • 発表場所
      愛媛県県民文化会館(愛媛県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 市販製品に含有される残留性機フッ素化合物(PFCs)の分析2012

    • 著者名/発表者名
      Ye Feng
    • 学会等名
      第21回環境化学討論会
    • 発表場所
      愛媛県県民文化会館(愛媛県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of perfluorinated compounds (PFCs) in commercial products2012

    • 著者名/発表者名
      Ye Feng
    • 学会等名
      32nd International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
    • 発表場所
      Cairns Convention Center (Australia)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Transformation Products of Emerging Contaminants in the Environment : Analysis, Processes, Occurrence, Effects and Risks2014

    • 著者名/発表者名
      Zushi, Y. and Masunaga, S.
    • 総ページ数
      964
    • 出版者
      John Wiley & Sons, Ltd.
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Emerging Contaminants in the Environment : Analysis, Processes, Occurrence, Effects and Risks2013

    • 著者名/発表者名
      Zushi Yasuyuki
    • 出版者
      John Wiley & Sons(In Press)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] Zushi's HP

    • URL

      http://zushiy.jp/index_jp.html#tab4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 国立環境研究所 環境計測研究センター ダウンロードページ

    • URL

      http://www.nies.go.jp/analysis/downloads.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nies.go.jp/db/koto/h23/koto_10.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nies.go.jp/db/koto/h23/koto_10.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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