黄砂の触媒作用による有害PAH酸化体の大気内二次生成：越境輸送と健康影響

• 研究課題/領域番号: 17H01906
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境リスク制御・評価
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 亀田 貴之 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50398426)
• 研究分担者: 本田 晶子 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (20454324) ; 高野 裕久 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (60281698)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2017年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 黄砂 / PAHｓ / 酸化PAHｓ / 大気反応 / 二次生成 / 健康影響 / 酸化能 / 多環芳香族化合物 / 大気汚染

研究成果の概要

本研究では黄砂表面におけるPAH酸化体の二次生成反応，とりわけ，生体内で酸化ストレスを誘導し，呼吸器・循環器疾患やアレルギー疾患増悪作用をもたらすPAHキノンの非意図的生成に関わる反応について，模擬大気実験系を用いた反応実験および実大気観測を行い，（1）黄砂によって触媒される大気内PAH酸化体（キノン）生成反応過程の解明，（2）実大気中の黄砂表面における有害PAH酸化体生成の検証 を試みるとともに，反応生成物及び実大気黄砂試料に検出されたPAH酸化体に対するバイオアッセイによって，（3）呼吸器系・循環器系・アレルギー性疾患などの生体影響との関連を明らかにすることを目指した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

黄砂発生時には呼吸器・循環器系疾患の増加，アレルギー性疾患の悪化が生じることなどが報告されているが，その作用主体は依然として不明なままである。PAH酸化体の一種であるPAHキノン類は，呼吸器・循環器系疾患の要因となる活性酸素種を体内で過剰に産生するだけでなく，アレルギー性疾患の発症に関与することが報告されている。高活性な黄砂表面において，中国で発生する高濃度の大気汚染物質を原料にこれらPAHキノン類が二次生成し，日本に越境輸送されることが判明すれば，これまで解明されていなかった黄砂による健康被害の原因主体特定の飛躍的な一歩となる可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] 化学反応場としての黄砂－多環芳香族化合物の二次生成－ (2020)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 35 ページ: 14-19
  • NAID: 130007833212
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characteristics and health risks of particulate polycyclic aromatic hydrocarbons and nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons at urban and suburban elementary schools in Shanghia (2019)
  • 著者名/発表者名: L. Zhang, T. Tokuda, L. Yang, Q. Zhou, X. Zhang, W. Xing, Q. Wu, Z. Zhou, R. Chen, T. Kameda, A. Toriba, K. Hayakawa, N. Tang
  • 雑誌名: Asian J.Atmos. Environ. 巻: 13 号: 4 ページ: 266-275
  • DOI: 10.5572/ajae.2019.13.4.266
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 多環芳香族化合物の大気内二次生成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之
  • 雑誌名: 大気化学研究 巻: 39
  • NAID: 120006636642
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 大気環境中の化学反応によって生成する有害化学物質 (2018)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之
  • 雑誌名: 第31回環境工学連合講演会講演論文集 巻: 31 ページ: 13-16
  • NAID: 120006705810
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Determination of Particle-Associated PAH Derivatives (ClPAHs, NPAHs, OPAHs) in Ambient Air and Automobile Exhaust by Gas Chromatography/Mass Spectrometry with Negative Chemical Ionization (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuta Kamiya, Takayuki Kameda, Takeshi Ohura and Susumu Tohno
  • 雑誌名: Polycyclic Aromatic Compounds 巻: 37 号: 2-3 ページ: 128-140
  • DOI: 10.1080/10406638.2016.1202290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of rate constants for gas-phase reactions of chrysene, benz[a]anthracene, and benzanthrone with OH and NO3 radicals via a relative rate method in CCl4 liquid phase-system (2016)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kameda, Kohei Asano, Hiroshi Bandow, Kazuichi Hayakawa
  • 雑誌名: Polycyclic Aromatic Compounds 巻: 印刷中 号: 2-3 ページ: 101-105
  • DOI: 10.1080/10406638.2016.1159583
  • 査読あり
• [学会発表] 大気に浮かぶ小さな粒子-黄砂やPM2.5のはなし (2019)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之
  • 学会等名: 第35回京都大学地球環境フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of oxidative potential of pyrenequinone isomers by the DTT assay (2019)
  • 著者名/発表者名: Okubo, R., Kameda, T., Tohno, S
  • 学会等名: 26th International Symposium on Polycyclic Aromatic Compounds
• [学会発表] 鉱物エアロゾル上におけるROS 生成誘因有機化合物の二次生成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 春井直斗，亀田貴之，Gao Yatong，Dule，東野 達
  • 学会等名: 第60回大気環境学会年会
• [学会発表] 大気輸送中のPAH類の化学反応と毒性の変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
  • 招待講演
• [学会発表] 大気環境中の化学反応によって生成する有害化学物質 (2018)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之
  • 学会等名: 第31回環境工学連合講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Comprehensive assessment of carbonaceous PM2.5 in Malaysia during haze events influenced by Indonesia peatland fire and non-haze period (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurita, H., Fujii, Yusuke, Tohno, S., Saito, N., Kamiya, Y., Kameda, T., Hitzenberger, R., Haller, T., Ikeda, K., Sakai, N., Sulong, N.A., Latif, M.T., Ohura, T.
  • 学会等名: 10th International Aerosol Conference
  • 国際学会
• [学会発表] ピレンキノンの大気粒子中濃度と酸化能評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 亀田貴之，大久保力斗, 東野 達
  • 学会等名: 第35回エアロゾル科学・技術研究討論会
• [学会発表] 鉱物エアロゾル上におけるPAHとオゾンとの反応によるPAHキノンの二次生成 (2018)
  • 著者名/発表者名: Gao Yatong, 亀田貴之，Dule, 東野 達
  • 学会等名: 第59回大気環境学会年会
• [学会発表] DTTアッセイを用いたPAHキノン化合物の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大久保力斗, 亀田貴之，東野 達
  • 学会等名: 第59回大気環境学会年会
• [学会発表] PM2.5中多環芳香族炭化水素（PAH, nitro-PAH, oxy-PAH）日内濃度変動の高時間分解能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 亀田貴之，張 子丹，東野 達
  • 学会等名: 第59回大気環境学会年会
• [学会発表] 鉱物エアロゾル上におけるフェナントレンとオゾンとの反応による9,10-フェナントレンキノンの二次生成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之，Dule, 東野 達
  • 学会等名: 第34回エアロゾル科学・技術研究討論会
• [学会発表] ポストカラム誘導体化－蛍光検出二次元高速液体クロマトグラフィを用いた大気粒子中9,10-フェナントレンキノンの分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 剣崎佑多，亀田 貴之，東野 達
  • 学会等名: 第58回大気環境学会年会
• [学会発表] 能登半島珠洲および京都における大気中多環芳香族誘導体の通年観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神谷 優太，亀田 貴之，松木 篤，大浦 健，東野 達
  • 学会等名: 第58回大気環境学会年会
• [学会発表] 鉱物エアロゾル上におけるphenanthreneとO3との不均一反応による9,10-phenanthrenequinoneの二次生成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之，Dule, Gao Yatong, 東野 達
  • 学会等名: 第58回大気環境学会年会
• [図書] 有機化学分析，大気環境の事典 (2019)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之（大気環境学会 編）
  • 総ページ数: 464
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 9784254180541
• [図書] 多環芳香族炭化水素，大気環境の事典 (2019)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之（大気環境学会 編）
  • 総ページ数: 464
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 9784254180541
• [図書] ベンゾ[a]ピレン，大気環境の事典 (2019)
  • 著者名/発表者名: 亀田 貴之（大気環境学会 編）
  • 総ページ数: 464
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 9784254180541
• [図書] Polycyclic Aromatic Hydrocarbons - Environmental Behavior and Toxicity in East Asia (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Kameda
  • 総ページ数: 274
  • 出版者: Springer Nature
  • ISBN: 9789811067754
• [図書] Trans-Boundary Pollution in North-East Asia (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Kameda
  • 総ページ数: 287
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [備考] 京都大学大学院エネルギー科学研究科 エネルギー環境学分野 大気環境動態・反応研究グループ
  • URL: http://aerosol.energy.kyoto-u.ac.jp/kameda/index.html
• [備考] 京都大学大学院エネルギー科学研究科 エネルギー社会・環境科学専攻 エネルギー環境学分野
  • URL: http://aerosol.energy.kyoto-u.ac.jp/