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大気中にガス成分またはナノ粒子として存在する揮発性元素のリアルタイムモニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 17K05909
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 分析化学
研究機関中央大学

研究代表者

古田 直紀  中央大学, 理工学部, 名誉教授 (90101055)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードPM0.1大気粉塵 / リアルタイムリングリング / ガス交換器 (GED) / ICPMS / 揮発性元素 / ガス粒子化装置 (GPD) / 発生源の解明 / リアルタイムモニタリング / ガス粒子化装置(GPD) / ガス交換器(GED) / ガス状Asと粒子状As / ナノサンプラー / ヒ素(As) / ガス粒子化装置
研究成果の概要

数濃度で大気粉塵の粒径分布を表すと0.05 μmにピークを持つ一山となります。大気中には0.1 μm以下の大気粉塵(PM0.1)が圧倒的に多いのです。ナノサンプラーによりPM0.1をフィルター上にサンプリングしその組成を分析してみました。その結果、1/3は硫酸アンモニウムであり、1/3が炭素であり、1/3が主成分元素と微量元素でありました。
PM0.1粒子を電子顕微鏡で観測してみると、2種類の粒子が観測されました。一つは数珠状に繋がった炭素粒子であり、もう一つは球形のイオウを含むソフトな粒子でした。数珠状の粒子はディーゼル排ガス粒子であり、イオウを含むソフトな粒子は硫酸アンモニウムの液滴でした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大気粉塵の粒径分布を重量濃度でプロットすると、0.5 μmと6.0 μmにピークを持つ二山になりますが、数濃度でプロットすると、0.05 μmにピークを持つ一山となります。大気中には0.1 μm以下の大気粉塵(PM0.1)が圧倒的に多いのです。ヒトがこのPM0.1粒子を吸い込むと、肺の奥深くまで入り込み人体に悪影響を及ぼします。
本研究では、PM0.1の起源を明らかにしました。PM0.1粒子には2種類あります。一つは、数珠状に繋がった炭素粒子であり、ディーゼル排ガス粒子です。もう一つは、球形のイオウを含むソフトな粒子であり、硫酸アンモニウムの液滴でした。

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2022 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Monitoring of iodine species during water purification at a public water treatment plant in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      S. Nishida, M. Asami, N. Ohata, J. Horigome, N. Furuta
    • 雑誌名

      Water Sci. Technol.: Water Supply

      巻: 19 号: 2 ページ: 580-587

    • DOI

      10.2166/ws.2018.104

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomization and changes in chemical composition by laser ablation in liquid prior to determination of trace elements in gallium nitride2019

    • 著者名/発表者名
      K. Hirosawa and N. Furuta
    • 雑誌名

      Anal. Sci.

      巻: 35 ページ: 557-563

    • NAID

      130007644149

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of measurement uncertainly in the elemental analysis of sintered silicon carbide using laser ablation in liquid- inductively coupled plasma mass spectrometry with external caliblation and isotope dilution2019

    • 著者名/発表者名
      M. Fujiwara, K. Hirosawa, N. Nonose, S. Nishida and N. Furuta
    • 雑誌名

      Accred. Qual. Assur.

      巻: 24 号: 5 ページ: 329-339

    • DOI

      10.1007/s00769-019-01389-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New approach for mapping and physiological test of silicon nanoparticles accumulated in sweet basil (Ocimum basilicum) by LA-ICP-MS2019

    • 著者名/発表者名
      J. A. Ko, N. Furuta, H. B. Lim
    • 雑誌名

      Anal. Chim. Acta

      巻: 1069 ページ: 28-35

    • DOI

      10.1016/j.aca.2019.04.033

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The role of mass spectrometry in radioactive contamination assessment after the Fukushima nuclear accident2018

    • 著者名/発表者名
      Bu Wenting、Ni Youyi、Steinhauser Georg、Zheng Wang、Zheng Jian、Furuta Naoki
    • 雑誌名

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      巻: 33 号: 4 ページ: 519-546

    • DOI

      10.1039/c7ja00401j

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative mapping of elements in basil leaves (Ocimum basilicum) based on cesium concentration and growth period using laser ablation ICP-MS2017

    • 著者名/発表者名
      J. A. Ko, N. Furuta, H. B. Lim
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 190 ページ: 368-374

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2017.10.003

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multielemental chemical characterisation of fine urban aerosols collected in Buenos Aires and Tokyo by plasma-based techniques2017

    • 著者名/発表者名
      D. Gomez, T. Nakazawa, N. Furuta, P. Smichowski
    • 雑誌名

      Microchemical journal

      巻: 133 ページ: 346-351

    • DOI

      10.1016/j.microc.2017.03.041

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Determination of Trace Elements in Sintered and Single-Crystal Silicon Carbide by Laser Ablation in Liquid Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry2017

    • 著者名/発表者名
      R. Machida, R. Nishioka, M. Fujiwara, N. Furuta
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 33 号: 4 ページ: 537-544

    • DOI

      10.2116/analsci.33.537

    • NAID

      130005587993

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] From ICP Emission to Mass Spectrometry and Isotope Ratio Measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Naoki Furuta
    • 学会等名
      2022 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sources of volatile elements airborne particulate PM0.1 in the atmosphere2020

    • 著者名/発表者名
      N. Furuta, K. Kaneko, T. Ikeda, A. Fushimi
    • 学会等名
      2020 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Monitoring of elemental, ion and carbon components in airborne particulates PM0.1 collected in Tokyo2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko, N. Furuta, T. Ikeda, A. Fushimi
    • 学会等名
      2020 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ガス粒子化-ガス交換技術を用いたICPMSによるAsH3のリアルタイムモニタリング2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木幸志, 池田智洋, 古田直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フィルター捕集法によるLAエアロゾルの元素分別効果の評価2019

    • 著者名/発表者名
      上曽山 毅, 池田智洋, 古田直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] IC-CD-ICPMSによる神田川河川中のハロゲン元素の化学形態別分析2019

    • 著者名/発表者名
      杉田憲亮, 池田智洋, 古田直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison of the function of Ni transporter IREG2 in Ni hypheraccumulators of Noccaea caerulescens and Noccaea japonica2018

    • 著者名/発表者名
      R. Tanikawa, S. Ishii, T. Ikeda, S. Nishida, N. Furuta
    • 学会等名
      SciX 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoparticulation and changes in chemical composition by laser ablation in liquid to determine trace elements in gallium nitride2018

    • 著者名/発表者名
      Hirosawa, T. Ikeda, N. Furuta
    • 学会等名
      SciX 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Separation of selenoproteins in mouse liver and plasma by two dimensional gel electrophoresis2018

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki, T. Ikeda, N. Furuta
    • 学会等名
      SciX 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of excess Cu(II) on nickel enzyme urease in Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      A. Takahashi, T. Ikeda, N. Furuta
    • 学会等名
      SciX 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gas to particleconversion-gas exchange device for direct analysis of arsine by ICPMS2018

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, T. Ikeda, N. Furuta
    • 学会等名
      SciX 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノサンプラー捕集による大気粉塵 (PM0.1) の元素濃度から推定される発生源の解明2018

    • 著者名/発表者名
      金子 公洋, 池田智洋, 古田直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] IC/LC-ICPMSを用いたシロイヌナズナにおけるヨウ素の取り込み過程の解明2018

    • 著者名/発表者名
      石井 暁, 西田翔, 池田智洋, 古田直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるニッケル耐性を強化する遺伝子変異の探索2018

    • 著者名/発表者名
      岡崎 俊樹, 西田翔, 池田智洋, 古田直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The current status and future direction of plasma spectrochemistry2017

    • 著者名/発表者名
      N. Furuta
    • 学会等名
      APWC 2017 Post-Conference in Tokyo
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of toxic trace elements in airborne particulate matter passing through a micro-pore filter2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ono, S. Nishida, N. Furuta
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Simultaneous monitoring of halogen monoions and compounds in Kanda River water using IC-CD-ICPMS2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Katanaga, S. Nishida, N. Furuta
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Speciation analysis of selenium coumpounds in muscle injected with 82Se-enriched selenite or selenometionine2017

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, Sho Nishida, N. Furuta
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Speciation analysis of selenium compounds in mouse liver afeter intravenous injection of 82Selenium-enriched selenomethionine or selenite2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tashiro, S. Nishida, N. Furuta
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Selenium metabolism of mice after intravenous injection of selenite or selenomethionine2017

    • 著者名/発表者名
      N. Furuta, Y. Tashiro, K. Saito, S. Nishida
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲル内消化で生成したペプチドによるマウス肝臓中グルタチオンペルオキシダーゼの定量2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 和浩, 田代 裕規, 西田 翔, 古田 直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ガス微粒子化装置-ICPMSによる大気ガス成分に含まれる揮発性元素の定量2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 康祐, 西田 翔, 古田 直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 液中レーザーアブレーション法および同位体希釈分析法による炭化ケイ素中の微量元素の定量2017

    • 著者名/発表者名
      広沢 光貴, 藤原 正英, 野々瀬 菜穂子, 西田 翔, 古田 直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナZIP4の生理機能の検討2017

    • 著者名/発表者名
      西田 翔, 谷川 遼治, 古田 直紀
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2017年度仙台大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] BN-PAGEおよびLA-ICPMSを用いた植物由来金属タンパク質の網羅的検出法の確立2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 愛実, 西田 翔, 古田 直紀
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2017年度仙台大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Noccaea属植物におけるニッケル集積性の種間差の要因の調査2017

    • 著者名/発表者名
      谷川 遼治, 石田 翔太, 西田 翔, 古田 直紀
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2017年度仙台大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Splicing isoform of NjZNT1 expressed in the zinc hyperaccumulator Noccaea japonica encodes full active zinc transporter2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nishida, R.Tanikawa, T. Fujiwara, N. Furuta
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Metallomics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Peptide analysis of selenoproteins produced after intravenous injection of 82Se enriched selenite or selenomethionine in mice2017

    • 著者名/発表者名
      N. Furuta, Y. Tashiro, K. Saito, K. Suzuki, S. Nishida
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Metallomics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 82Se安定同位体を用いたセレン代謝機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      古田 直紀
    • 学会等名
      第3回メタロミクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] ベーシックマスター 分析化学 第13章 原子スペクトル分析法2022

    • 著者名/発表者名
      古田 直紀
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      株式会社 オーム社
    • ISBN
      9784274214257
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] ベーシックマスター 分析化学 第13章 原子スペクトル分析法2022

    • 著者名/発表者名
      古田 直紀
    • 出版者
      株式会社 オーム社
    • ISBN
      9784274214257
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 中央大学 理工学部 応用化学科 環境化学研究室

    • URL

      http://envsun.chem.chuo-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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