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都市域河川水における希土類元素とその他レアメタルの潜在的汚染の実態調査と動態解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K12300
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関麻布大学

研究代表者

伊藤 彰英  麻布大学, 生命・環境科学部, 教授 (60273265)

研究分担者 朱 彦北  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90422790)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード環境水 / 重金属 / PPCPs / 潜在的人為汚染 / MRI造影剤 / レアメタル / 希土類元素 / 水生生物 / ICP-MS / キレート固相抽出 / 下水処理放流水 / 廃棄物 / 造影剤 / 河川水 / 潜在的汚染 / ガドリニウム / 化学形態別分析 / Gd / 水生昆虫
研究開始時の研究の概要

都市域河川水中に、希土類元素の一種であるガドリニウム(Gd)の濃度異常が報告されており、その要因は病院で診断に利用されるMRIの造影剤(Gd錯体)の環境流出である。国内では2000年代初頭までは報告があったが、2010年以降はほとんど報告がない。しかし、国外では逆にGd濃度異常や関連する調査研究例が増加し、水生生物や飲料水への影響が危惧されているため、日本でもGdの環境影響を明らかにする必要がある。そこで本研究では、都市域河川水中の希土類元素の潜在的汚染の実態を把握し、その環境動態や水生生物への影響を明らかにする。さらに他のレアメタルの潜在的汚染の状況も明らかにする。

研究成果の概要

近年使用量が急増しているレアメタル(工業的に利用価値の高い17種類の希土類元素を含む31鉱種、47元素)の環境水中での潜在的人為汚染(ここでは環境基準値にない、または環境基準値以下の成分で、人為的な影響により濃度上昇が見られる成分を指す。)を総合的に評価するために、都市域河川水の上流から河口域までのあらゆる地点において、河川水及び下水処理放流水中のレアメタルを含む主成分元素から超微量金属元素までの網羅的多元素分析法を確立した。さらに、この分析法を多摩川河川水と下水処理放流水の分析に適用し、希土類元素を含むレアメタルの潜在的人為汚染の現状について調査を行い、その結果を環境化学的に評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの河川水中の金属元素の分析は、有害性がすでに知られている元素が中心であり、レアメタル全般に関する研究例は少ない。レアメタルの一種であるGdは、濃度異常が海外でも多数報告されているが、本研究のように、希土類元素だけでなく約50のレアメタルについて潜在的人為汚染の実態調査を行ない、さらに、潜在的人為汚染元素の水生生態系への環境影響評価を行った研究は世界的にも例がない。Gdについては、最近注目されているPPCPs汚染の生物影響評価にもつながる。さらに他のレアメタルについても、生態系や人への影響が認識された場合、水処理過程の改善、新規環境基準の策定など様々な波及効果が考えられる。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

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 4件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Investigation of potential anthropogenic pollution of rare metals in Tama River followed by establishment of a comprehensive multielement analysis of major-to-ultratrace elements in river water and sewage treatment effluent2023

    • 著者名/発表者名
      Yaida Akane、Otsuka Riko、Yamada Asaki、Nakano Kazuhiko、Itoh Akihide
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 6 号: 6 ページ: 867-882

    • DOI

      10.1007/s44211-023-00287-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential Anthropogenic Pollution of High-technology Metals with a Focus on Rare Earth Elements in Environmental Water2021

    • 著者名/発表者名
      ITOH Akihide、YAIDA Akane、ZHU Yanbei
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 37 号: 1 ページ: 131-143

    • DOI

      10.2116/analsci.20SAR16

    • NAID

      130007966693

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2021-01-10
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pseudo isotope dilution (PID) as an approach for correcting barium-related spectral interferences on the measurement of europium by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu Yanbei、Itoh Akihide
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 1180 ページ: 338854-338854

    • DOI

      10.1016/j.aca.2021.338854

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct determination of rare earth elements in natural water samples by inductively coupled plasma tandem quadrupole mass spectrometry with oxygen as the reaction gas for separating spectral interferences2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu Yanbei、Nakano Kazumi、Shikamori Yasuyuki、Itoh Akihide
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy

      巻: 179 ページ: 106100-106100

    • DOI

      10.1016/j.sab.2021.106100

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] キレート固相抽出を併用したICP-MS法による多摩川河川水中希土類元素の定量とGdの潜在的人為汚染評価2020

    • 著者名/発表者名
      YAIDA Akane、OTSUKA Riko、YAMADA Asaki、NAKANO Kazuhiko、MATSUI Kumi、SEKIMOTO Masashi、INABA Kazuho、ITOH Akihide
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 69 号: 7.8 ページ: 341-350

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.69.341

    • NAID

      130007937254

    • ISSN
      0525-1931
    • 年月日
      2020-07-05
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an Automatic pH Adjustment Instrument for the Preparation of Analytical Samples Prior to Solid Phase Extraction2020

    • 著者名/発表者名
      Yanbei Zhu, Sayaka Nishigori, Yoshiaki Shimura, Tomio Nara, Eiji Fujimor
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 36 号: 5 ページ: 621-626

    • DOI

      10.2116/analsci.19SBN03

    • NAID

      130007840915

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2020-05-10
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elemental characteristics and biogeochemical cycles of trace metals in coastal seawater around coral reefs elucidated by multi-element profiling analyses2020

    • 著者名/発表者名
      Itoh Akihide、Ganaha Shoko、Nakano Yoshikatsu、Zhu Yanbei
    • 雑誌名

      Estuarine, Coastal and Shelf Science

      巻: 240 ページ: 106779-106779

    • DOI

      10.1016/j.ecss.2020.106779

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] キレート固相抽出を併用したICP-MS法による多摩川河川水中希土類元素の定量とGdの潜在的人為汚染の評価2020

    • 著者名/発表者名
      八井田 朱音,大塚 理子,山田 安咲紀,中野 和彦,松井 久美,関本 征史,稲葉 一穂, 伊藤 彰英
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 69

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 都市域河川水中の潜在的人為汚染元素の化学形態別法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      天野 友揮、八井田 朱音、中野 和彦、伊藤 彰英
    • 学会等名
      日本分析化学会第71年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 還流型加熱酸分解処理を併用したキレート固相抽出/ICP-MS法による 都市域河川水及び下水処理放流水中レアメタルの潜在的人為汚染調査2022

    • 著者名/発表者名
      八井田 朱音、天野 友揮、中野 和彦、伊藤 彰英
    • 学会等名
      第82回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 還流型加熱酸分解処理を併用したキレート固相抽出/ICP-MS法による 都市域河川水及び下水処理放流水中レアメタルの定量2021

    • 著者名/発表者名
      八井田朱音、天野友輝、中野和彦、伊藤彰英
    • 学会等名
      第70回日本分析化学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 都市域河川水中レアメタルの広域濃度分布測定と潜在的人為汚染調査2021

    • 著者名/発表者名
      八井田 朱音 ・ 大塚 理子 ・ 近藤 紘昌 ・ 山田 安咲紀 ・ 中野 和彦 ・ 関本 征史 ・ 松井 久美 ・ 伊藤 彰英2
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 都市域河川水中レアメタルの多元素プロファイリングアナリシスと Gdの潜在的汚染の現状評価2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰英
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会併設研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 都市域河川水中希土類元素及びその他レアメタルの広域濃度分布測定と潜在的汚染の現状評価2019

    • 著者名/発表者名
      八井田 朱音・大塚 理子・近藤紘昌・中野 和彦・関本 征史・松井 久美・ 伊藤 彰英
    • 学会等名
      第38回生体と金属・化学物質に関する研究会(チョークトーク2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 都市域河川水中希土類元素及びその他レアメタルの広域濃度分布測定と潜在的汚染の現状評価2019

    • 著者名/発表者名
      八井田 朱音・大塚 理子・近藤紘昌・中野 和彦・関本 征史・松井 久美・ 伊藤 彰英
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 固相抽出 / ICP-MS 法による河川水中人為起源 Gd の化学形態別分析2019

    • 著者名/発表者名
      大塚 理子・八井田 朱音・近藤紘昌・中野 和彦・関本 征史・松井 久美・ 伊藤 彰英
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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