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IoTネットワーク構築のための気中ナノ粒子(PM0.1)リアルタイムセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12369
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64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
研究機関金沢大学

研究代表者

畑 光彦  金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (00334756)

研究分担者 古内 正美  金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (70165463)
鳥羽 陽  金沢大学, 薬学系, 准教授 (50313680)
藤生 慎  金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (90708124)
那須 正夫  大阪大谷大学, 薬学研究科, 教授 (90218040)
池盛 文数  金沢大学, 地球社会基盤学系, 研究協力員 (00773756)
和田 匡司  地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所(環境研究部、食と農の研究部及び水産研究部), その他部局等, 主任研究員 (00413766)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードナノ粒子 / 大気汚染 / エアロゾル / PM0.1 / IoT / 光学式パーティクルカウンタ / 水晶振動子マイクロバランス
研究開始時の研究の概要

本研究の最終目的は「いつ,どこで,どのくらい人はPM0.1にばく露するのか」という問いに答えることである。そのためには,気中ナノ粒子(PM0.1)健康リスクを評価する新しいツール「PM0.1と人間動態の同時多点観測のためのIoTネットワーク」が必要であると考え,この構築に挑戦する。本申請研究は,IoTネットワーク構築を想定したふたつの技術「PM0.1リアルタイムセンサ」と「人間動態モニタ」のうち,前者の開発を目的とするタイとの国際共同研究である。

研究成果の概要

本研究では「IoTネットワーク構築を想定した0.1μm以下の気中ナノ粒子(PM0.1)リアルタイムセンサの開発」を目的として,実用化を想定した光学式パーティクルカウンタの大気ナノ粒子検出性能の検討を行い,ナノ粒子検出率が粒子径のみならず,粒子の種類にも依存して変化することを確認した。本技術に基づくナノ粒子濃度測定法を検討するために様々な環境での実証データが必要であることが判明したため,大気観測実験を継続してデータを蓄積したほか「東アジアナノ粒子国際観測網」と「タイ・ハジャイ市スマートシティ計画」の中でIoTネットワーク構築を含む実証試験のための装置を試作し,アジア各都市で実証データを取得した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究のターゲットとして設定した「安価・小型で」「ナノ粒子(PM0.1)を」「オンライン観測する」センサ技術は開始時点には存在せず,終了時点でもまだそのような商品は存在しない。製品の完全な実用化には実証データからに基づく調整が必要であり,いくつか技術的な問題が残されているが,実現すればナノ粒子モニタリングの敷居が下がり「粒子の大きさ」に着目した研究が進むことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 15件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [国際共同研究] Prince of Songkla University/Chiang Mai University/National Nanotechnology Center(タイ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Institute of Technology of Cambodia(カンボジア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Prince of Songkla University/NECTEC/Rajamangala University of Technology(タイ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Prince of Songkla University/NECTEC/RUTL(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Fine and ultrafine particle- and gas-polycyclic aromatic hydrocarbons affecting southern Thailand air quality during transboundary haze and potential health effects2023

    • 著者名/発表者名
      Mahasakpan Napawan、Chaisongkaew Phatsarakorn、Inerb Muanfun、Nim Nobchonnee、Phairuang Worradorn、Tekasakul Surajit、Furuuchi Masami、Hata Mitsuhiko、Kaosol Thaniya、Tekasakul Perapong、Dejchanchaiwong Racha
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Sciences

      巻: 124 ページ: 253-267

    • DOI

      10.1016/j.jes.2021.11.005

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 市販ガス捕集管の粒子捕集特性2022

    • 著者名/発表者名
      畑光彦, 古内正美, ソク ピシット, アミン ムハマド, 梅原祐人, 高尾将志, 東久保一朗, 今中努志, 鈴木義浩, 中村亜衣, 山崎正彦
    • 雑誌名

      産業衛生学雑誌

      巻: 64 号: 4 ページ: 186-197

    • DOI

      10.1539/sangyoeisei.2020-047-B

    • NAID

      130008104194

    • ISSN
      1341-0725, 1349-533X
    • 年月日
      2022-07-20
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonal variation and size distribution of inorganic and carbonaceous components, source identification of size-fractioned urban air particles in Kuala Lumpur, Malaysia2022

    • 著者名/発表者名
      Jamhari Anas Ahmad、Latif Mohd Talib、Wahab Muhammad Ikram A.、Hassan Hanashriah、Othman Murnira、Abd Hamid Haris Hafizal、Tekasakul Perapong、Phairuang Worradorn、Hata Mitsuhiko、Furuchi Masami、Rajab Nor Fadilah
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 287 ページ: 132309-132309

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2021.132309

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characteristics of trace elements bound to ambient nanoparticles (PM0.1) and a health risk assessment in southern Thailand2022

    • 著者名/発表者名
      Phairuang Worradorn、Inerb Muanfun、Hata Mitsuhiko、Furuuchi Masami
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 425 ページ: 127986-127986

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2021.127986

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Worker’s Personal Exposure to PM0.1 and PM4 Titanium Dioxide Nanomaterials during Packaging2021

    • 著者名/発表者名
      Higashikubo I., Andre Handika R., Kawamoto T., Shimizu H., Thongyen T., Piriyakarnsakul S., Amin M., Hata M., Furuuchi M.
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 21 号: 6 ページ: 200606-200606

    • DOI

      10.4209/aaqr.2020.10.0606

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Site-specific variation in mass concentration and chemical components in ambient nanoparticles (PM0.1) in North Sumatra Province-Indonesia2021

    • 著者名/発表者名
      Putri Rahmi Mulia、Amin Muhammad、Suciari Tetra F.、Al Fattah Faisal M.、Auliani Restu、Ikemori Fumikazu、Wada Masashi、Hata Mitsuhiko、Tekasakul Perapong、Furuuchi Masami
    • 雑誌名

      Atmospheric Pollution Research

      巻: In press 号: 6 ページ: 101062-101062

    • DOI

      10.1016/j.apr.2021.101062

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbon Characterization of Size-Segregated Particulate Matters (PMs) in Residential and Educational Areas in Padang City, Indonesia2021

    • 著者名/発表者名
      Amin M., Mulia Putri R., Goembira F., Hata M., Furuuchi M.
    • 雑誌名

      Journal of Geoscience and Environment Protection

      巻: 9 号: 08 ページ: 225-238

    • DOI

      10.4236/gep.2021.98015

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of Meteorological Conditions and Fire Hotspots on PM0.1 in Northern Thailand during Strong Haze Episodes and Carbonaceous Aerosol Characterization2021

    • 著者名/発表者名
      Sresawasd C., Chetiyanukornkul T., Suriyawong P., Tekasakul S., Furuuchi M., Hata M., Malinee R., Tekasakul P., Dejchanchaiwong R.
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 21 号: 11 ページ: 210069-210069

    • DOI

      10.4209/aaqr.210069

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Size-segregated particulate matter down to PM0.1 and carbon content during a haze episode in Sumatra Island, Indonesia2021

    • 著者名/発表者名
      Amin M., Mulia Putri R., Andre Handika R., Ullah A., Goembira F., Phairuang W., Ikemori F., Hata M., Tekasakul P., Furuuchi M.
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 12 号: 11 ページ: 1441-1441

    • DOI

      10.3390/atmos12111441

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Size-Segregated Particulate Mass and Carbonaceous Components in Roadside and Riverside Environments2021

    • 著者名/発表者名
      Amin Muhammad、Handika Rizki Andre、Putri Rahmi Mulia、Phairuang Worradorn、Hata Mitsuhiko、Tekasakul Perapong、Furuuchi Masami
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 号: 21 ページ: 10214-10214

    • DOI

      10.3390/app112110214

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Size-segregated atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons down to PM0.1 in urban tropical environment: Temporal distribution, potential sources and human health risk2021

    • 著者名/発表者名
      Jamhari Anas Ahmad、Latif Mohd Talib、Wahab Muhammad Ikram A.、Othman Murnira、Hamid Haris Hafizal Abd、Tekasakul Perapong、Hata Mitsuhiko、Furuchi Masami、Rajab Nor Fadilah
    • 雑誌名

      Urban Climate

      巻: 40 ページ: 100996-100996

    • DOI

      10.1016/j.uclim.2021.100996

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characteristics, sources, and health risks of ambient nanoparticles (PM0.1) bound metal in Bangkok, Thailand2021

    • 著者名/発表者名
      Phairuang Worradorn、Suwattiga Panwadee、Hongtieab Surapa、Inerb Muanfun、Furuuchi Masami、Hata Mitsuhiko
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment: X

      巻: 12 ページ: 100141-100141

    • DOI

      10.1016/j.aeaoa.2021.100141

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimal fluorescent‐dye staining time for the real‐time detection of microbes: a study of Saccharomyces cerevisiae2020

    • 著者名/発表者名
      S. Piriyakarnsakul, K. Takarada, K. E. Heab, M. Nasu, M. Furuuchi, M. Hata
    • 雑誌名

      Journal of Applied Microbiology

      巻: - 号: 6 ページ: 1694-1702

    • DOI

      10.1111/jam.14577

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-fractionated Carbonaceous Aerosols down to PM0.1 in Southern Thailand: Local and Long-range Transport Effects2020

    • 著者名/発表者名
      W. Phairuang, M. Inerb, M. Furuuchi, M. Hata, S. Tekasakul, P. Tekasakul
    • 雑誌名

      Environmental Pollution

      巻: 260 ページ: 114031-114031

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2020.114031

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimation of air pollution from ribbed smoked sheet rubber in Thailand exports to Japan as a pre-product of tires2019

    • 著者名/発表者名
      Phairuang Worradorn, Tekasakul Perapong, Hata Mitsuhiko, Tekasakul Surajit, Chomanee Jiraporn, Otani Yoshio, Furuuchi Masami
    • 雑誌名

      Atmospheric Pollution Research

      巻: 10 号: 2 ページ: 642-650

    • DOI

      10.1016/j.apr.2018.11.010

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The influence of the open burning of agricultural biomass and forest fires in Thailand on the carbonaceous components in size-fractionated particles2019

    • 著者名/発表者名
      Phairuang Worradorn, Suwattiga Panwadee, Chetiyanukornkul Thaneeya, Hongtieab Surapa, Limpaseni Wongpun, Ikemori Fumikazu, Hata Mitsuhiko, Furuuchi Masami
    • 雑誌名

      Environmental Pollution

      巻: 247 ページ: 238-247

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2019.01.001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Cascade Air Sampler with Multi-nozzle Inertial Filters for PM0.12019

    • 著者名/発表者名
      N. Kumsunlas, S. Piriyakarnsakul, P. Sok, S. Hongtieb, F. Ikemori, W. W. Szymanski, M. Hata, Y. Otani, M. Furuuchi
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 19 号: 8 ページ: 1666-1677

    • DOI

      10.4209/aaqr.2019.02.0066

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Nanoparticle Status in Ambient Air of North Sumatera Province, Indonesia2021

    • 著者名/発表者名
      Putri R. M., Amin M., Suciari T. F., Faisal M A. F., Novarina A., Ikemori F., Wada M., Hata M., Furuuchi M.
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Air Pollution and Solutions
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カンボジア・プノンペンでのナノ粒子特性の月別・年 別変動2020

    • 著者名/発表者名
      髙尾将志,ホー ソタシン,池盛文数,和田匡司,ソク ピシット,ハル シンヘン,タン チャンレアスメイ,ホァ シゥメイ,畑 光彦,古内正美
    • 学会等名
      第61回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Status and characteristic of ambient aerosol in Padang City Area, Indonesia2020

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Amin, Rahmi Mulia Putri, Zaky Farnas, Fadjar Goembira, Worradorn Phairuang, Mitsuhiko Hata, Masami Furuuchi
    • 学会等名
      第61回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Status and characteristic of nanoparticle (PM0.1) at different sites in North Sumatera Province, Indonesia2020

    • 著者名/発表者名
      Rahmi Mulia Putri, Muhammad Amin, Fumikazu Ikemori, Masashi Wada, Tetra F. Suciari, Al Fattah Faisal M, Astri Novarina, Sri Rafiah Nam Bintang, Surapa Hongtieab, Masami Furuuchi, Mitsuhiko Hata
    • 学会等名
      第61回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of relative humidity for pre-conditioning of microbes on their staining behavior2020

    • 著者名/発表者名
      Ey Kim Heab, Kaoru Takarada, Muhammad Amin, Suthida Piriyakarnsakul, Masao Nasu, Mitsuhiko Hata, Masami Furuuchi
    • 学会等名
      第37回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Personal Exposure to Nanoparticle and Respirable Dust from Packing Process of Fine Powder Materials2020

    • 著者名/発表者名
      Rizki Andre Handika, Mitsuhiko Hata, Masami Furuuchi, Ichiro Higashikubo, Toshihiro Kawamoto, Hidesuke Shimizu
    • 学会等名
      第37回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光散乱を利用した小型PM0.1センサの予備的検討2020

    • 著者名/発表者名
      稲葉健将,古内正美,畑光彦,水野真人,Adam Giandomenico
    • 学会等名
      第37回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Characteristic of particulate matter down to PM0.1 in Southern Thailand2019

    • 著者名/発表者名
      W. Phairuang, P. Tekasakul, S. Tekasakul, M. Hata, M. Furuuchi
    • 学会等名
      11th Asian Aerosol Conference (AAC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Cascade Air Sampler with Multi-nozzle Inertial Filters for PM0.12019

    • 著者名/発表者名
      M. Furuuchi, S. Piriyakarnsakul, N. Kumsanlas, P. Sok, S. Hongtieb, F. Ikemori, M. Hata, W. W. Szymanski
    • 学会等名
      11th Asian Aerosol Conference (AAC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Number Counting of Persons in a Focused Environment using a Portable Sensor detecting Wi-Fi Packet Signals from Mobile Phones2019

    • 著者名/発表者名
      M. Furuuchi, M. Fujiu, S. Osawa, M. Hata, A. Toriba, M. Sakai, N. Kumsanlas, Q. Chen
    • 学会等名
      11th Asian Aerosol Conference (AAC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ambient Nanoparticles (PM0.1) in Sumatra Island -Seasonal Behaviors and Effect of Peatland Fire Control2019

    • 著者名/発表者名
      M. Amin, R. Mulia Putri, S. Hongtieb, F. Goembira, Z. Farnas, A. Arwin, A. Rizky, A. Ullah, W. Phairuang, F. Ikemori, M. Furuuchi, M. Hata
    • 学会等名
      The First Asia-Pacific Graduate Research International Conference 2019 (The 1st APGIC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] The 9th Workshop on East Asia Nanoparticle Monitoring Network (EA-NanoNet-9) & The 9th Workshop on Environmental Issues related to Agriculture and Agro-industries in South East Asia (EIAA-9)2022

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 7th Workshop on East Asia Nanoparticle Monitoring Network (EA-NanoNet-7)2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 7th Workshop on Environmental Issues related to Agriculture and Agro-industries in South East Asia (EIAA-7)2019

    • 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: 2023-01-30  

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