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大気中のマイクロプラスチックの存在と定量評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K22937
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関福岡工業大学

研究代表者

永淵 修  福岡工業大学, 付置研究所, 研究員 (30383483)

研究分担者 中澤 暦  福岡工業大学, 付置研究所, 研究員 (10626576)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2022年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード樹氷、雪 氷河 / 大気 / 肺組織 / ナイルレッド / 蛍光顕微鏡 / 顕微ラマン分光光度計 / BALF溶液 / 樹氷、雪、環境大気 / MPs,NPs / ヒト気管支肺胞洗浄液 / ヒト肺組織 / 顕微ラマン分光装置 / 長距離輸送 / 大気中マイクロプラスチック / FTIR-イメージング / マイクロプラスチックの大気輸送 / 自由対流圏 / 樹氷 / 雪 / IR-imaging / マイクロプラスチック / 自由大気 / 湖沼堆積物
研究開始時の研究の概要

陸域大気中のマイクロプラスチックの存在の確認およびその定量評価を新規開発した手法を用いて明らかにする。これまでに申請者らが採取した粒子状物質(PM)、樹氷、湖沼堆積物および新たに採取する試料を用いて検討する。これまで環境分野で用いられることの少なかったフーリエ変換赤外分光光度法 (IRイメージング)、電子顕微鏡 (FE-SEM 、EDS)、ラマン分光光度法 (顕微ラマン) を用いて検討する。本研究は、大気中にもマイクロプラスチックが浮遊していることを示すだけでなく、マイクロプラスチックが大気汚染物質として長距離越境輸送していることを示すことができる。

研究実績の概要

大気中マイクロプラスチック(MPs)の分析法を確立した。その手法は次の通りである。大気をアクティブサンプラーでフィルター(47mm径PTFE)上に採取する。採取したフィルターを30%H2O2溶液40mlに浸し、60℃で静置分解する。この溶液をフィルター(47mm径PTFE)を用いて吸引ろ過した後、ポリタングステン酸ナトリウム溶液に浸して無機物を比重分離する。比重分離した溶液を25mm径のフィルター(PTFE)で吸引ろ過する。ナイルレッド(2%メタノール溶液)で染色し、60℃暗所で乾燥させフィルター上の粒子を蛍光顕微鏡で観察する。観察画像からMPsの形状、粒径分布を導くことができる。粒子径は1ミクロンメートルまで定量可能である。同じフィルターをマイクロラマン分光光度計を用いて分析しプラスチックの定量を行う。この手法で5マイクロメートルまでのプラスチック粒子が定量できた。
現在、この手法で大気、雪、氷、樹氷等の実サンプルのデータを収集している。
2022年度は、遠隔地として北極と南極の大気、雪、氷のサンプル及び立山の2m深の積雪を10cmごとのサンプルとして採取し、分析を行っている。南極、北極ともに大気中、雪、氷試料からMPsが検出された。
また、都市部の大気として福岡市と長崎市の大気を採取し分析を行っている。これらの大気中MPsはヒトが呼吸することで体内に沈着することになる。現在、長崎大学病院呼吸器内科と腫瘍外科との共同研究でMPsのヒトの肺への沈着に関しても研究を進めている。
南極の雪・氷中で検出されたMPsおよび、MPsの肺への沈着はJpGU2023で発表予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

新型コロナ感染症の広がりにより、2年間の延長が可能になった。その間にマイクロプラスチックによるヒト健康リスクの分野に進むことができた。現在、この件について長崎大学呼吸器内科及び呼吸器外科と共同研究を推進している。

今後の研究の推進方策

遠隔地へのMPsの長距離輸送について日本の山岳、北極をメインフィールドして研究を推進していく予定である。また、大気中MPsとそのヒト健康リスクの観点から、さらに研究を推進していく予定である。MPsは、可塑剤として化学物質を含んでおり、今まで2,3例の可塑剤を検出している。これに関しても大気中MPsとヒト健康リスクの上で重要であるのでこの分析にも力を入れる予定である。

報告書

(4件)
  • 2022 実施状況報告書
  • 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 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 都市域から離れた高山で検出されたマイクロプラスチック2022

    • 著者名/発表者名
      永淵 修、中澤 暦、篠塚賢一
    • 雑誌名

      日本雪氷学会誌 雪氷

      巻: 84巻1号 ページ: 29-37

    • NAID

      130008160398

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Risk assessment of fluoride and arsenic in groundwater and scenario analysis for reducing exposure in Inner Mongolia2020

    • 著者名/発表者名
      Nakazawa,K., Nagafuchi, O., Otede, U., Chen, J-q., Kanefuji K., Shinozuka, K.
    • 雑誌名

      RSC advances

      巻: 10 号: 31 ページ: 18296-18304

    • DOI

      10.1039/d0ra00435a

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 2012年と2017年の秋季の自由対流圏に属する乗鞍観測所で観測した大気中水銀の動態2019

    • 著者名/発表者名
      中澤 暦・永淵 修・篠塚賢一 ・木下 弾・西田友規・菱田尚子・三宅隆之
    • 雑誌名

      環境科学会誌

      巻: 32 号: 6 ページ: 182-192

    • DOI

      10.11353/sesj.32.182

    • NAID

      130007753683

    • ISSN
      0915-0048, 1884-5029
    • 年月日
      2019-11-30
    • 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] Microplastics detected in human lung tissue and BALF using micro-Raman Spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      永淵修、中澤 暦、篠塚賢一、時任高諄、城戸貴志、溝口 聡、朝重耕一
    • 学会等名
      JpGU 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Finding of atmospheric microplastics in Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      永淵 修、中澤 暦、伊村 智
    • 学会等名
      JpGU 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトの肺組織および気管支肺胞洗浄液(BALF)から検出されたマイクロプラスチックとナノプラスチック2022

    • 著者名/発表者名
      永淵 修、中澤 暦、篠塚賢一、城戸貴志、朝重耕一
    • 学会等名
      JpGU 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Long-range transport and origin of microplastics in rime-ice observed at a remote mountain area2022

    • 著者名/発表者名
      永淵 修、中澤 暦、篠塚賢一
    • 学会等名
      JpGU 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトの肺組織および気管支肺胞洗浄液(BALF)から検出されたマイクロプラスチックおよびナノプラスチックの分析法について2022

    • 著者名/発表者名
      永淵修、中澤暦、篠塚賢一、城戸貴志、朝重耕一
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Mercury contamination in soil caused by the human activities in Antarctica2020

    • 著者名/発表者名
      Koyomi Nakazawa, Osamu Nagafuchi, Megumu Tsujimoto, Koji Kanefuji, Satosih Imura.
    • 学会等名
      SCAR OSC 2020 online meeting 31 July to 11 August (hobart, Tasmania Australia, online meeting)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mercury concentration in soil observed around Syowa station, Antarctica2020

    • 著者名/発表者名
      Koyomi Nakazawa, Osamu Nagafuchi, Megumu Tsujimoto, Koji Kanefuji, Satosih Imura
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モンゴルにおける地下資源開発による金属汚染とヒト健康リスク2020

    • 著者名/発表者名
      中澤 暦、永淵 修、大谷眞二、藤巻晴行、Ch. Javzan、Jamsran Tsogtbaatar
    • 学会等名
      鳥取大学乾燥地研究センター 共同利用研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Mercury contamination in soil caused by the human activities in Antarctica2020

    • 著者名/発表者名
      Koyomi Nakazawa, Osamu Nagafuchi, Megumu Tsujimoto, Koji Kanefuji , Satoshi Imura
    • 学会等名
      SCAR 2020 Open Science Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 湖沼コア堆積物中水銀の分布2019

    • 著者名/発表者名
      永淵 修、中澤 暦、篠塚賢一、Neil Rose,Handong Yang, 石川 靖、菅原省吾、深澤達矢
    • 学会等名
      陸水学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Mercury deposition in Yakushima Island, the world natural Heritage site, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Koyomi Nakazawa, Osamu Nagafuchi , Koji Kanefuji , Ken’ichi Shinozuka , Masahiro, Tanabe , Kenshi, Tetsuka
    • 学会等名
      International Conference on Mercury as a Global Pollutant 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of TGM in the free troposphere at the summit of Mount Fuji during the summer of 20132019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Nagafuchi, Ken’ichi Shinozuka, Koyomi Nakazawa, Hazumu Kinoshita,Yuki Nishida, Syungo Kato
    • 学会等名
      International Conference on Mercury as a Global Pollutant 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 福岡工業大学環境科学研究所永淵研究室HPにようこそ

    • URL

      https://nagafuchilab.wixsite.com

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-12-25  

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