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ラボからフィールドへ―底質毒性試験における化学物質曝露の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20F20753
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

遠藤 智司  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 主任研究員 (30748934)

研究分担者 FISCHER FABIAN  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2020-07-29 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードChemical fate / Bioavailability / Bioaccumulation / Diffusion / Passive dosing / Toxicity
研究開始時の研究の概要

The project aims to bridge the gap between lab and field. The chemical bioavailability in sediment contact tests depends on (1) the extent of binding to sediment and food sources; (2) continuous losses to water refreshment; and (3) the contribution of multiple exposure pathways to the total chemical uptake. In this project, exposure concentrations and uptake rates of organisms will be evaluated and related to toxicity using new measurement techniques such as passive dosing methods and computational kinetic models.

研究実績の概要

The goal of this research project was to bridge the gap between the laboratory and the field with respect to chemical exposure and toxicity to benthic organisms. In this work, we developed both experimental and computational approaches to better understand the actual chemical exposure of test organisms in laboratory toxicity testing. A mechanistically based mass transport model was established that accounted for diffusion, sorption, dilution, and colloid-facilitated transport of chemicals in the spiked-sediment exposure system. The model successfully reproduced experimental concentration data and was used to quantitatively estimate the influences of chemical, sediment, and system properties on the mass distributions of chemicals. Comparison of the model and experimental results indicated a crucial role of dissolved organic matter (DOM) in the transport of hydrophobic chemicals. In addition, the passive dosing method using polymer meshes was developed and optimized to set up a consistent exposure condition. Toxicity tests with a set of chemicals with varying properties proved the robustness, repeatability, and applicability of the method. The influences of DOM in water on the toxicity of hydrophobic chemicals to a benthic invertebrate species were confirmed using the developed method. The result suggests that DOM plays an important role and should be considered when assessing toxicity to benthic organisms.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 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 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mind the Exposure Gaps-Modeling Chemical Transport in Sediment Toxicity Tests2021

    • 著者名/発表者名
      Fabian Christoph Fischer, Kyoshiro Hiki, Satoshi Endo
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 55 号: 17 ページ: 11885-11893

    • DOI

      10.1021/acs.est.1c03201

    • 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] Spatiotemporal Distribution of Hydrophobic Organic Contaminants in Spiked-Sediment Toxicity Tests: Measuring Total and Freely Dissolved Concentrations in Porewater and Overlying2021

    • 著者名/発表者名
      Kyoshiro Hiki, Fabian Christoph Fischer, Takahiro Nishimori, Haruna Watanabe, Hiroshi Yamamoto, Satoshi Endo
    • 雑誌名

      Environmental Toxicology and Chemistry

      巻: 40 号: 11 ページ: 3148-3158

    • DOI

      10.1002/etc.5199

    • 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] Effective exposure of chemicals in in vitro cell systems: A review of chemical distribution models2021

    • 著者名/発表者名
      Susana Proenca, Beate I. Escher, Fabian Christoph Fischer, Ciaran Fisher, Sebastien Gregoire, Nicky J. Hewitt, Beate Nicol, Alicia Paini, Nynke I. Kramer
    • 雑誌名

      Toxicology in Vitro

      巻: 73 ページ: 105133-105133

    • DOI

      10.1016/j.tiv.2021.105133

    • 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
  • [学会発表] Passive Dosing with Biocompatible Polyethylene Meshes to Control Exposure and to Measure Toxicity and Bioaccumulation in H. azteca Water-Only Tests2021

    • 著者名/発表者名
      Fabian Christoph Fischer, Kyoshiro Hiki, Satoshi Endo
    • 学会等名
      SETAC North America 42nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Revealing the mechanisms underlying temporal and spatial exposure variability in sediment toxicity tests2021

    • 著者名/発表者名
      Fabian Christoph Fischer, Kyoshiro Hiki, Satoshi Endo
    • 学会等名
      29th Symposium of Environmental Chemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Bioavailability of organic micropollutants in cell-based bioassays2021

    • 著者名/発表者名
      Fabian Christoph Fischer
    • 学会等名
      Wasser 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mind the Gap: Modelling Pore and Overlying Water Concentrations in Sediment Contact Assays Using Kinetic Chemical Fate Modelling2020

    • 著者名/発表者名
      Fischer F., Hiki K., Endo S.
    • 学会等名
      SETAC North America 41st Annual Meeting (SciCon2)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Does the Pore Water Free Concentration Explain Everything in Sediment Contact Assays with Hydrophobic Organic Chemicals? SETAC North America 41st Annual Meeting (SciCon2)2020

    • 著者名/発表者名
      Endo S., Hiki K., Fischer F., Watanabe H., Yamamoto H., Nakajima F.
    • 学会等名
      SETAC North America 41st Annual Meeting (SciCon2)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] ラボからフィールドへ--底質毒性試験における化学物質曝露の解明

    • URL

      https://www.nies.go.jp/subjects/2021/25718_fy2021.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-07-30   更新日: 2024-03-26  

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