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統計的因果推論による多種化学物質の生態リスク評価手法の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 21J01394
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分63040:環境影響評価関連
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

竹下 和貴  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード化学物質 / 生態リスク / 河川生態系 / ベイズ統計モデリング / 因果推論
研究開始時の研究の概要

本研究では、最初に、国内5つのデータベースに保存されている20年以上に亘る河川環境モニタリングデータを、地理情報システムソフトウェア及び河川環境データの空間結合に関する特許技術を用いて空間的に結合することで、大規模データセットを構築する。そして、その河川調査ビッグデータに対して統計的因果推論の手法を適用することで、20種類以上の化学物質(重金属類及び農薬類)の曝露に対する底生動物の各分類群の感受性の高さを網羅的に評価し、さらに各化学物質の種の感受性分布(多数の分類群の感受性(毒性値)を累積確率分布で表現したもの)を推定することで、各物質の水質環境基準値の妥当性を評価する。

研究実績の概要

今年度は,国内5つのデータベースに保存されている20年以上に亘る河川環境モニタリングデータの空間結合に向けて,河川環境データベースの底生動物及び魚類の採集データ,及び水環境総合情報サイトの公共用水域水質データの整理を行った.整理作業は,生物データを雑然データから整然データに再構成する作業や非公開情報の問い合わせ・追加収集作業に想定以上の時間を要したものの,おおむね順調に進行した.生物データについては,2006-2017年度までのデータの整理が完了した.水質データについては,2006-2009年度までのデータの整理が完了した.今後はさらにデータベースの情報をの整理・統合を進め,重金属類及び農薬類の種の感受性分布の推定を行うある.また今後の種の感受性分布の推定作業に向けて,微小プラスチック粒子の生態毒性を例に,有害性データ間の,試験に用いたプラスチック粒子の粒径の違いなどを定量的に考慮できるような種の感受性分布の推定手法の開発を行った.手法の開発にあたっては,階層ベイズモデルの技術を用いた.今回開発したモデルを用いたケーススタディ(微小プラスチック粒子の生態毒性に関する種の感受性分布)では,有害性データ間の微小プラスチック粒子の特徴等を定量的に考慮できていない従来の種の感受性分布の推定手法では,用いるデータセットの特徴(例えば,淡水での試験データと海水での試験データの比率)に依存してHC5値が大きく変動することが明らかとなった.今後は,より大きな有害性データセットに対して今回開発したHSSDモデルを適用することにより,微小プラスチック粒子の生態リスク評価の高度化に資することを目指す.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

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 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Illustrating a Species Sensitivity Distribution for Nano‐ and Microplastic Particles Using Bayesian Hierarchical Modeling2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Kazutaka M.、Iwasaki Yuichi、Sinclair Thomas M.、Hayashi Takehiko I.、Naito Wataru
    • 雑誌名

      Environmental Toxicology and Chemistry

      巻: 41 号: 4 ページ: 954-960

    • DOI

      10.1002/etc.5295

    • 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] What do we want to estimate from observational datasets? Choosing appropriate statistical analysis methods based on the chemical management phase2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Kazutaka M.、Hayashi Takehiko I.、Yokomizo Hiroyuki
    • 雑誌名

      Integrated Environmental Assessment and Management

      巻: - 号: 5 ページ: 1414-1422

    • DOI

      10.1002/ieam.4564

    • 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] 哺乳類研究における非実験データセットに対する回帰分析の適用について2022

    • 著者名/発表者名
      竹下 和貴、林 岳彦、横溝 裕行
    • 雑誌名

      哺乳類科学

      巻: 62 号: 1 ページ: 69-79

    • DOI

      10.11238/mammalianscience.62.69

    • NAID

      130008158659

    • ISSN
      0385-437X, 1881-526X
    • 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
  • [学会発表] ベイズ構造時系列モデルを用いた多摩川上流域におけるpHの長期変動の評価2022

    • 著者名/発表者名
      竹下和貴, 岩崎雄一
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日本全国の河川における水質測定地点(環境基準点)の物理化学的特徴に基づく分類2022

    • 著者名/発表者名
      岩崎雄一, 小林勇太, 末森智美, 竹下和貴, 梁政寛
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Developing a species sensitivity distribution for nano- and microplastic particles by using Bayesian hierarchical modeling2021

    • 著者名/発表者名
      Takeshita, K. M., Y. Iwasaki, T. M. Sinclair, T. I. Hayashi, W. Naito
    • 学会等名
      SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) North America 42nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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