| 研究課題/領域番号 |
21K17903
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立環境研究所 |
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研究代表者 |
田中 厚資 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環領域, 研究員 (10896327)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | ナノプラスチック / 海洋プラスチック汚染 / 定量分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナノプラスチックによる汚染が世界的に進んでいる可能性が示唆されているが、未だ正確に定量する手法はなく、環境中での存在量は未解明の状況である。本研究では、環境試料中のナノプラスチックの正確で精度の高い定量分析法を開発する。申請者が開発した各ポリマーの球状ナノ粒子を用いることで、熱分解GC/MSを基礎とする分析法に、信頼性を評価する添加回収試験と、誤差等を補正する内部標準法の導入が可能となる。加えて、多種ポリマーが混在する試料からのポリマー分画法を開発し、熱分解GC/MSで分離の難しいポリマーについて、個別の定量を可能にする。最終的には、作成した手法を環境試料に適用し、実試料での実用性を確認する。
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| 研究実績の概要 |
内部標準法をナノプラスチックの定量分析に導入するために必要な安定同位体ラベルしたナノプラスチック粒子の作製に取り組んだ。重水素化ポリプロピレンの合成を外部研究機関との共同研究により行った。手法としては、重水素化プロピレンをメタロセン触媒によって重合し、懸濁溶液をメタノール100 mL/濃塩酸5 mLの混合溶液に滴下し、白色の粘性のあるポリマーを得た。デカンテーションでポリマーのみを得た後、メタノールで3回洗浄して重水素化ポリプロピレンを得た。得られたポリマーについては、13C NMRスペクトルとDSC（示差走査熱量測定）でポリプロピレンが合成されたことを確認した。その後、これを原料としてナノプラスチック粒子作製を検討した。合成した重水素化ポリプロピレンをそのまま用いると、細かい不定形の粒子が形成されるなど不純物による影響が考えられた。そのため、塩酸等を用いた洗いを検討し、ナノプラスチック粒子が作製できる条件を確立した。加えて、市販の重水素化ポリエチレンについても、上記の洗浄方法を適用することで粒子作製が可能になることを明らかにした。
熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析装置（GC/MS）を用いたナノプラスチックの定量手法に関しては、キュリーポイント式と加熱炉方式の加熱による熱分解装置での比較、ナノプラ粒子の分析用試料の調整と分析条件の検討を行った。上記で作製した安定同位体ポリマー粒子の検出が可能であること、通常のポリマー粒子と安定同位体ラベルポリマー粒子とで、検出される同位体の違いによる区別が可能であることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
定量分析に用いるための熱分解GC/MSの導入が遅れたため、機器分析の具体的な内容の検討については遅れがあるものの、ナノプラスチックの分析の信頼性を担保するための内部標準法の導入のための粒子作製が完了し、前処理等の検討に進んでいる。こうしたことから、全体としてはおおむね順調と評価する。
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| 今後の研究の推進方策 |
２０２３年度は、標準粒子を用いた分析法の開発、前処理におけるナノプラスチックのポリマーの分画、夾雑物の分離方法の検討を行う。具体的には、劣化させたプラスチックに物理的作用を加えることで、環境中で存在する形状、正常に近いナノプラスチック粒子を作製し、これを用いて、分析方法の妥当性、内部標準法による補正を用いた上での定量性の確認を行う。その後、環境試料への適用までを目標とする。
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