多環芳香族炭化水素と大気浮遊微細鉱物の相互作用およびその運搬媒本の解明

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17340163
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 佐藤 努 金沢大学, 自然計測応用研究センター, 助教授 (10313636)
• 研究分担者: 早川 和一 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (40115267) ; 川西 琢也 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (80234087) ; 柏谷 健二 金沢大学, 自然計測応用研究センター, 教授 (30161029)
• キーワード: 黄砂 / 粘土鉱物 / 多環芳香族炭化水素 / エアロゾル

研究概要

平成17年度は、年間を通じたエアロゾルのサンプリングを実施し、エアロゾル中のPAH濃度の季節変化や粒径分布を調べ,黄砂によるPAHの長距離運搬の有無について検討した。また、温度・湿度コントロールが可能な反応セル(新規)を作成し、様々な温度・湿度条件における黄砂構成微細物質とPAHの反応実験を通して、黄砂構成微細物質表面が関与する輸送過程での反応や主要運搬媒体について考察した。その結果、サンプリング期間内において3回の黄砂現象が確認され、その内の1回では粗粒粒子フラクションにPAHの濃縮が認められた。細粒・粗流粒子フラクション中のPAHの変動パターン解析と黄砂現象が確認された時期における空気塊の軌跡(back trajectory)解析から、発生源(黄土高原)において元来PAHで汚染された土壌粒子が運搬されたことと、黄砂粒子がPAHの運搬媒体になりうることが明らかとなった。黄砂構成微細物質とPAH(モデルPAHとしてピレンを使用)の反応実験の結果からは、石英、αアルミナなどの酸化物に伴われるピレンは粘土鉱物やフミン酸に伴われるピレンに比べて分解速度が著しく速く、石英に吸着したピレンは3日後までにほとんどすべて分解されることが明らかとなった。また、その分解速度は高い相対湿度条件下ほど速く、その効果は特にαアルミナで著しかった。ほとんど全ての吸着媒体で、光照射によりピレンの分解促進効果が認められたが、粘土鉱物やフミン酸ではその影響は僅かであった。このように、酸化物表面に吸着したピレンは運搬過程で容易に分解されるのに対して、相対湿度や光照射の有無によって若干の影響を受けるものの、粘土鉱物やフミン酸に伴われるピレンは比較的安定に運搬されることが明らかとなり、粘土鉱物や鉱物に付着したフミン酸がPAHの長距離運搬媒体として作用するものと推察した。

研究成果

• [雑誌論文] Decompositon of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons(PAHs) on mineral surface under controlled relative humidity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tamamura S., Sato T., Ota Y., Tang N., Hayakawa K.
  • 雑誌名: Acta Geologica Sinica (in press)
• [雑誌論文] Mineralogical and geochemical constraints in arsenic mobility in a Philippine geothermal field. (2006)
  • 著者名/発表者名: Pascua C.S., Sato, T., Golla, G.U.
  • 雑誌名: Acta Geologica Sinica (in press)
• [雑誌論文] Competition Sorption of Plyrene on Wood Chars. (2006)
  • 著者名/発表者名: Wang, X., Sato, T., Xing, B.
  • 雑誌名: Environ.Sci.Technol. (in press)
• [雑誌論文] Damage to and recovery of coastlines polluted with C-heavy oil spilled from the Nakhodka (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, K., Nomura, M., Nakagawa, T., Oguri, S., Kawanishi, T., Toriba, A., Kizu, R., Sakaguchi, T., Tamiya, E.
  • 雑誌名: Water Reserch 40 ページ: 981-989
• [雑誌論文] Litter and Soil Carbon Dynamics Model in Arid Forest Ecosystems : Application to Sturt Meadows Experiments in Western Australia (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawanishl, T., Kumada, S., Hayashi, Y., Ogomori, K., Kobayashi, Y., Takahashi, N., Saito, M., Hamano, H., Kojima T., Yamada, K.
  • 雑誌名: Journal of Ecotechnology Research 12(in press)
• [雑誌論文] Seasonal Change of Gas/Particle Partitioning of Atmospheric Dioxins. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oka, H., Kakimoto, H., Miyata, Y., Yonezawa, Y., Niikawa, A., Kyudoh, H., Tang, N., Toriba, A., Kizu, R., Hayakawa, K.
  • 雑誌名: J Health Sci 52(in press)
• [雑誌論文] Atomic force microscopy study of montmorillonite dissolution under highly alkaline condition (2005)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, S., Kuroda, M., Sato, T.
  • 雑誌名: Clays Clay Mineral 53 ページ: 147-154
• [雑誌論文] Using a Surface Complexation Model to Predict the Nature and Stability of Nanoparticles (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, K., Sato, T.
  • 雑誌名: Environ.Sci.Technol. 39 ページ: 1250-1256
• [雑誌論文] Source identification, size distribution and indicator screening of airborne trace metals in Kanazawa, Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Wang, X., Sato, T., Xing, B., Tamamura, S., Tao, S.
  • 雑誌名: J.Aerosol Sci. 36 ページ: 197-210
• [雑誌論文] Health risks of heavy metals to the general public in Tianjin, China via consumption of vegetables and fish (2005)
  • 著者名/発表者名: Wang, X., Sato, T., Xing, B., Tao, S.
  • 雑誌名: The Science of the total environment 350 ページ: 28-37
• [雑誌論文] Arsenic-bearing smectite from the geothermal environment (2005)
  • 著者名/発表者名: Pascua C., Charnock J., Polya D., Sato T., Yokoyama S., Minato, M.
  • 雑誌名: Mineralogical Magazine 69 ページ: 897-906
• [雑誌論文] Adsorption and Desorption Behavior of Ammonium Ion on Expandable Illite・ (2005)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama S., Watanabe Y., Uno H., Tamura K., Sato T., Yamada H.
  • 雑誌名: Trans.Materials Res.Soc.Japan 30 ページ: 1045-1048
• [雑誌論文] Polycyclic aromatic hydrocarbons and nitropolycyclic aromatic hydrocarbons in urban air particulates and their relationship to emission sources in the Pan-Japan Sea countries. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tang, N., Hattori, T., Taga, R., Tamura, K., Kakimoto, H., Mishukov, V., Toriba, A., Kizu, R.Hayakawa, K.
  • 雑誌名: Atmos.Environ. 39 ページ: 5817-5826
• [雑誌論文] Evaluation of Estrogenic Activities of Hydroxylated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Cigarette Smoke Condensate. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kamiya, M., Toriba, A., Onoda, Yu., Kizu, R., Hayakawa, K.
  • 雑誌名: Food and Chemi.Toxi 43 ページ: 1017-1027
• [雑誌論文] Direct-Acting Mutagenicity of Extracts of Coal Burning-Derived Particulates and Contribution of Nitropolycyclic Aromatic Hydrocarbons. (2005)
  • 著者名/発表者名: Taga, R., Tang, N,.Hattori, T., Tamura, K., Sakai, S., Toriba, A., Kizu, R., Hayakawa, K.
  • 雑誌名: Mut.Res 581 ページ: 91-95
• [雑誌論文] Sorption and displacement of pyrene in soils and sediments
  • 著者名/発表者名: Wang, X., Sato, T., Xing, B.
  • 雑誌名: Environ.Sci.Technol. (in press)
• [雑誌論文] Mechanisms of alkaline buffering by peat and quantitative estimation of its buffering capacity
  • 著者名/発表者名: Kida Y., Mita Y., Fukushi K., Sato T.
  • 雑誌名: Landscape and ecological engineering (in press)
• [雑誌論文] Simultaneous determination of urinary hydrxylated metabolites of naphthalene, fluorine, phenanthrene, fluoranthene and pyrene as multiple biomarkers of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons.
  • 著者名/発表者名: Chetiyanukornkul, T., Toriba, A., Kameda, T., Tang, N., Hayakawa, K.
  • 雑誌名: Anal.Bioanal.Chem. (in press)
• [雑誌論文] Components of diesel exhaust particles differentially affect Th1/Th2 response in a murine model of allergic airway inflammation.
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, R., Takano, H., Inoue, K., Sakurai, M., Ichinose, T., Sadakane, K., Yoshino, S., Yamaki, K., Yoshikawa, T., Hayakawa, K.
  • 雑誌名: Clin.Exp.Allergy (in press)
• [図書] 東アジアモンスーン域の湖沼と流域 (2006)
  • 著者名/発表者名: 坂本充・熊谷道夫・柏谷健二 他(共著)
  • 総ページ数: 347
  • 出版者: 名古屋大学出版会