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2019 年度 実績報告書

独自型サイクロン装置によるインドと中国のエアロゾルの大量捕集とその生体有害性評価

研究課題

研究課題/領域番号 17H04480
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

奥田 知明  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30348809)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードサイクロン / 粒子状物質 / 有害性評価 / エアロゾル / 環境分析 / 大気汚染防止・浄化 / 環境質定量化・予測 / 生物由来物質
研究実績の概要

近い将来、人間の早期死亡をもたらす最大の環境要因は大気汚染となり、その中でも特に粒子状物質(エアロゾル)によるものが最も深刻となることが予測されている。特に世界人口の約6割を占めるアジア地域において、人間の生活の質に直結する呼吸器系や免疫系に対する粒子状物質のリスクに係る信頼性の高い科学的知見の蓄積が求められている。本研究では、申請者が独自に開発したサイクロン式大気粒子状物質大量採取装置により得られた粒子中の化学分析と生体有害性評価実験を行い、インド・中国・日本における結果を相互に比較することで、各地域特有の粒子状物質による有害性発現メカニズム解明のキーポイントを明らかにすることを目的とする。令和元年度は、インド・中国・日本において採取されたエアロゾルの分析を進めた。

西安交通大学(中国・西安市)に独自型サイクロンサンプラーを設置し、PM2.5試料の採取を行った(大気吸引流量1,200 L/min、吸引期間 約2週間)。前年度までに装置の設置を完了したインドと日本を加えた各試料につき、炭素成分および水溶性イオン成分と元素成分の分析を行った。

粒子の化学成分分析の結果、水溶性イオン成分においては、日本の試料はインド・中国に比べて有意に高いナトリウムイオン濃度を示し、インドの試料は、日本・中国と比べて有意に低い硝酸イオン・硫酸イオン・ナトリウムイオン・マグネシウムイオン濃度を示した。アンモニウムイオンとカルシウムイオンに関しては中国に対してのみ有意に低い値を示した。中国試料は、日本試料・インド試料と比べて有意に高い硫酸イオン・硝酸イオン・アンモニウムイオン・カルシウムイオンを示した。金属成分に関しては、インドの粒子状物質が日本と比べて、マグネシウム・チタン・バナジウムの濃度が有意に高かった。一方、アルミニウム・リン・硫黄・塩素・クロム・マンガン・鉄・銅・亜鉛は有意に低かった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 西安交通大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      西安交通大学
  • [国際共同研究] インド国立物理学研究所(NPLI)(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      インド国立物理学研究所(NPLI)
  • [雑誌論文] サイクロン法で採取された粒子状物質中CrのXAFSによる化学状態解析2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤 克知、奥田 知明、長谷川 就一、西田 千春、原 圭一郎、林 政彦
    • 雑誌名

      大気環境学会誌

      巻: 55 ページ: 27~33

    • DOI

      10.11298/taiki.55.27

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Ambient PM2.5 Collected Using Cyclonic Separator from Asian Cities on Human Airway Epithelial Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Chowdhury Pratiti H.、Honda Akiko、Ito Sho、Okano Hitoshi、Onishi Toshinori、Higashihara Makoto、Okuda Tomoaki、Tanaka Toshio、Hirai Seitarou、Takano Hirohisa
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 19 ページ: 1808~1819

    • DOI

      10.4209/aaqr.2019.01.0016

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Factors responsible for the biological responses of exposure to atmospheric fine and coarse particles collected by cyclone in three Japanese cities2019

    • 著者名/発表者名
      Okuda, T., Goto, T., Takano, H., Honda, A., Onishi, T., Tanaka, M., Hasegawa, S., Kameda, T., Tohno, S., Hayashi, M., Hara, K., Nishita-Hara, C., Inoue, K.
    • 学会等名
      11th Asian Aerosol Conference (Hong Kong, China)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of PM2.5 chemical composition collected with cyclone and filter2019

    • 著者名/発表者名
      Katori, T., Shishido, D., Okuda, T.
    • 学会等名
      11th Asian Aerosol Conference (Hong Kong, China)
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical Analysis and DTT Assay of Powder Form of Atmospheric Particulate Matter Collected by Cyclone in India and Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Jiaxin Chen, Tomoaki Okuda
    • 学会等名
      11th Asian Aerosol Conference (Hong Kong, China)
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical speciation of chromium in atmospheric particulate matter collected with filter and cyclone by XAFS method2019

    • 著者名/発表者名
      Saito, K., Okuda, T.
    • 学会等名
      11th Asian Aerosol Conference (Hong Kong, China)
    • 国際学会
  • [学会発表] CYCLEX: Cyclone Collection of Particulate Matter Followed by Exposure Experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okuda, Takaaki Goto, Hirohisa Takano, Akiko Honda, Toshinori Onishi, Michitaka Tanaka, Shuichi Hasegawa, Takayuki Kameda, Susumu Tohno, Chiharu Nishita-Hara, Keiichiro Hara, Masahiko Hayashi, Kozo Inoue
    • 学会等名
      American Association for Aerosol Research 37th Annual Conference (Portland, Oregon, USA)
  • [学会発表] Improvement of Cyclone Sampler and Its Performance for Chemical Composition and Toxicity Measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Katori, Ayumi Iwata, Daiki Shishido, Yoshihiro Terui, Tomoaki Okuda
    • 学会等名
      American Association for Aerosol Research 37th Annual Conference (Portland, Oregon, USA)
  • [学会発表] インドと日本におけるエアロゾルの大流量捕集と粒子のDTT 酸化能の測定2019

    • 著者名/発表者名
      陳嘉欣, 照井凱大, 奥田知明, Shankar G. Aggarwal
    • 学会等名
      第36回エアロゾル科学・技術討論会(広島大学・広島県東広島市)
  • [学会発表] 小型サイクロンによる大気中微小粒子状物質の捕集と有害性評価2019

    • 著者名/発表者名
      香取拓也, 岩田歩, 完戸大輝, 照井凱大, 奥田知明
    • 学会等名
      第36回エアロゾル科学・技術討論会(広島大学・広島県東広島市)
  • [学会発表] 神奈川・埼玉・福岡でサイクロン採取された粒子状物質中 Cr の XAFS による化学状態解析2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤克知,奥田知明,長谷川就一,西田千春,原圭一郎,林政彦
    • 学会等名
      第60回大気環境学会年会(東京農工大学・東京都府中市)
  • [備考] 環境化学研究室 | 研究内容 | ハイライト【粒子状物質の有害性評価】

    • URL

      https://www.applc.keio.ac.jp/~okuda/research/theme/toxicity.html

  • [備考] 大気粒子の物理化学特性解明と曝露実験による生体有害性評価

    • URL

      https://www.st.keio.ac.jp/education/research/me201803.html

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公開日: 2021-01-27  

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