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2020 年度 実績報告書

海水中ナノプラスチックの限外濾過法による捕集と化学的手法による同定・特徴づけ

研究課題

研究課題/領域番号 19K22906
研究機関東京農工大学

研究代表者

高田 秀重  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70187970)

研究分担者 小川 浩史  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (50260518)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワード限外ろ過 / 溶媒抽出 / ゲルクロマトグラフィー / 熱分解GC-MS / ポリスチレン
研究実績の概要

海水中のナノプラスチックの測定法を検討し、実際の海水に適用した。以下確立した手順を示す。
海水を20Lのステンレス製蓋付きバケツ5本に採水し、研究室に車で輸送後、窒素ガス加圧型ステンレス製大型ろ過器でガラス繊維ろ紙GF/Fでろ過し、ろ液100Lを得た。ろ液をUFラボモジュールに中空糸膜(APH-1013D公称分画分子量50000)を装着し、600mL/minの流速で合計24時間海水を循環させ、コロイド粒子を約500 mLまで濃縮、脱塩を行った。さらに凍結乾燥を行い、100mL程度に濃縮した。
コロイド濃縮液に過酸化水素水を加え、有機物の酸化分解を行った。さらに、水酸化カリウム溶液を加えて、有機物の加水分解を行った。有機物分解処理を施したコロイド濃縮水溶液を分液ロートに移し、ヨウ化ナトリウム飽和溶液とヘキサンを加え、1分間振とう後、ヘキサン層を捕集した。ヘキサン層を濃縮し、テトラヒドロフランに転容した。この溶液をShodex社製CLNpakPAE-2000(20 mm i.d. x 300 mm)ゲルクロマトグラフカラムに流速4 mL/minで通し、0 - 12分の画分をポリマー画分として捕集した。分画位置は予めポリスチレンのキャリブレーションキットと紫外線検出器などを使って決定しておいた。
ポリマー画分は50 uLまで濃縮後、20uLを錫カップに分取し、溶媒を乾燥させた後、熱分解GC-MSに注入した。熱分解装置は摂氏700度に加熱し、ポリマーの分解を行った。m/z=91でスチレントリマーを、m/z=57でアルカンをモニターし、それぞれポリスチレンとポリエチレンの測定を行った。東京湾海水中からポリスチレンは検出されたが、ブランクと同等であり、有意ではなかった。一方、アルカンのピークはほとんど検出されなかった。ポリエチレンのヘキサンへの溶解度が低いことが原因と考えられた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] マイクロプラスチック汚染研究の現状と課題2021

    • 著者名/発表者名
      大塚佳臣、高田秀重、二瓶泰雄、亀田豊、西川可穂子
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 44 ページ: 35-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microplastics in urban wastewater and estuarine water: Importance of street runoff2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiura, M., Takada, H., Takada, N., Mizukawa, K., Tsuyuki, S., Furumai, H.
    • 雑誌名

      Environmental Monitoring and Contaminants Research

      巻: 1 ページ: 54-65

    • DOI

      10.5985/emcr.20200006

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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