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2011 年度 実績報告書

次世代舶用燃料からの排ガス粒子状物質が海洋生態系に及ぼす影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 22656200
研究機関神戸大学

研究代表者

岡村 秀雄  神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 教授 (90253020)

研究分担者 段 智久  神戸大学, 大学院・海事科学研究科, 准教授 (80314516)
藤田 浩嗣  神戸大学, 大学院・海事科学研究科, 教授 (60199338)
キーワード有機溶媒可溶画分 / 多環芳香族炭化水素 / 水可溶画分 / 硫酸イオン / ジャトロファ / ジメチルエーテル / 変異原性 / 生態毒性
研究概要

次世代燃料を用いた船舶ディーゼルエンジンからの排ガスの粒子状物質(SDEP)が海洋生態系に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。異なる燃料からのSDEPの水不溶性画分(有機溶媒可溶画分:SOF)に含まれる多環芳香族炭化水素(PAH)およびニトロ PAH(NPAH)、および水溶性画分に含まれるイオン性物質を定量するとともに、SOFの変異原性を評価した。
1.SDEP試料:4種類の供試燃料油(1)ジャトロファ油、(2)ジャトロファ油に水をエマルジョン添加した燃料、(3)C重油、(4)C重油にジメチルエーテル(DME)を添加した燃料を用い、エンジン負荷率を4段階として排ガスを発生させ、3回の繰返し実験によりフィルター上にSDEP試料を得た。1枚のフィルターを4等分し、1/4枚を有機溶媒抽出してHPLCにより3分画してSOF試料とし、PAH,NPAHを測定し、変異原性を評価した。また1/4枚を水抽出してイオン性物質を測定した。PM排出量を燃料ごとに比較すると(1)より(2)の方が低く、(3)より(4)の方が低く、所期の予想通りだった。
2.SDEPに吸着する有機溶媒可溶成分:ジャトロファ油および水エマルジョン燃料からのSOF試料には、NPAHとしては1ニトロピレンのみが検出された。ジャトロファ油および水エマルジョン燃料からの水抽出試料には、濃度が高い順に、亜硝酸イオン>硝酸イオン>硫酸イオンが検出された。
3.SOFの変異原性評価:HPLCで3分画したSOF試料について、ウムラックATにより評価した。ジャトロファ油および水エマルジョン燃料では、いずれの画分にも変異原性は認められなかった。これに対して、C重油およびDME添加C重油では、C重油からの画分2と3に直接変異原性および間接変異原性が認められたので、NPAHとの関連性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実機エンジンを用いてのSDEP試料の調製が予定よりもやや遅れたので、化学分析および生物評価が遅れたため。

今後の研究の推進方策

最終年度に向けて、早めにSDEP試料を採取、調製し、化学分析および生物評価に取り組むこととする。
また、分析用のフィルターが室内大気によって汚染されていた可能性が高かったので、フィルターを使用直前まで厳密に個別包装するなどの対策をとり、十分に注意して分析、解析する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] PM充電器と静電水スクラバによるNOx,PMの低減-スクラバ水滴挙動によるPM捕集効率の変化-2012

    • 著者名/発表者名
      高山敦好
    • 雑誌名

      環境技術

      巻: 141 ページ: 90-96

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combustion and Emission Characteristics of Diesel Engine by Mixing DME and Marine C Heavy Fuel Oil2011

    • 著者名/発表者名
      Ryu, Y., Dan, T., Mizukura, M., Asano, I.
    • 雑誌名

      9th International Symposium on Marine Engineering (ISME Kobe 2011)

      巻: D2-1 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combustion Characteristics of Water Emulsified Jatropha Curcas Oil in Variation of Water Droplet Distribution2011

    • 著者名/発表者名
      Shikimi, K., Dan, T., Asano, I. Hashimoto, M.
    • 雑誌名

      9th International Symposium on Marine Engineering (ISME Kobe 2011)

      巻: D2-3 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオ燃料のディーゼルエンジンにおける有効利用2011

    • 著者名/発表者名
      段智久
    • 雑誌名

      日本航海学会誌Navigation

      巻: 第177号 ページ: 52-57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 石炭油燃焼による排出PMの低減について-2段燃焼の効果2011

    • 著者名/発表者名
      西田修身
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 46 ページ: 142-147

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion beam analyses of particulate matter in exhaust gas of a ship diesel engine2011

    • 著者名/発表者名
      Furuyama, Y.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments & Methods in Physics Research B

      巻: 269 ページ: 3063-3066

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオ燃料の燃焼特性-ディーゼルエンジンにおける植物油の利用2011

    • 著者名/発表者名
      段智久
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 47 ページ: 51-58

  • [学会発表] Kinematic Viscosity Measurement of DME and Bunker Oil Blended Fuel for Diesel Engine Application2012

    • 著者名/発表者名
      Dan, T.
    • 学会等名
      8th KSME-JSME Thermal and Fluid Engineering Conference, FR02-004
    • 発表場所
      Incheon、Korea
    • 年月日
      20120318-20120321
  • [学会発表] Environmental Safeguards with Using Alternative Fuel in Diesel Engine2011

    • 著者名/発表者名
      Dan, T.
    • 学会等名
      5th PAAMES ISC Meeting and Forum "Green Maritime Engineering Innovations", pp.1-17
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan(招待講演)
    • 年月日
      20111210-20111212
  • [学会発表] 水エマルジョン化ジャトロファ油のディーゼル燃焼2011

    • 著者名/発表者名
      色見晃輔
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会講演会論文集,13,2011K-OS-10,pp.321-324
    • 発表場所
      神戸市産業振興センター(兵庫県)
    • 年月日
      20111115-20111116
  • [学会発表] PM充電器と静電水スクラバによるNOx,PMの低減-スクラバ水滴挙動によるPM捕集効率の変化-2011

    • 著者名/発表者名
      高山剛敦
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会講演会論文集,13,K-OS-9
    • 発表場所
      神戸市産業振興センター(兵庫県)
    • 年月日
      20111115-20111116
  • [学会発表] Engine Performance Analysis of Two Stage Injection Diesel Engine by Numerical Simulation Code HIDECS2011

    • 著者名/発表者名
      Asa, S.
    • 学会等名
      9th International Symposium on Marine Engineering (ISME Kobe 2011), Al-3, pp.1-5
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県)
    • 年月日
      20111017-20111021
  • [学会発表] Can Dimethyl Ether Diminish Environmental Impacts of Diesel Exhaust Particulates from Marine Diesel Oil?2011

    • 著者名/発表者名
      Okamura, H.
    • 学会等名
      9th International Symposium on Marine Engineering (ISME Kobe 2011), C5-3, pp.1-4
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県)
    • 年月日
      20111017-20111021
  • [学会発表] DME-C重油混合燃料のディーゼルエンジンにおける排気および燃焼特性2011

    • 著者名/発表者名
      段智久
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会講演会論文集,12,2011S-OS1-8,pp.21-24
    • 発表場所
      福岡県中小企業振興センター(福岡県)
    • 年月日
      20110519-20110520
  • [学会発表] Pollution Formation from the Combustion of Coal Fuel and Coal Emulsion Fuel2011

    • 著者名/発表者名
      Kartika, K.H.
    • 学会等名
      Proceeding of International Maritime-Port Technology and Development (MTEC), pp.93-99
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20110413-20110415
  • [学会発表] Exhaust Emission Improvement in Diesel Engine by Using Alternative Fuels2011

    • 著者名/発表者名
      Dan, T.
    • 学会等名
      Exchange Seminar on Research Topics-Additional Meeting of the World NAOE Forum, pp.1-2
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] ディーゼル排気微粒子の環境毒性に及ぼすDMEの添加効果2011

    • 著者名/発表者名
      沢本拓也
    • 学会等名
      第81回マリンエンジニアリング学術講演論文集, pp.49-50
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都)
    • 年月日
      2011-05-24

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公開日: 2013-06-26  

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