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2011 年度 実績報告書

個体群理論に基づく銀ナノ粒子の水環境生態リスク評価

研究課題

研究課題/領域番号 23310026
研究機関東洋大学

研究代表者

柏田 祥策  東洋大学, 生命科学部, 教授 (20370265)

研究分担者 立田 晴記  琉球大学, 農学部, 准教授 (50370268)
長坂 征治  東洋大学, 生命科学部, 准教授 (60534013)
廣津 直樹  東洋大学, 生命科学部, 准教授 (40584389)
坂本 正樹  富山県立大学, 工学部, 講師 (20580070)
清水 和哉  東洋大学, 生命科学部, 助教 (10581613)
キーワード活性汚泥 / 水生植物 / 藻類 / 動物プランクトン / メダカ / 銀ナノコロイド / 毒性
研究概要

(1)活性汚泥への影響:下水処理場から採取した活性汚泥およびOECDに指定の人工排水に銀ナノコロイド(SNC)を最大終濃度1mg/Lとなるように添加したところ,処理能の阻害はみられなかった。しかし,SNC由来の銀イオンのみの影響を解析したところ処理能の阻害がみられ,処理能阻害は銀イオンによるものと強く推測された。
(2)水生植物への影響:イネの発芽中に銀ナノコロイドを処理して発芽率を調べた結果,SNC濃度10mg/Lまで正常に発芽した。次にイネを発芽させた後,SNCを含む水耕液で5週間栽培し,葉と根の生育量を調べた。SNCO.1mg/L以上で濃度依存的に葉および根の伸長が阻害された。特に根のNH4+の吸収速度が低下していた。
(3)藻類への影響:ムレミカヅキモへのSNCの毒性(EC50)は55ppb(Ag濃度)であった。光条件を明暗周期(L14/D10)に変更して培養した場合には,生育阻害率の低下が観察され,連続照明条件下ではSNCの毒性が強化されていることが示唆された。また培養の初期生物量の増加によって阻害率が低下していた。また光電子伝達系IIが阻害されていた。
(4)動物プランクトン群集への影響:SNCと硝酸銀を用いてミジンコ急性遊泳阻害試験(Daphnia magna,Daphnia galeata,Bosmina longirostris)を行った結果,D.g.とB.lが高い感受性を示した。またEC50がSNCで硝酸銀よりも3-5倍高かったので毒性の直接原因がSNCではなく銀イオンであると推察された。それぞれの物質についてはEC50(遊泳阻害)濃度でも内的自然増加率に影響がなかった。
(5)メダカへの影響:銀イオン曝露区において,メダカ飼育液(ERM)を使用した胚では,心拍数低下,孵化遅延,および胚の発達阻害が確認された。SNC曝露区において,ERMを使用した場合,pH4では心拍数の低下および孵化遅延が確認され,銀に対して最も高い生物濃縮性を示した。pH7およびpH9においても心拍数の低下が確認された。

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

(1)活性汚泥への影響:現在銀の化学分析を行っている以外は当初の予定通り。(2)水生植物への影響:イネを用いた影響結果は着実に進んでいる。現在共焦点レーザー顕微鏡および電子顕微鏡を用いた研究を行っている。(3)藻類への影響:予定通り進展している。(4)動物プランクトン群集への影響:現在,阻害影響研究から生命表データの取得がほぼ完了しつつある。(5)メダカへの影響:塩濃度,pHなどを変化させた場合の影響などについて,物理化学的方面からも,多角的に検討を行っている。

今後の研究の推進方策

銀イオンのみを解離する銀ナノ粒子固相化プレート(SNPP)の性能試験が終了していることから,今後は銀イオンのみの毒性評価が可能になり,銀ナノコロイド(SNC)の毒性および解離する銀イオン分析結果から,SNCと銀イオンの毒性をそれぞれ評価することが可能になると期待される。さらに,共焦点レーザー顕微鏡を用いた影響の可視化および電子顕微鏡を用いた銀分布の可視化などを行う予定である。平成24年度は国際誌への投稿論文を積極的に行う。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] GENETIC VARIANCE OF TOLERANCE AND THE TOXICANT THRESHOLD MODEL2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y, Mano H, Tatsuta H
    • 雑誌名

      Environmental Toxicology and Chemistry

      巻: 31 ページ: 813-818

    • DOI

      10.1002/etc.1753

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carcass Decoration Changes Web Structure and Prey Capture Rate in an Orb-Web Spider, Cyclosa mulmeinensis (Araneae, Araneidae)2012

    • 著者名/発表者名
      Kondo S, Tatsuta H, Tsuji K
    • 雑誌名

      Journal of Insect Behavior

      巻: (in press)

    • DOI

      10.1007/s10905-012-9319-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An analysis of mutualistic interactions between exotic ants and honeydew producers in the Yanbaru district of Okinawa Island, Japan2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H, Ohnishi H, Tatsuta H, Tsuji K
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 26 ページ: 931-941

    • DOI

      10.1007/s11284-011-0851-2

    • 査読あり
  • [学会発表] メダカ初期生活段階に及ぼす銀ナノ粒子の影響2012

    • 著者名/発表者名
      有吉理, 丹羽拓人, 竹井弘之, 柏田祥策
    • 学会等名
      第46回日本水環境学会本会
    • 発表場所
      東洋大学白山第2キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-03-14
  • [学会発表] メダカ受精胚を用いた銀ナノ粒子の毒性研究2012

    • 著者名/発表者名
      仲亀雄哉, 丹羽拓人, 竹井弘之, 長坂征治, 柏田祥策
    • 学会等名
      第46回日本水環境学会本会
    • 発表場所
      東洋大学白山第2キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-03-14
  • [学会発表] Silver Nano-Toxicity and Biological Effects are Dependent on Cation Contents and pH in Tested Water2011

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nakagame, Takuto Niwa, Tadashi Ariyoshi, Seiji Nagasaka, Hiroyuki Takei, Shosaku Kashiwada
    • 学会等名
      9th International Symposium on Bioscience and Nanotechnology
    • 発表場所
      東洋大学川越キャンパス(埼玉県)
    • 年月日
      2011-12-10
  • [学会発表] Malformations and toxicity mechanism of silver nanoparticles in the medaka fish embryo model2011

    • 著者名/発表者名
      Shosaku Kashiwada
    • 学会等名
      International Conference on Futuristic Science & Technology in Frontier Area & 2nd Annual Conference of Indian JSPS Alumni Association
    • 発表場所
      Thiruvananthapuram, Kerala, India(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-06
  • [学会発表] A Novel Method for Testing of Ag+ Toxicity from Silver Nanoparticles for Fish Embryos2011

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nakagame, Seiji Nagasaka, Tadashi Ariyoshi, Takuto Niwa, Hiroyuki Takei, Shosaku Kashiwada
    • 学会等名
      Society of Environmental Toxicology and Chemistry Europe 21st Annual Meeting
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 年月日
      2011-05-17
  • [備考] 水資源研究グループウェブサイト

    • URL

      http://www.aqua-env.org/?lang=japanese

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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