| 研究課題/領域番号 |
25620143
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
大木 章 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (20127989)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 火山降灰 / 桜島 / 多環芳香族炭化水素 / 越境汚染 |
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| 研究概要 |
15種の多環芳香族炭化水素（PAH）を含む標準溶液を用いて、HPLC-蛍光検出器（FLD）の最適条件の検討を行い、カラムや流速等の条件を確立した。桜島火山の噴火に伴う降灰の採取を行い、降灰試料を水洗および乾燥後、ジクロロエタンを用いるソックスレー抽出を行った。得られた抽出液中に含まれる多環芳香族炭化水素（PAH）をHPLC-蛍光検出器（FLD）により分析を行った。比較的低沸点の2-3環PAH類は、溶媒転換操作等の間に揮散してしまう可能性があるので、これを回避する方法を検討した。
降灰試料中に含まれる15種のPAHの総濃度は500-600 ng/gであり、ナフタレン、アセナフテン、フルオレン、フェナントレンなどの2-3環PAHが90％以上をしめた。降灰試料の採取は建物（4-5階）屋上で行ったが、比較として付近の交通量のある道路脇土壌の分析も行った。このような土壌中のPAH総濃度は100 ng/g以下であり、また2-3環PAHの割合は30-40％であり、それ以外は4-6環PAHであった。すなわち、土壌中に含まれるPAHは主として自動車排気ガスが起源と考えられるが、降灰中に含まれるPAHは異なった由来と推察され、今後の検討が必要である。
試料中に含まれるPAHの中には分子量が同一の異性体が存在し（ピレンとフルオランテンなど）、異性体存在比によって、石油燃焼由来か植物・石炭燃焼由来かを判別できる。降灰試料中に含まれるPAHは、土壌試料中のPAHよりも植物・石炭燃焼由来の傾向が大きく、石炭使用量の大きい中国等から飛来する越境汚染エアロゾルを吸着している可能性も示唆された。
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| 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
研究目的には、以下の2項目について記した。
１）桜島火山の降灰を採取し、吸着している多環芳香族炭化水素（PAH）の分析法を検討する。検出されたPAHの中で、越境汚染の人為起源PAH成分を判別・評価する方法を開発する。
２）研究期間にわたって降灰を採取し、PAHの組成変動を検討し、越境汚染の季節的変動や年次変動についての知見を得ることで、火山灰が汚染物質捕集材として機能することを証明する。
平成25年度は項目１）を中心に検討した。降灰試料中に含まれるPAH類の分析法を検討し、ソックスレー抽出とHPLC-FLDにより正確に分析できることを明らかにした。また、同一分子量のPAHについて異性体存在比を調べることで、PAHが越境汚染由来かどうかを判別できる可能性を示した。すなわち、項目１）についてはほぼ達成したと考えられ、これは平成25年度の研究実施計画に記したとおりである。また、火山降灰中には2-3環PAHが多く含まれることを明らかにしたが、この事実はこれまでに報告されおらず、当初予想しなかった新知見である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、研究目的の項目２）も検討する。種々の時期や場所において桜島火山降灰を採取し、降灰中に含まれるPAHの種類や量の季節変動や採取場所による違いを検討する。また、越境汚染が比較的少なかったと考えられる1980年代に採取した降灰試料と現在の降灰試料との比較を行い、越境汚染由来のPAH種の判別を試みる。この知見と、上述した異性体比による燃料ソース（石油か石炭か）の判別の結果を組み合わせ、降灰中に含まれるPAH類において越境由来成分の特定を試みる。火山降灰中には比較的高濃度の2-3環PAHが含まれていることを明らかにしたが、これは自動車排ガス由来や越境汚染由来ではなく、火山噴火時にマグマ中に含まれる炭素等を起源として生成したと考えられるが、詳細は不明である。この事実は新しい知見であるので、採取時期や場所によってどのような変化するかを明らかにし、PAH起源の検討や環境に対する影響の考察を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
本年度は試料採取回数が少なく謝金を支出しなかったことで、若干の余りが生じた。
当該研究に必要な消耗品（薬品やガラス器具）の購入に使用する予定である。
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