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2016 年度 実績報告書

光触媒による微小粒子状物質(PM2.5)の無害化

研究課題

研究課題/領域番号 26410198
研究機関東海大学

研究代表者

関根 嘉香  東海大学, 理学部, 教授 (50328100)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードPM2.5 / 光触媒 / 酸化能 / 酸化ストレス / 大気汚染 / 無害化 / 炭素 / ジチオトレイトール
研究実績の概要

微小粒子状物質(PM2.5)に含まれる酸化還元活性物質(キノン類等)は、生体細胞内で活性酸素の生成を促し、この活性酸素による酸化ストレスが、呼吸器疾患や心疾患等の健康障害を引き起こすと考えられている。本研究の目的は、光触媒によってPM2.5に含まれる酸化還元活性物質を分解し、無害化する技術を確立することである。
前年度までの研究成果に基づき、光触媒として酸化チタン(アナターゼ)を担持した石英繊維製フィルターを作製し、ハイボリウム・エアーサンプラーに装着し、屋外のPM2.5を捕集した。捕集後の試料に紫外線を照射したところ、PM2.5の重量減少と共に二酸化炭素の生成が認められ、PM2.5中の炭素成分が光触媒作用によって分解されていることがわかった。また紫外線照射に伴うPM2.5中の有機炭素(OC)および元素状炭素(EC)の量を測定したところ、光触媒は先にOCに作用し、次いでECを分解することがわかった。分解された全炭素(OC+EC)の物質量は、生成した二酸化炭素の物質量と同等であった。
次に、二酸化チタン担持フィルターに捕集したPM2.5の酸化能をジチオトレイトール(DTT)アッセイ法を用いて測定し、紫外線照射前後で比較した。PM2.5中の酸化還元活性物質は、DTTから酸素への電子伝達を触媒し、活性酸素の生成を促進する。DTTの消費速度は触媒活性に比例するので、残留DTTを比色分析すればPM2.5の酸化能を知ることができる。屋外で捕集したPM2.5試料はDTTを消費し、酸化能を有していたが、紫外線照射後ではDTT消費速度が有意に減少し、光触媒反応による無害化を確認することが出来た。尚、本研究では有害性評価の簡易迅速化を図るため、フローインジェクションアナリシス法に基づくDDTアッセイ系を開発して適用した。
本研究の成果により、光触媒反応によるPM2.5の無害化に成功した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ソフィア大学"St. Kl. Ohridski"(ブルガリア)

    • 国名
      ブルガリア
    • 外国機関名
      ソフィア大学"St. Kl. Ohridski"
  • [雑誌論文] Detoxification of Particulate Matter 2.5 (PM2.5) by photocatalyst supported on quartz fiber filter2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Misawa, Yuki Kumai, Yoshika Sekine
    • 雑誌名

      Environmental Technology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 光触媒を担持した石英繊維製フィルターによる微小粒子状物質(PM2.5)の無毒化2016

    • 著者名/発表者名
      三澤和洋, 熊井夕貴, 関根嘉香
    • 学会等名
      平成28年室内環境学会学術大会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2016-12-15 – 2016-12-16
  • [学会発表] フローインジェクション分析(FIA)を用いた微小粒子状物質(PM2.5)の酸化能の簡易迅速測定2016

    • 著者名/発表者名
      熊井夕貴, 三澤和洋, 関根嘉香
    • 学会等名
      平成28年室内環境学会学術大会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2016-12-15 – 2016-12-16
  • [学会発表] 光触媒を担持した石英繊維製フィルターによる微小粒子状物質(PM2.5)の無毒化2016

    • 著者名/発表者名
      三澤和洋, 熊井夕貴, 関根嘉香
    • 学会等名
      神奈川県ものづくり技術交流会
    • 発表場所
      神奈川県産業技術センター
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [学会発表] フローインジェクション分析(FIA)を用いた微小粒子状物質(PM2.5)の酸化能の簡易迅速測定2016

    • 著者名/発表者名
      熊井夕貴, 三澤和洋, 関根嘉香
    • 学会等名
      神奈川県ものづくり技術交流会
    • 発表場所
      神奈川県産業技術センター
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [学会発表] Detoxification of Particulate Matter 2.5 (PM2.5) by photocatalyst supported on quartz fiber filter2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Misawa, Yuki Kumai, Yoshika Sekine
    • 学会等名
      17th IUAPPA World Clean Air Congress and 9th CAA Better Air Quality Conference
    • 発表場所
      Busan Exhibition and Convention Center, Korea
    • 年月日
      2016-08-28 – 2016-09-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple and rapid measurement of oxidative potential of PM2.5 by DTT assay employing Flow Injection Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kumai, Kazuhiro Misawa, Yoshika Sekine
    • 学会等名
      17th IUAPPA World Clean Air Congress and 9th CAA Better Air Quality Conference
    • 発表場所
      Busan Exhibition and Convention Center, Korea
    • 年月日
      2016-08-28 – 2016-09-02
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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