2020 Fiscal Year Annual Research Report
Source Tracking and Prediction of Environmental Fate of Microplastics on Urban Water Cycle
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19H00783
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 周平 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (00378811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 秀重 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70187970)
古米 弘明 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40173546)
鈴木 裕識 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 研究員 (20762272)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マイクロプラスチック / 水循環系 / 路面粉塵 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
LDIRケミカルイメージングシステムを用いて10μmのマイクロプラスチック分析の効率化を図った。京都市内の河川において雨天時の微小MPsの連続調査を実施し、ファーストフラッシュによるMPsの洗い流しを確認した。パルセータ型およびドラム型洗濯機による家庭用衣類からの繊維状マイクロプラスチックの排出量実験を行い、MPFsの排出特性を明らかにした。
世田谷区において採取した道路塵埃と道路排水用の雨水浸透施設内の堆積物を対象として、分離離回収時におけるマイクロプラスチック回収率（200μm程度のMP粒子）の確認するとともに、実体顕微鏡観察とATR-FTIR分析を用いた分析の手順を確立した。また、世田谷区谷沢川流域における雨水浸透施設設置状況や土地利用について、地理情報システムによるマッピングを完了させて、都市雨水流出モデルの構築の準備を進めた。
10 um-5 mmのマイクロプラスチックの顕微FTIRによる分析法を確立し、それを用いて未処理下水、二次処理水、高速道路排水、晴天時ならびに雨天時の河口域海水中MPの分析を行った結果を解析し、都市水域へのMPの負荷源としての道路排水の重要性を明らかにし、その結果を国際学術誌Environmental Monitoring and Contaminants Researchに投稿し、受理されJ-stageに掲載された。道路排水の種類と数を増やすため、高速道路排水と共に一般道路排水の採取地点を探索・決定し、8回の降雨について採水を行い、分析中である。
繊維状マイクロプラスチックの検出方法として開発を進めている蛍光染色観察法を用いて、化学繊維生地の洗濯により発生する繊維状MPsを検討した。また、検出方法については、計測誤差をなるべく小さく抑えつつ、作業量を低減する計測手順を検討し、手法の改良を試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LDIRケミカルイメージングシステムと前処理を駆使して10μmのマイクロプラスチックの迅速分析を可能とした。その結果、晴天時、雨天時ともに目に見えない大きさのMPsの存在量が、目に見える大きさの存在量とあまり変わらない結果を得た。すなわち、重量ベースで考慮した場合でも、目に見えない大きさのMPsの挙動を把握することは重要であるとことが示されるなど、順調な成果を得ている。
都内の水再生センターからの流入下水試料の入手申請許可を得たものの、新型コロナ感染状況から入手可能となる時期は未定のままである。しかしながら、道路塵埃と道路排水用の雨水浸透施設内の堆積物について、MPの分離回収後、100μm以上のMPについて実体顕微鏡観察とATR-FTIR分析を実施した。なお、100μm以下のMPについては、回収のみを行っている。
初年度の研究成果が国際学術誌に掲載され、研究は順調に進展していると考えられる。論文は限られた数の試料に基づくものであるが、その数を増やして定量的な議論を発展させるための試料採取も軌道に乗ってきた。
新型コロナ感染状況下のなか下水試料の入手が容易ではなかったため、室内実験で検討できる内容により研究を進めた。結果、洗濯時に発生する繊維状MPsについて素材別のデータが得られ、環境試料のみでは検討できなかった知見が得られた。また、計測作業量の低減を目的とした実験結果により、今後の環境試料データ蓄積の効率化に資する知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
琵琶湖流入河川を対象に、雨天時の河川からのMPsの流入負荷量を検討するためのベースを整える。さらに、琵琶湖における鉛直分布や、底質への蓄積状況の調査を実施し、環境運命を検討する予定である。
東京都下水道局だけでなく、横浜市や川崎市などからの雨天時流入下水試料の入手を行う準備を進めている。また、梅雨時の中小降雨時における道路排水をプランクトンネットで回収調査する予定である。今後は体系立てた道路塵埃と堆積物の採取、雨天時道路排水のサンプリングを実施する予定である。
採取した道路排水試料の分析を行い、道路排水の寄与の議論の定量性を強化する。また、より広い範囲の評価を行うために、共同研究者と連携して試料の種類も増やしていきたい。
今年度は新型コロナ感染状況の影響もあり下水試料の分析は予定通りには進まなかったものの、今後の環境調査では、改良した検出方法により効率的なMPsの存在実態データ取得を目指す。また、下水処理場放流先の河川環境に関する調査については、一部、試料が得られ分析を開始できており、今後はサンプリング数を増やして、データの比較等を進める予定である。
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