2019 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of a method of "natural conversion of cremated bones into soil"
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19K21583
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
南 雅代 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (90324392)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 丈典 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (90293688)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 火葬骨 / アパタイト / 分解 / 手法開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨は、バイオアパタイトを主とするリン酸カルシウム結晶とコラーゲン繊維を主とする有機分子からなる構造をしている。バイオアパタイトは、アパタイトのリン酸基あるいは水酸基が炭酸基に置換した形で存在している。このため、アパタイト結晶のサイズがナノメートルサイズに抑制され、土壌中で自然に分解されやすい状態にある。現在の火葬炉の温度は800～1200℃とされており、高温で加熱されることにより、バイオアパタイトがヒドロキシアパタイト化し、土壌中で分解されにくい状態にある。本研究では、この分解しにくくなっている火葬骨を、強力な酸・アルカリによって急激に分解するのではなく、徐々に分解する手法を見出すことを目的としている。
2019年度は、まず、加熱によって、骨の結晶状態がどのように変化するかを詳細に調べた。現生イノシシ骨を切り分け、マッフル炉内でそれぞれ300℃、450℃、600℃、750℃、900℃で1時間30分加熱し、フーリエ変換赤外分光分析、粉末X線回折、元素分析を行った。その結果、750℃以上の加熱温度でアパタイトの結晶性が急激に高まる様子を詳細にとらえることができた（Minami et al., 2019）。
また、この現生骨を用いた骨の元素の取り込み過程を解明するため、上記の加熱した骨、ならびに鉱物アパタイトを、均質性に十分に留意して調製し、炭酸ストロンチウム（84SrCO3）溶液に浸す実験を開始した。1日後、3日後、1週間後、2週間後、1ヶ月後、3ヶ月後、半年後までの骨片を取り出し、すでに前処理を行い、測定待ちの状態である。
他方、骨と炭酸カルシウムを共存させる実験、二酸化濃度10％の雰囲気下での骨分解実験に対しては、必要な試薬・器具は購入し、準備は整っていたたが、年度末、新型コロナ感染拡大に備えての新学期のための学務の仕事に追われ、実験を開始するまでには至らなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
加熱することによって、骨の結晶状態がどのように変化するかを詳細に知らべた結果を論文に公表することができたことは、大きな進展であるが、2019年度のはじめに計画していたいくつかの実験に対しては、装置の準備に時間がかかったのと、年度末は、新型コロナ感染拡大に備えての新学期のための学務の仕事に追われ、実験を開始するまでには至らなかった。特に、装置の準備に関して、二酸化炭素ガスボンベを購入して使用する予定であったが、建屋にボンベガスを持ち込むことができないことがわかり、その代替策に置き換えるのに時間がかかった。さらに、2020年度に入っても新型コロナ禍で、在宅勤務要請のため、実験に取りかかれない状態が続いた。6月に入り、やっと実験が再開できる目処が得られたため、これから順次、実験を進めていく所存である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、炭酸ストロンチウム（84SrCO3）溶液に浸した骨片（1日後、3日後、1週間後、2週間後、1ヶ月後、3ヶ月後、半年、1年後に取り出し）に対し、骨の表面から内部方向に84Sr/86Sr及びSr濃度、炭素同位体比（δ13C）及びC濃度を連続分析し、時間経過に伴って骨表面からSr及びCが取り込まれる深さ、取り込む速度等を見積もる。得られた結果から、骨の加熱により、どのように分解しにくくなっているのかを明らかにしていく。
また、酢酸あるいはクエン酸（0.01－0.1 mol/L）を用いて、徐々に分解させる実験、ヒドロキシアパタイトの水酸基のサイトに炭酸基を置換させる促進剤として炭酸カルシウムを共存させる実験、二酸化炭素濃度を10％にした雰囲気下での実験も順次行なっていく。6月に入り、やっと実験が再開できる目処が得られた段階で、これからどこまで実験を進めていけるか不明な点はあるが、できる限り推進していきたいと思う。
以上の得られた結果をもとに、火葬骨を、急激にではなく、自然の土壌中の分解に似せて徐々に分解する手法、かつ、普通に手に入る毒性のない化学試薬・反応を用いて環境に優しい手法を確立するための基礎データを揃え、最終的に論文としてまとめる。
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| Causes of Carryover |
骨の分解のための装置の準備として、二酸化炭素ガスボンベを購入して使用する予定であったが、建屋にボンベガスを持ち込むことができないことがわかったため、ボンベガスではなく、炭酸カルシウムに弱酸を加えて密閉容器内で二酸化炭素を発生させる方法に変更した。次年度は、この実験のための密閉容器の製作に経費を使用する。また、新型コロナ禍により、国内・国際学会に参加することができなくなり、その分の旅費を試薬、人件費として使用する計画である。
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[Journal Article] Radiocarbon dating of cremated bones from the Ishibotoke-dani of Binman-ji Temple in Taga, Shiga Prefecture, Japan: A preliminary report.2020
Author(s)
Minami, M., Mukumoto, H., Sawada, H., Wakaki, S., Nakamura, T.
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Journal Title
Proceedings of EA-AMS 8 & JAMS-22
Volume: -
Pages: 94-97
Int'l Joint Research
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