2014 Fiscal Year Research-status Report
電子顕微鏡による工業ナノマテリアル使用現場の計測：一般環境エアロゾル除去法の適用
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25871201
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| Research Institution | National Institute of Occupational Safety and Health, Japan |
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Principal Investigator |
山田 丸 独立行政法人労働安全衛生総合研究所, 環境計測管理研究グループ, 研究員 (40436829)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エアロゾル / ナノマテリアル / 電子顕微鏡 / 粉じんばく露 / 労働衛生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
工業用ナノマテリアル取り扱い現場では、一般に測定対象とするナノマテリアル粒子よりも大気環境由来のバックグラウンド粒子の濃度が著しく高く、電子顕微鏡観察ではそのバックグラウンド粒子が妨害因子となりナノマテリアル粒子の観察が困難である。本研究は、ナノマテリアル取り扱い現場またはその模擬となるエアロゾルを捕集した試料から妨害粒子を取り除く方法を検討し、電子顕微鏡を用いた新規のナノマテリアルばく露測定法を提案することを目的とする。
今年度は、以下の項目に関して成果を得た。
1）模擬試料作成時に必要となる多種類のナノマテリアル、土壌、炭素状粒子の発生の検討を行った。ナノマテリアルは、ボルテックスシェーカー法により9種類（一次粒径、表面処理等が異なる）に関して検討を行った。土壌粒子は、エジェクター方式のダストフィーダーを用いた発生法を採用することで、安定して粒子を発生させる方法を確立した。炭素状粒子は、線香の煙をDMAで分級することで既知の粒径分布での発生法を確立した。
2）エアロゾル除去前後の個別粒子分析に関しては、水溶性粒子の除去のための装置および実験プロトコルを検証した。燃焼成/揮発性エアロゾルに関しては、炭素状エアロゾルを対象に、カーボンモニターを利用してカーボンナノチューブ取り扱い現場のエアロゾルの燃焼温度に関するデータを得た。
3）ナノ粒子凝集体捕集時の分散による影響を評価した。ナノ粒子凝集体をインパクターによって捕集する場合、ノズルを通過する際の空気の急収縮・急拡大により、弱い凝集力により凝集している部分が分離することが確認された。この凝集体の分散により、実際の環境に浮遊している状況に比べ、粒子数濃度の増加と粒径分布の微小域へのシフトが起こることを明らかにした。
4）ナノマテリアル取り扱い現場においてエアロゾルを採集し、実試料を取得した。
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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
本年度予定していた溶解性・燃焼成・揮発性エアロゾル除去前後の個別粒子分析に関しては、実験手法の検討段階であるが、その実験で必要となる模擬エアロゾル発生法と捕集法に関しては今年度までにおおむね検討が終了した。また、工業用ナノマテリアル取り扱い現場において、エアロゾルの実試料を採集することができた。今後、それらの模擬粒子や実試料を用いた実験により、粒子除去法の実験が大きく進展すると期待される。以上より、計画の修正はあったが、全体としておおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに実施・検討を行ったエアロゾル発生法と捕集法に関する実験成果に基づきナノマテリアルとバックグラウンド粒子を混合した模擬エアロゾル試料を作成する。模擬エアロゾル試料及び現場での実試料に対して、溶解性エアロゾル除去法、及び燃焼性・揮発性エアロゾル除去法を適用し、除去法適用前後の試料を電子顕微鏡により観察し、現場でのばく露測定の精度向上に適用可能か検討する。
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| Causes of Carryover |
研究打ち合わせ及び学会発表の国内旅費に関して、メールベースでの打ち合わせや開催場所の関係で大幅に削減することになった。物品費に関しては、所属機関の予備部品等で対応が可能なものがあったため、また一部の購入予定の物品に関して検討に時間がかかったため当初の購入計画とは異なった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
旅費に関して使用予定であった費用に関しては、次年度の実験で必要な試薬・配管等の消耗品費及び成果発表費に当てる。
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