【研究分野】放射線・化学物質影響科学

【研究領域課題番号】22510074 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

有害化学物質 / ユビキチン / 異常タンパク質 / カドミウム / メチル水銀 / パラコート / 異常蛋白質 / トキシコロジー / 環境分析 / 人体有害物質

【研究成果の概要】

化学物質の有害性を新たな指標で評価するため、細胞内タンパク質の異常度を反映するポリユビキチン化タンパク質の蓄積に着目した。6種類の株化細胞を用いて各被験物質の曝露による難溶性ポリユビキチン鎖の変動を解析したところ、有害物質は、その毒性発現に伴い細胞内異常タンパク質を
(1)増やすもの
(2)細胞の種類に依存して増やすもの
(3)変化させないもの
以上3種類に分類された。本評価系は毒性機序の理解に基づく化学物質の安全管理に有用である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】22710016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境変動 / 東アジア / SO2 / エアロゾル / 水溶性イオン成分 / 環境規制 / 北京 / オリンピック / 環境質定量化・予測 / 環境分析 / 大気汚染防止・浄化 / 地球化学 / 有害化学物質 / 大気微小粒子

【研究成果の概要】

中国の大都市における短期的および長期的な大気環境変動の実態解明調査を行った。北京五輪開催に関連した環境規制により、大気粉じん中硫酸イオン濃度は40%減少した。長期的変動に関しては、2005年から2009年にかけて中国北京市における大気中二酸化硫黄濃度は約30%減少した。大気粉じん中硫酸イオン濃度は暖房期20%、非暖房期50%と減少割合が季節によって異なっており、これは気象条件に加えオキシダント濃度の変化が影響していると考えられた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】環境技術・環境材料

【研究領域課題番号】21510095 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境分析 / 有害化学物質 / 遺伝子組換え植物 / バイオサーファクタント / バイオモニタリング / ダイオキシン / PCB / アリルハイドロカーボン受容体 / 免疫化学測定方法 / モノクローナル抗体 / 遺伝子組換え抗体 / PCB同族体 / 組換え体シロイヌナズナ / モルモットAhR / IAA / カドミウム / キャリアー蛋白質 / アッセイ / AhRリガンド / GUSレポーター

【研究成果の概要】

哺乳類の生体機能の分子機構に基づき、ポリ塩化ビフェニル(PCB)などの簡便な生化学的測定方法を開発した。(1)アリルハイドロカーボン受容体(AhR)の組換え型を介したβ-グルクロニダーゼ(GUS)レポーター遺伝子発現系を導入した組換え体植物タバコとシロイヌナズナを作出して、それら組換え体植物を用いたPCBなどのGUSアッセイを確立した。とりわけ、バイオサーファクタントの使用によりPCBなどのGUSアッセイ感度が向上した。(2) PCBに特異的なモノクローナルおよび組換え型抗体を調製して、それら抗体を用いたコプラナー-PCB選択的な免疫測定(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA)を確立した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】土木環境システム

【研究領域課題番号】19360242 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

廃棄物埋立地 / 都市ごみ焼却残渣 / 風化現象 / 孔隙構造 / X線CT法 / 重金属溶出特性 / 化合形態 / 重金属 / 溶出特性 / 廃棄物処理 / 有害化学物質 / 環境質定量化・予測 / 環境分析 / 地球化学 / 焼却残渣 / 埋立地 / 風化

【研究成果の概要】

埋立地を模擬した焼却灰充填カラム試験を行い,土質試験法,浸出水の水質分析およびX線CT法によって,焼却灰層における孔隙構造およびその変化を定量的に明らかにするとともに,X線CT画像を用いた孔隙の立体構造を考慮した水分移動数値シミュレーションを可能にした。また,埋立地における炭酸化反応に伴う重金属の長期挙動や,重金属の挙動におよぼす重金属の化合形態とpHの影響について検討し,重金属の長期挙動を予測する上で有用な知見が得られた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】19404002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境質定量化・予測 / 環境分析 / 大気汚染防止・浄化 / 東アジア / 有害化学物質 / 有害金属 / 多環芳香族炭化水素類 / エアロゾル / 地球化学

【研究成果の概要】

近年発展が顕著で歴史的な都市改造が行われている中国北京市において21世紀最初の10年間の大気環境の動向を定量化することを目的として研究を行った。北京市の大気粉塵濃度は世界主要都市と比較して約5倍高く、直近約10年間ではほぼ改善されていなかった。2008年夏季オリンピック開催に伴う諸規制により、粒径2.5μm以上の粗大粒子濃度は25%減少したが、粒径2.5μm以下の微小粒子濃度に対しては減少効果が認められなかった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】18710014 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境質定量化・予測 / 環境分析 / 大気汚染防止・浄化 / 地球化学 / 有害化学物質 / 大気微小粒子 / 多環芳香族炭化水素類 / エアロゾル

【研究成果の概要】

本研究では、大気微小粒子中の有機化合物および微量金属の多成分高感度同時迅速分析法の開発を行うことを目的とする。本年度は高速溶媒抽出/自動化カラムクロマトグラフィー/HPLC/蛍光検出法による大気微小粒子中多環芳香族炭化水素類(PAHs)の多成分高感度迅速分析法の開発を行った。
PAHsの抽出時間短縮・効率化を図るため、高速ソックスレー法の検討を行った。具体的には溶媒抽出部の温度を可変とし、従来は室温だったものを、本研究では約140℃まで加熱し抽出を行った。その結果、公定法と同等の抽出効率(約70-90%)が得られる抽出時間を合計80分まで短縮することに成功した。これにより、公定法であるソックスレー法と比較して抽出時間を約1/6に短縮することができた。
次に、定量ポンプや電磁弁とステンレス/テフロン管を組み合わせ定量溶媒滴下ラインの試作を行った。そして、ラインの滴下速度や滴下量等の諸条件の検討を行った。この検討結果を基に、自動化カラムクロマトグラフィー装置を製作した。その結果、従来では手作業により約120〜180分間つきっきりで溶媒の滴下や溶出液受容器の交換を行っていたものが、8検体まで操作を自動化(所用時間約60分間)することに成功した。これにより、今後は大気微小粒子中PAHs分析を行う際の作業効率が飛躍的に向上することが期待できる。さらに、本研究により製作した自動化カラムクロマトグラフィー装置に関する産業財産権の出願を予定している。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】水工水理学

【研究領域課題番号】17656157 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

水工水理学 / 有害化学物質 / 水質汚濁防止・浄化 / 環境分析 / 環境技術

【研究成果の概要】

生活排水に含まれる内分泌撹乱化学物質(以下EDCs)は,下水処理場において大部分が除去されながらも極微量ではあるが河川に排出されている.そのような河川に排出されたEDCsを除去する方法として,植物が有する物質吸収能力を利用した浄化法(ファイトレメディエーション)が注目されている.既往の研究では,EDCsが吸収・分解されているという報告はあるが,水温のような実際に季節変動のある環境条件について考慮している研究は報告されていない.本研究では沈水植物アナカリスを利用し,EDCsの環境条件の変化における吸収・分解能力に及ぼす影響の評価を行い,実際の現場における,ファイトレメディエーションの適用性について検討することを目的とした.
室内実験として,EDCsであるビスフェノールA(BPA)及び17β-エストラジオール(E2)を100μg/L溶液に調整し,異なる水温条件でのアナカリスの吸収実験を行い,EDCs除去能力に対する水温の影響の検討を行った.実験開始72時間後,水温が10℃の条件下ではBPAを11.2%,E2を14.1%除去し,水温が25℃の条件下ではBPAを41.5%,E2を50.9%除去した結果が得られ,25℃では除去能力が著しく向上することがわかった.さらに,実験系を滅菌することによりアナカリス表面の微生物を除去して同様の吸収実験を行った.滅菌した系と滅菌しなかった系ではEDCsの除去量はほとんど変化せず,EDCsの除去にはアナカリス表面の微生物は関与しておらず,アナカリス自身がEDCsの除去能力を持っていることがわかった.
また,神奈川県川崎市を流れる二ヶ領用水において,河川水を採水及びアナカリス,付着藻類を採取し,BPA, E2濃度の測定を行い,実河川でのファイトレメディエーション効果を検証した.二ヶ領用水に生息するアナカリス,藻類はいずれもBPA, E2を含有しており,用水路中では流下に伴いEDCsが減少する傾向にあった.さらに,室内実験の結果と同様,水温の高かった8月では他の月と比べてEDCsの減少量が極めて大きかった.室内実験の結果から,二ヶ領用水でのアナカリスによるEDCs除去量を試算した結果,用水路中での正味の減少量のいずれも20%以下であり,実河川ではアナカリスだけでなく微生物や藻類,またそれらの相互作用によりEDCsの浄化が行われていると考えられる.

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,200千円 (直接経費: 3,200千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16710008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境質定量化・予測 / 環境分析 / 大気汚染防止・浄化 / 地球化学 / 有害化学物質 / エアロゾル / 多環芳香族炭化水素類 / 微量金属

【研究成果の概要】

横浜市日吉における、2004年8月19日〜11月21日の期間のPM2.5質量濃度及びPM2.5中PAHs(多環芳香族炭化水素類)、微量金属、水溶性イオン成分濃度はそれぞれ、PM2.5:18.3±8.8μg/m^3(n=90)、Total PAHs:1.43±1.16ng/m^3(n=90)、Total Metals:1.55±0.98μ9/m^3(n=90)であった。また、PM2.5中Total Ionsは10.7±6.5μg/m^3(n=91)、TSP中のTotal Metalsは4.25±3.28μg/m^3(n=93)であった。これより、測定期間中のPM2.5質量濃度の約6割が水溶性イオン成分であり、約1割が微量金属成分であったことが明らかとなった。PM2.5質量濃度はTotal Ionsと最も相関が高かった(r=0.78)。このことから、今回の測定期間においてはPM2.5質量濃度の変動を決めている主な要因は水溶性イオン成分濃度の変動であることがわかった。水溶性イオン成分の主なものは、もともと気体だった亜硫酸ガスや窒素酸化物が光化学反応によって酸化され、それとガス状アンモニアが反応して生成した硫酸アンモニウムや硝酸アンモニウム等のいわゆる二次粒子であることがわかった。PM2.5質量濃度とPM2.5中Total PAHsの間に相関関係は見られなかったため、この期間においては、すす状物質等の一次粒子の増減よりも、光化学的に生成した二次粒子の増減の方がより大きくPM2.5質量濃度の変動に寄与していたと考えられる。
ニッケル化合物及び金属ニッケルは発ガン性を持つことから、これに着目し解析を行った。測定期間内のPM2.5中Ni濃度の平均値は8.4±7.9ng/m^3(n=83)であり、TSP中Ni濃度の40.4%を占めた。ニッケルの起源は主に石油燃焼であり、次いで廃棄物燃焼の寄与も考えられた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】3,800千円 (直接経費: 3,800千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16404002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境質定量化・予測 / 環境分析 / 大気汚染防止・浄化 / 東アジア / 有害化学物質 / 有害金属 / 多環芳香族炭化水素類 / エアロゾル / 地球化学 / 長期的動向 / 微量金属 / 水溶性イオン成分

【研究成果の概要】

中国北京市では2008年五輪開催に向けた都市改造の最中であり、すでに高濃度である大気粉塵がさらに増加する危険性がある。従って大気粉塵の発生源を明らかにし対策を進めることが重要である。本研究では中国北京市清華大学において大気粉塵試料を1日ごとに採取し、微量化学成分の分析を行った。
北京市における微量金属成分濃度は、全ての成分において東京都の濃度を上回り、特にヒ素に関しては25倍を超える高濃度であった。回帰分析を用いて微量金属濃度の長期的動向を調べた結果、2001年3月〜2006年2月の期間において、銅・亜鉛・ヒ素・カドミウム・鉛といった石炭燃焼由来の重金属濃度が年率4.9%〜19.8%の割合で増加していることが判った。さらに、CMB(Chemical Mass Balance)法を用いて大気粉塵の発生源の推定を行ったところ、約8割の大気粉塵が人為起源であり、特に石炭燃焼が全体の3〜5割を占める主な発生源であることが判った。
北京市における総多環芳香族炭化水素類(ΣPAHs)濃度は東京都と比べると数十〜数百倍高濃度であった。また、暖房期におけるΣPAHs濃度は非暖房期に比べて10.7倍高くなった。この原因は主に一般家庭における石炭燃焼の影響であると考えられた。大気粉塵中PAHs濃度測定結果を基にPMF(Positive Matrix Factorization)法を用いて大気粉塵中PAHs発生源の推定を行った。PAHsの主な発生源として石炭燃焼、廃棄物燃焼、木材燃焼、自動車排気が考えられた。暖房期、非暖房期における各発生源からの寄与率を求めると、暖房期では石炭燃焼、廃棄物燃焼、木材燃焼からの寄与が合計約70%となり、これらの発生源からPAHsが多量に放出されていることが推定され、石炭、廃棄物、木材が一般家庭において冬季の暖房用燃料として使用されていることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】13,500千円 (直接経費: 13,500千円)