中国南部大気汚染物質の監視とタイムカプセルの森創成に関する研究
Monitoring of air pollution and creation of time capsule forest in southern China
研究代表者
立正大学地球環境科学部環境システム学科教授

佐竹研一

Professor, Environmental System, Faculty of Geo-environmental Science, Rissho
University, Kenichi Satake
共同研究者
群馬大学工学部教授

角田欣一

Professor, Department of Chemistry, Gunma Univearisty, Kinichi Tsunoda
群馬大学工学部

助手

梅村知也

Assistant, Department of Chemistry, Gunma University, Tomonari Umemura
Fellow, Department of Environmental Science, Lancaster University, David John Bellis
Professor, Xiamen University, Ben-li Huang (黄本立)Assistant Professor, Department of Chemistry, Xiamen University, Qiuquin Wang (王秋泉)
Assistant Professor, Department of Chemistry, Xiamen University, Zhenji Li (李振基)
和文アブストラクト
福建省三明地区ならびに厦門地区の樹木の樹皮に含まれている鉛とカドミウムの量を原子蛍光分析法ならびに ICP-MS 法（Inductively coupled plasma mass spectrometry）で分析した。
そして両地区から得られた樹木外樹皮と入皮に含まれる両元素の量から過去から現在に至る両地区の汚染状況が明らかとなった。一方、福建省中部の天宝岩自然保護区と厦門郊外から採取した樹木樹皮 ならびに樹木入皮について GC-MＳ法を用いて環境汚染物質として知られるPAHs（多環芳香族炭化水素）の汚染状況および PAHs の集積メカニズムを明らかにした。樹木外樹皮と樹木入皮を用いる環境汚染ならびに環境汚染史解明研究は中国における大気汚染の実態とその汚染史を解明する上で有効と考えられる。
Abstract
The concentrations of lead and cadmium in the tree bark from Sanming and Xiamen,
Fujian province, China were determined by atomic fluorescence spectrometry andinductively coupled plasma mass spectrometry. The results oftained in the outer tree barkand tree bark pocket could reflect the bark and tree bark pocket could reflect the degree ofpresent and historical air pollution at different sampling locations. In addition to thisresults, historical monitoring of airborne polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) pollution
level was novelly demonstrated in the dated corks of a bark pocket formed from 1873-2003

sampled from Tianbao Rock National Nature Reservation in southeastern China. The
mechanism of accumulation of airborne PAHs by various tree trunk tissues was alsostudied using camphor tree sampled in the urban area of Xiamen. Tree bark and tree barkpocket should be expected to be as a useful biomonitor of present and historical condition of
air pollution.
１．研究目的

木の外樹皮のことであり、重金属や難分解性

中国福建省は中国の改革開放政策に従って有機物等、様々な環境汚染物質について過去急速に工業化の進んでいる地域である。このから現在に至る環境汚染の時系列変化を明ら工業化と人口の集中、高速道路の建設に伴いかにすることが出来るものである。

大気汚染ならびに自然破壊の進行も著しく、私達の予察的研究で特に山岳地帯に挟まれた三明地区（ここに製鉄所が移転され、以後環２．研究経過
本研究は次のような経過をたどって進行し、境汚染問題が顕在化した）の汚染は著しいこ

今後の新たな展開、日中間の共同研究の展開とが明らかになりつつある。本研究では、(1)が期待される。

福建省内で大気汚染の進行の著しい三明工業

２．１

地区、高速道路沿線に注目して、その汚染の1995-1997 年

研究の準備段階中国厦門大学王秋文が群馬大解明を進めると共に、比較的汚染の少ない地学角田研究室に留学。ICP-MS 等高感度域として、台湾の金門島を眼前にして工場進多元素分析装置について学ぶ。

出が少なく、従って大気汚染も少ないとされ1999 年

群馬大学角田欣一教授が厦門ている厦門市（地区）、福建省中部の山岳地帯

大学を訪れ、環境汚染のタイムカプセルに位置し自然の保全されている天宝岩自然保樹木入皮研究を紹介、同大学の黄教授が護地域、福建省西部の山岳地域に位置し、世是非にと共同研究を希望。

界自然遺産に指定されている武夷山地域等を2001 年 6 月

角田教授ならびに佐竹総合研対比させながら、これらの地域における環境究官（国立環境研究所）が厦門大学を訪汚染物質の分布とその汚染史を解明することれ、入皮研究ならびに調査サンプリングを第一の目的としている。そして、これに加手法を指導。

えて(2)福建省における過去、現在、未来にわ

2001 年 8 月

厦門大学、王秋文が群馬大学

たる環境汚染の時系列変化と森林の保全復元

ならびに国立環境研究所を訪れ共同研究のため、環境汚染のタイムカプセルの森の創の開始にむけて合意。

生を行うことを第二の目的としている。なお(1)(2)の目標を達成するため、日本で佐竹らが２．２

世界に先駆けて開発し発表した2002 年 4 月

環境汚染の研究の展開
佐竹総合研究官、角田教授、タイムカプセル樹木入皮（いりかわ）によるBellis 研究員の 3 名が厦門大学を訪れ、環境汚染史解明手法を活用する。入皮とは入皮研究の創始と展開について講演を行

樹木内に年輪にはさまれて封印されている樹うと共に厦門大学の王秋文助教授、李振基助教授、同大学院生らと共に厦門地区、料中の鉛とカドミウムの量は 380ｍと 1020

三明工業地区、天宝岩自然保護区においｍで、２つのピークを示した。この結果は峡て試料採取を行った。

谷における大気界の移流・拡散・停滞を反映

2002 年 8 月

佐竹総合研究官が厦門大学（分析化学教室）を訪れ、樹木樹皮・入皮試している可能性があり、今後の検討課題である。

料について試料の分解法、分析法の指導を行った。また、厦門地区において実試３．２料の採取を行った。

鉛とカドミウムの量

2003 年 11 月

厦門地区の樹木（mango）樹皮中の

厦門大学で The 2nd Inter-

厦門地区の郊外から採取した樹木樹皮なら

national Workshop on Tree Bark Pocket

びに入皮中（1993 年-2001 年）に含まれていResearchersが 開 催 さ れ 、 こ のた鉛とカドミウムの量は 1995 年ならびにWorkshop に佐竹総合研究官、角田教授、2000 年に高い値を示し、この時の大気が他の梅村助手の他、日本人研究者 2 名（東京

年に比較してより汚染していたことを示して理科大学：保倉明子助手、横浜国立大学：いた。

三条英章（博士課程 2 年））が参加し、それぞれ発 表を行 った。 また 、この

３．３

厦門地区から採取した樹木（mango）

Workshop 終了後、福建省西部地域（世樹皮に含まれる鉛の同位体比界自然遺産地域を含む武夷山地区）を訪

ほとんど工場のない厦門地区の汚染源としれ、入皮を含む樹木、水試料等を採取し、ては、主に自動車、ごみ焼却場、火力発電所

厦門大学に持ち帰った。また、水試料に等があり、これに他地域から移流拡散してきついては国立環境研究所に持ち帰り分析た汚染物質が加わっていると考えられる。こに供した。

れ ら の 汚 染 源 を 探る た め、 鉛 の同 位 体 比（206Pb/207 Pb と 206Pb/208Pb）を測定した結果、３．研究成果

206Pb/207 Pb ならびに 206Pb/208 Pb の値は、1999３．１年から 2001 年分と 1993 年から 1998 年分と三明工業地区の樹木樹皮ならびに樹木入皮に蓄積した鉛、カドミウム
三明工業地区は福建省中部の Shaxi 川沿いでは差があり、前者はより低い値を示していた（図 1）。の峡谷に建設された製鉄ならびに化学工業都市である。この地区の風は 1 年を通じて北東から南西に吹き、この風に乗って汚染物質が拡散している。この地で Shaxi 川の上流から下流にかけて Redbud の木の樹皮を採取し、併せてこの工業地区を眼下にする Hutou 山で松の樹皮を採取した。採取した試料に含まれていた鉛とカドミウムの量量は概ね風下側で増加した。しかし、Hutou 山で採取した試図1

鉛の安定同位体比の測定結果

鉛の安定同位体比（206 Pb/207Pb）については、ヨーロッパやアメリカから輸入した鉛をの時系列変化
４．今後の課題と発展含む石油の値が 1.10-1.21 であること、中国

樹木入皮法による中国南部大気汚染モニタの地殻を構成する鉛の値が 1.19 等がすでにリング重金属ならびに PAHs についてを対象明らかにされてはいるが、ゴミ焼却場の値はとして行った結果、「入皮法」が中国の大気汚まだ得られていない。しかし、中国（厦門地染の現状ならびにその汚染史を解明する上で区）では 1999 年より鉛を添加したガソリン

有効な新しい研究調査手法であることが示さの使用が禁止されているので、これが鉛の安れた。私達はこの手法を更に未来に向けて確定同位体比の減少に関係しているのかもしれかなものとするため、またタイムカプセルのない。

森の創生を祈念して、日中共同で 2003 年 11月厦門大学構内において多数の mango の植

３．４

天宝岩自然保護区から採取した樹樹を行った。

皮・入皮中の多環芳香族化合物量
天宝岩の樹齢 147 年の longpetiole beech

５．論文リスト(Fagus longipetiolata)に含まれていた入皮

1. Qiuquan Wang, Yuli Zhao, Dong Yan, Limin（1873-2003 年）の中の PAHs の値は（図 2）

Yang, Zhenji Li and Benli Huang (in press).

1873-1875 年の 43.5ng/g から次第に増加し、Historical Records of Airborne Polycyclic

1956-1961 年には最高値 345.7ng/g を示し、Aromatic Hydrocarbons Pollution Levels by

そ し て 少 し ず つ 減 少 し て 2003 年 に は

the Dated Corks in the Bark Pocket of a267.0ng/g を示していた。樹木樹皮中の PAHs

Longpetiole Beech Tree in Southeastern China.の量に関係する物理的化学的要因は多岐にわ

Environmental Science and Technology.

たり、この図に示された結果を直ちに当地の

2. Wang Qiu-quan, Zhu Chen, Wang Yu, Huang

多環芳香族化合物による汚染と判断するのは

Zhi-yong, Li Zhen-ji, Huang Ben-li, Tsunoda

早いかもしれないが、上記の結果は、樹木入

Kin-ichi and Satake Kenichi (2003). A novel

皮法による環境汚染史モニタリングの可能性

sampling method for present and historicalを 示 す も の と し て 注 目 さ れ る 。

monitoring of air pollution by using tree bark.
Environmental250-254.

図2

天宝岩自然保護区の入皮中の PAHs

Chemistry(China).

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