form 3 (Joint Research)

Annual Results Report
Joint Research, Institute of Nature and Environmental Technology,
Kanazawa University, 2022
Name
Affiliation
Position

Altansukh OchirDate

03/31/2023

Professor (tenure), D.Envi
School of Engineering and Applied Sciences
National University of Mongolia

Postal Address

Phone Number

Facsimile

E-mailAddress
Funding
Category

Research Field

Research
Theme
Program
PeriodK-INET
Research Staff✓ Key Joint Research Program□ Joint Research Program□ PhD student Support Program

Research Team

Member(s)Research period□ new✓ one year
✓ continue□ two years✓ Understanding environmental pollution, environmental fluctuations, and the mechanisms
behind these factors☐ Investigating the effects of environmental change on human health☐ Researching the effects of human societies on ecosystems✓ Developing methods for the prediction of changes to local environments✓ Researching topics related to sustainable development☐ Interdisciplinary studies related to the Sea of Japan Sea region"Study on dynamics of nutrients, organic matter and trace metals in lakes at semi-arid
region of Mongolia"
04/01/2022 ~ 03/31/2023
Seiya NAGAO
Name

Applicant☐ domestic✓ international

Affiliation

PositionRole/Research Task

Ochir
Altansukh

NUM

Professor

Supervisor

Seiya NAGAO

KU

Professor

Supervisor

NorikoHASEBEKU

Professor

Field work

Professor

Analysis/field work

Keisuke
FUKUSHIKU

1form 3

Shinya
OCHIYAKU

Professor

Analysis/field work

Hisanori
IWAI

KU

Post doctor

Analysis

Davaasuren
Davaadorj

NUM

Professor

Analysis/field work

Bat-Erdene
Ariunsanaa

NUM

Ph.D

Analysis/field work

Tsetsgee
NUM
PhD
Analysis/field work
SolongoZorigtNUM
MSc student Analysis/field work
Baasanjav
YundenNUM
MSc
Researcher
Ariuntungalag
Munkhsuld
NUM
MSc
Researcher
EnkhuurGerelmaa
NUM
MSc
Researcher
Tuvshin※If there are any changes, please submit a newly revised application form to the K-INET office in
consultation with K-INET staff.
Name of Sample

Assaysample(s)Samples for inorganic
nutrients, major ions,
DOC, and trace metals(Summer, Autumn)
Samples forApplied sample
phytoplankton community
and its vertical profile in
Lake Bulan and Lake
KhilemAnalyzed
samplesamples for inorganic
nutrients, major ions,
DOC, and trace metals(Winter, Spring, Summer,
Autumn),Sediment sample2

Form(Shape)

The number of sample

Frozen water samples,(for Lake Bulan,
for Lake Khilem,
for Lake Uureg)

Water – 29
Phytoplankton sample–8Water samples will
analyze in April 2023.

Water – 29
Phytoplankton sample–8

form 3

The ongoing study of surface water in the mining area (Geochemical Prediction Laboratory),
an artificial lake in the urban area (LLRL), and natural lakes affected by meteorologic (climate)changes and pastureland can provide insight into changes in geochemical conditions of lakes
in vast areas of semi-arid regions of Mongolia.
First-year, we collected the samples four times in the year (spring, summer, autumn, winter)and to find out the preliminary result by field survey and laboratory analysis.
Second-year, we obtained summer-time fieldwork for Lake Bulan in the year 2022-2023. And
selected samples from lake Khilem to compare Lake Bulans WQ and biogeochemical condition
with other artificial lakes formed after gravel mining in the surrounding area of Ulaanbaatar
city in September and February 2022-2023. And sampled and analysed phytoplankton
community in water Lake Bulan to understand and define the relationship between physicalfeatures and nutrient cycles in the water of Lake Bulan. Ongoing study to predict climatechange’s impact on water quality and the nutrient situation on the basis of the vertical
distribution of physical-chemical features plus phytoplankton community of water in this lake.
Purpose of the
Research/
Expected
Resultsa) Mongoliab) Lake Bulanc) Lake Khilem

Figure1. Study area

Previous measurements of WQP in Lake Bulan repeated in August 2022 that confirms our
hypothesis of strong winter and summer stratification /Figure 2/. Also, seasonal change invertical profile of WQP was complected.

3

form 3

Figure 2. Vertical profiles of WQP of Lake Bulan. Note: (a) winter (25 February 2022), (b) spring (30 April
2022), (c) summer (27 August 2020), and (d) autumn (26 September 2021); WT – water temperature, EC –electrical conductivity, DO – dissolved oxygen, NTU - nephelometric turbidity unit; open triangle—Bulan 1,
closed square—Bulan 2, open circle—Bulan 3;

Vertical profile of water in Lake Khilem significantly different from Lake Bulan that causedby those two lakes had different geographical and hydrological condition /figure 3/. Lake
Khilem has input from soil water from Tuul river valley and significantly clean.
WT, °C

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

0 1 2 3 4 5 6 7 8 956

icecover
cover
ice

pH
7

8

9

20

EC, mS/m

25

30

35

40

DO, mg/L

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0

1

Turbidity, NTU
2

3

4

5

6

7

ice coverice covericecovercover
ice

ice coverDepth, ma)Depth, mb)

Depth, m

c)

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

WT, °C0 1 2 3 4 5 6 7 8

5

6

9

WT, °C
10

11

12

5

6

ND

8

9

WT, °C
10

11

7

8

9

20

EC, mS/m

25

ND

ND

8

pH

pH
7

13

5

6

pH
7

35

40

0

2

DO, mg/L
4

ND

8

9

20

30

35

40

0

2

DO, mg/L
4

ND

8

9

20

30

8

10

20

Turbidity, NTU
30

6

35

40

9

DO, mg/L
10

11

40

50

60

ND

8

10

20

Turbidity, NTU
30

40

50

60

ND

ND

EC, mS/m

25

6

ND

EC, mS/m

25

ND

12

30

12

0

Turbidity, NTU
1

2

3

4

5

Depth, m

d)

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Figure 3. Vertical profiles of WQP of Lake Khilem. Note: (a) winter (25 February 2022), (b) spring (30 April
2022), (c) summer (27 August 2020), and (d) autumn (26 September 2021); WT – water temperature, EC –electrical conductivity, DO – dissolved oxygen, NTU - nephelometric turbidity unit; open triangle—Khilem
1, closed square—Khilem 2, open circle—Khilem 3; ND—no data.

4

form 3

Gibb’s plot showed that major processes controlling the water chemistry of Lake Bulan wererelated to evaporation dominance rates, and Lake Khilem were related to rock dominance rates.
/figure 4/.
a
b
10000

10000
Evaporation dominance

Lake

1000

TDS, mg/l

TDS, mg/l

1000

Evaporation dominance

100
Rock dominance

10100
Rock dominance

10
Precipitation dominance1

Precipitation dominance

Bulan

0.0

0.2

0.4

0.6

Na+/ (Na++Ca2+)

0.8

1.0

1

Khilem

0.0

0.2

0.4

0.6

Na+/(Na++Ca2+)

0.8

1.0

Figure 4. Gibbs plot of surface and bottom water samples from Lake Bulan. Note: closed circles - the ratioof cations [(Na +)/(Na+ + Ca2+)] against TDS in water Lake Bulan (a) and Lake Khilem (b).

Nutrient and DOC analyze for these two lakes are not ready. We’ll receive our result in June
2023. Besides that, we took phytoplankton samples in August 2022. The preliminary results
are available for us.
※Submit the application form.

Details of the
project/
Results

Depth, m

The health assessment of lake Bulan in Darkhan city using by phytoplankton biodiversity
indices was conducted. Phytoplankton samples were collected from Bulan 2 site to depth with
1 m step. Figure 5 shows cell abundance in Lake Bulan: water surface and 6 m depth samples
were poor, highest rich parameter were in 1m and 5m depth.

10^5 cell/ml

0
1m
2m
3m
4m
5m
6m
7m
8m
0

1

Figure 5.

2

3

4

5

Cell abundance by depth in Lake Bulan

Chlorophyta and Cyanobacteria are dominant in the lake, and the number of Chlorella andMicrocystis species belonging to these groups is high, indicating that the water body is in5

form 3

a eutrophication condition /Figure 6/. The occurrence of Chlorella, Scenedesmus, Nizschia,
Navicula, Actinastrum, and Synedra species indicates pollution resistance.
Bacillariophyta2%Charophyta
1.46%

Miozoa0.3%

Cyanobacteria
43%

Chlorophyta
54%

Figure 6. Proportion of each range of phytoplankton algae in Bulan Lake.

Index value
0
1m
2m
3m
4m
5m
6m
7m
8m

0

0.5

1

1.5

Simpson`s index

Margalef`s index

Eveness index

Shannon index

Figure 7. Range of Phytoplankton biotic indices and cells/ml

The Shannon diversity index is bad at depths of 2, 4, and 6 meters, while species diversity
is average at depths of 0, 3, and 7 meters, and poor at depths of 1, 5, and 8 meters.
An evenness index shows how many genera are distributed equally among sample in agiven population. Uniformity of population of types and genera along the depth of the lake.
Phytoplankton genera are more evenly distributed on the surface and at a depth of 7 metersthan at other depths.
According to the Margalef index, diversity according to depth is very low at depths of 2, 6,
and 8 meters. This is due to the greater number of individuals of the same species.
As for Simpson's dominance index, species richness is higher at 7 m depth, while richness
is lower at other depths /figure 7/.
Estimation of Environmental wellness and biodiversity levels of Lake Bulan
The average rating for lake wellness and biodiversity is 50.72%, while the average recovery
rate is 49.28% /table 1/.
Table 1. Environmental Wellness and Biodiversity level in Lake Bulan
Depth,
meter

Environmental Wellness and Biodiversity
level, %Restoration efforts levels
estimation, %

0

44.8

55.2

1

49.6

50.4

6

form 3

2

48.8

51.2

3

57.4

42.6

4

47.3

52.7

5

54.8

45.2

6

29.5

70.5

7

68.8

31.2

8

56.2

43.8

 Species resistant to eutrophication and pollution, the range of phytoplankton
occupies 97%.
 For all indices, the rating is from poor to bad.
 The level of hygiene and biodiversity of the lake is rated at 50.72%, and therecovery rate is 49.28%.
 Assessments of lake hygiene and biodiversity levels are negatively correlated withpH, dissolved oxygen, and turbidity, while positively correlated with otherparameters.
 If the lake is to be used as a source of fresh water or for fish breeding or recreation,
the restoration and management of the lake shall be carried out depending on the
purpose. For this, further detailed study is required.
Oral presentation:
International Conference on: FUTURE IS URBAN 2022 (Hybrid Mode) –December 2022
Water quality study of artificial lake formed after gravel mining in urban area
(Mongolia)
Symposium on corroborative research at Kanazawa University – March 2023
Results

Water quality study of artificial lakes in urban area, Mongolia
Published Article:
Baterdene, A.; Nagao, S.;Zorigt, B.; Ochir, A.; Fukushi, K.;Davaasuren, D.; Gankhurel,B.;Munkhsuld, E.; Tsetsegee, S.;Yunden, A. Seasonal Variation andVertical Distribution of
InorganicNutrients in a Small Artificial Lake,Lake Bulan, in Mongolia. Water 2022,14, 1916.
https://doi.org/10.3390/w14121916※ Write down the schedule of the published original papers, the publishment without original papers, oralpresentation, bachelor thesis, thesis of master degree and doctoral thesis. Applicants must report the results totheK-INET office.

7

form 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

こ びん

申請者氏名

胡 敏

所属・職名

成果報告書

提出年月日

2023 年4 月 28 日

北京大学 環境科学与工程学院・教授

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

 重点共同研究
研究期間☐一般枠☐ 一般共同研究☐単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究
 地域環境の将来予測に関する研究
 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

東アジア地域大気中マイクロプラスチックの大気内挙動及び日本海への影響評価

研究実施
期間

センター
教員

☐新規
継続

2022 年4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

唐寧

1

様式 3

氏

申請者

研
究
組
織
分担者

名

属

分担内容

胡

敏

北京大学

教授

総括

黄

藝

北京大学

教授

化学分析

呉 志軍

北京大学

教授

化学分析

郭

松

北京大学

教授

大気サンプリング

呉

慶

復旦大学

教授

海水サンプリング

周 志俊

復旦大学

教授

海水サンプリング

長尾誠也

金沢大学

教授

海水サンプリング

張 露露

金沢大学

徐力波

※

所

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

北京大学

王

琰

金沢大学

張

璇

金沢大学

唐

寧

金沢大学

博士研究
員
博士後期
課程１年
博士前期
課程 2 年
博士後期
課程 2 年
教授

化学分析
化学分析
大気サンプリング大気サンプリング大気サンプリング

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料形態（形状）

粒子状物質
粒子状物質
粒子状物質
海水
海水

固体
固体
固体
液体
液体

120
60
60
20
40

粒子状物質
粒子状物質
粒子状物質
海水
海水

固体
固体
固体
液体
液体

120
15
0
0
0

分析試料

分析した試料

試料数

2

様式 3

研究目的・
期待される成果

これまでに日中両国の共同研究で東アジア地域における大気汚染物質，特に発がん性多環芳香族炭化水素類の越境輸送について，その輸送時期やルート及び生態
環境への影響は次第にわかってきた。近年，マイクロプラスチック（MP,直径＜5mm）は新たな環境問題として，注目が集まっている。海洋 MP は，1972 年に Scienceに初めて報告されたが，当時殆ど問題視されなかった。しかし 1997 年に Great
Pacific Garbage Patch が確認されてから，研究が盛んに行われるになった。MP は
その自身の化学成分，吸着した化学成分による被害だけでなく，鳥類や動物，海洋動物が誤食した後，消化されず胃腸の摩損による死亡事故も報告されている。日中両国はいずれもプラスチック消費大国であり，特に中国は 2010 年に海洋に流出したプラごみ年間発生量の１位になっていた（132～352 万トン）。一方，海洋プラごみの主要発生源から考えますと，河口が最も重要であるが，大気からの沈着も無視できない。そこで，本研究では，日中両国が共同で，東アジア地域，とりわけ日本
海域の生態環境の MP による汚染現状を把握し，大気-海洋-陸地循環機構を解明した上，プラごみの潜在的な危険を予測することを目的としている。
昨年度では，金沢及び輪島測定局の調査体制を整備し，予備調査を行った。北京大学においては大気中 MP の捕集及び分析作業を完了した。今年度では，大気試料の捕集を継続し，サンプルの分析とデータ解析を進めることを目的とした。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

中国の北京，瀋陽（乾湿性沈降物，PM2.5），上海（長江水）と日本の金沢，輪島（乾湿性沈降物，日本海水，PM2.5）を継続して捕集した。乾湿性沈降物は毎月の沈着量を一検体とし，長江水と日本海水は 1 ヶ月ごとに捕集した。また PM2.5 は季節別に 14 日
間捕集し，フィルターを毎日交換した。長江水と日本海水の分析は前処理にトラブルがあったため，分析が進んでいなかったが，乾湿性沈降物中に含まれるマイクロプラ
スチック（MP）の一部と PM2.5 中の多環芳香族炭化水素（PAHs）とニトロ多環芳香族炭化水素（NPAHs）の分析を行った。
越境輸送の卓越時期（春季）における大気中 PAHs と NPAHs 濃度は，瀋陽ではそれぞれ 11 ng/m2 と 120 pg/m3，北京ではそれぞれ 7.9 ng/m2 と 203 pg/m3，上海ではそれぞれ 3.19 ng/m2 と 106 pg/m3，輪島ではそれぞれ 0.49 ng/m2 と 2.41 pg/m3 であった。輪
島の大気中 PAHs と NPAHs への影響を与える瀋陽と北京の大気中 PAHs と NPAHs 濃度は依然として著しく高かった（Zhang, L.L., et al., 投稿準備中）。
金沢自排局において，PM2.5 と PM2.5 以上の粒子中 PAHs の分析を行い，これまでに世界中で報告された，自動車がメイン発生源である地域の大気中ガス／粒子の分配係数を要約して得られた分配比のもとに，ガス相 PAHs の推測も行った。その結果，おおよそ 10 倍以上，４環構造を持つ PAHs のフルオランテンとピレンでは約 40 倍がガス相に存在することが分かった。それに伴い，ヒトへの健康リスクを再評価したところ，
生涯発がんリスクは倍上にあることを初めて判明した。またこれらの結果を用いて自動車排ガスが主要因である都市住宅地域での比較を行うことにより，地域大気中 PAHsの大気酸化反応機構の解明にもつながることが期待できる（Zhang, X., et al., J. Environ.
Sci., 投稿中）
。
利用・研究
実施内容・
得られた成
果
図１ 金沢市山科局の大気中 PAHs の粒形及びガス/粒子分配
一方，輪島と金沢で捕集した乾湿性沈降物のサンプル中に含まれるマイクロプラス
チックは北京大学で詳細分析と解析する予定であるが，環日センター塚脇真二教授（光学顕微鏡）と松木篤准教授（ラマン分光光度計）のご協力により，一部のサンプルの分析を終えた。輪島捕集した乾湿性沈降物の中，７月に 3.5 items/m2•d，8 月に 0.5
items/m2•d，9 月に 2.0 items/m2•d，10 月に 2.0 items/m2•d，11 月に 2.5 items/m2•dのマイクロプラスチックの存在が検出された。それらの形状（光学顕微鏡）および化学組成（ラマン分光光度計の結果と検索した先行研究のデータに基づき）は下記のとおりである。大気中マイクロプラスチックの研究はまだ不明な点が多く残されているが，本研究の実施により初めて輪島の大気中に存在するマイクロプラスチックの形状と化学組成を判明した（Wang, Y., et al., 投稿準備中）。

図 2 輪島で捕集した乾湿性沈降物中に含まれるマイクロプラスチックの形状と組成

4

様式 3

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

1.

2.
見込まれる
成果物

3.

Zhang, X., Zhang, H., Wang, Y., Bai, P.C., Zhang, L.L., Toriba, A., Nagao, S., Suzuki, N.,
Honda, M., Wu, Z.J., Han, C., Hu, M., Tang, N., Estimation of gaseous polycyclic aromatichydrocarbons (PAHs) and characteristics of atmospheric PAHs at a traffic site in Kanazawa,
Japan, Journal of Environmental Sciences, 投稿中.
Zhang, L.L., Yang, L., Kashiwakura, K., Yamauchi, M., Zhao, L.X., Wu, Q., Chen, L.J.,
Han, C., Kim, H., Neroda, A., Tang, N., Multinational observations of particulate
polycyclic aromatic hydrocarbons and nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons during theweakening of the East Asian winter monsoon, 投稿準備中.
Wang, Y., Zhang, H., Zhang, X., Bai, P.C., Zhang, L.L., Hu, M., Han, C., Yang, Y., Wu, Q.,
Matsuki, A., Nagao, S., Tang, N., Observation atmospheric microplastic at the Wajima， abackground site of Japan, 投稿準備中.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

5

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

みずの ゆうき

申請者氏名

水野 佑紀

所属・職名

東京大学大学院医学系研究科国際保健学専攻人類生態学教室・助教

提出年月日

2022 年 4 月 30 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

þ 重点共同研究
研究期間☐ 一般共同研究þ 一般枠☐単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
þ 複数年(２年)同研究þ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究þ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
þ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

þ 新規
☐継続

研究課題

能登半島住民を対象とした化学物質曝露と健康影響のヒトバイオモニタリング研究

研究実施
期間

2022 年 4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

センター
教員

環日本海域環境研究センター 助教 本田 匡人

1

様式 3

氏 名

申請者

研
究
組
織

所 属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

水野佑紀

東京大学

助教

調査設計
試料採取
試料測定

本田匡人

金沢大学

助教

試料測定

梅﨑昌裕

東京大学

教授

調査設計
試料採取

高安伶奈

東京大学

助教

試料測定

山下太志

東京大学

修士 2 年

調査設計
試料採取

木部未帆子

東京大学

博士 3 年

試料採取

増田桃佳

東京大学

修士 2 年

試料採取

分担者※ 申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。

分析試料

研究目的・
期待される
成果

物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

尿（ヒト）

液体

300

分析した試料

尿（ヒト）

液体

115

本研究の目的は、能登半島の住民を対象としたヒトバイオモニタリングを実施し、能登半島住民の化学物質曝露とそれに伴う健康影響を包括的に検討することである。
欧米諸国などと比較して不足する日本でのヒトバイオモニタリング研究を、環日本海域の中でも日本海に大きく突出した地理的特徴を持つ能登半島で実施することは、東アジア大陸部からの越境輸送の実態を把握する上でも意義がある。
本研究の特色は、尿中濃度が曝露指標になる物質（例：多環芳香属炭化水素類（PAHs）、
農薬（ネオニコチノイド系、有機リン系など）、防腐剤（パラベン類など）、プラスチック可塑剤（フタル酸エステル類など））をバイオモニタリングの対象化学物質として、
可能な限り多くの化学物質を対象とするマルチターゲットな曝露評価を目指すことにある。さらに、同時に酸化ストレスマーカーの測定や健康状態（血圧や BMI など）の調査などを実施することで、化学物質における健康影響も検討し、影響指向型解析（EDA）を用いたノンターゲット分析法の確立を目指すことも本研究の特色であり、実施する意義は大きい。このヒトバイオモニタリング研究によって得られる知見と、環日本海域センターで進められている環境モニタリングによって積み重ねられた知見を統合的に評価することで、化学物質曝露という側面に着目した、能登半島における環境とヒトとの関係性の解明につながる貴重な知見が得られると期待する。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

本研究課題は、複数年（2 年）での申請で、2022 年度はその 1 年目であったため、調査研究の設計から開始し、研究対象集団のリクルート、生体試料採取を含む現地調査の実施に主に取り組んだ。得られた生体試料の分析は、2022 年度は尿中微量元素濃度の測定に取り組んだ。
本研究は、能登半島の先端に位置する石川県珠洲市の住民を対象とした。研究調査（質問票調査・身体計測・生体試料の採取）を実施するために、珠洲市で住民の健康増進事業（すず健やか事業）に取り組んでいる健康増進センターに協力を依頼した。
また、同様にすず健やか事業に携わっている石川県立大学の今井秀樹教授らにも調査への協力を依頼し、3 機関の連携で調査を実施する体制を構築した。4–7 月に珠洲市を直接訪問しての対面での調査計画の打ち合わせを実施した。オンラインでの打ち合わせも重ね、8 月 27–28 日の調査実施に向けての準備を進めた。
参加者のリクルートは、珠洲市健康増進センターの協力を得て、東京大学人類生態学教室所属の大学院生 1 名と卒論生 2 名も参加した。まず、珠洲市の中で、内浦・外浦・山間部の 3 地区を対象に調査を実施することにし、珠洲市健康増進センターからすず健やか事業に参加している住民を対象に、調査についての案内のハガキを送付した。また、珠洲市健康増進センター職員から直接住民に電話での案内も実施した。参加希望の連絡のあった住民に対して、上述の東京大学人類生態学教室所属の学生が中心となって、実際に参加者の自宅を訪問して、調査の説明、生体試料採取キットの配布、調査参加の同意書の取得を行なった。
調査は、珠洲市健康増進センターに参加者が記入済みの質問票および採取済みの尿と糞便を持参し、回収した。石川県立看護大学の教員及び学生にも協力を依頼し、身体計測、血圧測定、濾紙血の採取を行なった。健康増進センターに来られなかった参加者については、自宅を訪問して質問票及び生体試料の回収などを実施した。
得られた生体試料の分析は現在進行中で、2022 年度は尿中微量元素濃度による微量元素類への曝露評価を実施した。多元素を対象に分析を行ったが、特にカドミウムに着目して解析を行った。その結果、研究参加者の尿中カドミウム濃度は、欧米の非汚染地域の住民と比較すると高いレベルにあった。日本人を対象とした先行研究の報告値と同等であり、主食であるコメは土壌からカドミウムを吸収する特徴を持っているため、コメの日常的な摂取による低濃度慢性的な曝露があることが反映されていると考えられた。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

【報告済】• 2022 年度東京大学健康総合科学科卒業論文，那賀裕朗，「日本の農村地域の住⺠のCd 曝露と血圧の関連－石川県珠洲市における研究－」
見込まれる
成果物

【報告予定】
発表予定論文タイトル案• Association between urinary trace element concentrations and blood pressure
among Japanese in rural areas.
また、今後は生体試料中の化学物質の測定を進め、さまざまな物質についての曝露評価を実施予定である。その結果についても、順次成果報告として国際誌への論文投稿を行う。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

form 3 (Joint Research)

Annual Results Report
Joint Research, Institute of Nature and Environmental Technology,
Kanazawa University, 2022
Name
Affiliation
Position

PHAM CHAU THUY

Date

04/25/2023

University of Engineering and Technology, Vietnam National University, Hanoi /Lecturer

PostalAddress

Phone
NumberFacsimile

E-mailAddress
Research period ☐ new□ one year☐
continue□ two years

Funding
Category□ Key Joint Research Program
Joint Research Program□ PhD student Support Program

ResearchField

 Understanding environmental pollution, environmental fluctuations, and the mechanisms
behind these factors☐ Investigating the effects of environmental change on human health☐ Researching the effects of human societies on ecosystems☐ Developing methods for the prediction of changes to local environments☐ Researching topics related to sustainable development☐ Interdisciplinary studies related to the Sea of Japan Sea region☐ domestic☐ international

Research
Theme

Program
Period04/01/2022 ~ 03/31/2023

K-INET
Research
Staff

1

form 3Name

Affiliation

Research Team

University ofEngineeringandApplic Pham
Chau
Technology,
ant
Thuy
VietnamNational
University
Kanazawa
Ning Tang
University
Nagasaki
Akira Toriba
Membe
Universityr(s)KazuichiKanazawa
Hayakawa
University

PositionRole/Research Task

Lecturer

Samples collection,writing andrevising manuscript

Professor

Analysis samples,Writing andReviewing manuscrip

Professor

Review and edit manuscrip

Emeritus
Professor

Review and edit manuscrip※If there are any changes, please submit a newly revised application form to the K-INET office in
consultation with K-INET staff.
The number ofName of Sample
Form(Shape)sampleApplied sample

Ambient air samples

PM

56

Assay
sample(s)Analyzed
samplePAHs

2form 3

This work was conducted to 1) investigate the differences in the concentrations
and size distributions of atmospheric particle-bound PAHs between RSOB period

Purpose of
theResearch/
Expected
Results

and non-RSOB period in Hanoi, 2) investigate the differences in the concentrationand size distributions of atmospheric particle-bound PAHs at different distances
which is far and close to RS burning source in Hanoi, 3) identify emission sourcesof PAHs in sampling locations using diagnostic ratios of PAHs. The results of thisstudy is expected to help better understand the contribution of RSOB toatmospheric particle-bound PAHs and the characteristics of mass-size distributionof particle-bound PAHs during RS burning periods in the region.

※Submit the application form.

3

form 3

This study dealt with size distribution airborne particle-bound polycyclicaromatic hydrocarbons (PAHs) during rice straw open burning (RSOB) and nonRSOB period in Hanoi. Two sampling campaigns for PAHs associated with airborne
particles of six different sizes (PM<0.1, PM0.1-0.5, PM0.5-1, PM1.0-2.5, PM2.5-10, PM>10) wereconducted at three sampling sites in Hanoi during 2018 - 2020. It was observed thatthe concentrations of total 10 detected PAHs in total PM during RSOB period (11.7± 5.3 ng m-3) were higher than those during non-RSOB period (10.1 ± 5.4 ng m-3) andthose at the near-RSOB site (11.0 ± 4.9 ng m-3) were significantly higher than thoseat the far-RSOB site (7.1 ± 3.4 ng m-3). Among the 10 PAHs, benz[a]anthracene (BaA)
and benzo[a]pyrene (BaP) had the most significant difference in concentration
between the near-RSOB site and the far-RSOB site, especially for those bound to

Details of
the project/
Results

PM0.1 and PM1-2.5. The size distributions of total PAHs were unimodal during both
RSOB and non-RSOB periods with the maximum concentration in accumulation
mode. The four-ring PAH tended to be shifted to slightly larger particles during the
RSOB period (1.34 - 1.5 µm) compared with the non-RSOB period (0.87 µm) or withthe site away from RSOB (1 µm). The fraction of PAHs bound to particles inaccumulation range accounted for around 70% during the RSOB period. Diagnostic
ratios indicated that biomass burning is the important contribution of PAHs
emission in all sampling sites near the rice fields, even in non-RSOB period, whilethe vehicular emission is the significant source in the site far from RSOB area.
Overall, biomass burning together with vehicles is an important contributor of PAHs
emissions to the ambient air of Hanoi. This result provides better understanding on
emission characteristic and size distribution of particle-bound PAHs in the air during
RSOB, which is useful information for further studies on the intergrated air quality
management regarding RSOB in the region.

4

form 3

Results

The results were submited to Jounal of Air Quality Atmospheric and Health and arein the process of reviewing the R2 revision
Pham, C.T., , Nghiem, T.D., Le, HT., Chu, H.D., Sekiguchi, K., Tang, N., Hayakawa, K
Toriba, A. Size distribution of particle-bound Polycyclic aromatic hydrocarbons during
Rice Straw burning period in Hanoi, Vietnam※Write down the schedule of the published original papers, the publishment without original papers, oralpresentation, bachelor thesis, thesis of master degree and doctoral thesis. Applicants must report the results
to theK-INET office.

5

form 3

form 3 (Joint Research)

Annual Results Report
Joint Research, Institute of Nature and Environmental Technology,
Kanazawa University, 2022
Name
Affiliation
Position

Bin CHEN

Date

4/28/2023

Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences /Associate Professor

Postal Address

Phone Number

Facsimile

E-mailAddress
Funding
Category□ Key Joint Research Program■Joint Research Program□ PhD student Support Program☐ domestic■ international

Research period■ new■ one year
☐ continue□ two years

Research Field■Understanding environmental pollution, environmental fluctuations, and the mechanisms
behind these factors☐ Investigating the effects of environmental change on human health☐ Researching the effects of human societies on ecosystems☐ Developing methods for the prediction of changes to local environments☐ Researching topics related to sustainable development☐ Interdisciplinary studies related to the Sea of Japan Sea region

Research
Theme

Changes of atmospheric aerosols at Wajima and Beijing and their climatic and env
effects

Program
Period

4/1/2022 ~ 3/31/2023

K-INET
Research Staff

Ning Tang

1

form 3Name

Affiliation

PositionRole/Research Task

Chen Bin

Research Team

Instituteof Associate
Plan and management of China side
Atmospheric
Professor
Physics,
ApplicantChineseAcademyof
Sciences
Tan Saichun Instituteof Associate
Data analyzing
Atmospheric
Professor
Physics,
ChineseAcademyof
Sciences
Li Jiandong Instituteof Associate
Data analyzing
Atmospheric
Professor
Physics,
ChineseAcademyof
Sciences
Habib
Instituteof Ph.D
Experiment and data Analyzing
Member(s)AmmaraAtmosphericresearcher
Physics,
ChineseAcademyof
Sciences
Dong
Instituteof Ph,D
Experiment and data Analyzing
XiaofeiAtmospheric
student
Physics,
ChineseAcademyof
Sciences
Tang Ning
Kanazawa
Sampling
Professor
University※If there are any changes, please submit a newly revised application form to the K-INET office in
consultation with K-INET staff.
Name of Sample
Assaysample(s)Form(Shape)

The number of sample

Applied sample

2

form 3

Analyzed
samplePurpose of the
Research/
Expected
Results

As an important part of the earth-atmosphere system, numerous studies
claim that aerosols affect the global radiation balance through various processesof scattering and absorption, and meanwhile affect the environment. However,many studies highlight that due to the complex physical and chemical
characteristics existed, aerosol radiative forcing is the most uncertain part ofanthropogenic forcing in climate change, so it is necessary to enhance thecomprehension of aerosols.
In order to deepen the scientific understanding of the uncertainty of aerosols
including the physical and chemical characteristics, optical properties andradiation properties, satellite detection and ground-based remote sensing
observations are used as various measurement means to study aerosol
characteristics, while ground based sensors and samplers are equipped in many
study stations in the world, of which Wajima and the building of IAP (Institute ofAtmospheric Physics, CAS) are two observatory spots. Depending on stable data
and mature technology, ground-based observation is deployed as a common
method to obtain aerosol data.
The aerosol optical properties observed by ground-based networks have been
intensively reported over China and Japan. Based on the inversion data andmeteorological data, several pollution events will be analyzed. The result willshow some factors for instance poor meteorological conditions (low windspeed and high relative humidity), the hygroscopic growth of aerosol，aerosol
secondary transformation，local emissions, and regional transportation usuallylead to serious pollution events.
Beijing, as the capital of China and the central city of the Beijing-TianjinHebei region, has experienced a rapid urbanization process. Atmosphericenvironmental issues caused by anthropogenic aerosol emissions draw more
attention. Coarse particles are usually the main aerosols in Beijing, and dust
aerosol is the main type of spring. Some studies reported that the combination ofpoor meteorological conditions and optical properties change of aerosols result in
local pollution events. At the mean time, Wajima is a typical remote spot mainly
affect by the ocean air mass, which is a ideal clean background spot in the midlatitude region, where synoptic disturbances move from west to east. The
observation sites in Japan are also affected by air masses originating from thecontinental area. Therefore, the modification of the aerosol characteristics during
the transport can be investigated by comparing the aerosol characteristics of thesource and downstream cities, especially before and during the COVID-19
episodes, when more mechanisms of the reactions between climate andenvironment and the variation of the main pollutants including O3 and aerosols
could be understood. The relationship between the optical / radiative properties
and the physical / chemical components will be analyzed deeply in this study.

※Submit the application form.

3

form 3

Details of the
project/
Results

Based on the analysis of SKYNET ground-based observation data retrievedby the optimization algorithm, it is found that the fine-mode aerosol has a higher
proportion in the summer of Beijing which makes an important contribution to
the higher optical thickness in summer. In spring, with the influence of dust
aerosols' long-distance transportation, the aerosol optical thickness is relatively
high and the proportion of coarse mode aerosols is relatively large. Compared toother seasons, the scattering ability of spring aerosols is stronger. Combining the
CALIPSO observation data, it is found that aerosol particles can be accurately
classified by combining the aerosol parameters of AE400-870nm with
AOD500nm. It can be seen that aerosols in Beijing have a stronger scattering
ability and weaker absorption ability and the main modes are fine mode and mixed
mode. The use of random forest algorithms can effectively supplement missing
data from observation data, which is a preliminary exploration to remedy common
missing phenomena in ground-based observations.
The quality of atmosphere in Wajima is better than that in Beijing and theconcentration of particulate matter in the Wajima is significantly lower than thatin the surrounding area. The values of optical characteristics are significantly
lower and the main types of aerosols are clean and marine. The concentration ofvarious atmospheric pollutants is one to two orders of magnitude lower than thatof Beijing during the same period and there is a certain lag phenomenon in thepeak hourly concentration of atmospheric pollutants. Due to the influence of
external source transport, under high wind speed meteorological conditions thatthe concentration of particulate matter is relatively low while high concentration
particles accumulate in the downwind direction due to the influence of low windspeed. Among them, the contribution of organic carbon aerosols and elemental
carbon aerosols is highest in the southwestern region of the Japanese Peninsula.
Particulate matter-bound polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) andnitro-PAHs (NPAHs) were first systematically studied in downtown (XT),
suburban (GL) and rural (DA) sites in winter and summer in Hanoi, Vietnam,
from 2019 to 2022. The mean concentrations of PAHs and NPAHs ranged from0.76 ng m−3 to 50.2 ng m−3 and 6.07 pg m−3 to 1.95 ng m−3, respectively. The
concentrations of PAHs and NPAHs in winter were higher than in summer, except
for NPAHs in XT. We found the benzo[a]pyrene (BaP)/benzo[ghi]perylene (BgPe)
ratio could effectively identify biomass burning in this study, in which a higher[BaP]/[BgPe] value indicates a greater effect of biomass burning on PAHs and
NPAHs. The results indicated that atmospheric PAHs and NPAHs were mainly
affected by motor vehicles (especially the unique motorcycles in Southeast Asia)
in the summer in Hanoi. In winter, all sites were affected by the burning of ricestraw to varying degrees, especially DA. The incremental lifetime cancer risk
(ILCR) in Hanoi was first determined through ingestion, inhalation and dermal
absorption. The results showed that residents in Hanoi faced high health risks,
while females experienced higher health risks than males. The ingestion anddermal pathways indicated higher exposure risks than the usually consideredinhalation pathway.
The direct radiative forcing of aerosols on the atmospheric top and ground in
the study area is negative which can be manifested as a negative radiative forcing
and cooling effect. The direct radiative forcing on the atmosphere is positive which
can be manifested as a positive radiative forcing and heating effect. The direct
radiative forcing of aerosols on the atmospheric top, ground, and atmosphere in
4form 3the Wajima is lower than that in Beijing. The absolute values of direct radiative
forcing of aerosol particles on the atmospheric top and ground in spring are higher
than that in other seasons, and the direct radiative forcing of aerosol particles on
the atmosphere is relatively higher in summer. The absolute value of aerosol direct
radiative forcing is consistent with the change trend of aerosol optical depth. The
higher value of single scattering albedo means that aerosol has a higher direct
radiative forcing value corresponding to the atmosphere, and the heating effect ofaerosol on the atmosphere is stronger.
The direct radiative forcing effects of various aerosol types are different, andthere are significant differences among the same type of aerosol particles indifferent regions. Compared to other aerosol types, dust aerosols have a stronger
heating effect on the atmosphere, and a more significant cooling effect on the
ground and the atmospheric top. The direct radiative forcing effect of biomass
combustion/urban industrial aerosols is second only to dust aerosols, followed bymixed, oceanic, and clean continental aerosols. Compared to the same type ofaerosols in Beijing, the direct radiative forcing value of aerosols in Wajima is lower
which means the radiative forcing effect of aerosols is weaker. In addition, thedirect radiative forcing of aerosols to the atmosphere is more sensitive to theconcentration of secondary organic particle changes. In general, all types ofaerosols exhibit the same negative radiative forcing to the top of atmosphere andground, while they exhibit positive radiative forcing on the atmosphere.
The aerosol direct radiative forcing effect is more sensitive to changes in theaerosol optical parameters single scattering albedo and is least sensitive toasymmetric factors changes. The direct radiative forcing effects of aerosols show
different sensitivity to aerosol optical parameter changes in different regions. In
addition, the aerosol direct radiative forcing to the atmosphere in Wajima almost
does not change with the variations of aerosol optical thickness and asymmetry
factor, and the sensitivity is relatively low. However, the change of aerosol opticalparameters in Beijing significantly enhances the aerosol direct radiative forcing
effects on the atmosphere.

Results

1. Zhang, Hao, Chau-Thuy Pham, Bin Chen, Xuan Zhang, Yan Wang, Pengchu
Bai, Lulu Zhang, Seiya Nagao, Akira Toriba, Trung-Dung Nghiem, and Ning
Tang. 2023. "Main Emission Sources and Health Risks of Polycyclic Aromatic
Hydrocarbons and Nitro-Polycyclic Aromatic Hydrocarbons at Three TypicalSites in Hanoi" Atmosphere 14, no. 5: 782.
https://doi.org/10.3390/atmos14050782
2. Xiaofei Dong, Bin Chen, Akihiro Yamazaki, Guangyu Shi, Ning Tang,
Variations in aerosol optical characteristics from SKYNET measurements in
Beijing, Atmospheric Environment, Volume 302, 2023, 119747, ISSN 1352-2310,
https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2023.119747.
(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231023001735)
3. Wang, L.; Guo, J.; Zhang, W.; Chen, B.; Wang, H.; Li, H. Pollution Levels for
Airborne Hexavalent Chromium of PM2.5 in Typical Cities ofChina. Atmosphere 2023, 14, 209. https://doi.org/10.3390/atmos14020209
4. Wang Y, Zhang H, Zhang X, Bai P, Zhang L, Huang SJ, Pointing SB, Nagao S,
Chen B, Toriba A, Tang N. Abundance, Source Apportionment and Health Risk
Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Nitro-Polycyclic Aromatic
5

form 3

Hydrocarbons in PM2.5 in the Urban Atmosphere of Singapore. Atmosphere.
2022; 13(9):1420. https://doi.org/10.3390/atmos13091420
5. Bai P, Zhang H, Zhang X, Wang Y, Zhang L, Nagao S, Chen B, Tang N.
Chemical Characteristics of Water-Soluble Inorganic Ions in Different Types ofAsian Dust in Wajima, a Background Site in Japan. Atmosphere. 2022;
13(8):1210. https://doi.org/10.3390/atmos13081210
6. Tan, S.; Chen, B.; Wang, H.; Che, H.; Yu, H.; Shi, G. Variations in Aerosol
Optical Properties over East Asian Dust Storm Source Regions and Their
Climatic Factors during 2000–2021. Atmosphere 2022, 13, 992.
https://doi.org/10.3390/atmos13060992※ Write down the schedule of the published original papers, the publishment without original papers, oralpresentation, bachelor thesis, thesis of master degree and doctoral thesis. Applicants must report the results totheK-INET office.

6

form 3

form 3 (Joint Research)

Annual Results Report
Joint Research, Institute of Nature and Environmental Technology,
Kanazawa University, 2022
Name
Affiliation
Position

Chong HanDate

4/8/2022

Northeastern University / Professor

Postal Address

Phone Number

Facsimile

E-mailAddress
Funding
Category□ Key Joint Research Program■ Joint Research Program□ PhD student Support Program☐ domestic■ international

Research period■ new■ one year
☐ continue□ two years

Research Field■ Understanding environmental pollution, environmental fluctuations, and the mechanisms befactors☐ Investigating the effects of environmental change on human health☐ Researching the effects of human societies on ecosystems☐ Developing methods for the prediction of changes to local environments☐ Researching topics related to sustainable development☐ Interdisciplinary studies related to the Sea of Japan Sea region

Research
Theme

Chemical composition, aging process and evolution in environmental effect of brown carbon
in aerosols near Japan sea region

Program
Period

4/1/2022 ~ 3/31/2023

K-INET
Research Staff

Ning Tang

1

form 3Name

Affiliation

PositionRole/Research Task

Northeastern
Professor
Management
University
Northeastern
Analysis of the chemical composition of
Lecturer
Wangjin Yang
University
brown carbon
Hongxing
Northeastern
DoctoralAnalysis of the environmental effect of
Yang
University
student
brown carbon
Northeastern
MasterAnalysis of the chemical composition ofMember(s) Jiawei Ma
University
student
brown carbon
Northeastern
MasterAnalysis of the environmental effect ofJiaqi Shang
University
student
brown carbon
Kanazawa
Ning TANG
Professor
Sampling
University※If there are any changes, please submit a newly revised application form to the K-INET office in
consultation with K-INET staff.
ApplicantChong Han

Research Team

Name of Sample

Form(Shape)

The number of sample

AppliedsampleAerosol;
NACs; brown carbon

Solid State

80

Analyzed
sampleNPs, NPAHs, PHs, ACs,
PAHs

Solid State

100

Assay
sample(s)Purpose of the
Research/
Expected
Results

Brown carbon is a kind of organic substance that can absorb light radiation in the visible
and near ultraviolet wavelength ranges. Brown carbon has significant environmental effect,
such as affecting global radiative forcing and regional climate. In the atmospherictransportation, the composition and structure of brown carbon would be modified, further
impacting its optical property and radiative forcing. Therefore, the investigation on theatmospheric aging of brown carbon will help to understand the evolution in theenvironmental effect of brown carbon in the atmosphere.
Nitroaromatic compounds (Ar-NO2), an important component of brown carbon, with atleast one nitro functional group attached to the aromatic ring, are widely observed in forest,
rural, urban and marine regions. ArNO2 can be degraded in the atmospheric environment by
the photolysis and the reaction with oxidants, such as OH, NOx and O3. Especially, photolysis
is considered to be a major degradation pathway for ArNO2 during the daytime. The photolysis
of ArNO2 can generate gaseous reactive nitrogen species, including nitrous acid (HONO) and
NO. The photolysis can also modify the chemical composition of ArNO2.
Atmospheric aerosols contain various organics, such as aromatic carbonyls (ACs),
polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and phenols (PHs), which originate from burning
processes and co-exist with ArNO2 in aerosols. ACs can efficiently abstract hydrogen fromdonors under irradiation and initiate chemical reactions more easily. ACs and PAHs are also
efficient sensitizers for the production of reactive oxygen species, such as singlet oxygen (1O2)
and HO2, which further influence the chemistry of ArNO2. PHs can act as hydrogen donors,
2

form 3

and the hydrogen donating process is relevant to chemical properties of PHs, such as electron
cloud density of benzene ring and steric effect of the attached functional groups. These organics
influenced the ArNO2 photodegradation in varying degrees. Anthracene had no effect on the
1-nitropyrene (NPy) photodegradation, whereas its oxidized derivative (anthraquinone)significantly enhanced the photolysis frequency of NPy. The photolysis frequency of 2,4dinitrophenol with the presence of secondary organics was an order of magnitude larger thanthat of 2,4-dinitrophenol in the aqueous solution. The quantum yield of NPy in the presence ofphenols was 0.7-6 times compared to that of pure NPy.
In summary, organic substances in atmospheric aerosols can change the reaction channel
and kinetics of the ArNO2 photolysis. However, the effects of organics on the reactive nitrogengas formation remain unclear, leading to a limited understanding of the HONO formation by
the ArNO2 photolysis. Moreover, the photochemical degradation of solid ArNO2 in thepresence of organic substances needs to be further explored.
※Submit the application form.

1. Effect of Organics on HONO and NO Formations by the Photolysis of ArNO2
Reactive nitrogen gas formation by the photolysis of pure ArNO2 have been reported in
our previous study. Significant HONO and NO formations were observed, whereas NO2
generation was ignorable from typical ArNO2 under irradiation. The effect of organics (ACs,
PAHs and PHs) on HONO and NO formations by the ArNO2 photolysis was further
investigated here. Figure 1 shows the JArNO2 →N and IN by the photodegradation of NPy withor without various organics. JArNO2 →HONO and JArNO2 →NO for pure NPy was (1.29 ± 0.19) ×
10−7 and (3.82 ± 0.14) × 10−6 s−1, respectively. Organic substances enhanced or inhibited the
HONO and NO formations, as shown by IHONO and INO varying in the range of 0.22-3.11 and
0.54-3.76, respectively. IHONO and INO for ACs were observed in the following trend: IHONO of
MBB (0.22) < IHONO of BP (1.47) < IHONO of AQ (1.82), whereas INO of MBB (3.76) > INO of
BP (2.65) > INO of AQ (0.91). All PHs were favorable for HONO formation (IHONO of 1.36Details of the
project/
Results

3.11), whereas they had adverse effects on NO generation (INO of 0.54-0.88). These results
suggest that organics (ACs and PHs) affect HONO and NO formations in different ways. The
competitive reaction for HONO and NO formations may occur during the photolysis of ArNO2
with ACs and PHs. PAHs showed various effects on the HONO and NO formations. FLA
enhanced HONO (IHONO of 1.98) and NO (INO of 1.64) formations. The inhibition effect wasobserved on HONO (IHONO of 0.61) and NO (INO of 0.92) generation by the photolysis of NPy
with PY. FL played inverse roles in HONO (IHONO of 0.61) and NO (INO of 1.24) formations.
It has been reported that ACs, such as AQ, accelerated the photodegradation of NPy, whereas
VA and PY had negligible effects on NPy photolysis in organic solvent. Previous study focusedon the consumption of ArNO2, whereas this work concentrated on the HONO and NO
formations by the ArNO2 photolysis, which may be an important reason for the discrepancy
mentioned above. The differences may be also related to various factors, such as the physicalstate (liquid or solid phase) and reaction condition (the mass ratio of ArNO2 to organics andlight sources).

3

form 3

Figure 1. JArNO2 →HONO and JArNO2 →NO by the photolysis of NPy with or without ACs,
PAHs and PHs. Numbers represent IHONO or INO of each organic.
The effects of organics on the NSA photolysis were also investigated, with MBB, FLA
and SG selected as the representatives of ACs, PAHs and PHs, respectively. Figure 2 displays
JArNO2 →N and IN by the photolysis process. JArNO2 →HONO and JArNO2 →NO for pure NSA
were observed to be (2.94 ± 0.64) × 10−7 and (1.20 ± 0.30) × 10−7 s−1, respectively. FLA showed
the smallest IHONO (0.48) and INO (0.50). The largest IHONO (2.79) and INO (2.26) values were
found on MBB and SG, respectively. It was noted that organics exhibited different effects onreactive nitrogen gas formation by the photolysis of NPy and NSA. For example, MBB only
promoted NO formation by the photolysis of NPy, whereas it significantly enhanced HONO
formation by the NSA photolysis. SG greatly favored HONO formation by the NPy photolysis,
while it limited HONO formation by the NSA photolysis.

Figure 2. JArNO2 →HONO and JArNO2 →NO by the photolysis of NSA with or without MBB,FLA and SG. Numbers represent IHONO or INO of each organic.
The pathways for HONO and NO formations by the photolysis of pure ArNO2 have been
proposed in the previous work. The excited triplet state of ArNO2 (ArNO2*) was decomposed
into ArO· and NO (R1). The reaction of ArO·, NO and O2 resulted in the production of
nitrophenols (HOArNO2) by R2. HOArNO2 can be transferred into HONO under irradiation(R3). HONO can be also formed by the reaction of ArNO2* with H2O (R4). For nitrophenols

4form 3(such as NSA), HONO may be also created by the intermolecular hydrogen abstraction
between two nitrophenols molecules (R5).

ACs, PAHs and PHs can influence the photodegradation of ArNO2 in different ways. ACs
can undergo hydrogen abstraction from hydrogen donors (such as phenols and H2O). In the
mixture of NSA + MBB, NSA was a much better hydrogen donor than O-H bonds in H2O. In
this case, MBB preferentially abstracted hydrogen from NSA to form radical intermediate andketyl radical. The hydrogen transfer from ketyl radical to the nitro group in ArNO2 generated
HONO (R6). In the mixture of NPy + MBB, MBB can only abstract hydrogen from H2O,
followed by the HONO formation (R6). On the other hand, the consumption of H2O would
significantly hinder the reaction of ArNO2* with H2O to form HONO (R4). In addition, H2O
adsorbed on the NPy coating would create a cage-like surrounding. The decrease of H2O by
MBB will weaken the cage effect of H2O, and suppress the recombination of ArO· and NO(R2), further hindering HONO formation and promoting NO release. Therefore, when MBB
was mixed with NSA or NPy, it showed an enhanced effect on the HONO or NO formations,
respectively.

Efficient photosensitizers, such as ACs and PAHs, can promote the formation of excitedtriplet state of ArNO2 through the energy transfer. However, this should be a minor path formost organics, since it would lead to a similar enhancement effect on HONO and NO
formations. Reactive oxygen species (ROS), such as 1O2, HO2 or OH, can be generated by theACs and PAHs under irradiation. ROS may favor the nitrophenols generation through thereaction similar to R2, further enhancing the reactive nitrogen gas formation.
It has been known that PHs can serve as hydrogen donors. The abstraction of hydrogen in
PHs by an excited triplet state of ArNO2 can form a hydrogen-bonded triplet exciplex, which

5form 3was followed by a proton transfer process, finally leading to the formation of HONO (R7).
Simultaneously, the direct photolysis of ArNO2 to form NO through the rearrangement of nitro
to nitrite may be hindered (R1). This can explain IHONO > 1 and INO < 1 by the photolysis of
NPy + PHs (Figure 1). The IHONO of SG was lower than that of VA (Figure 1), because of ahigh steric hindrance of two OCH3 groups in the ortho-position of OH group (Table S1) that
had an adverse effect on the hydrogen abstraction process. As for DHB, the intramolecular andintermolecular hydrogen bond between the COOH and OH groups impeded hydrogen bond
abstraction of NO2 group, and thus DHB had the lowest IHONO value among PHs (Figure 1).
Both NSA and PHs can act as hydrogen donors in the their mixture. ArN(OH)2 can be formedin the presence of excessive hydrogen donors, and was finally converted into NO by R8.

2. Effect of Organics on the Photodegradation Kinetics of ArNO2
Figure 3 displays the first-order plot of the ArNO2 photodegradation with or without
organics. The JArNO2 and Ф values were given in Table 1. Similar values of JArNO2 wereobserved for pure NPy and NSA, with their values of (1.31 ± 0.08) × 10−5 and (1.39 ± 0.05) ×
10−5 s−1, respectively. All organics (MBB, FLA and SG) promoted the photodegradation of
NPy and NSA with different degrees.The JArNO2 for the mixture of ArNO2 with organics was
1.19-2.76 times of the corresponding one for the pure ArNO2. It should be noted that after NSA
was mixed with FLA, the JArNO2 of NSA increased (Table 1), whereas the formation of
HONO and NO was inhibited (Figure 2). This may be ascribed to the generation of more
nitrogen-containing species in the condensed phase. As shown in Table 1, Ф values for the
mixtures of ArNO2 with most organics were larger than that for pure ArNO2, implying that thephotodegradation efficiency was enhanced in the presence of organics. However, the Ф value
for NSA + FLA was lower than that for NSA, indicating that less NSA and FLA in the excitedstate participated in the chemical reaction. The photolysis frequency of ArNO2 on diesel
particles under sunlight was (0.025-0.05) × JNO2 , whereas the photolysis frequency of ArNO2
with the presence of organics was determined to be (0.007-0.02) × JNO2 . The coefficient(0.007-0.02) obtained here was several times lower than the reported one (0.025-0.05). Diverse
organic components were involved in diesel particles, and the decay of ArNO2 in the presenceof complex organic species may be further accelerated. Ф values (0.40 × 10−4-0.20 × 10−3) of
ArNO2 was within the Ф value range (0.26 × 10−5-0.36 × 10−3) of 4-nitrocatechol and 2,4dinitrophenol on semisolid organic films. In addition, the changes in the concentration oforganics during the photolysis of ArNO2 was determined. The concentration of MBB, FLA
and SG decreased, suggesting the consumption of organics during the ArNO2 photolysis.

6form 3

Figure 3. The first-order plot of the photodegradation of NPy (A) and NSA (B) with orwithout MBB, FLA and SG.
Table1. JArNO2 and Ф of ArNO2 with or without MBB, FLA and SG.
Compounds

JArNO2 × 10−5 (s−1)Ф × 10−4NPy1.31 ± 0.08

0.40 ± 0.02

NPy + MBB

3.61 ± 0.11

1.10 ± 0.03

NPy + FLA

2.03 ± 0.18

0.51 ± 0.04

NPy + SG1.56 ± 0.12

0.47 ± 0.04

NSA

1.39 ± 0.05

0.85 ±0.03

NSA + MBB

3.33 ± 0.24

2.03 ± 0.14

NSA + FLA

1.72 ± 0.10

0.74 ± 0.04

NSA + SG2.03 ± 0.11

1.20 ± 0.06

3. Atmospheric Implications of ArNO2 Photolysis
HONO has received much attention because its photolysis generates OH. An unexpected
daytime HONO concentration up to ppb level has been detected despite HONO photolysis,
indicating a significant HONO source during the daytime. It has been reported that thephotolysis of ArNO2 generated HONO, and organic substances could influence thephotodegradation of ArNO2. In this study, the effect of organics on the HONO formation by
the photolysis of ArNO2 in the solid phase was explored. To estimate the atmospheric'
implication of the ArNO2 photolysis, JArNO2 →HONO under the real sunlight (JArNO)
2 →HONO'was quantified, as described in the Supporting Information. JArNO
was estimated to
2 →HONObe (1.55-3.63) × 10−7 and (0.01-1.02) × 10−6 s−1 by the photolysis of pure ArNO2 and ArNO2
with organics, respectively. Assuming the ArNO2 concentration of 1-1000 ng m−3 in aerosols
and the molar mass of ArNO2 of 100-300 g mol−1, the HONO source strength for the ArNO2
photolysis in aerosols with or without organics was lower than 1 ppt h−1, suggesting a minor
contributor of ArNO2 photolysis to HONO source during the daytime. Bejan et al. reported a
HONO source of 100 ppt h−1 based on JArNO2 →HONO values of (1.1-4.4) × 10−5 s−1. Thisdistinction can be related to the following reasons: (1) Reactive nitrogen gas formation wastrapped in the solid phase due to the cage effect, resulting in a less HONO release. (2) The

different formation pathways of HONO in the gas and solid phases were expected. The
photolysis of ortho-nitrophenol in the gas phase generated HONO through the intramolecularhydrogen transfer from the phenolic OH group to the nitro group, which was more efficient for7form 3

HONO generation compared to intermolecular reactions of two nitrophenols (R5) in the solidfilm. HONO formation through R2-4 in the solid phase was highly dependent on H2O and O2.
However, the diffusion of O2 and H2O into the ArNO2 coating is minimal, thereby hindering
HONO formation in the solid phase. (3) A high ArNO2 concentration used here will give riseto insufficient light absorbance of ArNO2 in the underlayers, leading to a small JArNO2 →HONO.

'
The decay of solid ArNO2 under the real sunlight (JArNO) was determined to be (1.572

4.34) × 10−5 s−1, and thus the lifetime of ArNO2 varied in the range of 6.40-17.72 h. The
photolysis ArNO2 in liquid phase was reported to be 9.00 × 10−7-1.40 × 10−2 s−1. Chemical
property of ArNO2, type of solvent and reaction conditions can significantly impact the ArNO2
photodegradation in the liquid phase. Chemical nature of ArNO2 is crucial for the photolysis
process. Photochemical degradation rate of nitro-polycyclic aromatic hydrocarbon was closely
correlated with its dihedral angle (Ad) between the aromatic ring and the nitro group. For
example, the photolysis frequency of 9-nitroanthracene (Ad of 90°) was 30 times larger thanthat of 3-nitrofluoranthene (Ad of 45°). Barsotti et al. found that a high steric hindrance andelectron-withdrawing groups limited the photolysis of nitrophenols. The ArNO2 photolysis
frequency is also affected by type of solvent. The photolysis of nitrophenols in aqueous
solution was an order of magnitude lower than that in isopropanol solution. The photolysis
frequency of nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons decreased as H2O was added to theorganic solvent solvent. These indicates that H2O was a less reactive solvent in ArNO2'(1.57 × 10−5
photolysis. Thus, H2O adsorbed on the solid ArNO2 may result in a lower JArNO2s−1) by NPy photolysis in the solid phase compared to that (1.67-9.63) × 10−4 s−1 in organic
solvent. Other factors, such as light source and the carrier gas (O2, N2 or air) will also change
the kinetics of photolysis, and may account for the distinction in results of NPy photolysis in
the solid and liquid phases. The ArNO2 can be degraded by reacting with OH, NO3 and O3, andthe lifetime of ArNO2 varied in the range of > 1.7 days, > 4.2 days and 28-55 days, respectively,
which was significantly longer than the lifetime of ArNO2 by the photolysis (6.40-17.72 h).
This suggests that the photolysis will be a dominant sink for ArNO2 in the atmosphere.

Results(1) Wangjin Yang, Di You, Xiangli Nan, Ning Tang, Tao Du, Chong Han*. Exploring
influence of organics on the photodegradation of nitroaromatic compounds: Focus on
HONO/NO formations and kinetics. Atmos. Environ., 2022, 289, 119306.

※Write down the schedule of the published original papers, the publishment without original papers, oral presenta
bachelor thesis, thesis of master degree and doctoral thesis. Applicants must report the results to theK-INET office8

form 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

おう

きみん

申請者氏名

WANG

Qimin

所属・職名

成果報告書

提出年月日

２０２３年 ４月２８日

College of Energy and Power, Shenyang Institute of Engineering

連絡先住所

FAX

TEL
E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

☐ 重点共同研究
研究期間☐一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

バイオマス燃焼に由来する汚染物質の環境負荷評価と識別マーカーの探索

研究実施
期間
センター
教員

２０２２年 ４月 １日～
唐申請者

２０２３年 ３月３１日

寧

氏
研
究
組
織

☐新規
継続

名

所

属

職名／
大学院生・
分担内容
学部生は利
用時の年次
学院長・教
総括・データ解析授王 启民

瀋陽工程学院

蔡 雲平

瀋陽工程学院研究員

サンプリング・化学分析（金属）

胡

北京大学

教授

化学分析（VOCs）

分担者

敏

1

様式 3

※

郭 卓倫

瀋陽工程学院

張 露露

金沢大学

白ほう楚

金沢大学

唐

金沢大学

寧

講師

サンプリング博士研究
サンプリング・化学分析員
博士前期
サンプリング・化学分析
課程 2 年
教授

データ解析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

粒子状物質
粒子状物質
ガス成分

固体
固体
気体

56
50
50

分析した試料

粒子状物質
粒子状物質
ガス成分

固体
固体
気体

56
50
50

分析試料

研究目的・
期待される
成果

化石燃料の使用は CO2 を大量に排出し，地球温暖化の主要因とされている。近年，多くの国が脱化石燃料化を積極的に推進し，再生可能なエネルギーが注目されるようになっている。とりわけ中国政府は 2017 年より，発電所や北部地域の暖房
施設の燃料として化石燃料からバイオマス（主要農作物のトウモロコシ稲わらなど）に転換する国家プロジェクトを急速に進めている。しかし，バイオマスの燃焼は，硫黄酸化物の排出量が少なく，「炭素中立性」の観点から CO2 の排出が免責されるが，多環芳香族炭化水素類（PAHs）や揮発性有機化合物（VOCs）が生成され，大気中での酸化プロセスにより O3 や PM2.5 への寄与も無視できない。さらに，農作物に濃縮された重金属が大気中への放出も危惧されるが，その実態は殆ど分かっていない。
本年度では，金沢大学能登大気観測スーパーサイト（輪島測定局，KUWAMS）において大気粒子状物質を採集し，バイオマスの燃焼による東アジア地域大気環境への負荷を評価した。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

輪島大気測定局で捕集した粒子状物質中に含まれる多環芳香族炭化水素（PAHs），バ
イ オ マス 燃 焼の マー カー で ある レ ボグ ルコ サン （ Levoglucosan ）と マン ノ サン（Mannosan），有機炭素（OC）と無機炭素（EC）を分析した。
下図に示されたように，近年越境輸送大気 PAHs の濃度が低減したものの，OC，EC，
Levoglucosan 及び Mannosan との相関がみられなかった。
しかし，
OC,EC，
Levoglucosan，Mannosan の間に良い相関関係があったことから，以下の仮説が得られた。
１．バイオマス燃焼時に，PAHs の発生は伴わないか発生量は少ない。
２．越境輸送 OC と EC は大いにバイオマス燃料の燃焼に由来する。
３．Levoglucosan と Mannosan は越境輸送バイオマス燃料燃焼のマーカーに適しない。
上述の仮説はいずれも実験室の実験結果及びこれまでの知見と相違であるため，今
現在，それらの仮説を詳細に検討中である。今後も，中国の国策によりバイオマス燃料の使用が増えると予想されるため，バイオマス燃焼の燃焼に由来する大気汚染物質
は日本に及ぼす影響を早急解明することは急務であり，継続的な観測が必要であるに
違いない。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

Long-term observation of particulate matter and chemical components concentration at aJapanese background site, Wajima: effect of energy consumption changes in China
見込まれる
成果物

Pengchu Bai, Hao Zhang, Xuan Zhang, Yan Wang, Lulu Zhang, Min Hu, Qimin Wang,
Yunping Cai, Zhuolun Guo, Seiya Nagao, Akira Toriba, Ning Tang
投稿準備中

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

（ふりが
な）

成果報告書

アジャイ スリバスタブ
R5 年 4 月 2 日

提出年月日

申請者氏
名

Ajai K. Srivastav

所属・職名

D.D.U. Gorakhpur University, Professor

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分☐ 重点共同研究
 一般共同研究□ 若手研究者育成共同研究

研究分野

 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

海産及び淡水魚類の環境汚染物質に対する毒性評価

研究実施
期間

センター
教員

２０２２年

☐一般枠
国際枠

４月 １ 日～

２０２３年

研究期間
単年
☐複数年(２年)

新規☐継続

３ 月 ３１日

鈴木信雄

1

様式 3

氏

名

Ajai
申請者
Srivastav
研
究
組
織

鈴木信雄
服部淳彦
分担者

※

所

K.

属

D.D.U.
Gorakhpur
University
金沢大学

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

教授

研究総括、解剖及び組織学的解析

教授

ウロコを用いた解析

東京医科歯科教授
大学

血液マーカー分析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数Benz[a]anthracene粉末

１Benz[a]anthracene

粉末

１

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料目的
越境汚染物質である多環芳香族炭化水素類や近年魚類への汚染が問題になっているマイクロプラスチックの骨代謝に対する作用を解析して、環境汚染物質のリスク評価につなげる。
研究目的・期待される成果
期待される
既に、鈴木を中心とする臨海実験所の研究グループと Srivastav 教授との共著の論成果文として、Benz[a]anthracene がキンギョのカルシウム代謝に影響を及ぼしていることを報告している（Suzuki et al., 2017）。したがって、環境汚染物質が魚類のカルシウム代謝をかく乱している可能性が高い。そこで本研究では、まず淡水魚のキンギ
ョのカルシウム代謝の基礎を調べるために、カルシトニン及びスタニオカルシンの魚カルシウム代謝に対する影響を評価した。
※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

【背景・目的】カルシトニン(CT)はカルシウム(Ca)代謝に関与する 32 アミノ酸残基からなるペプチドホルモンである。哺乳類において，CT は破骨細胞の活性を抑制すること
で血漿 Ca 濃度を低下させ，魚類においても CT は同様に作用する。CT は哺乳類では甲状腺の C 細胞, 哺乳類以外の脊椎動物では鰓後腺（Ultimobranchial Gland: UBG）から分泌されることが知られている。これまでの報告では, キンギョ，ウナギ，サケ科魚類の血漿 CT 濃度は，雌においてのみ繁殖期に高くなることが知られている。また①キンギ
ョの血漿 CT 値と血漿 Ca 濃度の間に相関があること，②キンギョの雌においてのみ血漿 CT 値と生殖腺体細胞指数(GSI)の間に相関があること，③ウナギやサケ科魚類においては排卵前に CT 値が著しく上昇すること，が報告されている。
以上のことから，本研究では，特に雌の硬骨魚類の生殖生理と CT との関係に注目して実験を行った。さらに我々は，キンギョにおける 2 種類の CT(CTI, CTII)が存在する
ことを報告している(Suzuki et al., GCE, 1999)。しかし，CTII はゲノム DNA より構造が決定され，その役割は明らかにされていない。そこで定量 PCR により，UBG 及びウロ
コにおける CTI 及び CTII の発現量を調べ，生殖生理との関連性を調べた。
利用・研究
実施内容・ 【材料・方法】本研究では，キンギョ（Carassius auratus）を材料として用いて，その UBG得られた成 における CTI および CTII の発現量を Taqman プローブを用いた定量的 PCR 法により調べ，生殖生理との相関を解析した。さらに，キンギョのウロコにおける CT の発現
果を調べ，エストロゲン(E2)に対する CT の発現量の影響も調べた。
【結果・考察】CTI および CTII の mRNA 発現量は, メスでは血漿 Ca 濃度と有意な相関を示したが，オスでは血漿 Ca 濃度と相関を示さなかった。また，血漿 CT と血漿 Ca 濃
度や GSI との間には，メスでは有意な相関が見られたが，オスでは見られなかった。さらに，メスの UBG におけるカルシウム感知受容体 mRNA の発現量は，オスの UBG におけるそれよりも有意に高かったことから，メスの UBG は繁殖期のメスのキンギョの
血漿 Ca の変化に対して感受性が高いことが示唆された。
一方, ウロコにおける CT の発現を解析した結果，雌雄ともウロコに CTII mRNA が発現していたが，CTI は発現していなかった。また，ウロコの骨芽細胞で CTII が産生されていることもわかった。さらに, ウロコの CTII mRNA 発現量は E2 添加により促進されたことから, ウロコで発現する CTII はパラクラインまたはオートクラインにより，メスの生殖期の Ca 代謝に関与している可能性が高い。今後は、スタニオカルシンのカ
ルシウム代謝に関する研究を行う予定である。
※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

Kuroda, K., Hatano, K., Kawamura, R., Fukushima, A., Sasayama, Y., Tabuchi, Y., Furusawa, Y.,
Ikegame, M., Hattori, A., Hirayama, J., Fukuda, T., Uekura, S., Matsubara, H., Kawago, U.,
見込まれる
Sekiguchi, T., Srivastav, A.K. and Suzuki, N.: Possible involvement of Calcitonin I and II in
成果物
calcium metabolism of the female reproductive physiology of goldfish (Carassius auratus). Int.
Aquat. Res., 15: 15-26 (2023)※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記

3

様式 3

載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式

3（共同研究）
２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

サムロンク アモンサクン

申請者氏名

Thumronk AMORNSAKUN

所属・職名

Prince of Songkla University・准教授

提出年月日

令和５ 年 ４月 2 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間☐一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究
 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

海産甲殻類の幼生に対する多環芳香族炭化水素類の影響評価
Effects of polycyclic aromatic hydrocarbons on marine crustacean larvae

R4 年 ４ 月 １ 日～

R5 年 ３ 月３１

日

鈴木 信雄

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

Thumronk
AMORNSAKUN

PrinceofSongkla准教授
University

研究総括

鈴木信雄

金沢大学

サンプリング及びデータ解析

教授

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究の意義
多環芳香族炭化水素類は、成体よりも幼生の方に影響が大きい。本研究では、海産の甲殻類に対する多環芳香族炭化水素類の毒性学に貢献できる。

研究目的・
期待される
成果

目的
能登半島九十九湾で採集できるアカテガニのゾエア幼生は、アカテガニの放卵個体を用いたら、容易にサンプリングできる。そのゾエア幼生に対する多環芳香族炭化水
素類の毒性を評価する。
特色及び期待される成果
本研究の特色は、海産甲殻類の幼生に対する多環芳香族炭化水素類の影響を調べることである。これまで、甲殻類の毒性評価は、淡水産のミジンコを用いた研究が多く、他の甲殻類に対する研究は少なく、さらに海産の甲殻類の研究は、ほとんどない。本
研究は、海産の甲殻類に対する多環芳香族炭化水素類の毒性学に貢献できる可能性が
高い。

2

様式 3

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

背景・目的：多環芳香族炭化水素（PAHs）は，化石燃料や不完全燃焼に由来する有機化合物で，大気，水，土壌に広く分布している。水域環境では、油流出事故は主要航路とよく相関し（Brekke and Solberg, 2005）、海洋生物に影響を与える PAH 汚染を直接引き起こす（Peterson, 2003）。さらに、ディープウォーター・ホライズンや、エクソン・バルディーズ号、ナホトカ号などの沈没した石油タンカー船からの偶発的な油流出は、海域に PAH 汚染を引き起こし、海洋環境に深刻な影響を与えた。そのため、海洋生物に対する PAHs の毒性を評価するための研究を行う必要がある。
本研究では、海洋生物としてアカテガニに着目した。アカテガニ Chiromantes
haematocheir (De Haan, 1833)は、十脚目カラスノエンドウ科に属する甲殻類で、日本の本州から南西諸島の海岸や森林に生息する。アカテガニの成体は森林に生息しているが、ゾエア期、メガロパ期から稚ガニになるまでの成長過程において、一時的に海中で生活するという独特の生活史を持つ。特筆すべきは、1 匹のメスを 1 回放流することで、約 2 万～3 万匹のゾエア幼生を得ることができる。そのため、このゾエア幼虫を用いた様々な条件下での実験を一度に行うことが可能である。
一方毒性評価では、benzo[a]pyrene など毒性が強いことがよく知られている一部の
PAHs のみに着目されてきた。いくつかの PAH は、benzo[a]pyrene よりも水生動物に対して毒性が強いと考えられる。海産甲殻類に対する PAHs の毒性を調べる目的で、米国環境保護庁（US EPA）が定める代表的な 16 種類の PAHs について、アカテガニ C.
haematocheir のゾエア幼生に対する毒性影響を調べた。
利用・研究
実施内容・
得られた成
果

材料と方法：2022 年 8 月から 9 月にかけて、能登半島・九十九湾沿岸で産卵したアカ
テガニ C. haematocheir の雌を採集した。卵を持ったカニを夕方に自然海水の入ったバ
ケツに入れ、一晩放置した。翌朝、バケツに放たれたゾエア幼生を回収し、毒性実験に使用した。
PAHs: naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, anthracene, phenanthrene,
fluoranthene,
pyrene,chrysene,benz[a]anthracene,
benzo[b]fluoranthene,
anddibenzo[a,h]anthracene (Tokyo Chemical Industry Co., Tokyo, Japan); benzo[k]fluorantheneand indeno[1,2,3-c,d]pyrene (Toronto Research Chemicals, Inc., Toronto, ON, Canada);benzo[a]pyrene (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA); and benzo[g,h,i]perylene(Fluorochem Ltd., Derbyshire, UK)を用いた。これらの PAH は、まずジメチルスルホキ
シド（DMSO）で 10-2 M の濃度に、次に海水で 10-5 M の濃度に希釈し、それぞれの PAH
がゾエア幼虫の生存率（％）に与える毒性を評価した。6 ウェルプレートの各ウェルに 20 匹のゾエア幼虫を入れ、暴露後 12 時間および 24 時間の生存率を測定した。各PAH 処理に 20 匹のゾエア幼虫を使用した。これらのゾエアーを 25℃、明暗サイクル（12 時間：12 時間）下でインキュベートした。
結果と考察：16 種類の PAH（各 10-5M）に対する 12 時間および 24 時間の生存率を調べたところ、フルオレンが最も毒性が強く、12 時間および 24 時間暴露での生存率はそれぞれ 78.3%および 6.7%であった。Fluorene は、毒性物質として知られている
benzo[a]pyrene よりもゾエア幼虫に毒性があり、benzo[a]pyrene（10-5M）の 12 時間および 24 時間暴露での生存率はそれぞれ 98.3%と 90%であった。アセナフテンとピレンの 24 時間暴露では、生存率が 98.3％となった。しかし、Fluorene、benzo[a]pyrene、
acenaphthene、pyrene を除く他の 12 種類の PAHs では、少なくとも本条件では生存率には影響がなかった。今後、Fluorene の EC50 を調べていく予定である。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

見込まれる
成果物

Kawamura, R., Rafiuddin, M.A., Toyota, K., Honda, M., Amornsakun, T., Tabuchi, Y., Hattori,
A., Harumi, T., Hirayama, J., Urata, M., Matsumoto, K., Nishimoto, S., Srivastav, A.K.,
Suzuki, N. and Matsubara, H.: Fluorene is highly toxic to zoea larvae of the red-clawed crab
Chiromantes haematocheir. Int. J. Zool. Inv., 9: 1-7 (2023)※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式

3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

インドラ チャンドラ

申請者氏名

Indra Chandra

所属・職名

Engineering Physics, School of Electrical Engineering, Telkom University

提出年月日

2023 年 04 月 26 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
 一般共同研究☐一般枠☐単年□ 博士後期課程学生育成共同 ☐国際枠
☐複数年(２年)
研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
☐継続

研究課題

Development of low-cost HCl and SO2 system to support marine aerosol
identification research for metal corrosion.

研究実施
期間

2022 年

氏名センター
教員

04 月 01 日～ 2023 年

03 月

31 日

Yayoi Inomata

E-mail: yinomata@se.kanazawa-u.ac.jp※主要設備一覧掲載の「センター教員」について記載して下さい。

1

様式 3

研
究
組
織

申請者

※

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

Assistant
Professor

Development
and
field
observation of SO2 and HCL
concentrations in the air

氏 名

所 属

I. Chandra

TelkomUniversity

Y. Inomata

Institute of
Natureand Associatedenvironmental Professor
study

Environmental data analysis

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

-

-

-

分析した試料

-

-

-

分析試料

【Objectives】
The research focuses on:
1. Knowing marine aerosols' transport, distribution, and deposition fro m
the ocean to the mainland.
2. Knowing the impact of marine aerosols on the rate of metal corrosion.

研究目的・
期待される
成果

【Output/outcomes】
The output and/or outcomes from these activities are:
1. The prototype of low-cost HCl and SO2 systems for environmental
studies.
2. Preliminary data for next studies.
Observation of corrosion due to air pollution in various locations iscaused by both local and distant emission sources. Two pollutant parametersthat can cause corrosion, sulfur dioxide (SO2) and hydrogen chloride (HCl),can be emitted from both local and distant scales. Therefore, this study
was conducted to determine the concentration of SO2 and HCl gases thatcause corrosion, as well as other meteorological parameters, using lowcost sensors based in three stations at Telkom University in real-time.
The first measuring station is located at Telkom University Landmark Tower(TULT) at a height of approximately 70 meters above ground, the second
station is located at the General Lecture Building (GKU) at a height ofapproximately 35 meters above ground, and the third station is located at2

様式 3

the Deli Building at a height of approximately 15 meters (Figure 1). The
measurements were taken from November to December 2022. Based on the sensor
test, the measurement results of the passive sampler method were 18 ppb,
which falls within the range of the ZE12A-SO2 sensor, which is 3-34 ppb.
In addition, sensitivity testing was performed on the ZE12A-SO2 sensor.
An experiment was conducted by measuring SO2 gas resulting from charcoal
combustion. The measurement results showed that the SO2 gas was fluctuatingbased on the on-and-off conditions of the fan. This indicates that thesensor is sufficiently sensitive to the measured gas. The temperature,humidity, wind direction and speed, and rainfall parameters can affectboth research parameters, namely SO2 and HCl gases.

Figure 1. (Left side) Measurement stations at Telkom University, Bandung,Indonesia. (Right side) One snapshot of shelter at the highest station(TULT).
Figure 2 depicts a chamber used for storing the sensors that will be used formeasurements. The sensors will measure parameters such as SO2, HCl,temperature, and humidity. Additionally, there is a shelter that will be used
to store the chamber, ensuring that the measurements can take place without
external interference. Wind direction and speed parameters will be installedon the poles that are in the shelter.

3

様式 3

Figure 2. Casing and testing chamber for measuring atmospheric SO2 and HClconcentrations using low-cost sensors.
Figure 3 presents the measurement system. The parameters that will be measured
include gas concentrations of SO2 and HCl, temperature, humidity, winddirection, and wind speed. The measurement results from several sensors will
be communicated using an Arduino Wi-Fi module, and the data will be transmitted
via Wi-Fi to the cloud. The measurement data can be monitored in real-timethrough the IoT Antares platform. Additionally, the measurement results will
also be stored offline using a datalogger, in addition to being sent to thecloud.

Figure 3. The measurement system involves measuring parameters such as gas
concentrations of SO2 and HCl, temperature, humidity, wind speed, and winddirection.
※申請書に記載した事項を要約して下さい。

4

様式 3

Some results can be found in the following Figures.

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

Figure 4. Checking SO2 sensors compared to each other.

Figure 5. Comparison of data resolution: per 2 minutes (green line), averageper 1 hour (red dashed line), and average per 1 day (box).

5

様式 3

Figure 6. Measurement of all parameters from November 2 to December 24,
2022.

6

様式 3

Figure 7. Data on December 17, 2022.
※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

7

様式 3

The results of the research have shown that while progress has been madetowards achieving the initial goals, further work is needed to optimize themeasurement system. One significant factor that needs to be addressed is theneed for proper calibration of the sensors, which requires support from primarylaboratory and field equipment. Inaccurate sensor calibration can lead toinaccurate measurement data, which can compromise the integrity of theresearch findings.
Another important consideration is the need for sampling of particulates andrainwater to compare data obtained from the low-cost sensors with that obtainedusing traditional methods. This comparison is crucial for identifying any
discrepancies and determining the accuracy of the measurement system.
Additionally, the sampling of rainwater can provide insights into potential
sources of pollution, which can inform further research and interventions.

見込まれる
成果物

Despite these challenges, the measurement system has shown promising results
in providing real-time and online measurement data. This is particularly
beneficial for long-term monitoring, as it allows for the timely detection ofchanges in air quality and the identification of potential pollution sources.
Moving forward, the system can be further optimized through the integrationof AI-based methods. This would involve the development of algorithms thatcan process and analyze the data obtained from the sensors and provide insights
into air quality trends and potential sources of pollution. This would not
only improve the accuracy and reliability of the measurement system but also
facilitate more targeted and effective interventions to improve air quality.
In conclusion, the research findings highlight the importance of proper sensor
calibration and the need for traditional sampling methods to validate dataobtained using low-cost sensors. However, the real- time and online measurement
capabilities of the system provide valuable insights into air quality trends,
which can inform interventions to improve public health and environmental
outcomes. The integration of AI-based methods offers significant potential
for advancing the system further and improving its accuracy and reliability.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

8

様式 3

form 3 (Joint Research)

Annual Results Report
Joint Research, Institute of Nature and Environmental Technology,
Kanazawa University, 2022
Name
Affiliation
Position

Zhijun Wu

Date

04/25/2023

College of Environmental Sciences and Engineering, Peking University/Professor

Postal Address

Phone Number

Facsimile

E-mailAddress
Funding
Category

Research Field□ Key Joint Research Program√ Joint Research Program□ PhD student Support Program☐ domestic√ international

Research period☐ new□ one year
√ continue√ two years√ Understanding environmental pollution, environmental fluctuations, and the mechanisms
behind these factors☐ Investigating the effects of environmental change on human health☐ Researching the effects of human societies on ecosystems☐ Developing methods for the prediction of changes to local environments☐ Researching topics related to sustainable development☐ Interdisciplinary studies related to the Sea of Japan Sea region

Research
Theme

The atmospheric ice nucleating particles activities in Wajima, Japan

Program
Period04/01/2021 ~ 03/31/2022
Ning Tang

K-INET
Research Staff

1

form 3Name
ApplicantZhijun Wu

Research TeamSong GuoMin HuMember(s)Ning Tang

Affiliation
PekingUniversity
PekingUniversity
PekingUniversity
Kanazawa
university

PositionRole/Research Task

Professor

Organizer

Professor

Sample analysis

Professor

Sample analysis

Professor

Instrument management※If there are any changes, please submit a newly revised application form to the K-INET office in
consultation with K-INET staff.
Name of Sample

Applied sample Ambient particle samples

Form(Shape)

The number of sample

16

Assay
sample(s)Analyzed
samplePurpose of the
Research/
Expected
Results

Ambient particle samples

The concentrations and properties of atmospheric ice nucleating particles (INPs) could
modulate the cloud formation and furtherly have impacts on precipitation and cloud radiative
forcing. Therefore, INPs play profound roles in the aerosol-cloud-climate system. However,the sources of INPs and corresponding ice nucleation mechanisms remain largely unclear,
impeding our understanding the aerosol-cloud interaction and climate change. Especially,studies related to the INPs over Asian regions were scarce. The investigations on INPs sources
and properties will improve our understanding of INP budgets and cloud formation overEastern areas.
We plan to develop the collaboration between Peking University and Kanazawa University andcarry out the field observations focusing on the INPs at Wajima, Japan. Wajima faces toJapanese sea and is a receptor of dust particles and anthropogenic aerosols from outflow ofEastern Asia areas. Thus, Wajima is a unique site to study the marine aerosols and modified
continental aerosols by marine environment, which are recently considered as potential INPs
sources.
The outcomes will provide the information on INPs characteristics and sources over Japanese seaerosol chemistry and meteorological parameters, such investigation would improve our und
INPs in the outflow of continental atmosphere in a marine environment.

※Submit the application form.

2

form 3

(a)

(b)

(c)

organics

Details of the
project/
Results

nitrateammoniumsulfatechlorideFig. 1 Time series of (a) the mass concentrations of PM2.5 and PM10, (b) aerosol chemicalcomposition in non-refractory PM1, and (c) the mass fraction of chemical composition in nonrefractory PM1.
A field campaign in Beijing was adopted from November 10th, 2022 to December 10th,
2022. The concentrations of gaseous pollutants, aerosol chemical composition, PM2.5 massconcentrations, and particle number size distributions (PNSD) were monitored. Fig.1 shows
the mass concentrations of PM2.5 and PM10 during the field campaign; and the concentrationsof chemical composition and mass fraction in non-refractory PM1 (NR-PM1). Briefly, PM2.5
mass concentrations varied from 1 μg/m3 to 153 μg/m3 with an average of 31.50μg/m3. As
marked by the red dotted box, 4 high PM2.5 episodes were observed during the field campaign,
which lasted from November 10th to 12th, from November 16th to 21st, from November 22nd to
25th, and from December 7th to 10th, respectively. During these high PM2.5 episodes, nitrate was
the dominated specie in NR-PM1, indicating local secondary aerosol formation promoted theelevation of PM2.5. In comparison, sulfate played a critical role in secondary inorganic species(sulfate, nitrate, ammonium) with mass fractions higher than 0.4.
(a)

(b)

(c)

SO2

CO

NO2

NO

O3

Fig. 2 Time series of the concentrations of (a) SO2 and CO, (b) NOx, and (c) O3 during thefield campaign.
Fig. 2 shows the concentrations of gaseous pollutants, including SO2, CO, NOx (NOx =NO + NO2), and O3. During the high PM2.5 episodes marked in Fig. 1, the increase in SO2
concentrations were not observed, while high CO concentrations occurred accompanied with
the increase in PM2.5. Notably, the atmospheric oxidation capacity (AOC) represented by Ox(Ox = O3 + NO2) increased accompanied with the mass concentrations of PM2.5, indicatingstrong AOC was observed during high PM2.5 episodes. Strong AOC would promote theformation of secondary aerosols, which further proved local secondary aerosol formation drove3

form 3the elevation in PM2.5 mass concentrations.
In January and February, 2023, off-line PM2.5 filter samples were collected in Beijingusing a high-volume sampler. Seven PM2.5 filter samples and one controlled blank sample werecollected in each month. Table 1 listed the sampling period, sampling volume, and averagetemperature during the sampling period. Each filter sampled approximately from 9:00 local
time to 8:40 local time in the next day. These filters have been shipped to Japan and will beanalyzed soon after.
Table 1 Sampling records in Beijing
Sample name
Sampling period Accumulated volume (m3)Tem. (℃)
1/6 9:03 – 1/7
PKU-20230106
1474
5.9
8:33
1/7 9:12 – 1/8
PKU-20230107
1416
6.6
8:30
blank
PKU-20230107-blank
1/8 9:00 – 1/9
PKU-20230108
1486
10.5
8:40
1/11 9:00 – 1/12
PKU-20230111
1481
6.5
8:40
1/12 9:00 – 1/13
PKU-20230112
1485
6.3
8:40
1/13 9:00 – 1/14
PKU-20230113
1484
3.3
8:40
1/14 9:00 – 1/15
PKU-20230114
1484
-2.5
8:40
blank
PKU-20230212-blank
2/13 9:00 – 2/14
PKU-20230213
1485
2
8:40
2/16 9:10 – 2/17
PKU-20230216
1472
7.5
8:40
2/20 9:10 – 2/21
PKU-20230220
1475
6.5
8:40
2/21 9:10 – 2/22
PKU-20230221
1473
6.3
8:40
2/22 9:10 – 2/23
PKU-20230222
1474
9.7
8:40
2/23 9:10 – 2/24
PKU-20230223
1474
11.3
8:40
2/24 9:10 – 2/25
PKU-20230224
1473
14
8:40

4

form 3

Results(1) A field campaign was adopted in Beijing from November 10th to December 10th, 2022.
There were 4 high PM2.5 episodes during the entire campaign.
(2) Nitrate dominated the NR-PM1 during high PM2.5 episodes, indicating local secondary
aerosol formation played a key role in the elevation of PM2.5 mass concentrations.
(3) Off-line PM2.5 filter samples were collected in Beijing from January to February in 2023.

※ Write down the schedule of the published original papers, the publishment without original papers, oralpresentation, bachelor thesis, thesis of master degree and doctoral thesis. Applicants must report the results totheK-INET office.

5

form 3

form 3 (Joint Research)

Annual Results Report
Joint Research, Institute of Nature and Environmental Technology,
Kanazawa University, 2022
Name

Prof. Dr. Riffat Naseem Malik

Affiliation
Position

Department of Environmental
Pakistan/Professor

MM/DD/YYYY
27/03/2023

Date
Sciences,

Quaid-i-Azam

University,

Islamabad,

Postal Address

Phone Number

Facsimile

E-mailAddress
Funding
Category□ Key Joint Research Program Joint Research Program□ PhD student Support Program☐ domestic☐ international

Research period☐ new□ one year
☐ continue□ two years Understanding environmental pollution, environmental fluctuations, and the mechanisms
behind these factors☐ Investigating the effects of environmental change on human health☐ Researching the effects of human societies on ecosystems
Research Field☐ Developing methods for the prediction of changes to local environments☐ Researching topics related to sustainable development☐ Interdisciplinary studies related to the Sea of Japan Sea region

Research
Theme

Understanding remote lakes environment from Northern Region of Pakistan and Their Potential
Toxic Substances (PTSs)

Program
PeriodMM/DD/YYYY ~ MM/DD/YYYY
04/1/2022 ~ 03/31/20223
Seiya Nagao/Professor
Division of Integrated Environmental Studies in Institute of Nature and Environmental
Technology, Kanazawa University, Japan.

K-INET
Research Staff

Shinya Ochiai / Assistant Professor
Division of Integrated Environmental Studies in Institute of Nature and Environmental
Technology, Kanazawa University, Japan.

Rese

Name

Affiliation

Position1

Role/Research Task
form 3

DepartmentofEnvironmental
Sciences Quaid-

ApplicantRiffat Naseem

i-AzamMalik

University,

Resources,
Professor

Islamabad,Supervision,
Funding Acquisition,
Project Administration.

Pakistan
Graduate School of
ScienceandEngineering
Hafiz-ur-Rehman

Kagoshima

Associate

university

Professor

Technical assistance

Korimoto,
Kagoshima, Japan
Member(s)DepartmentofEnvironmental
Abdia Farooqi

Sciences Quaid-i-

Associate

Azam

Professor

University,

Technical assistance

Islamabad,
Pakistan※If there are any changes, please submit a newly revised application form to the K-INET office in
consultation with K-INET staff.

Applied sample
Assaysample(s)Analyzed
SampleName of Sample

Form(Shape)

The number of sample

Sediment core samples
from remote Himalayan
lakes

Freeze dried sediment
samples11

Sediment samples

--

11

2

form 3

1. Purpose of the Research
Traffic, small-scale industries, mining (gold and other compounds), and fossil fuelcombustion are the local point sources of trace metals (TMs) and Hg in the Upper Indus
Basin of Pakistan (Riaz et al., 2018). Being a volatile Hg exhibits, the phenomenon of longrange atmospheric transport (LRAT) and reaches remote alpine region, where it
accumulates due to mountain cold trapping and is deposited through wet and dry
precipitation in remote areas (Pokhrel et al., 2016). Along with Hg, other trace metals(TMs) such as chromium Cr, Co, As, and Pb are also deposited away from their point
sources (Y. Ma et al., 2021). Local emissions, physiography and climatic properties ofthese regions results into further enrichment of TMs. A significant fraction of these metals,
is deposited into snow packs and reaches the hydrological cycles during snow melt, thus
rendering inorganic Hg to the lake sediments, allowing it available for methylation andbioaccumulation in the biota (Martinková, Janiga, Pogányová, & Research, 2019). LRAT
and re-release of Hg to the lake sediments of remote regions has been documented in
Purpose of the
Research/
Expected
Results

Alpine regions of Canada, the United States, and the Arctic as well as in the Tibetan Plateau
of China (Barst, Chételat, & Basu, 2022; Chételat et al., 2022; Huang et al., 2020; Huang
et al., 2012; Johnson, Blum, Keeler, & Douglas, 2008; Kirk et al., 2011; Schuster et al.,2002). Similarly, lacustrine contamination of the TMs (Cr, Mn, Co, Ni, Zn, As, Se, Cd andPb) has already been reported across the Arctic (Clayden et al., 2013; Depew et al., 2013;
Sarah Roberts et al., 2020; S Roberts et al., 2019; Wyn, Kidd, Burgess, Curry, & Sciences,
2009). However, there is lack of data about the same in HKH ranges specially from
Pakistan.

Therefore the main purpose was to study contamination levels of selected

Persistent Toxic Substances (PTSs) including TMs and Hg in different remote lakes of
Hindukush-Karakorum-Himalayan (HKH) region in Pakistan and to investigate theirtemporal trends and enrichment potential using sediment cores; and their impact on lakeecosystem to understand sedimentation processes and mass accumulation burial fluxes ofthese contaminants. Concentrations of THg, MeHg, and other TMs were measured toassess the degree of contamination and bioaccumulation in the selected remote lakes ofthe study area. Organic matter (OM), total organic carbon (TOC), C/N ratios, and stable
nitrogen (δ15N) and carbon (δ13C) isotopes were identified to further study the changes inanthropogenic contribution and variations in lake productivity over the historicaldeposition in these lakes.
※Submit the application form.

3

form 3

2. Details of the project/Results
A total of 10 lakes in HKH region of Pakistan were selected and sediment cores fromthese lakes were extracted using stainless steel sediment core sampler (details about ofsampler and samples are given in Fig 2a). Each core is ~30 cm long and were sectioned
into two halves and further sliced from the surface to the base using a stainless-steel slicer(Fig 2b, c). Each slice weighed, labelled, and kept frozen. Total Hg, selected trace metals(TMs) and ¹³⁷Cs has been analyzed in all sections of cores, whereas MeHg, ¹³C, ¹5N, C%,
N%, C/N were analysed in surface sediments (top 05 cm) only. Total Hg, TMs, MeHg and¹³⁷Cs were analyzed at the Stockholm university, Sweden while ¹³C, ¹5N, C% and N% wereanalyzed.
The results were shared and discussed in detail with Prof. S. Nagao and S. Ochiai inmeetings held time to time online during 2022. These discussions generated fruitful
Details of the
project/
Results

information and finally two lakes were selected for further 210Pb analysis in the second yearof project which will be conducted in 2023.

Figure 1: Study area comprised of HKH region of Pakistan and locations of selected lakes

4form 3

Figure 2: Stainless steel corer used for sampling (a), division of sediment core into two section (b)and details about slicing of each core (c)3. Results
Spatial and vertical profile of Hg and other TMs in HKH lakes
The average concentration of total Hg in the ~30 cm short cores of all the 10 lakes of HKH
region are given in Table 1. Figure 3 indicates accumulation and burial fluxes of all lakes.
Total Hg ranged 8.46µg/g for HK region, 4.65 µg/g in KK region, and 13.08 µg/g in the
HM region lakes. Among all the sampled lakes, the sediment core of SP lake showed theResults

highest total Hg concentration (19.46 µg/g), followed by the KD core (10.44 µg/g), while
the sediment core of the only saline lake (BR) showed the lowest concentration of themetal (2.66 µg/g). The concentration of total Hg deposited in all sediment cores showedmaximum concentrations in the surficial layers, except for the SG sediment core, whichshowed a peak value of Hg at 20cm. All our sampled cores indicated a high total Hg
contamination compared to the US-EPA value of 0.2 µg/g, indicating some anthropogenic
Hg input to these lakes.
Trace metals (TMs), were analyzed in each sub-section of all the sampled cores. The

5form 3

sediment core of lake BR showed a comparative higher concentration of Se towards thesurface, whereas, the rest of the cores did not show many vertical variations in Se
concentration (Figure 3). The same elevated values were observed in the top sections of
all cores except for the PD core where higher concentrations were observed in the deeper
sections (25-30 cm). The accumulation pattern of Mn and Fe was inconsistent throughout
the sediment cores. Whereas a contrast relation was observed for Cr, Zi Ni, Co, and Pb as
their values were at the top segments except for the PS sediment core where maximum
accumulation values of Zi and Pb were found in the middle sections i.e. 10 cm and 15 cm,
respectively. No consistent trends of As were observed through the cores of any region.
KD, MD, and UK showed varying values of As, whereas, PD, BR, AA, and SP showed
peak concentration in the top sections, while SG’s sediment core and both peat cores had
a maximum accumulation of the metal towards the middle (~10-15 cm).
137Cs inventory, sedimentation, and mass accumulation rates
The sediment core of lake KD in the HK region, depicted a strong 137Cs peak at
10 cm (corresponding to a cumulative mass depth “m” of 1.65 g/cm2) which represents
sedimentation immediately after the global fallout in 1963 (see Figure 1). Whereas, thesecond minor peak of this lake appeared at 02 cm (m = 0.66 g/cm2), indicating Chornobyl
nuclear accident in 1986. Similarly, lake MD of the same region, showed a sharp peak at
10 cm, corresponding to the 1963 incident whereas the second peak wasn’t as strong,signifying the mixing of the surficial lake sediments via some physical or biologicalprocesses.
Relatively stronger peaks were observed for the nuclear testing (1963) in alllake cores of the Karakoram region (UK, SP, and SG) at 25 cm depth, whereas no clear
second peak was observed in the upper layers because of mixing in these sediments. In thelakes of the Himalayas, the PS core showed a clear stronger peak for the 1986 nuclear
incident at 10 cm depth and another lower peak at 25 cm, for the 1960s activities. The twocorresponding peaks of lake BR were at a depths 01 cm and at 20 cm while these peaks
were not prominent in the core of AA lake, signifying extreme mixing of its sediments.
Mass accumulation rate (MAR) was determined by dividing “m” over the time
elapsed between the sampling year (to) and the year of 137Cs activities i.e. 1986 for the mostrecent peaks and 1963 for the deeper peaks (Bravo et al., 2009; Baskaran et al. 2015).
MAR of the lakes for the aforementioned years, was calculated by the following formula(USGS, 1993; Golosov, 2003; Bing et al. 2016). As the moisture content (MC%) showed
6

form 3

a small variation along the depth, the timescale can be applied directly to the depth
intervals of the sediments. Based on this correlation, the sedimentation rate (cm/year) was
also calculated for each core along with their estimated MAR (g/cm2/year). In short, the
Hg
Cr
Fe
Mn
Co
Ni
Zn
As
Se
Cd
Pb
13
C
15
N
C
N
C/N

HK

HM

KK

p value

Shalea8.46 ± 2.79
1.02 ±0.231435.43±130.99
19.93 ±0.09
0.66 ±0.10
1.76 ±0.24
3.33 ±0.20
0.36 ±0.03
0.04 ±0.002
0.003 ±0002
0.35 ±0.03-23.87 ±0.59
3.12 ±1.39
2.20 ±1.33
0.17 ±0.08
12.41 ±2.05

13.08 ± 7.3
3.74 ±2.211639.12 ±456.04

4.65 ±2.92
1.10 ±0.45
1175.07±390.0720.24 ±7.66
0.40 ±0.14
1.68 ±0.36
3.33 ±1.10
0.80 ±0.66
0.06 ±0.02
0.06 ±0.02
0.49 ±0.32-20.43 ±6.94
1.33 ±1.75
11.51 ±17.92
0.65 ±1.01
18.87 ±5.97< 0.0001< 0.0001< 0.0001

0.4
90
47200

< 0.0001< 0.0001< 0.0001
0.0001
0.004
0.02
0.01
0.001
0.09
0.03
0.23
0.24
0.09

850
19
68
95
13
0.6
0.3
20

28.72±13.18
0.82 ±0.37
4.44 ±2.67
4.58±1.27
1.56 ±1.83
0.07 ±0.01
0.01±0.01
0.78 ±0.50-18.75 ±7.85
3.61 ±1.31
11.74 ±18.66
0.71 ±1.10
14.23±3.59

average sedimentation rate (SR) of the HK region was much lower than the average SR
and MAR of the HM region and KK region.
Higher MAR in the HM region could be because of the SP and SG lakes, which
act as water reservoirs for the local population, whereas, natural geology and low OM (abinding agent for sediments) can also be contributing to their higher SR. Further, frequent
flash floods might be causing the higher MAR of the HM region. Given the lower
sedimentation rates of HK lakes, deeper samples of their cores could be analogous of theearly 20th century, representing historical metal contamination. In cores AA, UK, and SP
137

Cs did not decrease towards the deeper layers, suggesting substantial biological and/or

physical mixing of sediments (Baskaran et al., 2015), therefore, MAR was not calculated
for those cores (Table 2).
Table 1. Concentration of metals (µg/g) and other chemical parameters (%) in sediments of HKH
lakes and comparison with background material and sediment’s quality guideline.
* A one-way analysis of variance (p< 0.05)
abackground value of metals in shale (MacDonald et al.,2000)

7

form 3

Table 2. Sedimentation (SR) and mass accumulation rate (MAR) obtained using 137Cs in theinvestigated cores HKH.
Region
HK
HM

KK

Core

SR

MAR

(cm/y)(g/cm2/y)

KD

0.20

0.12

MD

0.31

0.11

SP

0.34

0.46

UK

0.26

0.38

SG

0.42

0.34

BR

0.20

0.20

PS

0.31

0.38

AA

No clear peaks were detected8

form 3

Figure 3: Burial (a) rates and (b) fluxes of THg and TMs in HKH lakes.

References

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Park and National Historic Site, Nova Scotia. 66(9), 1532-1545.
Yan, G., Mao, L., Liu, S., Mao, Y., Ye, H., Huang, T., . . . Chen, L. J. S. o. t. T. E. (2018).
Enrichment and sources of trace metals in roadside soils in Shanghai, China: acase study of two urban/rural roads. 631, 942-950※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。
※ Write down the schedule of the published original papers, the publishment without original papers, oralpresentation, bachelor thesis, thesis of master degree and doctoral thesis. Applicants must report the results totheK-INET office.

10

form 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

たぶち よしあき

申請者氏名

田渕

所属・職名

富山大学 研究推進機構研究推進総合支援センター・教授

提出年月日

圭章

2023 年 4 月 3 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail研究期間
単年☐複数年(新規)(重点共同研究のみ、複

申請区分☐ 重点共同研究
 一般共同研究□ 若手研究者育成共同研究

一般枠
☐国際枠

数年度(2 年)の申請が可能です。

☐複数年(２年目)(2019 年度に複数

☐新規
継続

年で採択された課題については、こちらを選択ください。)

研究分野☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

水酸化多環芳香族炭化水素類の毒性機構の解明：特に骨代謝に及ぼす影響評価

1

様式 3

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

鈴木 信雄

申請者
研
究
組
織

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

氏

名

所

田渕

圭章

富山大学

教授

研究総括

鈴木

信雄

金沢大学

教授

ゼブラフィッシュの実験服部淳彦

東京医科歯科教授
大学

形態学的解析

古澤之裕

富山県立大学

遺伝子ネットワーク解析

分担者※

4 月 1 日 ～ 2023 年 3 月 31 日

准教授

分担内容

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

Benzo[c]phenanthrene

粉末

１Benzo[c]phenanthrene

粉末

１

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料（環日本海域との関連性がわかるように記載してください）

研究目的・
期待される
成果

研究の意義
越境汚染物質である多環芳香族炭化水素類の骨代謝に対する作用（特に遺伝子発現解析）を調べ，環境汚染物質のリスク評価につなげる．生物学、分子生物学に加えて毒性学の分野を融合した研究により，水酸化体の毒性機構の解明を目指す．
目的
越境汚染物質である多環芳香族炭化水素類は，大気のみならず海水中にも含まれる．さらに，富山湾に生息するミシマオコゼの胆汁中に多環芳香族炭化水素類が検出されている（Suzuki et al., 2018）．本研究では，多環芳香族炭化水素類の魚類の骨代謝に対する毒性作用を解析する．
特色
多環芳香族炭化水素類の水酸化体の毒性に注目しているのは，世界で金沢大学

2

様式 3

を中心とする我々のグループのみであり，非常に独創性の高い研究である．
期待される成果
既に，鈴木教授を中心とする金沢大学臨海実験所の研究グループとの共同研究の成果として，Benz[a]anthracene がキンギョのカルシウム代謝に影響を及ぼしていることを報告している（Suzuki et al., 2017）．本研究では，Benzo[c]phenanthrene (BcP)
及びその水酸化体 3-OHBcP のキンギョ，メダカとゼブラフィッシュに対する影響を解析する．予備的な実験により，Benzo[c]phenanthrene の水酸化体の毒性が，親化合物よりも約 1,900 倍強いことを確認済であり，これに関するさらなる成果の取得が見込める．
※申請書に記載した事項を要約して下さい。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

昨年度はメダカ (Oryzias latipes) とキンギョ Carassius auratus）を材料として用いて，以下の成果を挙げた．
1） BcP と 3-OHBcP をメダカの受精卵に投与して毒性を比較した結果，BcP と 3OHBcP の LC50 は 各々5.7 nM と 0.003 nM であり，3-OHBcP の方が BcP より
も 1,900 倍毒性が強いことがわかった．さらに 3-OHBcP（0.001 nM）を暴露したメダカの卵を飼育した結果，メダカの背骨に骨形成異常が認められることが判明した．
2） キンギョのウロコの再生（骨再生）に対する影響を評価した．BcP を投与した
キンギョの胆汁中に 3-OHBcP が検出され，ウロコの再生率が有意に低下した．
さらに，3-OHBcP は，骨芽細胞の活性を抑制したが，破骨細胞の活性には影響を与えないことが示された．
そこで今年度は，4-OHBcP の作用をキンギョのウロコの in vitro のアッセイ系を用いて，3-OHBcP の作用と比較した．
4-OHBcP (10-9, 10-8, 10-7 M) を培地に添加して，15℃で 6 時間培養後，骨芽細胞及び破骨細胞の活性の指標として，各々アルカリフォスファターゼ及び酒石酸抵
抗性酸フォスファターゼ活性を調べた．その結果，3-OHBcP と同様に，4-OHBcP
においても骨芽細胞に毒性効果があり，無添加のコントロール群と比較して有意にその活性が低下することが判明した．一方，4-OHBcP は破骨細胞の活性には影響を示さなかった．
以上より，BcP は体内において代謝酵素 P4501A1 等により，
3-OHBcP や 4-OHBcPなどの水酸化体に代謝され，また，その水酸化体の毒性が親化合物よりも強いことが判った．代謝物は，骨芽細胞に細胞死を誘導し，骨奇形を誘導することが明らかとなった．以上の結果は，Ecotoxicol. Environ. Saf.誌に論文発表した．

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

Suzuki, N., Honda, M., Sato, M., Yoshitake, S., Kawabe, K., Tabuchi, Y., Omote, T., Sekiguchi,
見込まれる
成果物

T., Furusawa, Y., Toriba, A., Tang, N., Shimasaki, Y., Nagato, E.G., Zhang, L., Srivastav, A.K.,
Amornsakun, T., Kitani, Y., Matsubara, H., Yazawa, T., Hirayama, J., Hattori, A., Oshima, Y. andHayakawa, K.: Hydroxylated benzo[c]phenanthrene metabolites cause osteoblast apoptosis andskeletal abnormalities in fish. Ecotoxicol. Environ. Saf., 234: 113401 (2022).

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

ふるさわ ゆきひろ

申請者氏名

古澤

所属・職名

富山県立大学 工学部医薬品工学科・准教授

提出年月日

之裕

2023 年

4月

6日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail研究期間
単年☐複数年(新規)(重点共同研究のみ、複

申請区分☐ 重点共同研究
 一般共同研究□ 若手研究者育成共同研究

一般枠
☐国際枠

数年度(2 年)の申請が可能です。

☐複数年(２年目)(2019 年度に複数

新規
☐継続

年で採択された課題については、こちらを選択ください。)

研究分野☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

マイクロプラスチックの魚類生理に対する作用：腸内細菌によるプラスチックの
分解

1

様式 3

研究実施
期間

センター
教員

２０２２年

研
究
組
織
分担者

※

２０２３年 ３ 月 ３１日

鈴木信雄

氏

申請者

４月 １ 日～

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

古澤之裕

富山県立大学

准教授

研究総括、解剖及び組織学的解析

鈴木信雄

金沢大学

教授

ウロコを用いた解析

田渕圭章

富山大学

教授

カルシトニンの分析

本田匡人

金沢大学

助授

血液サンプリング

服部淳彦

東京医科歯科教授
大学

血液マーカー分析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

マイクロプラスチック

粒子１

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料（環日本海域との関連性がわかるように記載してください）

研究目的・
期待される
成果

研究の意義
海洋汚染において、世界規模で問題になっているマイクロプラスチックの魚類
生理に対する作用を解析する。マイクロプラスチックは難分解性であり、海洋という低温の環境下では分解しないと信じられてきた。しかし、マイクロプラスチック
が低温下でも分解し、実際に海洋中にはスチレンオリゴマー（特に、スチレントリマー）が存在している（Kwon et al., Sci Total Environ, 2014）。東京湾でも、スチレ
ントリマーが検出されており（Amamiya et al., Sci Total Environ, 2019）、スチレンオ
リゴマーが海洋生物に影響を与えている可能性が高い。そこで本研究では、マイク
ロプラスチックが魚類の腸内細菌による分解の可能性を解析する。腸内細菌の専門家の古澤が主体となり、魚類生理学の鈴木・服部、分析化学の本田、分子生物学の田渕により、マイクロプラスチックの魚類への影響を詳細に調べる。

2

様式 3

目的
本研究では、海産魚の腸内細菌に注目して、腸内細菌によるマイクロプラスチッ
クの分解能を調べる。
期待される成果
腸内細菌の専門家の古澤が研究総括を行う。古澤は、Nature 及び Nature Immunol.
に論文を掲載された実績を有する。さらに鈴木は、アメフラシの腸内より、フェノールを分解する細菌を単離した実績があり（Int. Biodeterioration Biodegradation, 59:
252-254 , 2007)、農薬の解析で実績（Honda et al., Chemosphere, 2018; Honda andKannan, Environ Pollut., 2018）のある本田が、マイクロプラスチックの分解物であるスチロールの分析を担当する。田渕は、遺伝子のネットワーク解析のエキスパー
トであり、服部は、魚類・鳥類・哺乳類など動物生理学の専門家である。この研究チームで研究を実施するので、短期間で成果が上がる可能性が高い。
※申請書に記載した事項を要約して下さい。

昨年度は、海産魚の腸内からスチレンオリゴマーを分解する海洋細菌のスクリー
ニングを行い、スクリーニングした菌の同定を行った。本年度は、スチレントリマ
ーの分解を GC/MS を用いて解析した。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

前処理に用いるガラス器具を洗浄後、アセトン(富士フィルム 和光純薬株式会
社)とヘキサン(富士フィルム 和光純薬株式会社)で有機溶媒洗浄した。共栓試験管(S-50:株式会社マルエム、大阪、日本)に 10 μg/L スチレン混合内標準(IS)を 100
μL 添加した。サンプル培養液を 5 mL 共栓試験管に移し、ジクロロメタン(富士フィルム 和光純薬株式会社)を 10 mL 測り取って加え、300 rpm, 20 分間振とうさせた。振とう後、1500 rpm, 5 分間、4℃で遠心分離(Model 2410:久保田商事株式会
社、東京、日本)した。
パスツールピペットを用いて沈殿層を別の共栓試験管に移し、再度ジクロロメ
タンを 10 mL 加え、再抽出した。抽出液に無水硫酸ナトリウム(富士フィルム 和
光純薬株式会社)を 5 g 測り取って加え、300 rpm,10 分間振とうさせ脱水を行った。
抽出液を濾過後、窒素吹き付けによる濃縮を行い、GC/MS 分析用サンプルとした。
その後、GC/MS(Agilent 6890：アジレント・テクノロジー、東京、日本)を用いて、単離した菌によるスチレントリマーの分解能を調べた。
スチレンダイマーの分子量である m/z 91 における Trimer 培養液のみのピーク
面積が 2,326 であるのに対し、菌を入れて培養した Trimer 培養液のピーク面積が8,872 であった。培養液中にスチレンダイマーが顕著に増加していた。これは、ス
チレントリマーが、細菌により分解され、スチレントリマーをスチレンダイマーに分解したことを示す。今後は、スチレントリマーを分解する酵素を詳細に調べていく予定である。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

スチレン分解菌に関するデータは、環境系のジャーナルに投稿予定。なお、共同研究の一環として、以下の論文を出版した。
見込まれる
成果物

Yamamoto, T., Ikegame, M., Kuroda, K., Kobayashi-Sun, J., Hirayama, J., Kobayashi, I.,
Kawamura, R., Endo, M., Tabuchi, Y., Furusawa, Y., Yachiguchi, K., Sekiguchi, T.,
Matsubara, H., Yano, S., Hattori, A. and Suzuki, N.: Activation of RANKL-producing cells
under simulated microgravity with a three-dimensional clinostat in regenerating goldfish
scales. Biol. Sci. Space, 36: 9-14 (2022)

3

様式 3

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

はっとり あつひこ

申請者氏名

服部

所属・職名

東京医科歯科大学 教養部・教授

提出年月日

淳彦

R5

年

4

月 3

日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail研究期間
単年☐複数年(新規)(重点共同研究のみ、複

申請区分☐ 重点共同研究
 一般共同研究□ 若手研究者育成共同研究

一般枠
☐国際枠

数年度(2 年)の申請が可能です。

☐複数年(２年目)(2019 年度に複数

☐新規
継続

年で採択された課題については、こちらを選択ください。)

研究分野☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

多環芳香族炭化水素類の肝臓に対する毒性機構の解明

1

様式 3

研究実施
期間

センター
教員

２０２２年

名

服部淳彦
鈴木信雄

研
究
組
織
分担者

田渕圭章
古澤之裕

※

２０２３年 ３ 月 ３１日

鈴木信雄

氏

申請者

４月 １ 日～

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

東京医科歯科
研究総括
大学
メジナの
実験・サン
金沢大学
プリング
遺伝子解
富山大学
析
ネットワ
富山県立大学ーク解析

分担内容

研究総括、解剖及び組織学的解析
ウロコを用いた解析
血液マーカー分析
遺伝子発現解析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数Benz[a]anthracene粉末

１Benz[a]anthracene

粉末

１

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料（環日本海域との関連性がわかるように記載してください）

研究目的・
期待される
成果

研究の意義
越境汚染物質である多環芳香族炭化水素類の魚に対する作用（特に肝臓に対する作用）を調べ、環境汚染物質のリスク評価につなげる。生物学、分子生物学に加えて毒性学の分野を融合した研究により、肝臓に対する毒性機構の解明を目指す。
目的
越境汚染物質である多環芳香族炭化水素類は、大気のみならず海水中にも含まれる。さらに、富山湾に生息するミシマオコゼの胆汁中に多環芳香族炭化水素類が検出されている（Suzuki et al., 2018 業績参照）。本研究では、多環芳香族炭化水素類の魚類の肝臓に対する毒性作用を様々な学問分野の側面から解析する。
特色
多環芳香族炭化水素類の水酸化体の毒性に注目しているのは、世界で金沢大学
2

様式 3

を中心とする我々のグループのみであり，非常に独創性の高い研究である。
期待される成果
既に、鈴木教授を中心とする金沢大学臨海実験所の研究グループとの共同研究の成果として、Benz[a]anthracene（BaA）がキンギョのカルシウム代謝に影響を及ぼしていることを報告している（Suzuki et al., 2017）。さらに本年度、メジナに対す
る BaA の作用を調べて、論文投稿中である。本研究では、BaA のメジナの肝臓に対する作用を RNAseq により網羅的に解析するとともに、血液成分の組成についても解析する。
※申請書に記載した事項を要約して下さい。

実験材料
本研究ではメジナ（Girella punctata）（n = 24、54.5±3.5 g）を用いた。 臨海実
験施設の周辺で釣りにより捕獲されたメジナは、約 2 週間順応させた後、実験に使用した。なお、金沢大学の動物実験の指針に従って、メジナの実験を実施し
た。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

実験方法
メジナを low dose（1 ng/g of body weight, n = 8）群、 high dose（10 ng/g bodyweight, n = 8)群及び対照群(n = 8)に分けて実験した。BaA の注射は 4 回行った
（1、3、6、および 9 日目）。 これらの魚は、少量の天然海水を加えながら、12時間の明期と 12 時間の暗期のサイクルの下で 26°C で 10 日間、それぞれの処理ごとに 1 つの水槽で飼育した。その後、血液を採取後に、肝臓を麻酔下で採取して、肝臓を 4%PFA で固定するとともに、肝臓から total RNA を抽出して、RNAseq により、遺伝子発現を調べた。
実験結果
メジナの血液中の胆汁酸、総ビリルビン、直接ビリルビン及び鉄濃度は、BaAを投与すると、対照群と比較して有意に低下していることが判明した。BaA は、肝臓の細胞に毒性を示し、肝臓のマーカーが低下した可能性が高い。肝臓の組織切片を作成して、組織学的な観点から調べた結果、対照群と比較して大きな変化は見られなかった。そこで、現在、RNA-seq により、遺伝子レベルの解析を行っている。これらの結果を論文にまとめて、環境系のジャーナルに投稿予定。なお、共同研究の一環として、Benzo[c]phenanthrene の骨代謝に対する作用を調べて、学会発表を行った。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

鈴木信雄，本田匡人，田渕圭章，古澤之裕，関口俊男，鳥羽 陽，唐 寧，島崎洋平，
木谷洋一郎，松原 創，平山 順，服部淳彦，大嶋雄治，早川和一：魚類の骨代謝に対する Benzo[c]phenanthrene 及び 3-Hydroxybenzo[c]phenanthrene の毒性評価．環境化
学物質 3 学会合同大会，富山国際会議場，富山（2022.6.14-16.）※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな） つつい ひでと
申請者氏名

所属・職名

令和５年 4 月 21 日

提出年月日

筒井 英人

長崎大学水産学部 特任研究員

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail☐ 重点共同研究
申請区分

 一般共同研究□ 博士後期課程学生育成共同
研究

一般枠
☐国際枠

研究期間
単年
☐複数年(２年)☐新規
継続☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究
研究分野☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究
 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

研究実施
期間

富山湾深層水中の生物源沈降粒子の時系列変動

令和 4 年 4 月 1 日～令和 5 年 3 月 31 日

1

様式 3

センター
教員

金沢大学環日本海域環境研究センター臨海実験施設 教授 鈴木信雄先生

氏

申請者

研
究
組
織

名

筒井英人

鈴木信雄

分担者

※

千手智晴

所

属

長崎大学

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

特任研究員

能登海洋深層水施設「あくあす能登」深層水原水ろ過作業・水質分析・顕微鏡観察作業・試料アーカイブ化・考察

金沢大学環日本海域環境研教授
究センター臨海実験施設
九州大学応用准教授
力学研究所

海洋深層水試料分析補助・考察支援

考察支援

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料形態（形状）「あくあす能登」海洋深層水(約 12 リットルロン
海水(液体)→ろ紙へテナ換算)12 個，毎内容物を濾集．濾紙
月 1 個を濾紙約 140の一部は切り取って枚に濾集・一部を光光学鏡用スライドガ
学観察用スライドガ
ラス化
ラス化「あくあす能登」海洋深層水(約 12 リットルロン
海水(液体)→ろ紙へ テナ換算)12 個．毎
内容物を濾集．濾紙 月 1 個の海水中に含の一部を切り取って まれる粒子を濾紙約
光学鏡用スライドガ 290 枚に濾集・光学
ラス化
スライドガラスを
491 枚作成

分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

試料数

1.研究目的近年，全球規模で環境変動，たとえば海洋酸性化や温暖化といった気候変動に伴う生物構成の変化や南方生物の北上が加速し始めている．日本海も例外ではなく，表層水温の上昇(例えば林ほか,2022)だけでなく，日本では相模湾以南の太平洋沿岸に分布するとされる小型ベントスのムラサキクルマナマコが日本海に移入・定着しつつある
2

様式 3

など(山脇ほか, 2021),確実に変化している．一方，富山湾はシロエビやホタルイカ，ブリといった有用・高付加価値水産物に恵まれていることで有名であるが，全球規模で進行する環境変化の影響は免れないと考える．同湾ではこうした危機的状況にあるにも関わらず，同湾における基礎生産力にあたるプランクトンの構成・多様性，時系列での推移をも踏まえたフラックス，現時点での漁獲・水産収量との比較や考察に乏しいのが現状である．
そこで本研究は，富山湾の深層水に見出される基礎生産力とその時系列変化を明らかにする目的で，同湾の海洋深層水施設「あくあす能登」の水深 300m で採水している
深層水原水中の生物源沈降粒子に着目し，1)構成や種類，量といった多様性，2)それらの時系列上での変化を追跡することで現時点での富山湾の生物生産力を明らかにする．さらに，全球規模で進行中の海洋温暖化や酸性化による 3)現在と将来の生物生産との比較を目的とする試料のアーカイブ化, 4)沿岸漁獲との比較を目的とした．
2.期待される成果
2-1.深層水に見出されるプランクトンフラックスの高多様性「あくあす能登」海洋深層水に見出される生物源沈降粒子はその多くが海洋由来のプランクトンで占められることがわかった．植物プランクトンとして珪藻，渦鞭毛藻，
珪質鞭毛藻，動物プランクトンとして繊毛虫，放散虫，有孔虫などがあげられる．特
筆すべき特徴として，大型動物プランクトンとしてはカラヌス(カイアシ類．コペポダ
とも)が特徴的で，同湾のプランクトン群集構成は同時期の東シナ海沿岸などとは比較にならないほど多様度に恵まれた構成である.これは同湾が温暖な対馬暖流だけでな
く，沿岸を南下する寒冷系の海流が同湾で混合することによってできる，プランクト
ンブルームに恵まれる条件を満たす海域であることを明らかにできる．
2-2.陸上由来の生物・非生物源沈降粒子にもとづく同湾への基礎生産への影響
同深層水中には陸源由来の生物・非生物源沈降粒子も含まれていると考えられる．
生物源沈降粒子としては花粉があげられる．同湾の周辺地域には標高 2000m 級の豊富な森林資源に恵まれていることから，トウヒ・ブナ・マツ，ハンノキ・カバノキ，シダ・コケ由来の胞子が見出されても不思議ではない．同地域では風雪季など明確な気象にも恵まれていることから，例えば開花期が明確な植物花粉が特徴的に現れることも十分に考えられる．幾瀬(1956)による開花カレンダーとの比較から，同湾の深層水に流れ込む陸上生物源粒子がどの程度の時間をかけて沈降していることも期待される成果である．また，風雨や土砂流入の際，極微サイズの砂粒や植物由来のプラントオパール(植物珪酸体, phytolith)も当然その中に含まれると考えられる．富山湾深層水中の生物源・非生物源沈降粒子にはこうした陸源由来のものによる寄与も無視できないと考えられる．
2-3.カラヌス類のフラックス増減に基づく沿岸高付加価値水産物の収量予測
同湾の深層水中にはカラヌス類が多いことが先行の観察結果によって明らかになっている．カラヌス類はその大きさ・量などから，小魚や小型頭足類ほかの餌として有用なことは以前からよく知られている．富山湾ではホタルイカ，シロエビ，ブリなど
多くの高付加価値水産物に恵まれるが，こうした水産物は餌や環境あってのものでもあるので，近年の水産物収量の増減・保護だけでなく持続させていく根拠を明らかにしておく必要がある．
そこで本研究では「あくあす能登」深層水中にみられる，こうした餌となる動物プ
ランクトンを長期時系列で観察を続けていくことで，同湾の水産物収量予想インジケータとしての有用性についても明らかにすることができると考える．
．
※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

1.研究実施内容
以下の写真 1-8 は同深層水のろ過作業状況をまとめたものである．
「あくあす能登」から得た海洋深層水原水は，海水分析と同時にろ過を行う．ロンテ
ナ 1 個には約 12 リットルの原水が入っており，この海水を全て目合い 0.45μm/直径
47mm のメンブレンフィルタ上へ濾集する(写真 1-7)．具体的には，250μm 以上のステ
ンレスメッシュで予めカラヌス類を篩分し，250μm 以下の細粒物をメンブレンフィル
タ上へ展開する．写真 1 は配送直後のロンテナで，写真 2 は開封したときの状態である．
これを写真 3 のように循環式アスピレータを使ってろ過を行う．写真 4 の左はろ過
中の，右はろ過能力が限界に達し，脱塩を終えたフィルタである．写真 5 はろ過作業終了直後の状況である．この時のろ過結果は計 6 枚で，試料によってはろ過フィルタが 14 枚に達することがある．写真 5 の右のピンク色のフィルタは 250μm 以上の，カラヌスのみを濾集した特別なフィルタで，これを拡大したのが写真 6 である．フィル
タ縁には原水を採水した際の状況をできるだけ詳しく記載しておく．これはいわば観
察野帳の喪失に備えた，いわばバックアップである．記載事項は，採水の日時・水温・
塩分(‰)はもちろん，ロンテナ試料到着時に行う海水分析結果として，塩分(PSU), pH,
DO(溶存酸素), 栄養塩 1 項目を記載している．
写真 5 で得たメンブレンフィルタは室温で非常に時間をかけて乾燥させ，白い軟膏
プラスチックケースに保管する．写真 7 は将来の観察に備えたアーカイブの状態である．写真 8 はこのアーカイブ試料から直径 10mm の丸パンチで円状に切り取り，サブフィルタを得る．写真 8 左は写真 7 のアーカイブから，円状でパンチしたサブフィル
タを顕微鏡用インマージョンオイルで封入し光学顕微鏡観察に調製したものである．
利用・研究
実施内容・
得られた成
果

4

様式 3

2. 得られた成果
2-1.深層水から見出された生物源沈降粒子
下のスライドは深層水から得たろ過残渣物の生物源沈降粒子のうち，主に陸源物質
についてまとめた顕微鏡写真である．赤枠の囲みのうち，写真 3-5 はプラントオパー
ルと呼ばれる陸上植物由来の，一種の生物源オパールである.写真 8-13 は深層水中にみられた花粉で，そのうち 8 番は開花期が明確なエビネ花粉である．

5

様式 3

深層水中に見られる生物源沈降粒子は上のスライドのように，二枚貝ベリジャや海綿骨針なども観察されたが，当地域では発見・記載のない温暖な環境を好むクルマナ
マコ骨片(赤枠，写真 3)も見出された．これは当地に温暖化生物が徐々に入り込み始めていることの確実な証拠である．
加えて，同深層水中には上の写真 2, 4 のように生物源と思われる正体不明のものが観察された．現在これらの正体・排出源についても検討中であり，場合によっては生物の一部ではなく未記載・未発見の生物であることもありうる．同微細形態は日本海の他の地点からも見出されており，特定を急いでいる．
6

様式 3

2-2.深層水中にみられる生物源沈降粒子フラックスの時系列変化
上の写真に示すような生物源沈降粒子の構成が明らかになった次の段階として，同フラックスを月別の時系列変化としてまとめたのが下の図である．なお同図は海洋由来の生物源沈降粒子のうち計数しやすいもの・陸源由来の沈降粒子を特に選んでプロットした．この図からは，・植物プランクトンの珪質鞭毛藻に着目した場合，1 年のうち最も水温が低下するはずの 1-3 月でも温暖な種が観察される．これは対馬暖流の影響がご当地では途切れないことを意味しており，しかし低温期であるからこそ寒冷系の種も同時に観測されることが読み取れる．
・動物プランクトンのうち，珪藻・珪質鞭毛藻の直接の捕食者として知られている
せん毛虫や有孔虫に着目すると，植物プランクトンとほぼ連動していることから，
寒冷期であっても動物プランクトンも繁殖していることがわかった．
・これらをまとめると，ご当地での生物増産期は年 2 期あり，1 つは寒冷な 1-3 月，
晩秋-初冬の 10-11 月であることがわかった．これは明確に対馬暖流の影響であると考えられる．その影響によって能登半島が北陸地方ではマイルドな気候にあり，プランクトンも例外なくその恩恵を受けていることがわかった．
・陸源生物沈降粒子のうち，植物珪酸体は 1-3 月の 1 期，花粉は 1-3 月，5-6 月, 10-12 月の 3 期あることがわかった．スギ・ヒノキの花粉が圧倒的に多いのは富山湾
後背地の植物群が反映したものであり非常によいインジケータとなる．しかもこれ
ら花粉は風雪・梅雨等の影響での流出・沈降，開花から 1,2 ヶ月遅れて沈降粒子となる点からも，富山湾には気象状況をも反映した陸源由来の沈降粒子も無視すべきではないこともわかった．
花粉のうち，Oryza はイネ科のものを意味する．すなわち水稲の開花・受粉は勿論，収穫後の風雨による流出が富山湾の生物生産に加わっていたことも読み取れる．
・これらを総合すると，富山湾の生物源沈降粒子は海洋由来のものだけで考えるのはなく陸源のものも加味しなければならないことがわかった．
以上を総評すると，同湾のプランクトンフラックスの多様性や季節性・生物生産の途切れる期間が極めて短いことを踏まえ，他地域とは比べ物にならないほど生物にとって飢えの少ない，非常に恵まれかつ稀な地域であるといえる．

7

様式 3

2-3.富山湾の弟 1 次消費者の増減に関する評価
下のろ過フィルタ写真は 2022 年 2 月末(A), 同年 11 月末(B)の，>250um 以上のカラヌス類に着目した篩分・ろ過結果である．2022 年 2 月にはこのように計数不能に近い状態のカラヌス類がみいだされたが，右は同年 11 月末のもので，A,B のフィル
タ上のカラヌス量・構成には明確な違いがある．前年 11 月から-2022 年 4 月にかけて
A フィルタのような状態が続き，結果富山湾のホタルイカ漁は好漁であった．しかし同年 11 月にはカラヌスが少ない状態が続き，2023 年 1 月に写真 A の半分程度になった．その後 2023 年 4 月現在，富山湾ではホタルイカ漁獲結果が順次発表されているが収量は「やや良い」とされている．加えて，2023 年 2 月-3 月ごろは富山から新潟にかけてイワシの大量接岸などが観察され，漁獲収量に混乱が生じた．ホタルイカ漁を監視している富山県によると，同湾のホタルイカ漁獲を予想するインジケータとして水温を挙げている．しかしより正確な漁獲予想を行うには，水温もさることながら，同湾の第 1 次生産・消費者の構成とその量が鍵をにぎっており，かつ，ホタルイカ漁の始まる半年前からの推移が予測に最も有用ではないかと考える．

これらの観察事実をもとに，同湾の海洋深層水中に見出される生物源沈降粒子について，
1.深層水中の弟 1 次生産・消費者の構成や量，その変化
2.地球温暖化・海洋酸性化を踏まえた長期時系列での多様性，変化との関係性
3.深層水中の塩分，pH，DO, 栄養塩となる海水中の非金属イオン値の変化とその関係を継続観察することで同湾における生産力を評価できると考えられる．
さらに
4.1-3.を踏まえ，プランクトン・陸源生物沈降粒子と沿岸漁獲との関連を明らかにできる．また，現在までに得たろ過フィルタは全てアーカイブしてあることから，
5.2050 年，2070 年といった半世紀後の比較用研究試料となりうることをも見越していることも本研究の求める成果である．

8

様式 3

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

発表済み成果筒井英人・山脇信博・鈴木利一・鈴木信雄・千手智晴・小木曽正造・合澤格・保科
草太・ 丸山裕豊・木下宰・森井康宏(2022)富山湾深層水中にみられる動植物プラン
クトンの構成とその季節変動. 日本海洋学会 2022 年秋季大会, 22F-13-03, 2022.9.6.
1445PM-1500PM, オンライン ID JOSFM-62K, 日本海・縁辺海 ハイブリッドセッシ
ョン, 名古屋大学理学南館,坂田・平田ホール.
見込まれる成果物
・国際学会(ポスター発表)
Tsutsui et al.(2023) Plankton assemblages and its diversity of the 300m deep water in ToyamaBay. American Geological Union (AGU)/Ocean Science (OS/ASLO) Meeting, BiogeoScience Session, Poster Presentation, 2023.
・国内学会(口頭発表)
筒井ほか(2023) 富山湾深層水中にみられる生物源沈降粒子フラックスと沿岸漁獲・生物多様性との関連．日本海洋学会 2023 秋季大会，口頭．
・英文誌
Tsutsui et al.(2023) Land debris assemblages and the flux, Deep Sea Research I. (Elsevier
Science)
Tsutsui et al.(2023) Long term trends between plankton assemblages and the sustainable aquaproducts in Toyama Bay, AquaCulture(Elsevier Science)※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

9

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

かつみ なおや

申請者氏名

勝見

所属・職名

石川県立大学生物資源環境学部環境科学科・准教授

提出年月日

尚也

2023 年5 月 13 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

研究課題

農耕地におけるマイクロプラスチックの分析方法の確立と動態把握

研究実施
期間

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

センター
教員

長尾 誠也

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

勝見尚也

石川県立大学

准教授

研究代表

長尾誠也

金沢大学

教授

分析・解析

松木篤

金沢大学

准教授

分析・解析

落合伸也

金沢大学

助教

分析・解析

松中哲也

金沢大学

助教

分析・解析

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料形態（形状）

土壌
河川懸濁物質プラスチック

粉体
粉末
粉末

試料数

20
20
50

分析試料

分析した試料

１．研究の意義
近年、海洋のマイクロプラスチック（MP）汚染が問題視されているが、それらの多くは陸域に発生源がある。そのため、汚染拡大を防ぐためには陸域の各発生源からのフラックスを明らかにし、個別に対策を講じることが効果的である。
研究目的・
期待される
成果

２．目的・期待される成果
本研究では、これまで海洋 MP の発生源として見逃されてきた農業生態系における実態を明らかとすることを目的に、（１）顕微 FT-IR や顕微レーザーラマンを用いた土壌中 MP の定量方法の確立と、（２）モニタリングをベースとした農耕地における MP の動態解析を行う。これらの課題を遂行することで、MP のシンクおよびソースとしての農業生態系の機能性を評価し、陸域から海域への動態解明に一翼を担うことが期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

これまで農業生産現場では様々なプラスチック製資材を使用することで、高品質な農作物の生産、農作業の省力化、環境負荷低減が達成されてきた。一方、近年のプラ
スチックごみ問題に端を発して、農用地で使用されたプラスチック製資材の適正処理や流出防止など新たな課題への対応が求められている。加えて、国際的には土壌に混入したマイクロプラスチック（5 mm 以下の微細なプラスチック片）が新興リスクとして注目され、土壌生態系や農作物へ与える影響が活発に研究されている。本研究では、農用地で使用される被覆肥料（プラスチックでコーティングした肥料）に由来する一次マイクロプラスチック（被膜殻）に着目し、農用地から海洋への移行プロセスをモ
ニタリングした。
慣行栽培を実施している水田において被膜殻の排出量の推移を調査したところ、代かきと移植時の落水によって年間総排出量の 6～9 割が排出されていた（Katsumi et al.
2021a）。それ以外には中干時の落水や降雨により水田の水位が上昇した際にも排出されていたが、その量は代かきや移植時の落水に比べて少なかった。さらに、非灌漑期における降雨では被膜殻の排出がほとんど無かった。よって、代かきと落水時の排出を抑えることが負荷量の削減に効果的と言える。
これまでの調査で得られた排出原単位から、日本国内の水田から排出される被膜殻の総量を推定した。その結果、国内の水田から年間 81～2366 トン（中央値 800 トン）の被膜殻が排出されていると見積もられた。Nihei et al. (2020) の試算によると、日本の河川から海洋へ流出するマイクロプラスチックの総流出量は年間 210～4776 トン（中央値 1,310 トン）であり、それらの値（中央値）と比較すると、国内総排出量の約 6 割に相当する量のマイクロプラスチックが水田から排出されていることとなる。
これまで農用地に施用した被覆肥料に由来する被膜殻の総量と既に流出した量の差から、国内の農耕地における被膜殻の総蓄積量を推定した。その結果、日本国内の農用地には 10 万トン以上の被膜殻が既に蓄積していると見積もられた（Katsumi et al.
2021b）。この量は日本国内の水田からの年間総排出量の 125 倍に相当する。そのため、今すぐに被覆肥料の使用を制限しても、慣行の水稲栽培を続ける限り既に土壌に蓄積した被膜殻が長期間にわたり流出し続けると考えられる。
以上の事から、プラスチックごみによる農用地から海洋への追加的な汚染防止を推し進めるためには、環境分解性プラスチックを使用した被覆肥料などの代替肥料の開発を急ぐとともに、既に水田に蓄積した被膜殻の流出抑制や回収技術の開発、またそれを促進する認証制度などの取り組みが必要であろう。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

【論文】
勝見尚也・中嶋亮太・二瓶泰雄・石原孝司・星野裕子 (2023) 農耕地土壌におけるプラ
スチック問題の解決をめざして. 日本土壌肥料学雑誌（印刷中）Katsumi, N., Kusube, T., Nagao, S., Okochi, H. (2023) Spatiotemporal variation in
microplastics derived from polymer-coated fertilizer in an agricultural small river in
Ishikawa Prefecture, Japan. Environmental Pollution 325, 121422.
Katsumi, N., Nagao, S., Okochi, H. (2022) Addition of polyvinyl pyrrolidone during density
separation with sodium iodide solution improves recovery rate of small microplastics (20–150 μm) from soils and sediments. Chemosphere 307, 135730.
【招待講演】
勝見尚也. 海洋マイクロプラスチック問題と水田の深いつながり. 日本海イノベーシ
ョン会議. 2022. 10.10 .北國新聞
勝見尚也. 農耕地土壌におけるマイクロプラスチック：発生源，影響，海洋への移行.
日本土壌肥料学会企画シンポジウム
勝見尚也. 一発肥料のプラスチック殻の行方 福井県ハイグレード推進大会. 福井県

3

様式 3

農業協同組合坂井基幹支店（2022. 7.2）
【学会発表】
勝見尚也・楠部孝誠・長尾誠也・大河内博.水田における被覆肥料由来のマイクロプラ
スチックの流出量を規定する因子. 日本土壌肥料学会中部支部例会（名古屋）
川崎美佐子・勝見尚也・橋本洋平. マイクロプラスチックに吸着したクロムの化学形
態. 日本土壌肥料学会 2022 年度東京大会（東京）
勝見尚也・楠部孝誠・長尾誠也・大河内博. 石川県手取川七か用水における被覆肥料に由来するマイクロプラスチックの実態把握. 日本土壌肥料学会 2022 年度東京大会（東京）川崎美佐子・勝見尚也・橋本洋平. マイクロプラスチックに吸着したクロムの化学形
態. 第 30 回環境化学討論会（富山）勝見尚也・楠部孝誠・長尾誠也・大河内博. 石川県手取川七か用水における被覆肥料に由来するマイクロプラスチックの動態. 第 30 回環境化学討論会（富山）※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

やまだ まさとし

申請者氏名

山田

所属・職名

公益財団法人海洋生物環境研究所中央研究所海洋環境グループ・研究参与

提出年月日

正俊

2023 年4 月 28 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間☐一般枠
 一般共同研究☐単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究
 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
☐継続

放射性核種を用いた環日本海域の宝石サンゴの成長速度の推定

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

井上

睦夫

1

様式 3

氏

申請者

研
究
組
織
分担者

山田

正俊

井上

睦夫

岩崎

望

鈴木

淳

林

正裕

城谷
※

名

勇陛

所

属

海洋生物環境研究所中央研究所
金沢大学環日
本海環境研究センター
立正大学地球環境科学部
産業技術総合研究所地質情報研究部門
海洋生物環境研究所実証試験場
海洋生物環境研究所中央研
究所

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

研究参与

放射能測定・解析

准教授

放射能測定

教授

試料採取・処理・解析

研究グル
試料処理
ープ長
主任研究
試料飼育
員
研究員

試料処理・放射能測定

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料形態（形状）

試料数

アカサンゴ
ベニサンゴ
シロサンゴ
深海サンゴ

γ線測定容器入（粉
末）
同上
同上
同上

5
6
16
5

アカサンゴ
ベニサンゴ
シロサンゴ
深海サンゴ

γ線測定容器入（粉
末）
同上
同上
同上

1
2
7
0

分析試料

分析した試料2

様式 3

研究目的・
期待される成果

宝石サンゴは刺胞動物花虫綱に属する生物であり、古来より骨軸が宝飾品に利用されている。日本近海は地中海と並ぶ主要産地であり、アカサンゴ、モモイロサ
ンゴ、シロサンゴが漁獲されている。近年資源の減少により、漁獲の是非や貿易の規制をめぐり国際的な議論となっている。日本では上記 3 種が準絶滅危惧種に指定されており、適切な管理が求められている。
宝石サンゴの持続的な利用のためには、生物学的特性を把握し、漁獲時期、漁獲量などを決める必要がある。しかし、成長速度に関する知見は少ない。本研究は、
環日本海域及び比較対照海域の宝石サンゴの成長速度を明らかにすることで、持続的利用に資することを目指す。
宝石サンゴの成長速度の推定には、これまで主に骨軸に現れる成長輪が用いられてきた。しかし、成長輪が形成される時間を推定することが困難であるため、正確とは言いがたい。本研究では、半減期 22.3 年の鉛 210 を用いることで正確な成長速度の推定を行う。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

宝石サンゴは、海水中のカルシウムイオンと重炭酸イオンから炭酸カルシウムを生成し、樹枝状の骨格である骨軸を形成する。宝石サンゴは、この骨軸を肥大させながら太くなっていき、先端を伸長させながら成長していく。本研究では、天然放射性核種の鉛-210（210Pb：半減期 22.3 年）を用いて、骨軸の肥大成長速度（骨軸が太る速度、
骨軸横断面の半径あたりの成長速度）を推定することを目的とした。鉛-210 はウラン系列に属する放射性核種で、過去 100 年程度の時間スケールで起こる現象の年代測定に有効である。宝石サンゴ骨軸の肥大成長速度は、骨軸表面から内部方向に鉛-210 濃度を測定し、その減衰を解析して求めた。
宝石サンゴ試料中の鉛-210 濃度は極低濃度であるため、金沢大学環日本海域環境研究センター尾小屋地下実験室の高効率極低バックグラウンド仕様のガンマ線測定装置を用いて測定した。
五島男女群島近海より採取したシロサンゴ(DPC-23 e-3-u)について再測定を行った。
シロサンゴ試料の切断写真を図１に、鉛-210 濃度の測定結果を図２に示す。これによると、シロサンゴの骨軸肥大成長速度（半径）は、0.17 および 0.16 mm/yr と見積も
られた。
利用・研究
実施内容・
得られた成
果

図１ 解析に用いたシロサンゴ試料(DPC-23 e-3-u)3

図２ 半径あたりの骨軸肥大成長速度

様式 3

また、五島男女群島近海より採取した別のシロサンゴ試料(DPC-24 b)を骨軸肥大成
長速度の推定に用いた。シロサンゴ試料の切断写真を図 3 に、鉛-210 濃度の測定結果を図 4 に示す。
DPC-24 b

図３ 解析に用いたシロサンゴ試料(DPC-24 b)

図４ 半径あたりの骨軸肥大成長速度

五島男女群島近海より採取したシロサンゴ(DPC-24 b)の骨軸肥大成長速度（半径）は、0.25 および 0.18 mm/yr と見積もられた。
アカサンゴ及びベニサンゴについては、測定中のため解析は行わなかった。
環日本海域では、宝石サンゴは長崎五島近海で漁獲されているが、生物学的特性に基づく管理は行われていない。また、外国漁船による密漁の対象となっており、
適切な管理が必要である。成長速度が明らかになることで、群集の年齢構成を知ることができる。それにより群集への新たな加入や死亡、漁獲の影響などの動態を把握することができ、適切な漁獲の管理を行う上で基礎的な知見が得られた。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

口頭発表：山田正俊、岩崎望、鈴木淳、城谷勇陛、井上睦夫.放射性核種を用いた環日
本海域の宝石サンゴの成長速度の推定.金沢大学環日本海域環境研究センター2022 年
度共同研究成果報告会.金沢大学. 2023 年 3 月.
本共同研究で得られた成果は学会等で発表する予定である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

資料 03-様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

はるみ たつお

申請者氏名

春見

所属・職名

旭川医科大学解剖学講座（顕微解剖）
・助教

提出年月日

達郎

令和 5 年 4 月 10 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分☐ 重点共同研究
 一般共同研究□ 若手研究者育成共同研究

研究分野☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

日本海産魚類の受精におよぼす多環芳香族炭化水素類の影響

研究実施
期間

センター
教員

令和 4 年

4月

一般枠
☐国際枠

1 日～

令和 5 年

研究期間単年☐複数年(２年)

3月

☐新規
継続

31 日

臨海実験施設 教授 鈴木信雄

1

様式 3

資料 03-様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

研究統括・精子の運動解析・精子の卵門進入解析
試料採集・受精卵の初期発生におよぼす PAHs の効果解析

春見達郎

旭川医科大学

助教

松原創

金沢大学

教授

柳町隆造

ハワイ大学

名誉教授

研究助言

鈴木信雄

金沢大学

教授

試料採集・PAHs の供給

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

日本海産魚類

卵、精子
受精卵など

10 種 100 検体

卵、精子
受精卵、幼生など

2 種 25 検体

申請書に記載した試料
分析試料

日本海産魚類を含む水生生物分析した試料

研究目的・
期待される
成果

研究目的
魚類の受精は、種毎の多様性はあるが、そのほとんどで、初めに精子の卵への接
近、精子の卵表面での接触遊泳（thigmotaxis）、そして最後に卵膜表面に 1 か所開いている卵門内に精子が進入して卵と受精する、という段階を経る。
申請者らのグループは、水浸レンズを用いた顕微鏡下での動画撮影により、これまで数十種類の魚類の受精過程の解析、特に「精子の運動性の解析」「精子のthigmotaxis 解析」「精子の卵門進入解析」を行ってきた。本研究では、これらの受精過程に対して、多環芳香族炭化水素類が影響するかどうかを検討する。加えて、受精後、受精卵や初期発生胚、あるいは幼生を多環芳香族炭化水素類に暴露し、孵化や発生への影響も同時に検討する。これらの実験を通して、PAHs の魚類の受精事象におよぼす効果を環境リスク評価の一手段として利用することを検討する。
特色と期待される成果
これまでの PAHs のリスク評価は、生体や細胞内での代謝、および生体や細胞への毒性など主に生化学的な分析に基づいて行われてきた。申請者のグループの専門である、精子の運動性や、精子と卵の受精や、その後の発生など、顕微鏡下での「動的事象の解析」を PAHs のリスク評価の一つとして検討することは新しい試みである。受精という基本的な生命現象に、PAHs のような人為的な環境変化が影響を与えるとすれば、社会に対して新たな警鐘となりうる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

資料 03-様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

本研究課題は、種々の毒性が知られている多環芳香族炭化水素（PAH）が、魚類を含む水生生物の受精や発生にどのような影響をおよぼすのかを調べる共同研
究である。発表者のグループは、これまで北海道産の数十種類の魚種を用いて、それらの受精機構を解析してきた。
今回、日本海産の種々の魚類を含む水生生物の受精や発生におよぼす PAH の影響を調べる過程で、甲殻類アカテガニのゾエア幼生（Fig. 1）を用い、16 種類のPAH（Naphthalene, Acenaphthylene, Acenaphthene, Fluorene, Anthracene,
Phenanthrene, Fluoranthene, Pyrene, Chrysene, Benz[a]anthracene,
Benzo[b]fluoranthene, Benzo[k]fluoranthene, Benzo[a]pyrene,
Dibenz[a,h]anthracene, Indeno[1,2,3-cd]pyrene, Benzo[ghi]perylene、各 10-5M）を含む海水で 12 時間、あるいは 24 時間飼育（25℃、12hL:12hD）し、その生存率を測定した。アカテガニのゾエア幼生は、能登半島の臨海実験施設前の九十九湾で採集された雌の成熟個体から抱卵されていた卵を海水中で自然発生させて用いた。
多くの PAH 添加群においては、その生存率は、Control 群と同じく 100％であった（Table 1）。しかしながら、Acenaphthene あるいは Pyrene 添加群では、24時間後の生存率は 98.3％であった。Benzo[a]pyrene 添加群では、12 時間後の生
存率は 98.3％、24 時間後の生存率は 90.0％であった。Fluorene 添加群では、12時間後の生存率は 78.3％、24 時間後の生存率は 6.7％と、最も強い毒性を示した。
種々の濃度（10-4 M～10-8 M）の Fluorene 添加での生存率の測定の結果から、Fluorene の EC50 は、24 時間飼育で 8.96 x 10-6 M、48 時間飼育では 7.05 x 10-6 Mであった。
これらの結果から、Fluorene は、甲殻類幼生の生存や発生に対して強い毒性があることが明らかになった。これまで、PAH の中では、Benzo[a]pyrene だけが甲殻類の生存や発生に毒性があることが報告されていた。今回、Fluorene は、Benzo[a]pyrene よりも非常に強い毒性を示した。
Table 1
Survival rate (%) of C, haematocheir zoea larvae at 12
and 24 h after each PAH exposure

3

様式 3

資料 03-様式 3※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

「原著論文」
Fluorene is highly toxic to zoea larvae of the red-clawed crab Chiromantes
haematocheir.
Ryoya Kawamura, Muhammad Ahya Rafiuddin, Kenji Toyota, Masato Honda,
Thumronk Amornsakun, Yoshiaki Tabuchi, Atsuhiko Hattori, Tatsuo Harumi,
Jun Hirayama, Makoto Urata, Kyoko Matsumoto, Sogo Nishimoto, Ajai K.
Srivastav, Nobuo Suzuki, and Hajime Matsubara
Int. J. Zool. Inv., 9(1):1-7. 2023
「口頭およびポスター発表」
Effect of environmental factors on the embryonic development of the rosy
seabass Doederleinia berycoides
Rafiuddin,M.A, Sakai,K, Kobayashi, S, Shigematsu,K, Nakade,M, Inada.K,
Kobayshi,H, Nagami,A, Ogiso,S, Toyota,K, Tabuchi,Y, Furusawa,Y,
Hirayama,J, Harumi, T, Suzuki,N, Matsubara,H
Joint Usage/Joint Research on Transboundary Pollution and its Impact on
Social Environment 2022 年 12 月
Reproductive behavior of mature tiger puffer Takifugu rubripes in Noto,
Japan
見込まれる
成果物

Kobayashi,S, Rafiuddin,M.A, Nakade,M, Kobayshi,H, Sakai,K, Inada.K,
Shigematsu,K, Nagami,A, Ogiso,S, Toyota,K, Tabuchi,Y, Furusawa,Y,
Hirayama,J, Harumi, T, Suzuki,N, Matsubara,H
Joint Usage/Joint Research on Transboundary Pollution and its Impact on
Social Environment 2022 年 12 月
Gonadal sexual plasticity in tiger puffer Takifugu rubripes
Nakade,M, Rafiuddin,M.A, Kobayashi,H, Kobayshi,S, Sakai,K, Inada.K,
Shigematsu,K, Nagami,A, Ogiso,s, Toyota,K, Tabuchi,Y, Furusawa,Y,
Hirayama,J, Harumi, T, Suzuki,N, Matsubara,H
Joint Usage/Joint Research on Transboundary Pollution and its Impact on
Social Environment 2022 年 12 月
第 6 回富山湾研究会
トウガレイの初期発生を制御する環境要因
小林寛、中出雅大、小林昇市、Muhammad Ahya Rafiuddin、永見新、小木曽正造、鈴木
信雄、春見達郎、柳町隆造、松原創
2023 年 3 月
日本動物学会第 93 回大会早稲田大会
温故知新～受精後のメダカ卵の Ca 上昇～
春見達郎、毛利達磨、成瀬清。松原創、柳町隆造
2022 年 9 月※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

どうみつ はなこ

申請者氏名

堂満 華子

所属・職名

滋賀県立大学環境科学部・准教授

提出年月日

2023 年 4 月 28 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

鉛 210・セシウム 137 法による琵琶湖コアの年代モデル構築

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

落合 伸也

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

堂満 華子

滋賀県立大学

准教授

試料作製

後藤 直成

滋賀県立大学

教授

試料採取

塚脇 真二

金沢大学

教授

試料採取

落合 伸也

金沢大学

助教

γ線測定

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

シルト質・粘土質の堆積物

乾燥粉体試料15分析した試料

シルト質・粘土質の堆積物

乾燥粉体試料

17

分析試料

研究目的・
期待される
成果

日本海の底層水中の溶存酸素濃度は 300 年後にはゼロになるペースでこの数十年にわたり漸減している。これに先んじて琵琶湖では，定期観測開始の 1979 年以降，2007
年，2019 年，2020 年に底層に大規模な貧酸素水塊の形成が認められている。地球温暖化にともなう気温上昇や北西季節風の弱化が日本海においては熱塩循環の弱化を，一方の琵琶湖においては冬季全循環の停止をもたらしたがために，それぞれにおいて底層水中の酸素濃度が減少したと考えられ，その影響は日本海よりも小規模な琵琶湖においていち早くより顕著に出現したといえる。すなわち，気候変動への反応が日本海よりも鋭敏でかつ堆積速度の速い琵琶湖の堆積物には，過去数百年（近過去）の気温変化や冬季モンスーンの強弱が，琵琶湖の全循環を通じた湖底の有/貧酸素の痕跡として高解像度で記録されていることが期待される。そこで，近過去の琵琶湖における全循環変動の復元をめざし，2021 年度の共同研究では鉛 210・セシウム 137 法による琵琶湖コアの年代モデル構築を試みた。
2021 年度の共同研究として同年 8 月に琵琶湖最深部で採取したコアは，過去約 140
年間をほぼ連続して記録する試料であることがわかった。この成果をふまえての 2022
年度の共同研究では，より古い時代となる過去 500〜1000 年間の琵琶湖における溶存
酸素環境変遷史を解明する。ここから得られるデータは，日本海の海洋環境変遷の重要な要素である冬季モンスーン変動史の解明に資することが期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

2021 年度の共同研究で得られたデータの検討やそれを踏まえた 2022 年度の調査計
画について，メールやオンラインビデオ通話による打合せを重ね，2022 年 8 月 22 日に琵琶湖最深部 104 m 地点において金沢大学環日本海域環境研究センター低レベル放射能実験施設所有の 2 m 柱状採泥器（内径 3.6 cm）による柱状堆積物（コア）を採取した。採取は 4 回実施し，そのうち 2 回でコア試料の採取に成功した。採取時のコア
長はそれぞれ約 105 cm および約 75 cm であったが，約 105 cm 長の前者は採泥器からインナーチューブを抜き出すときに堆積物表層の約 5 cm 厚を失った。一方の約 75 cm
長の後者では全試料の回収に成功している。なお後者には，採泥器からコアキャッチ
ャーを取り外す際に堆積物中に砂質堆積物の存在が認められた。
採取したコアを研究室に持ち帰った後，約 105 cm 長のコアを分析用として押出器を用いて 1 cm 厚スライス試料として連続的に採取し 101 点の試料を得た。試料採取
時の目視観察では堆積物の粒度に顕著な違いは認められなかった。なお，このコアは，回収時に堆積物表層約 5 cm を失っているため，実際に試料を採取することができた
長さは約 1 m であり，スライス試料採取時のコアの表層を試料深度 0 cm としたため，
本報告書での最下位の試料深度は 100〜100.5 cm（コア補正深度 105〜105.5 cm）となる。もう一方の約 75 cm 長のコアは観察用としてアクリルカッターで半割し，堆積物
断面を肉眼で観察した後，ラップで密封して常温で保管した。観察用コアの堆積物はシルト主体の堆積物で構成され，明瞭な層構造は認められなかった。
分析用コアから採取したスライス試料のすべてについて，凍結乾燥後，同年 10 月末
までに鉛 210・セシウム 137 測定用試料を 17 点作製した。これらの測定用試料を低レ
ベル放射能実験施設の Ge 半導体検出器を用いて同年 11 月 9 日から 2023 年 2 月 8 日まで測定し，計 17 点の鉛 210・セシウム 137 の各濃度を得た。そして同年 3〜4 月に，得られたデータの計算処理や解析をおこったうえで，その結果についてメールで分担者と検討した。
通常，鉛 210 のコア中の深度分布は，放射壊変則に支配される場合，その濃度は深度とともに指数関数的に減少する。しかし，得られた計 17 点の測定データを用いて本
分析用コアの積算重量深度に対する鉛 210 濃度変化を求めた結果，過剰鉛 210 濃度は
試料深度 0〜3 cm まで下位に向かって増加し，同 3〜6 cm までは深度とともに減少したが，同 6〜7 cm では最高値を示し，それ以深は深度とともに減少した。すなわち，
本分析用コアの過剰鉛 210 濃度は，試料深度 0〜3 cm と 5 cm 付近で通常よりも低い値となっている。この大きな変化に対応するように，通常は堆積物の表層から深部に向かって圧密の効果でまず減少し，その後はほぼ一定となる含水率が，本分析用コア
では試料深度 0〜3 cm と 5 cm 付近で急減している。したがって，本分析用コアの表
層部は擾乱の影響を被っている可能性が示唆される。
一方，セシウム 137 の極大値は試料深度 4〜5 cm と同 8〜9 cm に位置し，そのうち
同 8〜9 cm で最大濃度であった。2021 年に琵琶湖最深部の同地点で採取した約 25 cm
長のコアでは，セシウム 137 の最大値はコア深度 7.5〜8 cm にあり，この結果が鉛 210の堆積速度から求めた 1963 年相当の深度 7.75 cm とよく一致したことを考慮すると，
本分析用コアの試料深度 8〜9 cm のセシウム 137 の最大値は 1963 年に対応する可能性が高い。
CIC モデルで堆積速度を算出した結果，同コアの平均堆積速度は試料深度 0〜24 cm
で 0.077 g/cm2/y（約 0.3 cm/y）となった。これまでに報告されている琵琶湖の堆積
速度は，場所や測定時期に違いはあるものの，おおよそ 0.02〜0.2 g/cm2/y とされ，
本分析用コアで算出された平均堆積速度はこの範囲におさまる。ただし，本分析用コ
アの表層部は擾乱の影響を被っている可能性があるため，今後，他の分析項目等の結果も考慮しつつ，堆積速度のより詳細な決定を進めていく予定である。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

見込まれる
成果物

滋賀県立大学環境科学部環境生態学科 2023 年度卒業論文（指導教員：堂満華子）として，とりまとめる予定。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

しみず けいすけ

申請者氏名

清水 啓介

所属・職名

東京大学大学院農学生命科学研究科・特任助教

提出年月日

2023 年4 月 28 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

海洋酸性化による巻貝幼生の貝殻形成への影響評価に関する研究

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

鈴木信雄

☐新規
継続

4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

清水啓介

東京大学

特任助教

研究の遂行

鈴木道生

東京大学

教授

研究の補助

鈴木信雄

金沢大学

教授

飼育環境の準備

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

クサイロアオガイ

生体50

分析した試料

クサイロアオガイ

生体

50

分析試料

研究目的：海洋酸性化による貝殻形成への影響を分子レベルで明らかにするための基盤研究として巻貝の幼生の貝殻(幼殻)に含まれる基質タンパク質を同定し、貝殻成長への影響評価に必要な分子マーカーを確立することを目的とする。
研究目的・
期待される
成果

期待される成果：軟体動物における生物影響の研究の多くはカキやアワビのような水産有用種に着目している。しかし本研究では、沿岸域の生態系を支えるプラン
クトン生活をする巻貝幼生への影響を評価する際に有用な知見が得られることが期待される。また、貝殻基質タンパク質をコードする遺伝子の中で環境ストレスにより影響を受ける遺伝子と影響を受けない遺伝子を比較することで、貝殻成長の緻密な制御メカニズム自体に迫る知見を得られる可能性がある。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

潮間帯に生息するクサイロアオガイ(Nipponacmea fuscoviridis)を採集し、実験室内で人工受精を行った。受精卵を 22℃の海水で飼育し、受精後 40 時間(40 hpf:
40 h post fertilization)のベリジャー幼生を回収した。幼生の貝殻成長への影
響評価に必要な分子マーカーを確立するため、RNA 抽出及び貝殻基質タンパク質の抽出を行なった。RNA 抽出は Sepasol-RNA I Super G (Nakalai tesque)を用いて行い、それを元に次世代シークエンサーを用いてトランスクリプトーム解析を行なった。得られた結果から de novo assembly を行い、ベリジャー幼生で発現している遺伝子の配列リストを得た。一方、ベリジャー幼生の貝殻を集め、0.5 M EDTA
(pH 8.0)を用いて脱灰し、基質タンパク質を抽出した。限外濾過膜を用いて濃縮・脱塩後、トリプシン消化を行い、質量分析計（LC-MS/MS）を用いてペプチド断片を網羅的に解析した。その際、トランスクリプトーム解析で得られた配列データをリ
ファレンス配列として用いた。
タンパク質の解析の結果、849 個のタンパク質を幼生の貝殻から同定した。そのうち 82 個は成体の貝殻から同定された基質タンパク質と共通していたことか
ら、これらのタンパク質は貝殻微細構造や発生ステージに関係なく貝殻形成に重要なタンパク質である可能性を示唆している。また、タンパク質内に存在する特徴
的なドメイン構造を Pfam データベースを用いて解析し、498 種類のドメインを同定した。その内の 72 種類は成体の貝殻基質タンパク質に含まれるドメインと共通しており、キチンと相互作用するキチン結合ドメインやカルシウムと結合するドメイン（EGF-like、EF-hand）、炭酸脱水酵素ドメイン（carbonic anhydrase）などが含まれていた。今後は in situ hybridization 法や qPCR 法を用いてこれらのマーカータンパク質をコードする遺伝子の発現を空間的、定量的に解析し、貝殻形成に重要な遺伝子を絞り込んでいく予定である。
本研究により、腹足類クサイロアオガイの幼生の貝殻に含まれる貝殻基質タン
パク質を網羅的に同定することができ、貝殻形成に関与するマーカー遺伝子（またはマーカータンパク質）のリストを得ることができた。本研究成果は海洋酸性化実験と組み合わせることで、環境ストレスにより影響を受ける遺伝子と影響を受けない遺伝子を区別できるだけでなく、貝殻形成の制御機構の理解に寄与することが期待できる。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

かしわばら てるひこ

申請者氏名

柏原

所属・職名

国立研究開発法人海洋研究開発機構海底資源センター・副主任研究員

提出年月日

輝彦

2023 年5 月 10 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究☐単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究
 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

陸上の鉄マンガン酸化物への元素濃集実態の解明に向けた表面化学的アプローチの検討

2021 年4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

福士圭介

1

様式 3

氏

申請者

名

柏原輝彦

福士圭介

研
究
組
織
分担者

※

奥山晃浩

所

属

JAMSTEC

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次
副主任研
化学分析
究員

分担内容

環日本海域環境研究センタ 教授
表面錯外モデリング
ー自然科学研究 博 士 後 期
化学実験
科
課程１年

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

水酸化鉄

粉末

3

分析した試料

マンガン酸化物

粉末

5g 程度

分析試料

研究目的・
期待される
成果

本研究の目的は、様々な陸上環境で採取された鉄マンガン酸化物が(i)どのような元素を濃集するのか？(ii)その要因は何か？を解明することである。かつて鉱山活動が盛んであった北陸地方で採取した鉄マンガン酸化物の化学組成や表面官能基の解析を通して、多様な水環境に産出する陸上の鉄マンガン酸化物への元素濃集についての有効な解析法を検討する。特に、昨年度までの研究から、水質の違いや微生物の関与によって鉄マンガン酸化物への元素の吸着が異なる可能性が、モリブデンを含む一部の元素について見えてきたことから、モリブデンを中心により詳細な吸着メカニズムを解析し、環境条件や微生物の寄与が吸着反応にどのような影響を及ぼすのかを明らかにする。
特色：金属資源として有望視され、研究が進んでいる海底の鉄マンガン酸化物との比較しながら、鉱物表面の化学プロセスを解析していく点に特色がある。
期待される成果：複雑な微生物-鉱物混合体である陸上の鉄マンガン酸化物への元素濃集が、海底鉱物に対してどのような特徴を持つのか理解する足掛かりが得られる。また得られた知見は、陸上鉱物が有用金属資源として有望かどうか、といった資源科学的な観点からも重要な指針を与える可能性がある。

2

様式 3

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

1.はじめに 海水において最も豊富な遷移元素であるモリブデン(Mo)は、マンガン団
塊や鉄マンガンクラスト中に存在するマンガン(Mn)酸化物への吸着によって除去される。この際、軽い Mo 同位体が優先的に吸着されて海水中の Mo 同位体比が重くなるため、Mo 同位体比の変動は古海洋全体の酸化還元の指標として盛んに用いられている。一方、海洋環境には、低結晶性のものや層・トンネル構造を持つものなど、異なる構造もつ Mn 酸化物が広く存在すること知られており、Mn 酸化物の構造の違い
が Mo の吸着における同位体分別にどのような影響を与えるのかを理解することは重要である。しかし、Mn 酸化物の構造解析は難しく、鉱物相の同定が十分に行われた
Mn 酸化物について Mo の吸着実験および同位体測定が行われていない。そこで今年
度は、海洋に存在する代表的な Mn 酸化物を合成し、Mo を吸着させて同位体測定を行うことで、Mn 酸化物の構造の違いが同位体分別に与える影響を明らかにすることを目的とした。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

2.実験方法 低結晶性の δMnO2 を Foster et al., (2003)、層構造のバーネサイト、トンネ
ル構造のトドロカイトを Min and Kim (2020)の方法で合成した。X 線吸収微細構造解析（XAFS）や X 線回析(XRD)などの方法を用いて鉱物相の同定を行った。Mo 吸着実
験は窒素雰囲気下のグローブボックス内で行った。共通の水質条件で Mo 吸着実験を行い合成した Mn 酸化物の構造の影響を検討した。初期 Mo 濃度を変化させた条件で吸着実験を行い、固相と液相を分離して採取した。それぞれを酸分解し、97Mo-100Moのダブルスパイクを加えた後、陰イオン交換樹脂を用いて Mo の分離精製を行い、同位体測定用溶液を作成した。同位体測定は海洋研究開発機構(JAMSTEC)のマルチコレ
クター型(MC)-ICP-MS を用いて行った。
3.結果と考察 δMnO2、バーネサイト、トドロカイトといった構造が異なる Mn 酸化物の合成に成功した。Mo 吸着率はいずれの pH でもトドロカイト、バーネサイト、
δMnO2 の順に低くなった。δMnO2 とトドロカイトに対し、Mo の吸着率を変化させて同位体分別係数を調べたところ、それぞれ Δ98/95Mo=2.47±0.25‰, 2.36±0.51‰の結果を得た。バーネサイトについての同位体分別係数は今後実測して確認する予定であるものの、先行研究で既に報告されているバーネサイトへの分別係数が同様の値(Δ98/95Mo=2.69±0.31)を示していることから、Mo の同位体分別係数は吸着する Mn 酸化物の構造の違いに影響を受けない可能性が示唆された。このことは、陸の水環境を考える上で重要な水酸化鉄が、結晶構造の違いに応じて吸着反応における Mo 同位体分
別の程度を変化させることとは対照的であり、表面錯体構造をはじめとした吸着メカ
ニズムの違いを反映していると考えられる。また、海洋環境の指標として Mo 同位体比を考えた場合、続成作用や熱水活動などの影響によって生じる Mn 酸化物の構造の違いは、堆積物中の Mo 同位体比には直接反映されない可能性が示唆された。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

Teruhiko Kashiwabara, ”Geochemistry of rare metals at the seawater/ferromanganese oxideinterface” 1st China-Japan Youth Joint Forum on Geochemistry (2022. May 28)
見込まれる
成果物

奥山晃浩,福士圭介,柏原輝彦,2022,モリブデン吸着におよぼすマンガン酸化物の構造の影響 日本地球科学会第 69 回年会 (2022.9.7-12)
奥山晃浩,福士圭介,柏原輝彦,2023, マンガン酸化物へのモリブデン吸着に伴う同位体分別の精密評価 日本地球惑星科学連合 2023 年大会 (2023.5.21-26)※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

あべ

ともひさ

申請者氏名

阿部

智久

所属・職名

日本原子力研究開発機構 廃炉環境国際共同研究センター・技術副主幹

提出年月日

2023 年4 月 30 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

⼤気浮遊じんの粒径分布と放射性核種の移動性に関する研究

研究実施
期間

2022 年 4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

センター
教員

長尾誠也 教授

1

☐新規
継続

様式 3

氏

申請者

研
究
組
織
分担者

※

属

職名／
大学院生・
分担内容
学部生は利
用時の年次
技術副主
試料採取、処理、解析
幹

名

所

阿部智久

JAEA

吉村和也

同上

研究主幹

舟木泰智

同上

研究副主
試料採取、解析
幹

中西貴宏

同上

研究主幹

統括

落合伸也

金沢大学

助教

分析

長尾誠也

同上

教授

解析

解析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。

申請書に記載した試料

物質名

形態（形状）

試料数

大気浮遊塵

アルミフィルター（φ20mm）に内
包

30

大気浮遊塵

アルミフィルター（φ20mm）に内
包

17

分析試料

分析した試料2

様式 3

研究目的・
期待される成果

福島第一原子力発電所（1F）の事故により環境中に放出された主要な核種は放射性セシウムである。放射性セシウムの陸域から海域へかけた移行挙動は、森林域から河川、沿岸域、外洋域と水を介した移行について広く研究がなされてきたが、大気を介した移行については、初期沈着を除きほとんど明らかとなっていない。これは、大気中の放射能濃度が複数の機関でモニタリングされているものの、その移行挙動に大きく影響する大気浮遊塵の放射能中央粒径が明らかとなっていないためである。放射能中央粒径は、吸引被ばく線量の評価など放射線防護上も必須の情報である。本研究では、放射能中央粒径の通年での変動を 1F 事故後で初めて評価するものであり、環境科学、保健物理の両側面で重要な意義を有する。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

（目的）
昨年度の成果として、大気浮遊塵試料分析時の試料調整方法や測定時間の目安等の測定条件に関する知見を得た。今年度は定量性をより向上させることを目的とし、測定試料枚数の増加や大気浮遊塵を模擬した放射能分析用の標準試料の作成による分析方法の最適化を検討した。また最適化した分析方法を用い、137Cs 濃度を基準とした粒径分布及び放射能中央粒径（AMAD）を評価することを目的とした。
（手法）
特定復興再生拠点区域である大熊町において、2021 年夏季(2021/7/138/17)と 2022 年春季（2022/3/8-5/24）に大気浮遊塵を採取し、137Cs 濃度を測定した。
2021 年夏季の大気浮遊塵は、低圧インパクタ―（東京ダイレック社製 MAIS10）を用いて採取した。大気浮遊塵を採取する吸入口の高さは地表面から約 1m とし、採取流量は 9 L min-1 とした。大気浮遊塵は粒径 0.03-8.8 μm の範囲
で 10 ステージに分級し、φ20 mm のアルミフィルター上に捕集した。採取期
間は約 2 週間とし、上記期間中に各粒径画分で 2 枚のフィルター試料を得た。
2022 年春季は、低圧インパクタ―（DEKATI 社製 ELPI+）を用い粒径画分ごとの大気浮遊塵を採取した。大気を採取する吸入口の高さは地表面から約 1 mとし、採取流量は 10 L min-1 とした。大気浮遊塵は粒径 6 nm-10 μm の範囲で
14 ステージに分級し、φ20 mm のアルミフィルター上に捕集した。採取期間は平均約 2 週間とし、上記期間中に各粒径画分で 4 枚のフィルター試料を得た。
加えて、ELPI＋で大気浮遊塵を採取する際に、粒径ごとの大気浮遊塵の質量濃度について測定した。
粒径ごとにアルミフィルター上に捕集された大気浮遊塵試料は、試料採取後の重量を測定した。その後、付着した塵が飛散しないようにラップでおさえ、測定試料とした。2021 年夏季に採取した試料について、粒径 0.15 μm～8.8μm（7 ステージ分）は各粒径画分の大気浮遊塵を測定対象とし、粒径 0.15μm 以下（3 ステージ分）の粒径画分はまとめて測定対象とした。また、2022 年
春季に採取した試料について、0.26 μm～5.4 μm（8 ステージ分）の各粒径
分画の大気浮遊塵を測定対象とした。分画ごとに採取できる大気浮遊塵の試料3

様式 3

量が少量かつ試料中の放射能濃度が極微量であるため、測定試料は期間中に採取できた複数枚のアルミフィルター（2021 年夏季に採取したアルミフィルタ
ーは２枚分、2022 年春季に採取したアルミフィルターは４枚分）を円筒型チ
ューブの壁面に沿うよう配置し、試料が動かないようその内側にスポンジを詰めて固定した。
調整した大気浮遊塵試料中の 137Cs は、金沢大学の低バックグラウンド Well型ゲルマニウム半導体検出器（Canberra 社製 EGPC 250-P21）を用いて測定した。測定時間は試料ごとの 137Cs のγ線ピーク強度に応じて 500,000～
1,600,000 秒とした。
（結果）
137
Cs 濃度の定量のため、放射性セシウムを含有したリター抽出液を、アルミナ粉末に添加し、乾燥させた放射性セシウム含有粉末を大気浮遊塵試料と同じようにアルミフィルター上に均一に塗布することで標準試料を作成した。円筒型チューブ容器の壁面に作成した標準試料を 4 枚配置して測定し、その放射能測定結果から検量線を作成した。加えて、試料採取期間を前年度の 1 週間から 2 週間に延長し、大気浮遊塵の採取量を増加させた。以上の改善により、137Cs 濃度の定量が可能となった。
大気浮遊塵中の 137Cs 濃度を基準とした粒径分布を調査した結果、2022 年の春季に採取した試料中の 137Cs 濃度（Bq m-3）を基準とした粒径分布は、0.74μm と 2.46 μm に AMAD を持つ 2 峰性形状の分布だった。いずれの AMAD も
ICRP が職業被ばくの線量評価に使用するためのデフォルト値よりも小さかった。同時期に測定した大気浮遊塵の質量濃度（mg m-3）を基準とした粒径分布
では、粒径 2.9 μm 以上の画分で相対濃度が最も高かった。以上のように 137Cs
は大気浮遊塵の一部である細粒画分中に主に含まれており、大気浮遊塵全体の粒度分布と異なることから、137Cs を含有した粒子と、全粒子とで起源や移行過程が異なる可能性が示唆された。
2021 年の夏季に採取した大気浮遊塵試料中の 137Cs 濃度を基準とした粒径
分布は、2.99 μm のみ AMAD を持つ単一型のピーク形状だった。2022 年の春季に採取した試料中の 137Cs 濃度を基準とした粒径分布と比較すると、AMAD や粒径分布が異なっていた。以上のように 137Cs は採取した季節によって浮遊塵
粒子の起源が異なり、AMAD や粒径分布が変動する可能性が示唆された。
当初計画では、AMAD の通年での変動を評価する予定だったが、本共同研究内では春季と夏季の評価のみにとどまった。大気浮遊塵試料中の 137Cs 濃度の定量下限値を下げるために、想定以上に分析時間が長くなり、予定数量の分析が出来なかったためである。来年度以降、採取した試料の分析を継続して実施し、AMAD の通年での変動評価を試みる予定である。
※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる成果物は以下のとおりである。
見込まれる
成果物

・第 24 回環境放射能研究会 Proceedings※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

かつた ながよし

申請者氏名

勝田

所属・職名

岐阜大学・准教授

成果報告書

提出年月日

長貴

2023 年 4 月 30 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究☐単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

堆積物の Pb-210 と Cs-137 年代測定に基づく古気候代替指標の確立

研究実施
期間

2021 年 4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

センター
教員

落合伸也、長尾誠也

1

☐新規
継続

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

勝田長貴

岐阜大学

准教授

試料作成、データ解析

落合伸也

金沢大学

助教

Ge 測定及び解析

長尾誠也

金沢大学

教授

解析結果の議論

益木悠馬

岐阜大学

M2

試料作成、化学分析

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

湖沼堆積物

粉末

53

分析した試料

湖沼堆積物

粉末

53

分析試料

研究目的・
期待される
成果

世界人口が集中する東アジア中緯度の気候は、モンスーンと偏西風によって支配され、これらの気団の変動は、近年の温暖化で頻発する豪雨や干ばつなどの異常気象に関与してきた。本研究はこのような気候変動の記録を、気象観測データを利用できる期間（1950 年以降）を超えて、湖底堆積物から得ることを目的としており、堆積物を用いた古気候復元には、高精度の年代軸と信頼性の高い代替指標の確立が重要となる。そこで本研究の目的は、Ge 半導体検出を用いた Cs-Pb 年
代測定法で過去 150 年間程度の堆積物記録を復元し、気象観測データや水質観測
結果と合わせて解析することで、堆積物から古気候代替指標（塩分濃度、湖水
位、降水量など）を実証的に抽出することである。
本研究は、堆積物記録を気象測器や衛生画像の年単位データ（気温、降水量、
湖面積等）と比較するため、堆積物コアからの分析試料の分取は 0.5~1.0cm 間隔で行った。このため、年代測定試料は 0.5~2.0 g と限られる。また、過去 100 年を超える堆積物の年代軸の確立を必要としている。これらの課題を克服するために、金沢大学 LLRL における低バックグラウンドでの Ge 測定を行った。本研究の遂行によって、気象観測データとシームレスで繋がる代替指標が得られ、環日
本海域を含む東アジアの気候変動の詳細が明らかになると期待される。本課題では、モンゴル高原の Boom Tsagaan（BT）湖、Terkhiin Tsagaan（TR）湖、Airag
湖、Khyargas 湖、Buir 湖、中国北東部の Jingpo 湖及び北海道南西部・大沼を主たる対象として行った。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

【モンゴル高原の湖沼】
モンゴル高原南部・BT 湖の表層湖底堆積物コア BTS02（全長 28 cm）の Pb-Cs
測定結果に基づく、CRS モデルで構築した年代軸は 1963 年（fallout）の Cs ピー
ク（深度 16 cm）と良い一致を示した。また、過剰 Pb 測定はコア深度 27.5 cm まで求めることができ、年代軸はその上位の測定コア深度 22.5 cm が 1874 年であった。コア深度 22.5 cm と 20.5 cm の堆積速度を外挿して求めた最下層 28 cm の年代
は 1740 年となった。この年代軸をもとに、堆積物の成分要素と気象測器・衛星画像解析の結果と比較した結果、鉱物粒度は湖水位、炭酸塩含有量が蒸発散量、
δ34S が気温と明確な相関性を示した。また、16BTS01 コア（全長 77 cm）の Cs ピ
ークは深度 23 cm に位置し、湖の最深部の堆積速度は斜面に比べて高いことが分かった。
モンゴル中央部の淡水 TR 湖の 1308 コア（全長 56 cm）は、下位の 2 層（深度21, 22 cm）の追加測定を実施し、Pb 値が検出できた（深度 10 cm が Cs ピーク）。
今後、14C 年代（深度 11 cm で 129 年前、26.5 cm で 245 年前）と合わせて解析し、年代軸を確立する予定である。
Airag 湖と Khyargas 湖はモンゴル西部の Great Lakes Depression（大湖盆地）の湖で、互いに接続した湖沼システムから成る。Airag 湖の A-1 コアは過剰 210Pb が検出されず、137Cs が表層 2 センチの 1 点のみで検出された。A-3 コアの検出は過剰 210Pb が表層 2 センチ、137Cs が表層 4 センチの 2 点であった。Khyargas 湖の K1 コアは過剰 210Pb と 137Cs が表層 6 センチの 3 点、K-2 コアは過剰 210Pb と 137Cs
が表層 2 センチの 1 点でそれぞれ検出された。これらの結果から、モンゴル高原の他地域の湖沼に比べて、堆積速度が 10 倍程度遅いことが分かった。今後は、
14
C 年代測定と堆積物の化学分析を実施予定である。
Buir 湖はモンゴル東部の淡水湖であり、流域は東アジア夏季モンスーン地域に位置する。Buir2 コアは、表層の 24 cm の層準で過剰 210Pb の漸近的な減少を示した。また、137Cs は深度 24 cm から検出され、深度 12 cm でピーク（1963 年）とな
り、その深度から最表層に向けてほぼ一定の高濃度を示した。同様の傾向は BT
湖などモンゴル高原の多くの湖沼で見られたものである。今後は、CRS や CIC モ
デルをもとに年代測定結果で解析し、堆積物の年代軸を構築すると共に、堆積物の化学分析を通じて堆積記録の復元を行う。
【中国北東部・Jingpo 湖】
湖底堆積物コアは、ピストンコア JB-A（9.76 m）とグラビティコア JSP-1（64cm）から構成され、JSP-1 の年代測定を実施した。210Pb のフラックスが常に一定であるという仮定をおいた CRS モデルを用いて年代推定を行った結果、1963 年（fallout）と 1986 年（チェルノブイリ）を明確に示す 137Cs ピークと著しく異なる結果となった。そこで、Cs ピークの 2 層準、最表層（採取年 2012 年）、Cs が検出された最下層（1952 年）をチューニング点として composite CRS モデルで年代軸を再構築した。その結果、JSP-1 は西暦 1940 年以降の堆積記録と推定された。JB-A の深度 14 cm の生物源シリカピークは、JSP-1 の深度 30 cm に認められる。この結果と 14C 年代測定結果のベイズモデル解析から、JB-A は過去 6077 年の堆積記録であることが推定された。
【北海道南西部・大沼】
大沼の湖底堆積物は、マンガンに富む炭酸塩鉱物（菱マンガン鉱、MnCO3）から成る縞状構造を示す。その形成は、季節単位の水質観測から、夏季の停滞期の貧酸素深層水塊で生じる。そこで、より詳細な MnCO3 の形成過程を解明するため、2021 年 8
月の最深部（水深約 11 m）で表層から湖底泥に至る生物地球化学的研究を行った。窒素雰囲気下のインラインフィルターで採取した懸濁物フィルタの X 線吸収分3

様式 3

光分析結果は、水深 10 m 以深の貧酸素水塊で Mn4+から Mn2+に急激な変化を示した。同様の結果は、湖水の Mn 濃度でも見られ、表層から深層にむけて上昇傾向を示し、水深 10 m 以下は、MnCO3 に過飽和であった。一方で、メタ 16S 解析から、水塊中の懸濁物中には、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria 等の Mn 酸化細菌が確認されたが、Mn 還元菌は認められなかった。
窒素雰囲気下で採取した湖底堆積物コアの間隙水は、堆積物深度 20 cm から湖底表層にかけて上昇傾向を示し、その濃度は、湖水の深層水塊に比べて 1.5 倍以上であった。また、堆積物深度 5 ㎝は硫酸イオン濃度が検出限界以下（0.1 mg/L）であり、嫌気環境を示すものである。これらの結果は、埋没後の続成過程で生じた間隙水中のMn は水-堆積物境界に向けて上昇し、湖水に拡散していることを示すものである。
この他に、SEM-EDS 分析結果から、懸濁物の菱マンガン鉱はフィラメント状、表層堆積物は楕円状、深層堆積物は自形の菱形を示すことが分かった。これは、堆積物中で見られる縞状構造は、水塊で生じた非晶出 MnCO3 が堆積し、埋没後の続成作用で結晶成長して生じたものと考えられる。金沢大学 LLRL・Ge 半導体検出器による
Cs–Pb 年代測定で求めた湖底堆積物の Mn 含有量記録は 1970～1990 年代に一時的にピークを示し、先行研究で示される化学的酸素要求量の上昇と整合することから、湖底への Mn 固定は流域からの有機物負荷と関連付けることができる。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

【原著論文発表】
現在執筆中：BT 湖、Jingpo 湖
今後執筆予定：大沼、TR 湖【卒論研究】Airag 湖と Khyargas 湖、Buir 湖
見込まれる
成果物

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

たなかゆきや

申請者氏名

田中幸哉

所属・職名

慶熙大学校 理科大学 地理学科 教授

提出年月日

2023 年3 月 28 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間☐一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

モンゴル国東部における後期更新世以降の古水文環境変動

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

長谷部徳子

☐新規
継続

4 月 1 日～2023 年 3 月 15 日

1

様式 3

氏

申請者

名

田中
幸哉
長谷部徳子

研
究
組
織
分担者

※

Kang Sumin

所

属

慶熙大学校

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

教授

環日本海域環境研究センタ 教授
ー
修士課程
慶熙大学校
大学院生

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料形態（形状）

湖水堆積物
湖岸段丘堆積物

試料数

固体

分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

湖岸段丘堆積物固体

15

モンゴル東部はこの太平洋からのモンスーンが入る限界線に近く、気候変化に敏感な地域である。この地域には多数の凹地が分布していて、湖岸段丘がこれらの凹地を取り巻くように多数分布している。こうした地形的な特徴から、この凹地が湖
水面変動を伴った湖であったことを表している。こうした地形的な特徴は湖の拡
大縮小を意味し、この地域は氷河の融解等の影響を受けないため、湖の拡大縮小は
降水量の増減を表していると考えられる。降水量の増減は太平洋からのモンスーンの影響下にあることを意味し、日本海周辺の環境変化と大きく連動しているものと考えられる。従って本研究は環日本海地域の後期更新世の古水文環境変動を解明する上で貢献することができる。

2

様式 3

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

モンゴル南東部のスフバータル県を中心として現在多数の凹地地形が見られる。これらの多くは湖岸段丘を伴いまた底面が湿地であることが多いことから湖が存在したことを示唆する。本研究ではボルゴインゴビの湖底面の堆積物４ｍ採取し、粒度、有機物含量および生物起源シリカ含量の分析を行った。湖盆の周囲には 1070m a.s.l.の湖岸段丘が分布している。この地域の地殻変動は安定しているので、湖岸段丘の高さを
過去の湖水面の高さと見なす事ができる。堆積物中に含まれる貝殻、植物遺体を利用し 14C 年代測定を行った。5000 年前後に急激な粗粒化が見られた。これは湖水面の急速な低下を意味する。また有機物含量と生物起源シリカ含量の急激な減少が見られた。
これらはこの地域の降水量の急激な減少を表している。この地域は融氷水の影響はな
いので、湖水面の急速な低下は降水量の急激な減少によるものと思われる。湖水面が上昇していた完新世前期までは地形的に湖の流出口が北側にあり東のフルン湖、そしてアムール川を経て日本海へと流出していた可能性がある。
段丘の露頭から採取した 15 の試料でルミネッセンス年代測定を行なったが，多くの試料は年代がばらつき，堆積時の光曝が十分でなかった可能性がある。いくつかまとまった年代を示した試料は約 4~5 万年，および 2~5 千年の値を示した。今後はこれらの年代値を水位変動の観点から評価する必要がある。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

キョンヒ大学修士論文 2023 年 Kang Sumin「モンゴル南東部スフバータル地域における湖沼の拡大と消失プロセス」※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

たかた ひょうえ

申請者氏名

高田 兵衛

所属・職名

福島大学 環境放射能研究所・准教授

提出年月日

令和５年 ４月１７日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究☐単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

日本の東西沿岸域における東電福島第一原発由来放射性 Cs の動態把握

令和４年 ４月

１日～

令和５年

３月３１日

金沢大学環日本海域環境研究センター 井上睦夫

1

様式 3

氏

申請者

名

高田兵衛

所

属

福島大学環境放射
能研究所

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

特任准教授

試料採取 前処理

准教授

ゲルマニウム半導体検出器による測定

金沢大学環日本海

研
究
組
織

井上睦夫

域環境研究センター

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

河川水

弱酸性
沿岸水

試料数

約５個

（２０L プラスチック容

申請書に記載
した試料

器）

分析試料

河川水

弱酸性
沿岸水

約 10

（２０L プラスチック容器）分析した試料

研究目的・
期待される
成果

東電福島第一原発事故後、『日本の西海岸側』に位置する日本海沿岸において、
北太平洋に沈着した事故由来の放射性 Cs が、対馬暖流に乗って東シナ海から対馬海峡を介して流入し、日本海の沖合を中心に放射性 Cs 濃度を高めていることがわ
かっている。この暖流による影響は、陸に近い沿岸域の海水でも見られたことが平。
成 28－29 年度の本共同研究による調査で明らかとなった（Takata et al.、 2018）
これまでの結果に、平成 30 年度の同共同研究の結果を加え、放射性 Cs 濃度の経年的な変化を確認することが可能となり、沿岸海水の放射性 Cs の濃度レベルは若干の減少傾向に転じていることが分かった。加えて、2021 年度には 2020 年度に引きつづき、日本海側の河川として、手取川の調査を行い、放射性 Cs は不検出であることが分かった。
これらのことから、上記対馬暖流によってもたらされた放射性 Cs が、日本海側
における沿岸海水の放射性 Cs 濃度レベルに影響を及ぼしていることが明らかとなった。ただし、日本海側での河川調査は単年度のみの結果であり、経年的な影響がないことを明らかにする必要がある。
一方、『日本の東海岸側』の福島県南部から茨城県の沿岸域では未だに事故前のレベルを超える海水中の放射性 Cs 濃度が検出されている（Takata et al.、 2020）。
これは、東電福島第一原発施設からの直接漏洩だけでは説明出来ない局所的な上昇のため、陸域に沈着した放射性 Cs が、河川を介して同沿岸域へ流入する可能性を否定できない。2021 年度については様々な河川に焦点を置いて調査を行い、河川からの放射性 Cs の流出量を見積もった。その結果、同原発からの直接漏洩によ2

様式 3

る流出量の 10％程度の流出量と推定された。
これまでの継続的な共同研究によって、東西での沿岸海域における海水中の放射性 Cs 濃度レベルを支配する要因は異なることがわかり始めている。
調査域を両沿岸側に拡大することで、『日本の東海岸側』では同原発からの直接漏洩と、河川流入によって『日本の西海岸側』では対馬暖流によって放射性 Cs レベルに影響を与えることがわかってきた。しかしながら、各海域での支配要因について、今後は経年的な調査の積み重ねによって定量的な評価をする必要がある。
そこで、引き続き両海岸での同事故由来の放射性 Cs の動態や濃度レベルを支配する因子（西海岸側：対馬暖流、東海岸側：同原発からの直接流出及び河川）の影
響について定量的に比較し、また、両者を比較することで、その支配因子の理解がより深化すると考える。そこで、本研究では以下の 2 調査を行う。
『日本の東海岸側』調査：福島県の東電福島第一原発の帰還困難区域を除く河川と沿岸における調査を行う。
『日本の西海岸側』調査：日本海側の沿岸域における放射性 Cs 濃度レベル把握のための石川県における河川―沿岸域調査。特に、日本海側に注ぐ河川（手取川を中心に）での調査を行う。
本調査は、両沿岸側での放射性 Cs 濃度レベルが異なる支配要因について、これらの影響を定量的に評価することを目的とする。
※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

調査および実験『日本の西海岸側』調査：日本海側の沿岸域における放射性 Cs 濃度レベル把握のための石川県の河川（手取川）とその沿岸に加え、新潟の阿賀野川河口周辺の沿岸域での調査を行った。
『日本の東海岸側』調査：福島県の東電福島第一原発周辺に位置する河川から沿岸での調査を行った。
試料採取について、西海岸側では 2022 年に 7 月に新潟県の阿賀野川河口周辺の沿岸域および石川県小松市の沿岸において、40L の海水を採取した。手取川下流において、200L の河川水の採取を行った。沿岸海水については各 40L 採取した。各試料を福島大学に持ち帰り、孔径 0.45μm のメンブレンフィルターにてろ過を行い、ろ液を溶存態、フィルター上の粒子を粒子態に分けて、溶存態に濃硝酸を添加し弱酸性とし、リンモ
リブデン酸アンモニウム（AMP）を添加し、セシウムを AMP に吸着させ、その AMP を捕集、乾燥後、低バックグラウンドゲルマニウム半導体検出器で放射性 Cs を測定した。
また、放射性 Cs である 137Cs の検出下限値は 0.1 Bq/m3 であった。なお、137Cs 濃度は、採取日に減衰補正した。
結果
西海岸側の手取川では溶存態 137Cs 濃度が検出下限値未満であった。小松市の沿岸の
海水中の溶存態 137Cs 濃度は約 2 Bq/m3 であり、例年通りの数値であったが、河川中の溶存態 137Cs 濃度よりも高い結果となった。同様に新潟県の阿賀野川河口沿岸での海水中溶存態 137Cs 濃度も小松市の沿岸とほぼ同じであった。また、粒子態 137Cs は河川、海水のいずれでも検出されなかった。今年度も昨年度に引き続き河川中の粒子を 200
Ｌもの大量ろ過を実施し１g 程度の粒子が採取できたが、同軸型のゲルマニウム半導体検出器での測定（数十万秒測定）でも検出できなかった。
東海岸側においては河川中の溶存態 137Cs 濃度は 1 Bq/m3～数十 Bq/m3 の範囲であり、福島第一原発に近い河川では比較的高い値を検出した。沿岸海水中の溶存態 137Cs 濃度
も河川と同様の濃度レベルであった。
以上のことから、西海岸側の沿岸海水中の放射性セシウム濃度は河川からの影響は見られないことがここ数年の調査結果で分かった。なお、沿岸海水中の溶存態 137Cs 濃
度は福島第一原発事故前レベルに近づいてきていることから、北太平洋の表層に沈着した同原発由来の放射性 Cs のうち、一部が西海岸まで至っている影響が徐々に減少している可能性が示された。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

原著論文
Hyoe Takata, Toshihiro Wada, Tatsuo Aono, Mutsuo Inoue, Tsutomu Kanasashi,
Shotaro Suzuki, Yosuke Amanod.Factors controlling dissolved 137Cs activities
in coastal waters on the eastern and western sides of Honshu, Japan. Science
of
the
Total
Environment
806(2022)
151216.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151216※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式

3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

はやし まさひこ

申請者氏名

林

所属・職名

福岡大学理学部・教授

成果報告書

提出年月日

政彦

2023 年 5 月 29 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
 一般共同研究一般枠
単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

無人航空機による越境汚染気塊中の粒子生成機構の研究

2022 年 4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

猪股 弥生

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

林政彦

福岡大学

教授

研究統括

猪股弥生

金沢大学

准教授

無人航空機計測装置運用

吉野彩子

国立環境研究研究員
所

地上エアロゾル観測

原口諒平

㈱四門

無人航空機運用分担者

技術員※ 申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料なし

分析した試料なし

形態（形状）

試料数

分析試料

無人航空機を用いて中国大陸からの越境大気中の数 nm の超微小粒子の粒径分布，粒子生成に関係するガス・粒子成分（オゾン，二酸化硫黄，窒素酸化物，水蒸気，PM2.5）の鉛直分布の継時変化を観測する。無人航空機を使用して観測を行うことで，計測対象物質の境界層内外の鉛直分布の時間変化についての知見を得ることができる。

研究目的・
期待される
成果

また，金沢大学が開発した超微小粒子粒径分布観測装置を搭載することで粒径分布に関する情報の時給間変動データを取得できる。地上観測データとも比較し，越境汚
染気塊中における新粒子生成機構と環日本海域と沿岸域の環境変動に対する新粒子生成の役割を明らかにする。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

１．無人航空機（カイトプレーン）の性能向上に関する検討・検証
2022 年 3 月に帰国した第 62 次日本南極地域観測隊が持ち帰った、無人航空機（カイトプレーン）の運用試験を行い、62 次南極地域観測隊が昭和基地において、国内支
援グループ（林政彦、原口諒平ら）とともに実施した新型インジェクションエンジンのコントロールソフト修正とが適切であることを確認した。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

２．カイトプレーンへの小型エアロゾル計測装置の搭載試験
併せて、国内における試験観測棟に適切な候補地の検討を進めるとともに、2022 年
11 月 3～6 日に金沢大学が開発している小型走査型移動度分級装置（SMPS）の搭載試
験（熊本県西区、および、阿蘇ドローン手形 Biz フィールド）を行った。阿蘇ドローン手形 Biz のフィールドはマルチコプタによる観測には最適であるが、カイトプレー
ンには不適であることが調査により判明した。
小型 SMPS の運用試験においては、地上滑走中に SMPS の構成装置である凝結核計数装置の動作停止が起こることが判明した。原因は、離陸滑走時の衝撃に伴う振動により、安全装置が動作するためであることは分かったものの、室内観測用の既製品の流用であるため現場における改修は困難であると判断された。対策は、今後の検討課題となった。
３．都市部にける無人マルチコプタを用いた超微小粒子の輸送過程
福岡市内において、日周変動として現れる未明の逆転層形成と混合層の発達に伴う局地発生超微粒子の滞留と鉛直拡散現象に関する検討を 2022 年 8 月末～11 月初旬の地上連続観測と 10 月末から 11 月初めのマルチコプタ観測に基づいて行った。逆転層の形成に伴って地表近傍に車両の内燃機関起源のエアロゾルが滞留するんは、日の出
が人間の活動開始時刻より遅くなる 10 月以降で、8～9 月は熱的な混合層の発達により総長の滞留が見られないことが明らかになった。また、昼前後にも超微小粒子濃度のピークが見られ、形成要因についての検討が今後の研究課題となることが示された。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

研究会等口頭発表
1. 原口 諒平（㈱四門），カイトプレーンに対応した制御装置(Pixhawk)について，第12 回無人航空機の活用による極地観測の展開（国立極地研究所主催，2023 年 3 月 18日）
2. 長島 英司、猪股 弥生、瀬戸 章文（金沢大学）、林 政彦（福岡大），カイトプレー
ンによる超微小粒子の計測ーテスト観測ー，第 12 回無人航空機の活用による極地観測の展開（国立極地研究所主催，Web 開催，2023 年 3 月 18 日）
3. 林政彦，晩夏から晩秋の福岡平野の超微小粒子の日周変動，福岡から診る大気環境研究所研究会（福岡大学主催，Web 開催，2023 年 3 月 27 日）
卒業論文
1. 原口慶太，福岡平野地上付近の凝結核数濃度の日周変化，2022 年度福岡大学理学部地球圏科学科卒業論文，2023 年 3 月※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

さだなが やすひろ

申請者氏名

定永 靖宗

所属・職名

大阪公立大学 大学院工学研究科 准教授

提出年月日2023 年4 月 28 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

東アジアから越境輸送される窒素化合物等大気汚染物質の経年トレンド解析

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

松木 篤 准教授

4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

1

様式 3

氏

申請者

研
究
組
織

名

定永靖宗

大西 佑樹

分担者

※

松木 篤

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

大阪公立大学
大学院工学研 准教授
究科
大阪公立大学
大学院工学研 修士 1 年
究科
環日本海域研
准教授
究センター

分担内容

研究総括，窒素化合物観測

窒素化合物観測
エアロゾル観測申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

反応性総窒素酸化物(NOy)，硝酸，窒素酸化物，オゾン，一酸化炭
素

すべて気体

すべて連続

分析した試料

反応性総窒素酸化物(NOy)，硝酸，窒素酸化物，オゾン，一酸化炭
素

すべて気体

すべて連続

分析試料

2

様式 3

研究目的・
期待される成果2010 年代になって中国では情報公開や法整備など積極的な大気汚染物質の削減政策を行ってきており、近年では中国における大気汚染物質の排出量は、減少傾向に転じている。一方、排出量の減少度合いは大気汚染物質によって異なっている。具体的には、2017 年の SOx 排出量は最大値から 6 割程度減少しているのに対し、NOx に関しては 2 割程度の減少である。そのため、例えば大陸から越境輸送される PM2.5 の濃度は減少しているが、PM2.5 を構成する組成の割合は変化しており、実際に近年では硝酸アンモニウム濃度が増加しているという報告もある。
このような状況下、我々は金沢大学能登学舎や、長崎県五島列島福江島において、窒素酸化物の総和である反応性総窒素酸化物 NOy とその主要成分である NOx(= NO, NO2)、無機全硝酸 (T.NO3) 等の長期連続観測を行っている。本研究では、これらの観測を継続するとともに、これまで蓄積されたデータを使用して、東アジ
アから越境輸送される NOy や T.NO3 など大気汚染物質についての経年トレンドを調べ、近年の中国における大気汚染物質の排出動態の変化が、主に窒素酸化物種の越境輸送に与える影響について評価する。
大気中の窒素酸化物種は最終的には海洋や地表面に沈着し、地球上の窒素循環の一部を担うことになる。大陸から越境輸送される窒素酸化物種の多くは日本海やその周辺地域に沈着すると考えられ、本研究で得られる知見は単なる大気環境
だけではなく、日本海など海洋環境に与える影響を評価する上でも重要であると考えられる。また、本研究で得られる観測結果は、将来的に窒素循環に関するモデ
ル、特に環日本海域をはじめとした東アジア域におけるモデルを構築するための基礎データの一つとなることが期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

石川県珠洲市に位置する金沢大学能登学舎内の金沢大学能登半島大気観測スーパー
サイトにおいて、O3, CO, 反応性窒素酸化物 (NOy) と NOy の構成成分である、NOx (=NO, NO2)、無機全硝酸 (T.NO3) の連続観測を行なった。O3 , CO および NO に関しては市販の装置を用い、それ以外の成分については、先行研究で開発した装置を用いた。
本研究では、これらの大気汚染物質について，2009 年 11 月から 2022 年 8 月までの観測データを用いて経年トレンド解析を行なった。また、経年トレンドの気塊由来別による比較についても行った。気塊の輸送経路の判定にはアメリカ海洋
大気局 NOAA により提供されている後方流跡線解析モデルである HYSPLIT を使用し、中国北東、中国+韓国、日本、ロシアの 4 種類の地域に分けて気塊の由来を分類した。
本報告書では NOy, T.NO3 の観測結果について述べる。能登学舎で観測された NOy,
T.NO3 濃度はともに 2020 年までは減少トレンドを示していた。一方で、2020 年以降の濃度は上昇トレンドを示していたことも明らかとなった。また、気塊由来別に分類
して経年トレンドを求めたところ、気塊由来に関係なく、同様な経年変動が見られた。また、これらの経年変動は統計的に有意であることも確認された。
一方、同様な観測を実施している長崎県五島列島福江島について、2014 年から 2020
年までのデータを用いて NOy, T.NO3 の経年トレンド解析を行い、能登学舎の結果と比較した。福江島では 2014 年から 2016 年にかけては減少トレンド、その後 2019 年までは増加トレンドを示し、2019 年から 2020 年にかけては減少していた。また、これらの経年変動は統計的に有意であることも確認された。一方、人工衛星で観測された中国での NO2 カラム濃度の経年変化も、福江島で観測された NOy, T.NO3 濃度と同じ経年トレンドを示していた。福江島での NOy, T.NO3 の濃度変動は、中国における窒素酸
化物の排出量の影響を、能登学舎と比べても、如実に受けていることが明らかとなった。
研究目的の項目で、近年硝酸アンモニウムの濃度が上昇しているという報告があることを述べたが、今回の経年トレンド解析結果からは、越境輸送される窒素酸化物種全体に関しては、硝酸アンモニウムとは異なり、大陸における窒素酸化物の排出量変化自体が能登学舎や五島列島福江島の NOy, T.NO3 濃度の経年変動に影響していると考えられる。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

【学会発表】○大西佑樹, 松木篤, 佐藤啓市, 椎木弘, 定永靖宗
「能登半島珠洲における大気汚染物質の経年変動解析」
第 63 回度大気環境学会年会、2022/9/14、堺市.

見込まれる
成果物

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

よしだ まさあき

申請者氏名

吉田

所属・職名

島根大学生物資源科学部・准教授

提出年月日

真明

２０２３年 ４月２９日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

環境 DNA による日本海で変動する無脊椎生物相モニタリングと環境汚染物質との関連性

２０２２年 ４月 １日～

２０２３年 ３月３１日

関口 俊男

1

様式 3

氏

申請者

研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

吉田真明

島根大学

准教授

採水・実験

川瀬

島根大学

M1

採水・実験

関口俊男

金沢大学

准教授

センター担当者

長尾誠也

金沢大学

教授

シミュレーション

松中哲也

金沢大学

助教

PAH の測定

鈴木信雄

金沢大学

教授

海水の前処理

小木曽正造

金沢大学

技術専門職
海水の前処理・操船
員

優花

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

分析試料

申請書に記載した試料分析した試料

研究目的・
期待される
成果

試料数

形態（形状）

海水ろ過試料

フィルター吸着物

5~10

海底泥

底質

2~3

海底泥

底質

2

目的：本研究では環境 DNA という手法を用いて、日本海の海洋生物の分布調査を周年実施する。さらに日本海を移動している代表的な無脊椎動物(頭足類、棘皮動物類)を対象とした新規環境 DNA 手法を開発する。
特色及び期待される効果：日本海において南方系種、例えばガンガゼやカンムリヒ
トデなどの棘皮動物の一部は勢力を伸ばし、より北方に勢力を広げつつある。これらは地球規模の環境変動の影響であると考えられるが、黒潮蛇行などのローカルな変動と相まって今後の年単位の変動予測は現状困難である。本課題では
地域環境の将来予測につなげるべく、日本海を移動している代表的な無脊椎動物(を対象とした新規環境 DNA 手法を開発する。
これまでの共同研究により、海中のプランクトンの環境 DNA 分析と種相解析に用いることができた。これを日本海で地域・季節限定的に分布している種に適用して、日本海での移動を確認する生物マーカーとして用いることができるか検討する。また、海中・海底に生息する海棲微生物についても汎用の環境・海流マーカーとして用いることができるか、同様に検討を行う。
環境 DNA 研究は国内外において長足の進歩で発展しており、これらの種の移動や変化をモニターする強力なツールである。環境 DNA 手法は主として海水採取から行うため、これまでに環日本海域で行ってきた共同採水をさらに発展させる形で周年変動解析を行うことができる。これまで、隠岐・能登・佐渡に継続的に測定している PAH の分析データと比較することにより、環境汚染物質との関連についても解析する。現在北進している棘皮動物は有毒な危険種も多いため、これらの結果を速やかにプレスリリースすることで地元コミュニティと協力した駆除事業などへ発展させ、地域社会との共生においても波及する。
2

様式 3

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

今回の共同研究では、まず、温暖化に伴う生息域の変化が注目されている棘皮動物を対象とした環境 DNA 手法の開発を行った。フィールドにおいて棘皮動物の幼生プランクトンを検出すること、さらに季節間、地点間での比較および幼生個体数の定量化することを目的として、メタバーコーディングと定量 PCR を用いて環境 DNA の分析を行なった。調査地点として、隠岐臨海実験所のある加茂漁港を起点として、湾から段階的に遠ざかるように 5 箇所設定し、9 月と 12 月にプランク
トンネットと表層採水による野外調査を行なった。サンプル中の環境 DNA の検出手法として棘皮動物の DNA を増幅可能なユニバーサルプライマーを作成し、メタ
バーコーディングによる網羅的解析を行なった。メタバーコーディングの結果から、季節によって DNA が検出される棘皮動物の種には違いがみられた。特にムラ
サキウニに注目すると、プランクトンネットと表層採水で検出される DNA 量に大きな差があること、また、プランクトンネットでは季節的に DNA が検出されるのに対して表層採水では通年低濃度検出されることが示された。つまり、プランク
トンネットを用いたサンプリングを行うことで、野外環境中を移動する棘皮動物の幼生プランクトンを検出できることが示唆された。また、定量 PCR の結果からは、幼生プランクトンの DNA は島後の南岸全域で同程度検出され、当初の予想以上に移動範囲が広いことが分かった。この結果には北方への移動が問題になっているガンガゼが含まれており、より広範囲のプランクトンの移動検出に用いる基盤技術としての有効性が示された。
次に、九十九湾の海中・海底に生息する微生物についても環境 DNA 分析が完了した。これが特有の動物群の生息を決定する要因となるか、同様に検証を行う。
マシコヒゲムシの虫体、および棲管からはこれまでに知られている共生体が検出された。一方、九十九湾の広範囲の底泥から共生体と同属である AM883178 が検出されるものの、共生体の遺伝子配列とは類似度が 91.7%程度であり、同一のものとは判別することが出来なかった。この結果はマシコヒゲムシの共生体は環境中には検出限界以下であり、幼生の着底には親個体の共生体を垂直伝播する必要があることを伺わせる。
今後の方向として、上記の手法を組み合わせて、九十九湾の限局された箇所にだけ棲息するマシコヒゲムシの幼生分散をプランクトン環境 DNA から検出し、生息環境を限定する要因である共生体微生物との関連を詳しく調べることで、臨海実験所間での共同研究ならでは成果として期待している。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

日本海西部の PAH と海流移動に関して以下の原著論文を発表した。
Tetsuya Matsunaka, Seiya Nagao, Mutsuo Inoue, Rodrigo Mundo, Saki Tanaka, Ning Tang,
Masa-aki Yoshida, Masanori Nishizaki, Masaya Morita, Tetsutaro Takikawa, Nobuo
Suzuki, Shouzo Ogiso, Kazuichi Hayakawa. Seasonal variations in marine polycyclicaromatic hydrocarbons off Oki Island, Sea of Japan, during 2015–2019. Marine Pollution
Bulletin 180 113749-113749. 2022 年 6 月
Mutsuo Inoue, Yuhei Shirotani, Toshiki Morokado, Shotaro Hanaki, Hiroaki Kameyama,
Hisaki Kofuji, Akira Okino, Masa-aki Yoshida, Shizuho Miki, Takafumi Shikata, Naoto
Honda, Tetsutaro Takikawa, Masaya Morita, Seiya Nagao. Transport of reactive materials
in the Sea of Japan: Implications from fine-resolution surface distribution of
228Th/228Ra ratio. Continental Shelf Research 241 104749-104749. 2022 年 5 月
プランクトンと海洋微生物のモニタリングには実質的な手法がほぼ確立した。次期研究においては、隠岐地域と能登地域の比較研究を行い、成果の公表を目指す。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記

3

様式 3

様式 1（共同研究）
２０２３年度金沢大学環日本海域環境研究センター共同研究 申請書・実施計画書
金沢大学環日本海域環境研究センター長 殿
下記の通り申請します。
（ふりがな）

あらき ゆうじ

申請者氏
名

荒

所属・職名
（学年）

埼玉大学教育学部・准教授

指導教員
所属・職名

木 祐

令和５年２月２４日

提出年月日

二

（博士後期課程学生育成共同研究申請の場合のみ記載ください。）

指導教員の了承済
□

連絡先住所
TEL

FAX

E-mail

申請区分☐ 重点共同研究
 一般共同研究□ 博士後期課程学生育成共同
研究

研究期間
単年
☐複数年(新規)一般枠☐国際枠(重点共同研究のみ、複数年度(2 年)の申請が可能です。

☐複数年(２年目)

新規☐継続(2022 年度に複数年で採択された課題については、こちらを選択ください。)

研究分野☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究※ 重点共同研究は該当するものすべてを選択してください。
※ 一般共同研究、博士後期課程学生育成共同研究は６つのうち１つを選択して下さ
い。

研究課題

人工貯水池における絶滅危惧植物の保全に向けた順応的管理の確立

1

様式１

物質名

形態（形状）

貯 水 池 内 の 粒子
土壌

試料数

所有権者

50 程度

分析する
試料

所有権者の
使用許諾
 有
☐ 該当なし☐ その他（）

法令等の遵守の義務
 該当なし☐ 該当あり※法令等の遵守の
義務確認のため、いずれかを選択してください。
（公募
要領 P3（注）参照）（環日本海域との関連性がわかるように記載してください）

近年，河川や湖沼などの湿地は，開発や管理放棄によって劣化し，水生植物の多くが絶滅の危機に瀕している。金沢大学環日本海研究センター附属植物園の貯水池では，トチカガミをはじめ，クロモやイヌタヌキモといった絶滅危惧
研究の意義、目
水生植物の生育が確認されている。これらの水生植物が仮に自生種でないにせ的、特色、期待さよ，環境省が定める「絶滅のおそれのある野生動植物種の生息域外保全に関すれる成果る基本方針」に基づき，種の絶滅を回避するための生息域外保存が求められて（継続の場合いる。しかし，貯水池の水面全体がトチカガミの葉で著しく覆われ，水中が酸は、従来の成果・
欠状態となり，沈水植物やその他の昆虫，微生物などに悪影響を及ぼすことが経過に言及する懸念されている。トチカガミの葉を貯水池内から一定量取り除く対策を早急にこと。）
講じる必要がある。また，堆積した土壌にはセイタカアワダチソウなどの帰化植物の侵入が認められ，その除去も欠かせない。本申請研究では，貯水池内の植生動態をモニターしながら，貯水池内の水環境と土壌環境を調査し，絶滅危
惧種の野生復帰も視野に入れた水生植物の順応的管理手法の確立をめざす。
２０２３年度
195 千円（65 千円×3 回分）
必要とする経費 （経費の内訳を記載ください。重点２０２４年度（重点共同研究を複数年度(2 年)で申請する場合は、２０２４年度の経旅費

費内訳も記載ください）

共同研究を研究期
間２年で申請する※旅費を申請できる用務先は、原則として本センター及び本センターの関連施設に限ります。ただし、「国際枠」の研究課題では、前述に加え、本学の研究分担者が代表者の所属機関で共同研究を行うための旅費も支出することができます。

場合は、2023 年度と2024 年度を分けて内訳を記載くださ

２０２３年度
54 千円（土壌分析用 RQ フレックス用試験紙：18 千円×3 セット）い。）

申請の上限額重点：100 万円/年
一般・博士後期課程学生：
上限 30 万円

消耗品費

２０２４年度（重点共同研究を複数年度(2 年)で申請する場合は、２０２４年度の経費内訳も記載ください）

２０２３年度
30 千円（土壌分析に関わる謝金：1 千円×2 名×15 時間）
20 千円（原著論文印刷代）
その他
２０２４年度（重点共同研究を複数年度(2 年)で申請する場合は、２０２４年度の経費内訳も記載ください）

2

様式１

合計額

２０２３年度：
２０２４年度：

299 円
円（重点共同研究を複数年度(2 年)で申請する場合は、２０２４年度の経費合計も記載ください）

順応的管理の検討にあたり，貯水池内に生育する絶滅危惧種の季節変化に応じて，水環境と土壌環境のモニタリングを実施する。具体的には，貯水池を 6区画にわけ，それぞれに水質（pH，EC，COD，水温など）および土壌環境（窒素，リン酸，硬度など）を定期的に測定する。採取した土壌は，ハードラボ 2 の実
上記目的を達す 験室内で乾燥させて土壌成分を分析する。水生植物のフェノロジーと生育環境るための本申請 との関連性について分析を重ね，絶滅危惧種を維持・増幅させるための条件を明らかにする。年間を通じて貯水池の植生動態をモニターした結果とともに，の位置づけ
貯水池における安定した良質の水の供給や土壌堆積物の調整，外来種の駆除に関する効果的な順応的管理手法を提言する。また，増えすぎたトチカガミなどの絶滅危惧種を移植できる環境を探し，地域全体での包括的な生息域外保存策についても併せて検討する。
職名／大
学院生・
氏 名
所 属
学部生は 電話番号
分担事項
E-mail
利用時の年次
arakiy@mail.
埼玉大学
070-8819- 統括・植生
saitama荒木祐二
准教授
申請者
教育学部
4496
調査
u.ac.jp
金沢大学
shinji@se.ka
076-264塚脇真二 環日本海域環境 教授
nazawa土壌分析
研
5814
究
研究センターu.ac.jp
組
分担者
mst織
金沢大学
076-264バ イ オ マ honda@se.kan
本田匡人 環日本海域環境 助教
5874
ス分析
azawa研究センター
u.ac.jp注１）分担するセンター教員・研究者の氏名を明記して下さい。
注２）センターを利用する人の氏名は当欄に必ず記載して下さい。採択後に追加・変更を行う場
合は、センター教員に相談の上、変更申請書を事務局まで提出して下さい。
注３）異動が生じた場合は速やかに報告して下さい。
注４）学生が申請者や分担者になる場合は、実施までに傷害保険及び賠償責任保険（学生教育研
究災害傷害保険及び学研災付帯賠償責任保険等）に加入することを条件とします。

他公募での
採択状況

※採否の審査の参考にしますので、当該研究課題に係る競争的資金や公募型プロ
ジェクト等の採択状況を記載して下さい。

研究実施
予定期間

2023 年 5 月 1 日～2024 年 3 月 31 日

利用実験室

附属植物園，ハードラボ２

利用する
機器

機器名

利用者の機器操作能力※操作可／操作不可を記述
3

操作不可の場合のセンターの対応
様式１

土 壌 分 析 用 ふ る い 操作可
セット，およびふる 使用経験あり，単純な機器ない自動振盪器ので取り扱いに問題はない

装置名

持ち込む
装置・器具

国際規制物資、
密封状放射性物質及び毒物・
劇物等薬品を持ち込む場合の安全に関する記述、対策仕様

測 定 器 サ イ ズ ： 190×80×
☐ 無
 有
20mm
測定器重量：275g（「有」の場合は当欄に記載）
測定対象：リフレクトクァ
ント紙，液体安 全 対 策申請者は埼玉大学にて安全衛生委員を務めており，本実験器具を 6 年間にわたり利用していることから操作上の問題はなく，安全に使用することができる。

安全に関する手続きが必要なもの
 該当なし☐ 国際規制物資☐ 密封状放射性物質☐ 毒物・劇物等薬品類※上記物質を持ち込む場合は、下欄に詳細を記載して下さい。
保存方法
形態
物質名
量
性質
使用目的
及び
（形状）
処理方法

安全
対策

 有
採択番号／研究課題
1.
センター共同研究・研究集会／全国共同利用研究のうち、関連する
過去の利用実
績

2.
3.
4.
5.
6.

15／世界農業遺産地域における小中学校の栽培体験学習に関する研究（2013）
11／世界農業遺産の継承をめざした栽培体験学習のあり方：奥能登地
域を事例として（2014）
10／人工林の林齢間にみられる下層植生の差異：世界農業遺産能登半島を例に（2015）
17025／広葉樹の侵入に着目した人工林下層植生の地理的差異：南加賀地域を例として（2017）
21043／表土の粒度組成に着目した湿生草本群落の分布特性（2021）
22032／河川敷における土壌粒度組成の差異がイネ科草本群落の成立に及ぼす影響（2022）

☐ 無

4

様式１

上記利用実績に係る成果物(原著論文発表、レビュー等
原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論
文・修士論文・博士論文等)について記載（別紙可)（短報）
荒木祐二・岡村浩美・塚脇真二（2015）奥能登地域の学校教育における栽培体験活動の現況：世界農業遺産の継承に向けて. 日本海域研究 46: 49-55.
荒木祐二・長岡一樹・塚脇真二（2018）奥能登地域の人工林にみられる下層植生の地理的差異. 日本海域研究 49: 11-21.
（卒業論文）
岡村浩美（2015）世界農業遺産地域における小中学校の栽培体験学習に関する研究.
埼玉大学教育学部卒業論文.
長岡一樹（2016）能登半島の人工林における下層植生の管理に関する基礎研究. 埼玉大学教育学部卒業論文.
（口頭発表予定）
荒木祐二・岡村浩美・塚脇真二. 能登世界農業遺産地域の小中学校における栽培体験
学習の現況. 第 16 回埼玉大学栽培・環境教育研究会，埼玉大学. 2014 年 8 月 3 日.
荒木祐二・岡村浩美・塚脇真二. 世界農業遺産地域における栽培学習の現状把握：奥能登地域を例として. 第 26 回日本産業技術教育学会関東支部大会，横浜国立大学.
2014 年 12 月 14 日.
荒木祐二・岡村浩美・塚脇真二. 奥能登地域における栽培体験活動の現況－世界農業遺産の継承に向けて－. 金沢大学環日本海域環境研究センターシンポジウム 平成
26 年度共同研究成果報告会（金沢），金沢大学. 2015 年 3 月 6 日.
長岡一樹・荒木祐二・塚脇真二. 奥能登地域の人工林における下層植生の地理的差異.
日本産業技術教育学会第 27 回関東支部大会（山梨），山梨大学. 2015 年 12 月 13日
長岡一樹・荒木祐二・塚脇真二. 中間温帯人工林における下層植生の種組成と立地環境との関係：奥能登地域を例に. 第 19 回埼玉大学栽培・環境教育研究会（さいたま），埼玉大学. 2016 年 3 月 5 日
荒木祐二・塚脇真二・岡田遥. 石川県内の森林と河畔にみられる二次的植生. 2021 年
度環日本海域環境研究センター連携部門国際テーマシンポジウム（第 6 回）
「東ア
ジアの農村社会・都市社会をめぐる環境とその発展」（金沢），金沢大学. 2022 年 3月 11 日

氏名 塚脇
センター
教員

真二

E-mail shinji@se.kanazawa-u.ac.jp※主要設備一覧掲載の「センター教員」について記載して下さい。

※申請に当たっては、センター教員と事前に打合せを行って下さい。
※特に RI・X 線分析装置の使用を希望する場合には、センター教員と十分に事前打合せを行って
下さい。

5

様式１

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

わたなべ ひろこ

申請者氏名

渡辺 寛子

所属・職名

東北大学ニュートリノ科学研究センター・助教

提出年月日

2023 年

5月 1日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

海洋底地球ニュートリノ観測に向けた検出器の極低放射性物質環境化

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

落合 伸也

4月

1 日～

2023 年

1

3月

31 日

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

渡辺寛子
落合伸也

属

東北大 RCNS
金沢環日本海域環境研究センター

分担内容

助教

総括

助教

Ge 測定

環境研究センター

連携研究
Ge 測定
員

池田晴雄

東北大 RCNS

助教

結果評価

市村晃一

東北大 RCNS

助教

スクリーニング

濵島靖典

分担者

※

所

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

金沢大環日本海域

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載 226Ra
した試料
228Ra

粉末・液体
粉末・液体

各1
各1

226Ra
228Ra

粉末・液体
粉末・液体

各 2(1 つは準備中)
各 2(1 つは準備中)

分析試料分析した試料

研究目的・
期待される
成果

地球内放射性物質の崩壊時に発生するニュートリノである地球ニュートリノの観測は放射化熱量を直接観測する新たなツールとして、素粒子実験のみならず地球科学分野との学際的分野として発展している。近年では実験装置を海洋底に設置
しマントル由来の地球ニュートリノの観測を目指す研究が進められている。地球
ニュートリノは低エネルギーで非常に稀な反応であるため、極低放射性物質の検出器環境を実現する必要がある。本研究では開発が進められている各検出器要素に含まれる放射性物質量を測定し、要求値を満たすように開発方法にフィードバ
ックをかけることを目的とする。本研究により検出器の極低放射性物質化を実現
し、日本海域を初めとする海洋底へのニュートリノ検出器の設置の実現に向けた成果のみならず、海洋環境測定の高精度化も期待できる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

海洋底における地球ニュートリノ観測の実現に向け、検出器要素の開発と検出器シミュレーションが進められている。地球ニュートリノ観測のバックグラウンド源となる宇宙線ミューオンを遮蔽するため、検出器を 4km の海底に設置する必要がある。このような低温(4℃)・高圧(40MPa)下での検出器の稼働はこれまでに実績がなく、既存の技術を応用しつつ新たな実験環境で安全に安定的に稼働する検出器の開発が必須である。
ニュートリノ観測には液体シンチレーター(LS)と呼ばれるシンチレーション光を発する油が用いられ、LS 内で起こった発光を周りに張り巡らされた光電子増倍管(PMT)で観測して事象を観測する。海洋底地球ニュートリノ観測機は海水による高圧が PMT に直接かかるのを防ぐために PMT に耐水圧シールドを装着する必要があり、海洋底実験でも利用実績のあるガラス製の耐水圧シールドを低放射性物質化する研究が行われた。2021 年度に開始された本共同研究では、ガラスサンプルの放射性物質量測定が行われ、目標放射性物質量に対して問題にならず、予期しない放射性物質も特に混入していないことが確認できた。この結果は検出器開発の重要な指針となり、検出器デザインや観測感度予測に適用されている。
2022 年度は、LS 構成物質の含有放射性物質量の確認が行われた。LS は溶媒である
リニアアルキルベンゼンとプソイドクメン、発光物質である PPO、波長変換剤である bis-MSB の混合物で構成される。このうち、プソイドクメンと PPO については申請者らの所属する KamLAND 実験で使用実績があり、含まれる放射性物質量は既知の値であり、その蒸留方法も確立している。リニアアルキルベンゼンはプソイド
クメンよりも高沸点であり化学活性も低く、近年実験が開始したニュートリノ実験では頻繁に用いられている溶媒である。計画中の海洋底ニュートリノ観測実験でも使用予定であるが、その放射性物質量や含まれる不純物については知見が乏しく、検出器のデザインのためにも測定が必須である。波長変換剤の bis-MSB も詳
細な分析は行われたことがなく、本共同研究で初の測定となった。
bis-MSB は使用予定のものと同会社のものを入手し、プラスチック容器に入れ、226Ra222
Ra-214Pb 間の放射平衡のため約 1 ヶ月間静置した。その後、尾小屋地下測定室の Ge
半導体検出器で約 2 週間測定を行った。比較のため、プラスチック容器のみのブラン
クも測定した。bis-MSB の 2000keV 以下の係数率は 0.809cpm となり、容器のみブラン
ク 0.799cpm、バックグラウンドの 0.803cpm に比較して優位な差が見受けられなかった。また、得られたスペクトルの解析から、210Pb、234Th、214Pb、214Bi、40K のピークが見られた。どれも予想の範囲の元素の種類と量であり、bis-MSB の放射性物質量や種類が初めて確認され、検出器に利用することに問題がないことが確認された。測定予定のリニアアルキルベンゼンについては、検出器の不調や液体窒素製造装置の故障のため、検出器の長時間の利用が困難になった影響を受け、測定はまだ行われていないものの、容器に封入して放射平衡をまつ静置中であり、準備が出来次第測定予定である。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

見込まれる
成果物

原著論文発表、口頭発表※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

きむら まこと

申請者氏名

木村 誠

所属・職名

公立小松大学 国際文化交流学部 准教授

提出年月日

2023 年 4 月 30 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail
一
般研究期間
重点共同研究枠
単年
一般共同研究☐☐複数年(２年)
若手研究者育成共同研究
国際
枠
環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究
環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究
生態系と人間社会の共生に関する研究
地域環境の将来予測に関する研究
持続可能な社会創成に関する研究
複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

申請区分

☐

□

研究分野

☐

☐
☐
☐
☐

研究課題

木場潟における植物への認知的評価の特性～調和的水辺環境の創成へ向けて～

研究実施
期間

2022 年

4月

1 日～

2023 年

1

3月

新規
☐継続

31 日

様式 3

センター
教員

塚脇真二 教授

氏

申請者

名

木村 誠
塚脇 真二

研
究
組
織
分担者

※

本田 匡人

所

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

属

公立小松大学准教授
国際文化交流学部
金沢大学
環日本海域環境研究セ 教授
ンター
金沢大学
環日本海域環境研究セ 助教
ンター

分担内容

統括・実験実施・分析
画像標本作成・分析

画像標本作成・分析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

分析試料

研究目的・
期待される
成果

申請書に記載した試料なし

分析した試料なし

形態（形状）

試料数

木場潟のさまざまな自然，とくに湖畔や湖内の植生は，水質の安定や生物多様性の保全などの役割を果たしている。その一方で、木場潟は訪問者の憩いの場としても機能しており、その豊かな自然は人々の心身の健康の維持にも大きく寄与している。植物とのふれあいがもたらす心理的影響については多くの知見が得られているものの、特定の自然公園を対象とした植生の心理的影響に関する研究はない。2021 年度は、木場
潟と小松市内のバラ園、花壇を例にとって，人工植栽と自然植栽に対する認知的評価の特性についての実験室実験を行った結果、植物への印象評定に影響を及ぼす因子の抽出と人工植栽と自然植栽の印象の差異が明らかになった。2022 年度は植物への嫌悪感が印象評定に影響するという昨年度の研究成果に着目し、植物に対するストレス反応に焦点を当てた研究を行った。植物の画像を用いた印象評定を主とした心理測定法
によってデータを収集し、木場潟の自然環境との接触が訪問者の心に与える影響の心理学的な解析をリラクゼーション効果の観点からさらに進めることとした。研究成果
を研究機関や自治体に提供することで、訪問者の心理的健康の視点を取り入れた、人と自然と動物との調和的な水辺環境の創成に貢献できることが期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

本申請期間においては、大学生を実験参加者として、小松市に存在する自生種と植栽
種を鑑賞した前後に質問紙調査を実施し、自生種と植栽種が鑑賞者の心理状態に及ぼす影響の差異を検討することを目指した。主な実験手続きとして、実験参加者を３群に分け、自生種を鑑賞させる群、植栽種を鑑賞させる群、自生種と植栽種の両方を鑑賞させる群に割り当てた。植物の画像をディスプレイ上に提示し、経時的に切り替わる植物画像を５分間鑑賞させた。植物画像の鑑賞の前後に、それぞれ２種類の質問紙への回答を求めた。本研究で用いた質問紙は、精神的回復力尺度と POMS-2 簡易版であった。前者は精神的な落ち込みからの回復を促す心理的特性である精神的回復力を測定する尺度であり、後者は回答時の不安の程度（状態不安）と回答者の不安特性（特性不安）を測定する尺度である。植物画像としては、木場潟に自生する植物の他、木場潟を有する小松市が施策の一環として整備を進めているバラ園、花壇に用いられている植物種を刺激として提示する植物として採用した。分析の結果、明確な有意差は認められなかったものの、他の群と比較して、自生種を鑑賞した場合において、レジリエンスの高まりと不安が低下する傾向が示された。この結果は、自生種と植栽種において鑑賞者に与える影響が明確に異なることを示した申請者らの昨年度の研究成果（木村・本田・塚脇, 2022）と一致した傾向を示すものであり、印象のみならず、心に与えるリラクゼーション効果、レジリエンスへの影響力においても自生種と植栽種の差異が存在する可能性が強く示されたといえる。一方で、ディスプレイ上に提示された植物画像は、実際にその植物を鑑賞する場面と比較すると、明るさ、大きさ、匂い、環境音など様々な点で差異が存在することが指摘できる。この点については、2023
年度に小松市の緑花公園課と連携し、小松市内で実施されるバラのイベント、バラフ
ェスにて、実際にバラを鑑賞する場面における印象を SD 法を用いて測定することとなっている。この成果が得られることにより、実験室にてディスプレイ上の植物画像を鑑賞する場合と実際に植物を鑑賞する場合の心理的影響の差異を比較して検討することが可能となる。2022 年度の成果と今後実施する上記の取組みにより、小松市の自然環境が訪問者、鑑賞者に与える心理的影響について多面的な検証結果と今後の展望を小松市に還元することが可能となる。また、これらの取組みについては、2024 年度に北陸新幹線小松駅開業を記念して開催されるイベントにて講演の機会をいただける
予定であり、本助成金の成果は自治体のみならず、広い対象者にフィードバックできる見通しである。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

【口頭発表】
１．日本心理学会第 87 回大会における口頭発表（2023 年 9 月予定）

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

かわの じゅん

申請者氏名

川野

所属・職名

北海道大学大学院地球惑星システム科学分野・准教授

提出年月日

潤

年

月

日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究☐単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究
 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

モンゴルのアルカリ塩湖に第７の炭酸カルシウムを見出す

2022 年 4 月 1 日～

2023 年 3 月 31 日

福士圭介

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

分担内容

川野潤

北海道大学

准教授

鉱物分析・第一原理計算

福士圭介

金沢大

教授

反応実験・現地調査

酢山真衣

金沢大

博士前期
反応実験・現地調査
課程 2 年

分担者

※

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

CaCO3 ‧0.5H2O

粉末

1

分析した試料

モンゴルアルカリ塩湖から採取した懸濁物

粉末

2

分析試料

研究目的・
期待される
成果

カルシウム炭酸塩は地球上に普遍的に存在し、炭素循環に関与する重要な媒体である。これまでカルシウム炭酸塩として 6 つの鉱物種が認識されてきたが、これらに加え 2019 年におよそ 100 年ぶりに 7 つ目の炭酸カルシウムの結晶相（CaCO3‧0.5H2O）が室内合成実験から見出された。CaCO3‧0.5H2O は地球上に豊富に存在する元素から構成されており実験室では簡単に合成することができるが、自然界における生成は報告されていない。第 7 の炭酸カルシウムが自然界で見過ごされていることは、この物質が関わっている自然科学的プロセスを我々が見落としているからに他ならない。本共同研究は、世界に先駆けて第７の炭酸カルシウムを自然界に見出すことを目的とする。
申請者はこれまでに環日本海域環境研究センター福士教授と共同で含水炭酸カルシウムの生成条件に関する研究を行ってきた(Fukushi et al 2017)。申請者らの予察的検討に基づくと、CaCO3‧0.5H2O は環日本海域環境研究センターの主要研
究フィールドであるモンゴルのアルカリ塩湖に生成している可能性が高い。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

1．はじめに
炭酸カルシウムは地球環境で普遍的に存在し、カルサイト、アラゴナイト、ファーテライト、
モノハイドロカルサイト(MHC)、イカイト、非晶質炭酸カルシウム(ACC)の 6 種類に分類される。これらに加え、近年、Zou et al. (2019)にて炭酸カルシウム 1/2 水和物 (Calcium carbonate
hemi hydrate: CCH, CaCO₃･1/2H₂O)が世界で初めて合成された。CCH は ACC が MHC へと転移する際に、MHC の前駆体として生成する。我々の事前研究では CCH は MHC のみならずカルサイトやバテライト、アラゴナイトへの変質が確認された。つまりイカイトを除く既存の炭酸カルシウム種の前駆体となりうる。Ca、Mg、CO₃は天然環境に豊富に存在するため、
CCH の形成は天然環境でも可能だと考えられる。CCH の発見により、今まで見落としていた
地球化学的事実が解明されることも十分にあり得る。CCH は未だ自然環境には見出されていな
いが、それを探るために必要な要素として「溶解度」が挙げられる。溶解度は種の間の熱力学的比較のための指標、また天然環境の水質との比較指標などとしても有効である。そこで本研究では、CCH の溶解度を見積もり、天然環境の水質と比較することで CCH が存在し得る環境を推定することを目的とした。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

2．実験方法
本研究では、Ca-Mg-Na 溶液を複数の濃度条件下で撹拌し、過飽和法により生成物と溶液組
成の時間変化を観察することで溶解度を推定した。初期 Ca 濃度は 0.05 mol/kg 一定とした。
Mg 濃度と CO₃濃度組み合わせは(mMg2+ , mCO2−) = (0.05mol/kg, 0.07mol/kg) ,(0.06mol/kg,
30.05mol/kg)とした。それぞれ Run A, Run B と呼ぶ。Run B においては 2 度の時間経過観察を行った。Na₂CO₃溶液を添加した時間を反応開始時間とし、25℃のインキュベータ内で撹拌した。定期的にインキュベータから取り出し pH 測定後、減圧濾過による固液分離を行った。固相は変質を防ぐために即座に液体窒素で凍結し、冷凍庫で保存した。上記の作業を繰り返し、時間経過による生成物、水質変化を観察した。固相は凍結乾燥後し、粉末 X 線回折分析(XRD:
Rigaku Ultima Ⅳ, CuKα, 40kv, 30mA)を行うことで生成物の同定を行った。ろ液は 30mL を
アルカリニティ滴定に供した。残ったろ液は誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-OES:
Varian 710-ES)により Ca、Mg 濃度を測定した。pH、アルカリニティ、Ca 濃度、Mg 濃度および初期 Na 濃度と初期 Cl 濃度を Geochemist 5 Workbench（GWB）（Bethke, 1998）のREACT に入力し、スペシエーション計算を行うことで各種の活量を計算した。
3．結果・考察3.1 生成物の変質挙動
Run A では ACC から CCH が成長し、その後 MHC と CCH の混合物となった。RunB において 1 回目（Run B1）と 2 回目(Run B2)は類似した挙動を示し、ACC から CCH が成長し、最後にアラゴナイトへと変質した。図 1 は Run B における時間に伴う CCH(2θ=16.7°),

アラゴナイト(2θ=26.2°)のピーク強度変化を示す。反応の最初では、CCH に属する小さいピークが現れた。そのピーク強度は時間に伴って増加し(Stage1)、一定値に達して約 200 分間維持された(Stage2)。その後 CCH ピーク強度は時間と共に減少、一方でアラゴナイトに帰属するピークが現れて時間と共に増加した(Stage3)。最後に、CCH のピークが完全に消失しアラゴナイ
トが成長した(Stage4)。

図 1 RunB1（a）、RunB2(b)における時間経過に伴う CCH(■, 2θ=16.7°)とアラゴナイト(■, 2θ=26.2°)の最強ピーク強度の推移

3

様式 3

3.2 溶解度の推定
炭酸カルシウム(一般式 CaCO3·mH2O)の溶解反応は次式に示される：
CaCO3·mH2O = Ca2+ + CO32- + mH2O(1)(1)式における平衡定数(𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾)の log 表現は溶解度積と呼ばれ、次式に示される。
log 𝐾𝐾𝑠𝑠𝑠𝑠 = log 𝑎𝑎Ca2+ + log 𝑎𝑎CO2−(2)3
溶解度積は物質ごとに固有の値をとり、常温常圧における炭酸カルシウム種の log Ksp は8.48(カルサイト)、-8.34(アラゴナイト)、-7.91(ファーテライト) 、-7.65(MHC)、-6.58(イカイト)、-6.30(ACC)である。固相と液相が平衡状態にある場合、固相中で最も溶解度の高い種（最も不安定な種）に液相のイオン活量積は支配される。溶液中に ACC が存在しない条件下で CCHが存在している場合、その溶液は CCH の溶解度と等しいイオン活量値を示す。この性質を利用して、結晶度の高い CCH 単相が継続的に生成した Run B から溶解度を算出する。
図 2 は時間経過に伴う活量変化を示す。RunB1、Run B2 ともに Stage2 から Stage3 まで懸濁液はほぼ一定の活量を示した。CCH 消失時、急激な活量低下を示し、CCH と溶液の平衡状態が解消されアラゴナイト平衡へ向かったことを示唆している。よって Stage3 の最終地点がCCH 溶解度を表すと考えられる。得られた結果より、CCH 消失前の最終活量は-6.92 (Run B1)、
-6.90 (Run B2)となる。この 2 つの値を平均し、CCH 溶解度-6.91 と結論付ける。
Run A において CCH に水質制約される相は活量-7.02 を示したが、RunB でアラゴナイトによるわずかな活量低下が見られたのと同様に、MHC とカルサイトとの混合による活量低下のためと考えられる。
今回は 2 つの限られた初期濃度条件において生成物の時間変化を観察することで溶解度を求めたが、幅広い初期溶液組成から生成した CCH に対しても同様の溶解度が適用可能かを検討した。撹拌時間 1 時間で、15 の Mg、CO₃濃度組み合わせにおいて ACC を含まない CCH が生成した。それらの活量平均-6.96、標準偏差 0.23 を示した。本研究で求めた CCH 溶解度とほとんど一致し、その汎用性が認められた。

図 2 RunB1（a）、RunB2(b)における時間経過に伴う log イオン活量積の推移(●ACC、●CCH、●アラゴナイト)

3.3 天然環境と CCH 溶解度の関係性
Fukushi and Matsumiya (2018)から MHC はアルカリ湖の水質をコントロールしていることが明らかになっている。世界各地のアルカリ湖にて測定された log a Ca²⁺と log a CO₃²⁻プロットと本研究で求めた CCH 溶解度を含む炭酸カルシウム溶解度との関係を図 3 に示す。本研
究で求めた CCH の溶解度線は多くのアルカリ湖と一致し、その上限に位置する。よって、CCH
も MHC と共にアルカリ湖水質を制約しているのではないかと考えられる。

4

様式 3

図 3 アルカリ湖のイオン活量(〇)と炭酸カルシウム溶解度との関係

４．モンゴルのアルカリ塩湖に CCH を探す
CCH の溶解度は世界に点在するアルカリ塩湖の水質と一致することを示した。天然環境において CCH が未発見である主な理由はその変質速度の速さにあると思われる。さらに、CCH のXRD 最強ピーク(2θ=16.7°, CuKα)は、MHC ピーク(2θ=16.8°, CuKα)とほとんど重なっており、注視しなければ見落としてしまう可能性が高い。よって迅速な固液分離処理と固相の変質防止、また精度の高い XRD 測定が CCH 発見の要所であると考えられる。それを踏まえ、2022 年 12 月、天然環境における CCH の存在可能性を見出すことを目的としたアルカリ湖現地調査を行った。モンゴルのオログ湖とオルゴイ湖で調査を実施した。
湖水の溶液組成のスペシエーション計算から、オルゴイ湖は MHC の溶解度線上、オログ湖
は CCH と MHC 間にプロットされた。オルゴイ湖水の懸濁物は MHC 生成が支配的であり、活量も MHC 溶解度と一致する。
固相の変質を少しでも遅らせるため、固相分析用に採取した湖水は 0 度以下で保存し、当日中に超遠心分離機(DM0636, DLAB)により固液分離を行った。回収した懸濁物は湿度の低い部
屋で自然乾燥し、シリカゲルと共に保存した。帰国後、スキャンスピード 4°/min、積算回数 50回(オログ湖)、30 回(オルゴイ湖)にて粉末 X 線回折測定をした。その結果、オルゴイ湖の懸濁物中には MHC、石英、斜長石、緑泥石、イライトが検出された。中でも MHC が主要鉱物であった。また、オログ湖の懸濁物には、MHC、石英、斜長石、緑泥石、イライト、ハライト、サーナダイトが含まれた。以降、オログ湖、オルゴイ湖における CCH の存在可能性について検討する。CCH の最強ピーク位置を拡大したところダブルピークのようなプロファイルが確認できた。高い方は 2θ=16.78°に位置し、MHC 帰属ピークである。低い方(2θ=16.66°)は CCH 最強
ピーク位置と一致した。もしも本研究で得たサンプルに CCH が含まれていたとしても、
2θ=16.66°における最強ピーク以外は相対的に強度が低いため、XRD プロファイル上には現れないことが推測される。そのため、本研究において CCH の有無は事前研究との比較を基に、
2θ=16.66°のプロファイルが CCH 最強ピークであるか否かにより判断せざるを得ない。2015
年 8 月にオログ湖水を採取し、日本に持ち帰った後遠心分離により懸濁物を集めて XRD 測定を行った Fukushi et al., (2020)の懸濁物において CCH 最強ピーク位置に、本研究で得られたダブルピークは確認されなかった。また、アルカリ湖に存在し得る随伴鉱物が 2θ=16.66°に帰属ピークを持つものはない。16.66°におけるプロファイルがノイズである可能性は否定できな
いが、オログ湖とオルゴイ湖で同時に同じ角度にノイズが生じることは考えにくく、ピークである可能性が高いと思われる。よってＸ線回折分析の結果は、アルカリ湖における CCH の存在を示唆していると結論付ける。ただし、天然環境における CCH の存在を確立するためには、
さらに複数の分析による裏付けが必要である。
５．結論
本研究の目的は、CCH の溶解度を測定し、自然界に CCH の存在を見出すことである。CaCl₂MgCl₂-Na₂CO₃溶液を複数の濃度条件下で撹拌し、過飽和法により生成物と溶液組成の時間変化を観察することで溶解度を推定した。CCH はアラゴナイト、MHC の前駆体として生成し、CCH の溶解度は-6.91 と特定した。ただし、安定相と混合している場合、-0.1 前後の活量減少

5

様式 3

が起こりうる。また、CCH の溶解度はアルカリ塩湖における炭酸カルシウムに関しての IAP の上限と一致していた。
CCH の溶解度に基づき、自然界に自生している可能性が高いアルカリ塩湖を対象に、CCHの探索を行った。
、モンゴルのオルゴイ湖とオログ湖の懸濁物を採取し、固相と液相を分析した。
液相のイオン活量はオルゴイ湖は MHC と平衡であり、オログ湖は MHC と CCH の中間に位置した。アルカリ塩湖水の懸濁物からは、CCH のピークと思われる XRD プロファイルを得た。
本研究により世界で初めて CCH を自然界に見出した可能性を得た。ＣＣＨの存在を裏付ける
確かな証拠を得るためには、さらなる調査が必要である。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

酢山真衣 金沢大学修士論文 ”Solubility of calcium carbonate hemihydrate :Implication for prediction of water chemistry of alkaline lake” (邦題：炭酸カルシウム 1/2 水和物の溶解度：アルカリ塩湖水質への示唆)※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

6

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

とりば あきら

申請者氏名

鳥羽 陽

所属・職名

長崎大学大学院医歯薬学総合研究科（薬学系）・教授

提出年月日

2023 年4 月 28 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

越境大気汚染物質の化学的特性と毒性に関する研究

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

環日本海域環境研究センター 教授 唐 寧

☐新規
継続

4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

1

様式 3

氏

申請者

研
究
組
織

鳥羽

名

陽

唐 寧

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

長崎大学大学院医歯薬学総教授
合研究科（薬学系）
金沢大学環日本海域環境研 教授
究センター

分担内容

研究総括

試料捕集，分析

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

粒子状物質

個体

56

分析した試料

粒子状物質

個体

60

分析試料

2

様式 3

研究目的・
期待される成果

近年日本国内において、近くに発生源の無い地域でも長距離輸送された大気汚染の影響による PM2.5 濃度の増大や光化学スモッグ注意報の発令など、大陸からの越境汚染に注目が集まっている。地元由来の汚染源の少ない石川県能登地域でも、大陸から大気汚染物質が輸送され、その過程で大気粒子の変質・毒性化が起こると考えられる。
能登地域は、越境汚染に伴う有機汚染物質の生成メカニズムを明らかにするのに最適な環境である。そこで本研究では、能登大気観測スーパーサイトにおいて捕集した大気粒子に含まれる多環芳香族炭化水素類（PAHs）を季節ごとに解析し、同時に活性酸
素種（ROS）産生に基づく毒性を評価して粒子の長距離輸送と毒性との関係を明らかにすることを目的とする。2021 年度の本共同研究において輪島で捕集した PM2.5 試料について PAHs の酸化体を定量することに成功した。本研究は、黄砂飛来時や大陸からの長距離輸送が顕著な時期における汚染物質濃度と喘息による病院受診件数との関係といった健康影響に関する知見について、含有化学物質の毒性の観点からを裏付けることを可能とし、越境大気汚染の脅威を明確にする。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

能登大気観測スーパーサイト（輪島測定局）に設置された微小粒子状物質自動計測器（紀本電子工業，APC-710）を用いて 2 時間ごとに春季（2020 年および 2021 年 4 月～5 月）に捕集された微小粒子状物質(PM2.5)試料について 24 時間分を 1 サンプルとして多環芳香族炭化水素（PAH）のキノン誘導体（PAHQ）の測定を実施した。テープろ紙
上の PM2.5 粒子をジクロロメタンで 2 回超音波抽出し、濃縮した抽出物について水とトルエンを加え遠心分離した後、トルエン相を分取し、濃縮した後にアセトニトリルに転溶して亜鉛粒、ジチオスレイトール及びトリメチル化（TMS）誘導体化試薬を加え、80℃で 30 分間反応させて TMS 誘導体とした。水とヘキサンによる液－液抽出でヘキ
サン相を分取した後、減圧濃縮しガスクロマトグラフ－タンデム質量分析計（GCMS/MS）を用いて PAHQ を測定した。カラムは DB-5MS（30 m×0.25 mm i.d., 0.25 µm,
J&W）を使用し、EI モードによる選択反応モニタリング（SRM）法で 2～5 環の PAHQ 33
種を測定した（Toriba et al., J. Chromatogr. A 1459, 89-100, 2016）。
2020 年及び 2021 年の 4 月から 5 月にかけて輪島測定局で捕集された PM2.5 中に含まれる PAHQ の分析・定量を行った。2020 年と 2021 年で検出種の違いは見られなかった。PAHQ の総濃度は 2020 年が高い傾向にあったが、その組成には差異が見られず、
9,10-アントラキノン（9,10-AQ）が最も濃度が高く、次いで 7,12-ベンゾ[a]アントラ
センキノン（7,12-BaAQ）が高濃度で存在していることが確認された。PAHQ の総濃度と PM2.5 濃度との間には有意な正の相関が見られた。PAHQ を構成する芳香環の数ごとに PM2.5 濃度との相関関係を調べたところ、揮発性の高い 2 環 PAHQ の濃度は PM2.5 濃度と相関が観察されず、4 環 PAHQ で最も強い正の相関が見られた。また、COVID-19 発生
前後で定量値を比較すると、PAHQ の総濃度は COVID-19 発生後大幅に減少した。これは中国で COVID-19 に伴って実施された政策により、大気汚染物質の排出が減少した
ことに起因している可能性があると考えられた。その組成に関しては発生前後で大きな変化は見られなかった。発生前と比較して発生後は一次生成由来の 9,10-AQ の割合が減少し二次生成由来の 7,12-BAQ の割合は増加していた。これは COVID-19 に伴って実施された政策により人為的な排出が減少したことが影響している可能性があると考えられた。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

学部 4 年生が卒業研究として本試料の分析を実施しており、卒業論文として成果をまとめた。今後、今年度分析した試料について毒性評価に関するデータを得た上で、学会での口頭（ポスター）発表を行い、国際誌に原著論文を投稿する予定である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

いとい しろう

申請者氏名

糸井 史朗

所属・職名

日本大学・教授

成果報告書

提出年月日

年

月

日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

研究課題

能登半島に生息するヒラムシ類におけるフグ毒（テトロトドキシン）の獲得経路に
関する研究

研究実施
期間

２０２２年 ４月 １日～２０２３年 ３月３１日

センター
教員

鈴木信雄教授

1

様式 3

氏

申請者

研
究
組
織

名

所

属

分担内容

糸井史朗

日本大学

教授

0466-84-3679

鈴木信雄

金沢大学

教授

0768-74-1151

松原創

金沢大学

教授

0768-74-1080

小木曽正造

金沢大学

渡部雪菜

金沢大学

周防玲

日本大学

助教

尾山輝

日本大学

博士課程 3
0466-84-3679
年

分担者

※

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

技術専門
0768-74-1151
職員
技術補佐
0768-74-1151
員
0466-84-3679

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

目的
膨大な量の神経毒テトロドトキシンを体内に保有するフグ類は、毒をどこから獲得しているのか。この疑問を明らかにすべく、多量の毒を体内に蓄積するヒラムシ類に着目し、以下の研究を実施する。これまでに設計したオオツノヒラムシを特異的に検出できるプライマーを用いる種特異的 PCR の条件の最適化を図り、これまで以上に感度良く検出することが可能となった。当該手法を用いて日本列島各地のフグ毒保有生物の消化管内容物を対象に調べたところ、フグ毒保有魚および貝類の毒化には、オオツノヒラムシの寄与が大きいことが示唆された。そこで本研
究では、能登半島に生息するヒラムシおよびその幼生をサンプリングして、フグ毒であるテトロドトキシンの産生の場になっているのか調べる。
特色及び期待される成果
本研究の特色は、フグがヒラムシを食べるという食物連鎖に注目している点である。日本海側の能登半島のヒラムシは、未だ解析しておらず、能登半島においてもヒラムシにおいて、テトロドトキシンの産生の場になっている可能性が高い。また、二枚貝におけるテトロドトキシンによる毒化には、ヒラムシの幼生が関与している可能性が明らかにされつつある。現在進行している地球温暖化がこの二枚貝類の毒化に及ぼす影響について解明していきたい。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

能登半島の東側沿岸部（内浦）において、オオツノヒラムシおよび種々の貝類を採取し、神奈川県葉山町、茨城県ひたちなか市および静岡県下田市で採取したオオツノ
ヒラムシの TTX および TTX 関連化合物の保有状況を比較するとともに、炭素および窒素の同位体比を測定して比較した。
各試料から組織を一部採取して酢酸を添加してホモジナイズした後、加熱して遠心分離し、得られた上清を回収した。この上清の pH 調整後、活性炭カラムを用いて精製し、得られた酢酸溶出画分を TTX 類の分析試料とした。当該画分を LC-MS/MS 分
析に供し、TTX や 5,6,11-trideoxyTTX、dideoxyTTXs、deoxyTTXs、11-norTTX-6(S)-ol な
どの TTX 関連化合物の定性解析を試みた。TTX は m/z 320.1 > 302.1 で定性イオンを、
m/z 320.1 > 162.06 で定量イオンを観測した。また、5,6,11-trideoxyTTX は m/z 272.1 >254.1 で定性イオンを、m/z 272.1 > 162.1 で定量イオンを観測した。DideoxyTTX 類はm/z 288.1 > 270.1 で定性イオンを、
m/z 288.1 > 162.1 で定量イオンを観測した。
DeoxyTTX類は m/z 304.1 > 286.1 で定性イオンを、m/z 304.1 >162.1 で定量イオンを観測した。11norTTX-6(S)-ol は m/z 290.1 > 272.1 で定性イオンを、m/z 290.1 > 162.1 で定量イオンを観測した。その結果、能登半島沿岸で採取されたオオツノヒラムシからは、他地域のものと同様に、高濃度の TTX および 5,6,11-trideoxyTTX に加え、量的には多くないものの dideoxyTTXs や deoxyTTXs、11-norTTX-6(S)-ol などの TTX 関連化合物が検出された。なお、貝類からは TTX および TTX 関連化合物が検出された個体は認められなかった。また、二枚貝類の消化管内容物から全 DNA を抽出し、オオツノヒラムシのCOI 遺伝子の部分塩基配列を特異的に増幅する PCR を試みたところ、三陸の一部の海域の試料で陽性が確認されたが、能登半島沿岸を含む他地域の二枚貝類資料では陰性であった。
種々の貝類の筋肉組織およびオオツノヒラムシの体組織の一部を乾燥・破砕・脱脂したものを試料として元素分析計に供し、炭素および窒素の同位体比を測定した結果、オオツノヒラムシの値は採取地域により大きく異なり、餌生物と推定される貝類の値との関係も地域により異なっていた。なお、特定の巻貝を餌として与えたオオツノヒ
ラムシの炭素・窒素同位体比は、餌生物のそれを反映するものであった。また、オオ
ツノヒラムシを摂餌していることが確認されているクサフグの炭素・窒素同位体比は、
沿岸部に生息する雑食性魚類に典型的な値を示し、クサフグの栄養源としてはオオツ
ノヒラムシの摂取は重要な位置を占めるものではないことが示唆された。
これらの結果は、クサフグにとってオオツノヒラムシは、栄養源として重要なのではなく、TTX の摂取源として重要であることを示唆する。また、オオツノヒラムシが種々の生物の毒化に影響しているのか、継続して調査を行う必要がある。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

Yasukawa, S., Shirai, K., Namigata, K., Ito, M., Tsubaki, M., Oyama, H., Fujita, Y., Okabe, T.,
Suo, R., Ogiso, S., Watabe, Y., Matsubara, H., Suzuki, N., Hirayama, M., Sugita, H., Itoi, S.
2023. Tetrodotoxin detection in Japanese bivalves: toxification status of scallops. Marine
Biotechnology 25, 000–000. (in press).

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

いけうち としたか

申請者氏名

池内

所属・職名

長浜バイオ大学・准教授

成果報告書

提出年月日

俊貴

令和 5 年 4

月 3 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究
 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

マイクロプラスチックから溶出したスチレンオリゴマーの内分泌かく乱作用に関する研究

R4 年 ４ 月 １日～

R5 年 ３ 月 ３１

日

鈴木 信雄

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

池内俊貴

長浜バイオ大
准教授
学

研究総括

鈴木信雄

金沢大学

教授

エストロゲンのレポーターアッセイ

松原創

金沢大学

教授

データ解析

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究の目的
難分解性で溶解しないと考えられていたマイクロプラスチックの分解産物の内分泌
かく乱作用を解析する。また、海洋中に数μg/L で存在するスチレンオリゴマーの魚類に対する作用を解析するので、海洋生態系への影響の将来予測にもつながる。
研究目的・
期待される
成果

特色及び期待される成果
本研究の特色は、魚類のエストロゲン受容体を用いることに意義がある。これまで、
スチレンオリゴマーは、哺乳類のエストロゲン受容体には結合しないと結論付けられている。スチレンオリゴマーがエストロゲン受容体と結合すると報告されたが、その後、その結果は否定され、高濃度でしか結合しない。スチレントリマーは、海水中に多量に含まれている。本研究において、魚類のエストロゲン受容体とスチレンオリゴ
マーが結合すれば、スチレンオリゴマーが自然界においても魚類の内分泌を攪乱していることを証明できる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

背景：海洋環境中に占めるポリマーの上位は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン(PS)の 3 種類であると報告されている。従来の考え方では、プラスチックは難分解性であり、海洋という低温の環境下では分解しないと信じられてきた。しかし、実際には、精製ポリスチレンが 30〜150℃で分解し、分解したポリスチレン中のスチ
レンモノマー(SM)：スチレンダイマー(SD)：スチレントリマー(ST)の組成比が 1:1:5
であることが報告されている。本研究では、プラスチック由来のスチレンオリゴマー(SOs)が実際に海洋環境中に存在していたことから、ポリスチレン(PS)に注目した。
日本沿岸域における海水中のスチレンオリゴマー(SOs)の濃度は、0.65〜8.65 μg/L
(平均:4.03 μg/L)と報告されている。その中でも特に、スチレントリマー(ST)(2,4,6トリフェニル-1-ヘキセン)が日本沿岸域の海水中に 0.35〜6.97 μg/L (平均:3.26
μg/L)で検出されている。また、世界の他の海域でも同様にスチレントリマー(ST)が検出されている。これらの報告から、プラスチック由来のスチレンが海洋環境中の生物に影響を与えている可能性が高いと考えられる。しかしながら、スチレンダイマーやスチレントリマーの精製は困難であり、これらの標準品も非常に高価であることから、
スチレンオリゴマーに対する影響を評価した研究は少ないのが現状である。そこで、本研究では、スチレンオリゴマーのエストロゲン受容体との結合実験を行った。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

方法：以下の方法で、スチレンオリゴマーのエストロゲン受容体に対する作用を解析する。ナイルティラピアのエストロゲン受容体 ERα (DDBJ/EMBL-Bank/GenBank
accession number: NM_001279770.1; corresponding to amino acids 1-585),ERβ1(DDBJ/EMBL-Bank/GenBank accession number: NM_001279774.1; corresponding toamino acids 1-557), ERβ2 (DDBJ/EMBL-Bank/GenBank accession number:
NM_001279477.1; corresponding to amino acids 1-667) を PCR で増幅し、pcDNA3.1(+)にクローニングした。3 つのエストロゲン応答性エレメントを含むティラピア・ビテロ
ジェニンプロモーター領域の 1778bp 断片を PCR で単離し、ルシフェラーゼレポータ
ーpGL4.20 ベクターに挿入した。これらのプラスミドを、リポフェクタミンを用いてHEK 293 細胞にトランスフェクトした。トランスフェクトされた細胞は G418 でスク
リーニングした。スクリーニング後、各コロニーを回収して、アッセイ系を構築した。
各クローンのエストロゲンに対する応答性は、フェノールレッドを含まないダルベ
ッコ改変イーグル培地（5％デキストランチャコール処理ウシ胎児血清添加）を 96 ウェルプレートに播種後、スチレンオリゴマー処理で試験する。24 時間後に細胞を回収し、Steady-Glo Assay System Kit を用いたルミネセンスアッセイにより、細胞のルシフ
ェラーゼ活性を測定した。
結果及び考察：スチレンオリゴマー（スチレンモノマー、スチレンダイマー及びスチ
レントリマー）に対するエストロゲン受容体α、β1 及びβ2 との結合実験を行った。その結果、ERα において、100 μg/L のスチレントリマーにのみ結合活性が見られた。しかしながら、スチレントリマーには、ERβ1 とβ2 との結合活性は見いだせなかった。
今後は、他の受容体、例えば甲状腺ホルモンの受容体とスチレンオリゴマーとの結合性を調べていきたい。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

見込まれる
成果物

本研究で得られた結果を環境系のジャーナルに投稿予定。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）なら ふみこ

申請者氏名

奈良 郁子

所属・職名

名古屋大学環境学研究科日本学術振興会特別研究員

提出年月日

2023 年 4 月 18 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
þ 一般共同研究☐一般枠☐単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究þ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

北陸地域における日本海沿岸の湖底及び海底堆積物を用いた白頭山噴火テフラ層(B-Tm)の新規探索

研究実施
期間

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

センター
教員

松中 哲也

1

☐新規
☐継続

様式 3

申請者
研
究
組
織

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

氏 名

所 属

奈良郁子

名古屋大学

JSPS-RPD

解析・化学分析・試料調整

松中哲也

金沢大学

助教

堆積物放射能測定渡邊隆広

日本原子力研 研 究 副 主
微量元素分析
究開発機構
幹

落合伸也

金沢大学

分担者

助教

分担内容

試料採取

※ 申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

湖底・海底堆積物

プラスチックケース
内に圧縮した乾燥堆積物をビニール袋で密封した状態

申請書に記載
した試料

試料数

20

分析試料

湖底・海底堆積物分析した試料

研究目的・
期待される
成果

プラスチックケース
内に圧縮した乾燥堆積物をビニール袋で密封した状態20

近年、火砕流埋没樹木の年輪年代測定により、北朝鮮と中国の国境に位置する白頭山(標高 2,744m)の噴火が、西暦 946 年に発生したと決定された(Hakozaki et al., 2018;
Oppenheimer et al., 2017)。火山噴火は地質学的時間軸において一瞬の出来事であるため、湖底及び海底堆積物中に残された白頭山噴火テフラ(B- Tm)を単年の鍵層として利用できる。さらに白頭山噴火テフラが、これまで考えられていた降下範囲を超え、水月湖(福井県、Maclenan et al., 2016)、久種湖(北海道・礼文島、Chen et al.,2016)、グリーンランド(Sun et al., 2014)で発見された。B-Tm が北陸地域の堆積物
試料中に存在している可能性は非常に高い。一方で、北陸地域の日本海沿岸堆積物を用いた B-Tm の発見に関する研究は未だ報告されていない。本研究では、北陸地方の日本海沿岸で採取された堆積物試料を用いて微量元素分析を行い、堆積物に保存された
火山ガラス(B-Tm)を新規に見出すことを目的とする。B-Tm の微量元素組成は非常に特徴的なパターンを持つことから、微量元素分析を行うことで堆積物中の火山ガラス(BTm)を検知できる。併せて、放射年代測定(Pb-210、Cs-137)を用いて、B-Tm 層による年代補正を加えた堆積物試料の高精度年代モデルの構築を行う。本研究の遂行により、
白頭山テフラを単年の年代軸とした、東アジア地域における気候変動記録の精密対比の実現が強く期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

本研究では、北陸地方の日本海沿岸地域にて得られた堆積物試料を用いて、堆積物年代を特定するために白頭山噴火テフラ(B-Tm)の探索を進めた。能登半島の付け根に位置する人工池(ビシャグソ池、七尾市)及び日本海側に位置する汽水域の堆積物を採取した。人工池の堆積物においては、地球化学的解析手法(無機元素分析(主要元素: SiO2, TiO2, Total Fe2O3, Al2O3, CaO, K2O, 微量元素: Cl, V, Cr, Cu, Zr, Zn, Rb,
Sr, Pb, U)、に加え、元素分析(有機炭素量:TOC、窒素量:TN)、およびこれらの安定同位体比(d13C, d15N)及び放射年代測定(Pb-210、Cs-137、14C 年代測定)を用いて解析を進めている。また、汽水域の堆積物試料として、約 2m の連続した堆積物試料を採取することに成功した。汽水域の堆積物試料は、堆積物の観察、試料の分割及びサブサンプリングが終了し、化学分析及び年代測定が進められている。放射年
代測定には、金沢大学低レベル放射能実験施設に設置されている Ge 半導体検出器(LO-AX-51370-20, ORTEC, USA)を、無機元素分析には波長分散型蛍光 X 線測定器
(ZSX PrimusII, Rigaku)および携行型エネルギー分散型蛍光 X 線測定器(portable
XRF; Niton XL3t-950S, Thermo Fisher Scientific)を用いた。目視により堆積物の観察からは、テフラと認められる堆積物層は確認できなかった。白頭山テフラである BTm に 含 ま れ て い る 火 山 ガ ラ ス 中 に は 、 特 定 の 微 量 元 素 (K, Zr, Rare earth
elements)が高濃度に含まれていることが報告されている(Nara et al., 2020)。人工池の堆積物の最下層(堆積深度:50-60cm)付近では K2O 及び Zr の緩やかな増加が示された。B-Tm テフラ層が、日本海側においてこれまで考えられていた効果範囲を超えて確認された研究報告例では、目視では確認できないクリプトテフラとして確認されていることから、今後は、対応する堆積層を篩い分け、及び顕微鏡観察等を利用して、堆積物に保存された火山ガラスの存在の確認を進める予定である。また、人工池では堆積物を通して植物片が認められた。現在、人口池で得られた植物片を用いて、放射年代測定が進められており、Pb-210、Cs-137 による年代測定可能
範囲を超えた、さらに古い年代の正確な人工池の年代決定を進めている。これにより、人工池の最下層までの堆積年代を、植物片の 14C という信頼度の高いデータを持って議論できる。また、Pb-210、Cs-137、及び植物片の 14C 年代測定を行い複合的な放射年代測定を用いることで B-Tm 層の年代補正を加えた高精度年代モデルを構築し、より正確な年代軸をこれらの堆積物に挿入することが可能と考えている。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

得られた成果を、査読つき国際誌である「Limonology」及び「Radiocarbon」に投稿予定である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

さかとく あきひろ

申請者氏名

酒徳 昭宏

所属・職名

富山大学学術研究部理学系・講師

提出年月日

2023 年4 月 14 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

アコヤガイの大量死を引き起こす外套膜萎縮症の原因細菌に関する研究

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

鈴木信雄

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

酒徳昭宏

富山大学

講師

研究統括

一色

正

三重大学

教授

感染実験

鈴木信雄

金沢大学

教授

ヘモリシン解析

松原創

金沢大学

教授

アコヤガイのサンプリング

端野開都

金沢大学

M2

細菌感染診断法の開発

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

アコヤガイ

100 検体分析した試料

アコヤガイ

30 検体

分析試料

研究目的・
期待される
成果

目的：本研究では、①外套膜萎縮症を引き起こす原因細菌 (MA3 株) の毒化機構を明らかにするために、ヘモリシン (溶血素) 遺伝子の配列を決定し、その溶血活性を調べる。さらに、②細菌感染を調べる特異的な検出法を開発する。すなわち、
16S rDNA と 23S rDNA の間に存在する Intergenic Spacer Region に存在する種特異的な配列を用いて、MA3 株に特異的なプライマーを設計後、PCR による検出法を開発する。本検出法を開発することで、環境中の本菌株の分布調査や、大量死を未然に防ぐ対策法の開発に大きく貢献できると考えられる。
期待される成果：本研究で対象とする外套膜萎縮症は毎年約 200 万ものアコヤガ
イが死亡しており、日本の真珠産業の衰退を招く重大な問題である。申請者の研究により、死亡したアコヤガイから単離された MA3 株は Vibrio alginolyticus に近縁な新種である可能性が示唆されているが、アコヤガイへの感染はこれまでに報告されていなかった。また、申請者は MA3 株のヘモリシン遺伝子 (ビブリオ病の病
原因子) の部分塩基配列を既に検出することができており、本研究で全塩基配列を明らかにすることで、大腸菌を用いた大量発現系を作製できるようになり、ヘモリ
シンの詳細な特性を調べることが可能になる。一方で、MA3 株の特異的検出法を開発することは、環境中での本菌株の分布調査が可能になるだけでなく、本疾病の対策法の開発に繋がり、次世代型真珠養殖の創成に大きく貢献できると考えられる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

① 外套膜萎縮症を引き起こす原因細菌 (Vibrio sp. MA3 株) のヘモリシン遺伝子の単離と溶血活性：MA3 株の DNA から inverse PCR 法と primer walking 法を用いてヘモリシン遺伝子 (Vhe1) の全塩基配列を明らかにした。Vhe1 の ORF
は 1,254bp, 推定アミノ酸は 417 残基, 分子量と等電点は, それぞれ 47.2kDa と5.14 と推定された。また, アミノ酸配列の解析からこれまでに詳細な解析が少なく未だ機能不明な Thermolabile Hemolysin (TLH) に属することが判った。さらに, Vhe1 と発現用ベクターpET47b, 大腸菌 BL21 を用いて大量発現系を構築
後, Ni-NTA アフィニティークロマトグラフィーを用いて Vhe1 を精製した。この精製 Vhe1 の血球細胞に対する溶血活性の諸性質を調べた結果, レシチン依存性ヘモリシンであり, 至適温度と至適 pH はそれぞれ 50℃と 8.5 だった。また, アコヤガイの血球細胞の溶血も確認された。今後は, 血球細胞の構成成分であるリン脂質の分解特性について詳細に解析を進め, 論文としてまとめる
予定である。
② 細菌感染を調べる特異的な検出法を開発：海水中やアコヤガイ体内の MA3 株を定量的に検出するために, MA3 株特異的リアルタイム PCR 法を開発した。
具体的には, まず, 16S と 23S rDNA の間に存在する Intergenic Spacer Region に存在する種特異的な配列に, MA3 株特異的プライマーとプローブを設計した。
設計したプライマーと MA3 株, 15 株の近縁株を用いてプライマーの特異性を評価した結果, 近縁株の遺伝子は増幅せず, MA3 株の遺伝子のみを増幅する高い特異性が確認された。次に, 天然海水に所定の密度 (101~109 cells) となるよ
うに MA3 株を添加し, リアルタイム PCR を行った結果, 一般細菌や様々な阻害物質が存在する天然海水からも 101 cells でも定量的に検出できるほど高感度であることが明らかとなった。さらに, 閉殻筋に MA3 株を注射し, 死亡させた実験感染個体の閉殻筋, 鰓, 外套膜からの MA3 株の検出を試みた結果, 全ての個体から MA3 株が検出され, 特に閉殻筋と鰓で高密度に分布していることが明らかになった。本検出法は特許出願するとともに, 国際誌に論文を投稿
し, 掲載された (成果物欄参照)。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

【特 許】
アコヤガイの大量斃死を引き起こした病原菌の高感度・高精度の検出法. 特願 2022072792. 鈴木信雄, 端野開都, 酒徳昭宏, 一色正.
見込まれる
成果物

【論 文】
Hatano K., Sakatoku A., Tanaka D., Tanaka S., Isshiki T., Suzuki N. (2022)
Development of a method of sensitively and specifically detecting a Vibrio
sp. strain MA3 associated with mass mortalities of the pearl oyster Pinctada
fucata martensii using quantitative PCR. International Aquatic Research, 14:241-250.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

なかくに まさとし

申請者氏名

中國 正寿

所属・職名

香川大学 農学部 博士研究員

成果報告書

提出年月日

2023 年4 月 30 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

堆積物から読み取る播磨灘南部の富栄養化史

研究実施
期間

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

センター
教員

新規
☐継続

長尾誠也

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
分担内容
学部生は利
用時の年次
博士研究
分析及び解析
員

中國 正寿

香川大学

多田 邦尚

香川大学

教授

解析

長尾 誠也

金沢大学

教授

分析及び解析

落合 伸也

金沢大学

助教

分析及び解析

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

堆積物

粉体

30

分析した試料

堆積物

粉体

20

分析試料

研究目的・
期待される
成果

瀬戸内海を含む半閉鎖性海域は，1960 年代から始まる近代化に伴い富栄養化し，過度な植物プランクトンの増殖や頻繁な赤潮発生を経験してきた．その対策として，瀬戸内海では，「瀬戸内法」が制定され，海に流れる窒素とリンの規制が取られた．これが功を奏し，現在，瀬戸内海では美しい海としての姿を取り戻している．
一方で，近年，瀬戸内海の漁獲量は低下の一途をたどっており，その要因の 1 つとして海域への栄養塩の負荷量減少を指摘する声も上がってきた．瀬戸内海の海洋環境が近代にかけてどのように変化してきたかを探ることは，豊かな海と美しい
海のバランスを保つうえで重要な知見である．過去から現代にかけての環境変化を追う 1 つの有益な手法として，海底の底泥中に蓄積された化学組成の分析が期待される．海洋の有光層で一次生産者によって生産された有機炭素や窒素は，水柱を介し，底泥に蓄積する．したがって，生産される有機炭素や窒素量は，当時の水柱環境における一次生産者の活発さを反映する．そのため，瀬戸内海の海底堆積物
を層状に分析することにより，瀬戸内海における富栄養化する以前の時代から，富栄養化した時代，そして現代と，一連の海洋環境史を読み取ることが可能となる．
本研究が提供する時間軸は，過去 200 年（~ 1800 年代）に遡る．これまで瀬戸内海で得られてきた実測値は，古くても 1900 年代半ばからに限られていた．そのため，本研究では，これまで論じられてこなかったより広いスケールで瀬戸内海の海
洋環境の変化を追うことを可能とする．

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

本研究では，播磨灘南東部の引田沖から香川大学の調査船カラヌス III を用いて，底泥コア試料を 2 本得た（それぞれ Site 21 A コアおよび B コアと呼ぶ）．A と B の底泥のコア試料は，それぞれ，64 cm と 44 cm のコア長を有している．いずれのコアも 1
cm 間隔でカットした．一部は，容積の決まったキューブに湿潤状態の試料を入れ，湿潤状態の重さと乾燥状態の重さを測り，これらの結果から，堆積物の比重を求めた．
カットされた試料は，分析まで冷凍保存し，分析時に凍結乾燥させ，粉末状にした．
粉末状にした堆積物試料は，鉛 210 分析のために，プラスチックケースに封入し，数か月室温で放置した．その後，低レベル放射能実験施設にて，Ge 半導体検出器を用いて，鉛 210 の分析を行った．本年度は，それぞれのコアの堆積速度の傾向を大まかに把握するため，A と B コアから，それぞれ 10 試料を選出し，分析を実施した．Site 21
A のコアに含まれていた 210Pbex は，表層（0-20 cm 程度）で，約 90 Bq/kg の値を示したが，20 cm 以降急激に減少し，最深部の 54-55 cm と 63-64 cm では，10 Bq/kg 以下となった．この結果から，Site 21 A における平均堆積速度を算出したところ，0.78
cm/yr と見積もられた．一方で，Site 21 B のコアに含まれていた 210Pbex は，表層（20cm 以浅）で，約 60 Bq/kg を超える高い値を示していたが，最深部の 43-44 cm では，
10 Bq/kg 以下にまで減少していた．この結果から推定された Site 21 B コアの平均堆積速度は，0.66 cm/yr となった．播磨灘における堆積速度は，0.19 から 0.26 cm/yrの堆積速度が報告されている(門谷・岡市, 1984)．本研究で得られた引田沖の堆積速度は，一般的な播磨灘と燧灘の堆積速度から考えると非常に速いことがわかる．この
速度は，東京湾の湾奥部でも，0.26 から 0.38 cm/yr と報告されており(松本, 1982)，
この値よりも高いことがうかがえる．先行研究でも，引田沖の堆積速度が速いことが確認されており(0.75 cm/yr； 一見ほか，2005)，本研究でも，同様の結果が得られた．
現在のところ，なぜこのような速い堆積速度が得られるのかの理由はわらかない．堆
積物中の生元素とクロロフィル濃度の測定では，有機炭素，窒素，クロロフィル濃度，およびバイオジェニックシリカのいずれの相関関係も非常に高い関係性を示している
ことから，堆積物中に含まれる有機物組成は，微細藻類の中でも珪藻が，その主要な構成要素であると考えられている(Nakakuni et al., 2022)．ただし，Site 21 の堆積物中の有機炭素は，最表層であっても乾燥泥中の割合で 3％程度に過ぎなく，その大半は無機であることから，無機成分が高い堆積速度を構成していると推測される．

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

いいづか よしのり

申請者氏名

飯塚 芳徳

所属・職名

北海道大学低温科学研究所・准教授

提出年月日

2023 年

4月 3日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究
 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

グリーンランド氷床アイスコアを用いた過酸化水素の同位体比分析

2022 年4 月 1 日～2023 年3 月 31 日

環日本海域環境研究センター 助教 石野 咲子

1

様式 3

氏

申請者

名

飯塚芳徳
的場澄人

研
究
組
織

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

北海道大学低准教授
温科学研究所
北海道大学低助教
温科学研究所

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

大気中の化学反応はオゾン（O3）や OH ラジカルなどの大気酸化剤によって駆動される。このため、大気酸化剤の変遷を復元することは、単純な汚染物質の総量の増減だ
けでなく、化学反応の変化を通じた二次的な環境影響（メタンの酸化除去や、エアロゾルの生成）を解明する上で非常に重要な情報である。しかし、大気酸化剤の多くは、地表面へと沈着したあとに即分解消失してしまうため、アイスコアなどの古環境試料から直接測定することができない。
そこで本研究では、貴センターの石野先生が有する同位体比質量分析計と分析技術を駆使して、雪氷試料中の過酸化水素（H2O2）の三酸素同位体組成（∆17O）を分析する手法を開発する。ガス吸着剤トラップによる試料の濃縮と、連続フロー型
試料導入法を用いるという２点の改良により、降水試料 100 mL（従来の 1/40）で分析可能な新規手法を開発する。その上で、申請者らが昨年グリーンランドで採取した積雪試料を分析し、H2O2 の∆17O 値の変動要因を検証する。
申請者のグループでは、北半球の人新世（産業革命前から現在）の大気環境の復元を目的として、昨年グリーンランド氷床のアイスコアを取得している。将来的に、このアイスコア試料について H2O2 の∆17O 値を分析し、過去 200 年間の大気汚染の増大と減少に伴う大気酸化剤の変遷を復元することを見据えている。この研究が成功すれば、北極域への越境大気汚染の包括的な理解に資するとともに、産業革命前という完全なバックグラウンド大気の情報も得ることができる。貴センターが展開する地球規模の越境汚染の全体像把握に対し大きく貢献する。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

本研究では過酸化水素濃度・同位体比分析方法を確立するために 2022 年 11 月に函館で、2023 年 3 月に金沢大学で分析法に関する研究打ち合わせを実施した。その結果、以下の成果を得ることができた。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

H2O2 濃度分析に関して以下の成果を得た。
グリーンランド南東ドームアイスコアの H2O2 濃度は、グリーンランド内の複数の地点で得られたアイスコアの H2O2 の変動とタイミング、大きさともに一致していることが明らかになった。また、グリーンランド南東ドームアイスコアの涵養量や他の化学成分との比較から、その変動要因は涵養量の変化ではなくエアロゾルによる H2O2 前駆体（HO2 ラジカル）の消失反応が関係していると考えられる。GEOS-Chem 大気化学輸送モデルでは、グリーンランドアイスコアの H2O2 の変動が再現できない。
今後の展望としては、アイスコアに記録された H2O2 の変動が大気中のプロセスとアイスコア中でのプロセスのどちらに起因するのかを解明するために、GEOS-Chem モデ
ルにおいてエアロゾルと HO2 ラジカルの反応の表現を改良し、アイスコア H2O2 の変動
220 年分を再現できるかを検証する。これらの取り組みにより、南東ドームアイスコ
アの H2O2 濃度の 1800 年代の増加や 2000 年代の減少の要因を解明していく。
H2O2 同位体比分析の手法開発に関して以下の成果を得た。
金沢大において、同位体分析用前処理装置の第一作の構築が完了した。今後の展望としては、まず市販の H2O2 試薬を用いて分析手法のテストと改良を進める。また、複数地域の降水および積雪試料を用いて同位体指標の変動の有無確認と、変動要因解析を進める予定である。
テスト試料としての活用を見据え、金沢と札幌で採取した雪の H2O2 濃度分析も行なった。その結果、グリーンランドの積雪で見られる平均値と比べて 10 倍以上低い濃度であった。H2O2 の生成に必要な紫外線が少ない冬季の試料であったことが理由として考えられる。今後、同位体指標の季節変動の解析のため、冬季の低濃度試料にも対応できる大容量前処理システムの構築を検討する。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

卒業論文
坪井彩紀、令和４年度卒業論文「過去 200 年間のグリーンランドアイスコア中の過酸化水素の長期変動解析」、金沢大学地球社会基盤学類 地球惑星科学コース、2023 年 3月
国内学会発表Tsuboi, S., S. Ishino, K. Kawakami, S. Hattori, T. Sagawa, S. Matoba, Y.
Iizuka,“Long-term variations of hydrogen peroxide in Greenland ice cores overthe past 200 years”, 地球惑星科学連合大会、2023 年 5 月※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

よしだ けいすけ

申請者氏名

吉田

所属・職名

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
敦賀廃止措置実証本部 安全・品質保証室 環境監視グループ

提出年月日

圭佑

2023 年 4 月 27 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

北陸地方における冬季の 7Be と 22Na の降下量の変動

2022 年 4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

井上 睦夫 准教授

1

様式 3

氏

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

国立研究開発法

申請者

吉田 圭佑

人日本原子力研

主査

分析及びデータ解析

准教授

ガンマ線
測定

グループ
リーダー

分析及びデータ解析

技術副主幹

分析及びデータ解析

究開発機構
金沢大学環日本

井上 睦夫

海域環境研究セ
ンター

研
究
組
織

国立研究開発法

奥山 慎一

人日本原子力研
究開発機構

分担者

国立研究開発法山下 雅広

人日本原子力研
究開発機構
国立研究開発法

加藤 慎吾

分析及びデータ解析人日本原子力研
究開発機構※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

降下物

乾燥樹脂（プラスチ
ック容器封入）24

分析した試料降下物

乾燥樹脂（プラスチ
ック容器封入）

24

分析試料

7

研究目的・
期待される
成果

Be と 22Na は宇宙線により北極上空で多く生成する放射性核種であり、北極から中緯度地域への物質輸送のトレーサーとして用いられている。北陸地方は世界的にみて 7Beと 22Na の降下量が多い地域であり、これは冬季の北西の季節風と降雨の影響により、北極上空で宇宙線により生成する 7Be と 22Na がもたらされるためである。北陸地方の降下物の 7Be と 22Na の挙動を解明することは、北極地方から北陸地方への物質輸送の解明に貢献することにつながるため、当グループでは敦賀市で 1 ヵ月毎に降下物の採取を行い、7Be と 22Na の挙動を調べている。これまで行われている研究の試料採取期間
は 1 か月であるが、冬季の北陸地方では数日程度の時間単位で生じる気象現象が降水に大きな影響を与えている。本研究では、数日程度の時間単位で生じる気象現象が 7Beと 22Na の降下量に与える影響を解明することを目的とする。7Be と 22Na は北極地方由来の放射性核種であるため、本研究の成果は北極地方から北陸地方への物質輸送の解明に貢献することが期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

22

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

Na は 7Be の 1/10000 しか存在していないため、通常の Ge 半導体検出器では測定困難であり、7Be と比較すると 22Na の研究例はかなり少なくなっている。金沢大学低レ
ベル放射能実験施設の尾小屋地下測定室の Ge 半導体検出器を用いることにより、通常の Ge 半導体検出器では測定困難であった 10 日間隔で採取した降下物試料の 22Na を測定することが出来た。これにより、これまでの 1 か月単位の観測では調べることが出来なかった、数日単位の気象現象が 7Be と 22Na の降下量に与える影響を調査することが出来た。
7
Be と 22Na は類似の傾向を示し、降水量が増加すると 7Be と 22Na の降下量が多くなることが分かった。また、観測期間中においては、7Be と 22Na が高い期間と低い期間が観測された。観測期間中における最大値は 7Be が 536 Bq/m2、22Na が 0.026 Bq/m2 であり、最小値は 7Be が 28 Bq/m2、22Na が 0.003 Bq/m2 であり、最大値は最小値の 10 倍程度となっている。以上より、冬季の北陸地方で 7Be と 22Na の降下量が多くなるのは、数日単位で生じる降水イベントにより、7Be と 22Na が多量に一度にもたらされるためであると分かった。
試料採取期間中の冬季の敦賀市で降水が観測される気象現象は、低気圧の通過時と、低気圧通過後の冬型の気圧配置の時であった。7Be と 22Na の降下量は冬型の気圧配置の時に筋状の雨雲が上空を通過し降水が生じた時に大きく上昇する傾向があった。そのため、筋状の雲の有無により、北陸地方内の降水量に地域分布が存在し、7Be と 22Naの降下量に違いが生じていることが分かった。今後、数 km 単位しか離れていない地点
で同時観測を行えば、降下量に地域差が生じる距離スケールを明らかにすることが期待される。
7
Be/22Na 放射能比は 3800 から 29600 であり、3 月になると低くなる傾向が見られた。
7
Be の半減期は約 50 日、22Na は約 2 年であるため、3 月になり北極由来以外の空気が北陸地方へもたらされると 7Be/22Na 放射能比は低くなるのかもしれない。より詳細な議論を行うためには、7Be/22Na 放射能比のデータをさらに蓄積していく必要がある。
7
Be/22Na 放射能比が北極由来の空気塊とそれ以外の空気塊で異なることが確認出来れば、7Be/22Na 放射能比を用いることで、北陸地方へもたらされる降下物の起源を推測できるかもしれない。
本研究の知見は、北極上空から北陸地方への地表へ輸送される物質の輸送供給方法の解明に役立つことが期待される。また、7Be/22Na 放射能比はナトリウムを冷却材に用いる型原子炉周辺において、22Na が宇宙線由来か原子炉由来か区別する際に用いられている。そのため、本研究の知見は原子力利用の分野においても有意義なものである。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

・第 4 回日本保健物理学会・日本放射線安全管理学会合同大会にて「冬季の敦賀市における降下物中の Be-7 と Na-22 の変動とメソスケールの気象現象」のタイトル
で口頭発表を行った。
・" Regional, seasonal, and annual variations in 7Be deposition in the central
Japanese seaside from 1991 to 2021" の タ イ ト ル ( 仮 ) で 、 J. Environ.
Radioactivity に投稿準備中である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

ひらやま じゅん

申請者氏名

平

所属・職名

公立小松大学保健医療学部

山

成果報告書

令和 5 年 4 月 2 日

提出年月日

順

臨床工学科・教授

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分☐ 重点共同研究
 一般共同研究□ 若手研究者育成共同研究

研究分野☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

大気汚染物質、多環芳香族炭化水素類の時計分子による生物の初期発生の制御に対する影響の解明

研究実施
期間

センター
教員

一般枠
☐国際枠

研究期間
単年
☐複数年(２年)

２０２２ 年 ４ 月 １ 日～ ２０２３ 年

新規
☐継続

３ 月 ３１ 日

鈴木 信雄

1

様式 3

氏

申請者

名

平山 順

鈴木信雄

研
究
組
織
分担者

※

服部淳彦

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

公立小松大学
保健医療学部 教授
臨床工学科
金沢大学 環日本海域環境教授
研究センター
臨海実験施設東京医科歯科大 学 教 養 部 教授
生物学教室

分担内容

研究の総括および実施

組織切片の解析

形態学的解析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

分析試料

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料分析した試料

研究目的・
期待される
成果

研究の背景と目的
Benz[α]anthracene（BaA）といった多環芳香族炭化水素類は、環日本海域の主要な大気汚染物質の一つであり、急性毒性や発癌性を有することが報告されている。
しかしながら、その生体への影響に関しては、未だ不明な点が多く存在する。
体内時計は生体の重要な恒常性維持機構の一つであるが、生物の初期胚には存在しない。その一方で、体内時計の制御因子（時計分子）の一部が、哺乳動物や小型魚類の発生初期の受精卵に高いレベルで発現していることが報告されている。
申請者は、小型魚類のゼブラフィッシュをモデル生物とした解析から、時計分子が発生初期の受精卵のストレス刺激に対する耐性獲得において重要な役割を担うことを見出している。本研究の目的は、BaA の時計分子を介した受精卵のストレス耐性獲得への影響を検証すること、とその影響のメカニズムを解明することである。
期待される成果および本研究の意義
本研究に期待される成果は、多環芳香族炭化水素類の発生初期の受精卵への影響の同定およびその分子機構の解明である。多環芳香族炭化水素類は化石燃料の不完全燃料に伴って発生するが、特に能登半島といった環日本海域では、中国で大量に大気中に放出される多環芳香族炭化水素類が長距離輸送されてくる。このような地理的な背景から、多環芳香族炭化水素類の健康への影響を理解することは
環日本海域において、大きな意義を有すると考えられる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

BaA の細胞時計の日周期性に与える影響の解析
脊椎動物の細胞時計の実体は CLOCK、BMAL、CRY、および PER の時計蛋白質により構成されるフィードバックループである。CLOCK:BMAL 二量体は Cry と Per 遺伝子の転写を活性化し、CRY と PER はこの二量体の転写能を抑制する。この転写の活性化と抑制は、約 24 時間の周期で繰り返される。その結果、CLOCK:BMAL 二量体が調節する時計標的遺伝子の発現に概日リズムが形成される。細胞時計が、個体レベルの体内時計を適切に制御するためには、細胞時計の日周性を維持することが必須である。本研究では先ず、BaA の細胞時計の日周性制御に与える影響を検証する
ために BaA 処理したゼブラフィッシュ稚魚における細胞時計の標的遺伝子の一つである Per1 の発現パターンを in situ ハイブリダイゼーション法により解析し、BaA処理を行っていない稚魚における発現パターンと比較した。その結果、BaA 処理に
より Per1 遺伝子の発現の日周期性が変化することを示唆する結果を得た。これまでの研究は、細胞時計の日周性形成における、細胞時計の構成因子 PER タンパク質のリン酸化修飾の重要性を報告している。そこで、BaA 処理したゼブラフィッシュ稚魚から PER のリン酸化修飾を解析するためのサンプルを調整した。
今後、このサンプルを用いて、ウエスタンブロット法などにより解析を進める予定である。さらに、ゼブラフィッシュの発生過程における時計分子のリン酸化修飾の変化を調べていきたい。
BaA の細胞時計の日周期性に与える影響をより高い時間解像度で解析する系の構築
細胞時計の標的遺伝子の発現パターンを in situ ハイブリダイゼーション法や Real
time PCR などにより解析する場合、通常 4-6 時間ごとに 2-3 日間サンプリングを行い、実験試料を調整する。そのため、時間解像度は 4 時間が限界であり BaA により細胞時計の日周期性の変化が 4 時間以内である場合は、その検出が困難になる。
この背景を踏まえて、より時間解像度が高い細胞時計の日周期性の評価系を構築した。
具体的には、ゼブラフィッシュ初期胚から樹立した細胞の細胞時計を生物発光
レポーターを用いて可視化する系を構築した。このレポーターは、時計標的遺伝子
Per1 のプロモーター下でルシフェラーゼを発現するもので、レトロウイルスベクター
により簡便に細胞に導入することが可能である。また、導入した細胞のレポーター
活性は、リアルタイム生物発光計測装置を用いて、自動的に 10 分ごとに、数日間測定することができる。従って、この系の構築により、BaA による細胞時計の日周期性の変化を、10 分間の時間解像度で解析することが可能になった。今後はこの系を用いて、BaA の時計分子の機能への影響を解析していく予定である。
上記に加えて、共同研究の一環として、日周リズムを調節するホルモンである
メラトニンに関する研究を行い、Journal of Pineal Research に受理された。また
メラトニンのラットの骨代謝に対する作用を解析し、その成果の論文を投稿中である。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

Hirayama, J., Hattori, A., Takahashi, A., Furusawa, Y., Tabuchi, Y., Shibata, M., Nagamatsu,
A., Yano, S., Maruyama, Y., Matsubara, H., Sekiguchi, T., Suzuki, N.: Physiologicalconsequences of space flight, including abnormal bone metabolism, space radiation injury,
and circadian clock dysregulation: Implications of melatonin use and regulation as acountermeasure. J. Pineal Res., 74: e12834 (2022)(IF: 13.007)
Miki, Y., Seki, A., Mishima, H., Maruyama, Y., Watanabe, K., Kobayashi-Sun, J., Kobayashi, I.,
Kuroda, K., Oshima, S. Okamoto, T., Matsubara, H., Srivastav, A.K., Tabuchi, Y., Hirayama,J., Hattori, A. and Suzuki, N.: Melatonin is more effective on bone metabolism when given atnight than during the day in ovariectomized rats. Mel. Res., Submitted※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

くまもと ゆういちろう（ふりがな）

熊本

申請者氏名

所属・職名

成果報告書

提出年月日

雄一郎

令和５年 ４月 ３日

国立研究開発法人海洋研究開発機構・主任研究員

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

放射性セシウムをトレーサとする北極海における海水循環の研究

研究実施
期間

令和４年４月１日～令和５年３月３１日

センター
教員

井上

睦夫

新規
☐継続

准教授

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

熊本雄一郎
井上睦夫

職名／
大学院生・
所 属
分担内容
学部生は利
用時の年次
海洋研究開発 主 任 研 究研究統括、試料採取
機構員
金沢大学環日本海域環境研 准教授
放射性セシウム測定
究センター

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

放射性セシウム

海水10分析した試料

放射性セシウム

AMP 試料

10

分析試料

研究目的・
期待される
成果

近年の地球温暖化の進行に伴い、その影響が北極圏の多くのエリアで観測されている。冬季に海氷が形成されるという意味では日本海域も北極圏（の最南端）であり、温暖化による同海における海水循環の停滞が報告されている。北極海においても、夏季の海氷後退が年々拡大しているが、そのことが同海の海水循環に与える影響はよくわかっていない。2011 年の福島第一原発事故によって北太平洋に放出された放射性セシウムは、海水循環によって 2019 年までに北極海内部まで到達したことが観測されている。本研究では、2022 年に予定されている海洋地球観測船「みらい」北極航海において表面海水中の放射性セシウムを測定することによって、過去数年間の北極海表面水の循環を定量的に議論することを目的とする。
本研究に先行して、2019 年および 2020 年の「みらい」北極海航海において採取した、福島事故起源の放射性セシウムを測定した。その濃度は 0.1 Bq/m3 以下であるため、通常の Ge 半導体検出器ではそれを正確に測定することは難しい。そのため金沢大学環日本海域環境研究センター・低レベル放射能実験施設の低バックグ
ランド Ge 半導体検出器を利用することで、当該試料に含まれる放射性セシウムを測定する。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

海洋地球観測船「みらい」北極海航海 MR22-06C において、放射性セシウム測定用に表面海水 40L を、ベーリング海と北極海（北緯 59～73 度）の 9 点で採取した。陸上の実験室では、持ち帰った海水試料をセシウムを選択的に吸着する樹脂（KNiFC-PAN Resin-B NC-B200-M, Triskem International）にペリスタポンプにを用いて通水することで、そのなかに含まれる放射性セシウムを濃縮した。9 検体の濃縮作業はすべて完了し、今後金沢大学環日本海域環境研究センター・低レベ
ル放射能実験施設の低バックグランド Ge 半導体検出器を用いて、当該試料に含まれる放射性セシウムを測定する。その結果を、下記に記述する 2020 年に得られた
放射性セシウムの測定結果と比較することで、同海域における過去数年間の表面
水の循環を定量的に議論する予定である。
本研究に先行して、2020 年の「みらい」北極海航海 MR20-05C においても北太平
洋西部亜寒帯域、ベーリング海、北極海（北緯 52～75 度）の 8 点において表面海水を採取した。海水試料中の放射性セシウムは、リンモリブデン酸アンモニウム（AMP）を用いて濃縮した。その AMP に含まれる放射性セシウムは、金沢大学環日
本海域環境研究センター・低レベル放射能実験施設の低バックグランド Ge 半導体検出器を用いて測定した。その結果、北極海チュクチ海のさらに北方の北極海内部の点（北緯 75 度、西経 160 度）の表面海水において、福島原子力発電所事故に由来する放射性セシウム、すなわちセシウム 134 が検出された（約 0.05 Bq/m3）。
また、同じくチュクチ海より北方の鉛直採水点（北緯 74.5 度、西経 162 度）においては、表面水中セシウム 134 濃度は検出下限値（約 0.05 Bq/m3）以下であったが、深度 50m と 100ｍの海水試料においては検出下限値をわずかに超える約 0.06
Bq/m3 のセシウム 134 が検出された。先行研究によると、2017 年には、福島事故起
源セシウム 134 はベーリング海とチュクチ海においては検出されたものの、北緯72 度以北の北極海内部では検出されていない。本研究で得られた結果は、2017 年までに表面海流によってベーリング海を経由してチュクチ海まで輸送された福島事故起源放射性セシウムが、2020 年までにさらに北方の北極海内部まで輸送されたことを初めて明らかにした。上述したように、これらの 2020 年の測定結果を、これから得られる 2022 年の測定結果と比較することで、過去数年間の北極海内部の海水循環を議論することができる。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

上記の研究成果の一部は、日本放射化学会第 66 回討論会（2022 年 09 月 16 日、
東京大学本郷キャンパス）、Seventh International Symposium on Arctic Research(2023 年 3 月 8 日、国立極地研究所)において、口頭発表した。また、その内容をとりまとめ、JOURNAL OF ENVIRONMENTAL RADIOACTIVITY 誌に発表した（2022 年 6月 21 日）。今後さらに解析を進め、専門誌に原著論文として発表する予定である。
見込まれる
成果物

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

ささ きみかず

申請者氏名

笹 公和

所属・職名

筑波大学研究基盤総合センター応用加速器部門・准教授

提出年月日

２０２３年４月３０日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

人為起源放射性ヨウ素 129 をトレーサーとした南大洋における海水循環研究

２０２２年 ４月 １日～

２０２３年 ３月 ３１日

松中 哲也

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

分担内容

笹 公和

筑波大学

准教授

総括・加速器質量分析

松中 哲也

金沢大学

助教

129

熊本 雄一郎JAMSTEC

主任研究
試料採取・水塊構造解析
員

末木 啓介

筑波大学

特命教授

129

高橋 努
松村 万寿美

筑波大学

技術職員

129

分担者

※

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

I の前処理・測定

I の測定管理
I の前処理・測定

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。

申請書に記載した試料

物質名

形態（形状）

試料数

海水

海水から化学分離したヨウ素を AgI沈殿としてガラス
管内で乾燥させた
状態

４０

海水

海水から化学分離したヨウ素を AgI沈殿としてガラス
管内で乾燥させた
状態

４０

分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

研究目的
人類の核活動に起因する人為起源 129I（T1/2：1570 万年）は、海洋において主にIO3-と I-の化学形態で溶存し、水塊移動のトレーサーとして利用できる。南極周辺
海域は、北半球の北極海や日本海と比べ 129I 濃度が 2-5 桁低いレベルであり、人為起源 129I を含んだ水塊を検出する上で非常に適している海域である。本研究の目的
は、129I をトレーサーとし南大洋における海水循環を明らかにすることである。
期待される成果
研究例が少ないインド洋から南大洋における 129I の鉛直断面観測を実施し、水塊
構造解析と組み合わせて表層・深層の水塊移動を推定する。南大洋における新たな海水トレーサーの確立が期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

利用・研究実施内容
JAMSTEC「みらい」MR19-04 航海（2019 年 12 月～2020 年 2 月）におけるインド
洋から南大洋の 6 地点で水平・鉛直方向に採取した海水（最大水深：5,230 m）、
及び国立極地研究所「しらせ」SH63（2021 年 11 月～2022 年 3 月）におけるオーストラリアから南極・昭和基地にかけての 15 地点で水平方向に採取された海水を対象試料とした。海水は共洗いした 1 L ポリエチレン容器にオーバーフローさせながら密閉し、分析まで常温保管した。経験的にバックグラウンドが低い金沢大
学低レベル放射能実験施設において、海水 500ml に対して 1 mg の 127I キャリア
（Deepwater iodine, 129I/127I: ～1×10–14）を加えて同位体希釈を行った後、ヨウ素を溶媒抽出・逆抽出で精製し、硝酸銀を添加してヨウ化銀ターゲットを作製した。筑波大学応用加速器部門の加速器質量分析計でターゲットの 129I/127I 比を測定し、Purdue 1（129I/127I: 8.38×10–12）を標準として規格化した。ICP-MS を用いて海水試料の 127I 濃度を測定した後、129I 濃度と 129I/127I 比を算出した。インド洋
から南大洋における 129I の水平分布と鉛直分布を解析した。
得られた成果
南大洋の南極周極流海域において、人為起源 129I は、水平・鉛直方向にほとんど観測されず、核活動以前のレベル以下であった（<0.42 nBq L–1）。一方、南極海からインド洋にかけて人為起源 129I が観測され、129I の水平分布と水温・塩分・226Raの分布から、129I をトレーサーとしてインド洋表層海水と南極周極流の前線に関する情報が得られることが分かった。また、インド洋の 3 地点における 129I の鉛直分布は基本的に表層から深度と共に減少し、人為起源 129I の鉛直方向への移流・拡散度合いが分かった。また、南大洋の最も南に位置する地点において、水深 201
m と 1670 m に核活動以前のレベルを超える 129I の極大層が確認された。この原因について、南大洋からインド洋における 129I 鉛直断面分布と水温・塩分・密度から得られる水塊構造を組み合わせて解析している。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

原書論文
・ Sasa,K., Ochiai,Y., Tosaki,Y., Matsunaka,T., Takahashi,T., Matsumura, M.,
Sueki, K., 2022, Chlorine-36 deposition at Tsukuba, Japan, after the
Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, Nuclear Instruments andMethods in Physics Research B, 532, 73-77.
・ Kuwae, M., Finney, P. B., Shi, Z., Sakaguchi, A., Tsugeki, N., Omori, T.,
Agusa, T., Suzuki, Y., Yokoyama, Y., Hinata, H., Hatada, Y., Inoue, J.,
Matsuoka, K., Shimada, M., Takahara, H., Takahashi, S., Ueno, D., Amano,A., Tsutsumi, J., Yamamoto, M., Takemura, K., Yamada, K., Ikehara, K.,
Haraguchi, T., Tims, S., Froehlich, M., Fifield, L. K., Aze, T., Sasa, K.,
Takahashi, T., Matsumura, M., et al., 2022, The Beppu Bay, Japan, as a
candidate Global Boundaries Stratotype Section and Point for the
Anthropocene series, The Anthropocene Review, 20530196221135077.
口頭発表
・ 松中哲也，長尾誠也，井上睦夫，熊本雄一郎，谷内由貴子，葛西広海，森田貴己，三木志津帆，高橋努，松村万寿美，末木啓介，笹公和，北極海とオホーツ
ク海におけるヨウ素 129 の水平分布解析，日本海洋学会 2022 年度秋季大会，
名古屋大学東山キャンパス 2022 年 9 月 3-7 日3

様式 3

・ 松中 哲也，落合 伸也，松村 万寿美，高橋 努，末木 啓介，笹 公和，能登半島における 1950 年以降の I-129 と Cs-137 の沈着量変動，日本放射化学会第 66
回討論会(2022)
・ 松村 万寿美，笹 公和，松中 哲也，高橋 努，坂口 綾，末木 啓介，加速器質量分析に携わる実験室のヨウ素 129 降下量調査（2022 年夏季）
，第 23 回 AMS シ
ンポジウム，山形大学，2022 年 12 月 1-2 日．
・ 笹 公和，高橋 努，松村 万寿美，松中 哲也，坂口 綾，末木 啓介，筑波大学
6 MV タンデム加速器質量分析装置における多核種 AMS と応用研究の現状，第23 回 AMS シンポジウム，山形大学，2022 年 12 月 1-2 日．
招待講演
・ 笹 公和，加速器質量分析法による宇宙線生成核種の検出と地球化学への応用，
日本地球化学会 第 69 回年会，高知大学，2022 年 9 月 7 日．
・ 笹 公和，加速器質量分析法における環境中の難測定核種の検出技術に関する進展，日本放射化学会第 66 回討論会，東京大学，2022 年 9 月 15 日．
※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

ひらの てつし

申請者氏名

平野 哲史

所属・職名

富山大学 学術研究部 薬学・和漢系・助教

提出年月日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

環日本海域における農薬類のバイオモニタリングと神経毒性評価

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31

日

本田匡人

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

平野哲史

富山大学

助教

研究統括
毒性評価

本田匡人

金沢大学

助教

バイオモニタリング

田渕圭章

富山大学

教授

遺伝子発現解析

鈴木信雄

金沢大学

教授

毒性評価

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

【研究の意義、目的】
環日本海域においては諸外国と比較して高濃度での農薬汚染が懸念されている。また、国内使用量が急増しているネオニコチノイドやフィプロニル等の新規農薬類は昆虫の神経伝達系を標的として開発されているが、これまでの申請者らの研究により哺乳類の中枢神経系に予期せぬ影響を及ぼすことが明らかになりつつある。
一方で、これら農薬類がヒトの健康へ及ぼすリスクを評価するには、実際にどのような経路からどの程度曝露・蓄積されているかを解析するバイオモニタリングに加え、どのような濃度で有害作用が観察されるか実験的に調べる毒性影響評価の両方が必要となるが、それらに関する先行研究は依然として少なく基礎知見が不足している。
そこで本研究では、ネオニコチノイドやフィプロニル等の新規農薬類を対象として、ヒト由来サンプルを用いたバイオモニタリングとヒト中枢神経系培養細胞モデルを用いた神経毒性評価による双方向からのアプローチにより環日本海域における曝露実態に即した独自のリスク評価を行うことを目的とする。
【研究の特色、期待される成果】
本研究は、環日本海域における農薬類の曝露実態と中枢神経系における毒性影響を総合的に解明する初めての研究となり、将来的な「持続可能な開発目標（SDGs）」の達成に貢献する。さらに、本研究から得られる成果は、新規農薬類のリスク評価に関する新たな知見をもたらすことでレギュレトリーサイエンス、毒性学および社会医学分野においても多大な波及効果を生むことが期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

【利用・研究実施内容・得られた成果】
従来の化学物質の毒性評価は単独物質のみを対象とする一方で、我々が無数の化学物
質に同時曝露されている現状を反映し、複合曝露による毒性影響をいかに把握するかという点はリスク評価における重要課題として挙げられる。近年提唱された Adverse
Outcome Pathway（AOP）の概念は、複数の化学物質による毒性メカニズムの共通 Key
Event を明らかにすることにより複合影響に対する効率的な評価への適用が示唆されている。我々はこれまでに、ピレスロイド系農薬デルタメトリンが引き起こす神経毒性について、マイトファジーの活性化およびプロテアソーム活性低下によるタンパク
質分解系の不均衡状態を介した新規メカニズムを報告した。そこで本研究では、これらのエンドポイントを神経毒性の Key Event とし、農薬類の複合影響評価への応用を検証した。
マウス神経芽細胞腫 Neuro-2a 細胞に農薬類 10 種（ネオニコチノイド系 4 種、ピレ
スロイド系 4 種フェニルピラゾール系 2 種）を曝露し、ミトコンドリア膜電位やオー
トファジーおよびプロテアソーム活性を指標として Key event への機能的影響を評価した。また WST-8 アッセイにより細胞生存性を評価し、CompuSyn ソフトウェアにより複合影響の用量反応性を解析した。
ピレスロイド系農薬デルタメトリンおよびペルメトリンとフェニルピラゾール系農薬フィプロニルは、ミトコンドリアの機能低下に加え、オートファジーの分解基質マーカーである p62 の蓄積、プロテアソーム活性の低下等、Key Event に対して共通した作用を示した。さらにこれらの複合曝露により、単独曝露時と比べてより低濃度で細胞生存性が低下し、Combination Index < 1 を示す相乗効果が認められた。
本研究により、神経毒性に関する AOP の共通 Key Event を指標とすることで農薬類の複合曝露が引き起こす相乗的な神経毒性を検出できることが示され、これまで報告されていないピレスロイド系およびフェニルピラゾール系農薬による複合影響が初めて明らかになった。さらに、興味深いことに共通 Key Event への作用に類似性が高い
化学物質の組み合わせがより強い相乗作用を示す可能性が示唆された、本研究の成果
は複合影響の評価において重要な作用機序に基づいた化学物質のグルーピング等に活用できると考えられる。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

【原著論文発表】
国際専門誌（Environmental Pollution 誌等）へのへの投稿を予定
見込まれる
成果物

【学会発表】
第 2 回環境化学物質三学会合同大会、第 50 回日本毒性学会、The 10th International
Congress of Asian Society of Toxicology での成果発表を予定※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

ちぇんびしゃ

申請者氏名

陳碧霞

所属・職名

琉球大学農学部・准教授

成果報告書

提出年月日

2022 年2 月 17 日

連絡先住所

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

気候変動が農業生産及び農村社会経済に与える影響及び適応方策-日本・インドネ
シア・ラオスの比較

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

西川潮

1

様式 3

氏

申請者

名

陳碧霞

邱振勉

研
究
組
織
分担者

※

西川潮

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

琉球大学農学
准教授
部
金沢大学環日本海域環境研 連携研究員
究センター
金沢大学環日本海域環境研 准教授
究センター

分担内容

研究全般

調査実施・データ分析

研究課題の設定、成果の発信

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

【目的】気候変動に効果的に対処し、農業・食糧生産への悪影響を軽減するためには、気候変動の影響を農家レベルで明らかにし、農家の気候変動に対する認識や適応策を明らかにすることが重要である。本研究では、アジア地域における知見のギ
ャップを埋めるために、インドネシア・ライスを事例として取り上げた。科学と地域的知識の統合を目指し、洪水と干ばつのリスク低減に向けて気候と生態系の変化に対する農地の持続可能な維持管理方策を提案することを研究目的とする。具体的に、１．気候変動に対する農家の意識、気候変動に起因する洪水と渇水のリスクを軽減するための適応戦略および農地維持管理の知見を明らかにする。アンケ
ート調査及びフォーカス・グループ・ディスカッションによる質的・量的データを収集する。２．気候変動が水田経営、農村社会、農家収入に与える影響を明らかにする；３．気候変動に受けるリスクを軽減するための行政サービス、国際 NGO の支援策を評価し、より効率的行政・外部のサービスの在り方を提案する。
現し、西ジャワでの研究成果をまとめた。2022 年度はさらにタイ・コンケン大
学の Panupon 氏との連絡を取り合って、コンケン大学近隣のラオス農村地域で調査を行い、日本・インドネシア・ライスの比較研究を計画している。これからはアジアのほかの地域に調査の地域を増え、アジア地域の気候変更への対応策のデー
タベースを構築する。
2

様式 3

【意義・特色】
本研究で得られた知見は、気候変動に影響されやすいと言われるアジアの低緯度地域及び日本海域地域における農地維持管理の伝統的な知識システムを明確化
するとともに、それらの知識を生かし、気候変動のリスクを乗り越える知見が期待できる。2021 年度はインドネシア・ボゴール農業大学の Thomas 氏と共同研究を実現し、西ジャワでの研究成果をまとめた。2022 年度はさらにタイ・コンケン大学の Panupon 氏との連絡を取り合って、コンケン大学近隣のラオス農村地域で調査を行い、日本・インドネシア・ライスの比較研究を計画している。これからはアジ
アのほかの地域に調査の地域を増え、アジア地域の気候変更への対応策のデータベースを構築する。
【期待される成果】
１）気候変更が農業生産・農村の経済文化環境への影響、２）これらの影響へ対する農家レベルの対応策、３）気候変動に対する行政サービス及び外国支援の評価及びあり方、に関するアジアの各地域のデータベースを構築する。４）日本、インド
ネシア、タイの 4 研究機関による国際共著論文の執筆・出版をする。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

【実施内容】計画通りに、タイ東北部及びラオスの農村調査ができた。2022 年 9 月 11
～19 日は、タイとラオスの農村調査を実施した。国ユネスコ・ラオス政府観光局（LNTA）のプロジェクトである Nam Ha エコツーリズム・プロジェクトは、ラオスにおけるエコツーリズムのモデルとなっている。英語が話せるツアーガイドに通訳してもらい、集落の村長、副村長、ほかの住民にインタビュー調査を行った。ラオスの国立保護地域（NPA）におけるコミュニティベースのエコツーリズムの開発と運営にラオス国家観光局（LNTA）のプロジェクトで、ラオスの国立保護地域（NPA）におけるコミュニティ
ベースのエコツーリズムの開発と運営のモデルを提供している。自然資源のオーナー
シップとスチュワードシップの原則に基づき、ラオスの国立保護地域（NPA）でコミュ
ニティベースのエコツーリズムを開発・運営するモデルを提供している。Nam Ha エコ
ツーリズム・プロジェクトの主な成果のひとつは、観光収入分配の制度化である。
観光管理、村落開発、自然保護活動のための公的資金を創出したこと、と保護活動のための公的資金を生み出している。
2023 年 3 月、ラオス・ルアンパバン近郊における農村振興農家プロジェクトの踏査を行った。
また、西ジャワでの研究成果の原稿作成に向けたオンライン会議を開催し、論文の修正を行っている。
３月に、能登半島にて２回のフィールド調査を行った。具体的調査内容は以下の通り：
3 月 7 日、農家民宿グループ春蘭の里において、国内外の宿泊客及び修学旅行生の受け入れの現状及び民宿オーナー構成の変化などについて、多田喜一郎さんにヒアリング調査を行った。
3 月 8 日、輪島市白米千枚田の保全活動及びオーナー制度会員の最新動向について、保全団体愛耕会長小本隆信さんにヒアリング調査を行った。また、金沢大学に、
西川潮先生と共同研究の調査方法及び研究成果のまとめ方法について打ち合わせをした。
３月 29 日、春蘭の里民宿グループにてアンケートパイロット調査を行った。29
日にはフランス人宿泊客にテスト調査を行った。または、ツアーガイドにヒアリング調査を行った。
3 月 30 日、春蘭の里民宿グループの５軒の民宿に訪問して、調査の意図を説明して、調査協力を依頼した。
【得られた成果】
本研究が得られた成果は主に３つあった。
1)農村研究を通じて、タイ・ラオス・インドネシャ・日本の国際連携ができた。
2)日本・タイ・ラオスにおける homestay（農家民泊）に関する国際比較論文を作成しており、2023 年度に投稿する。
3)西ジャワの研究成果の修正ができて、2023 年度に原稿完成し、投稿する予定をしている。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

4

様式 3

見込まれる
成果物

レフリー論文Chen, B., Choenkwan, S., kiengkay, O.unmany., Usio, N. A cross-country
comparative perception of homestay tourism in Japan, Thailand, and Laos（原稿作成中）Veriasa, T.O., Chen, B., Artino, A., Lubis, I., Nishikawa, U.（2022）The
adaptation of climate change impacts on the paddy’s rice management: A casestudy of Farmers’ Knowledge and perception in the Mount Salak, West Java,
Indonesia. （原稿作成中）
国際学会発表Chen, B. (2023) Land use transformation from subsistence agricultural
production to plantation. International Seminar on The Formation of
Cooperative Network for bottom-up Approach in Rural Community Development of
Lao PDR. March 1.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

5

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

たん しゅうや

申請者氏名

丹

所属・職名

国立研究開発法人 海洋研究開発機構・Young Research Fellow(2022 年度: 東京工業大学地球生命研究所・研究員)

提出年月日

秀也

2023 年

4月

11 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
 一般共同研究一般枠
単年□ 博士後期課程学生育成共同 ☐国際枠
☐複数年(２年)
研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

モンゴル南部塩湖群の冬季結氷過程における重金属の水-堆積物分配

研究実施
期間

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

センター
教員

福士圭介

1

新規
☐継続

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

丹秀也

福士圭介

分担者

職名／
大学院生・学部
所 属
分担内容
生は利用時の年
次
海洋研究開発 Young Research
機構
Fellow
計算モデル拡張 ・実験室分析(旧: 東工大) (旧: 研究員)
金沢大教授

地球化学モデリング

バーサンスレ金沢大ン・ガンフレル

博士研究員

重金属分析

依田優大

QJ サイエンス

研究コンサルタ
地球化学モデリング
ント

関根康人

東工大

教授

データ解釈

※ 申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

モンゴル塩湖湖水サン
プル

ポリ容器内液体40分析した試料

モンゴル塩湖湖水サン
プル

ポリ容器内液体

36

分析試料

研究目的・
期待される
成果

モンゴル南西部の塩湖群は乾燥気候帯に位置し、さらに冬季の湖水凍結に伴って大気から隔離されることで閉鎖的な水環境となる。こうした閉鎖湖における元素濃縮・分配は陸域での環境変化の評価において重要であるが、現状では主要成分についてのみ調査が進んでいる。本研究では有害重金属や生体必須元素などの微量重金属元素が湖
内でどのような挙動を示すか分析し、その数値モデル化を行う。これはこうした閉鎖
湖における環境・生態評価に適用可能なモデルとなりうる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

モンゴル南西部塩湖群への冬季調査サンプルについて、重金属元素濃度を自然科学
本館に設置の ICP 質量分析計を用いて分析した。対象としては 2020 年冬季調査での湖の凍結部分を融解した水溶液のサンプルと、氷の下で凍結していなかった湖水のサンプルを分析した。夏季の先行調査では、有害重金属であるヒ素とウランの濃度は数10 μg/L であった (Gankhurel et al. 2022)。これに対して、本研究で示されたヒ素とウランの濃度は数 100 μg/L と非常に高く、湖の凍結に伴って他の主要成分と同様に確実に濃縮を受けていることが示された。また生体必須元素であるリンについても
数 100 μg/L と高濃度であった。湖水に加えて、湖の凍結部分におけるヒ素とウランの含有量の深度分布は深いほど濃度が高くなる傾向にあり、また主要成分であるナトリウムの先行分析済みデータと類似した比率で湖水から取り込まれていることが示された (Yoda et al. 2021)。これはナトリウムと同様に、湖水中に溶存するヒ素やウランの一部が凍結によりそのまま凍結部分に取り込まれたことを示唆する。一方で、リンについてはナトリウムより高い比率で湖水から取り込まれており、むしろカルシ
ウムに近い比率であった。先行調査では湖水中のカルシウムの一部は溶存成分としてだけでなく、析出した炭酸塩としても取り込まれることが示されており、本研究の結果はリンが析出したリン酸塩や、炭酸塩への取り込みなど何らかの溶存成分以外の状態で凍結部分に含まれた可能性を示唆する。
こうした湖水中の微量重金属元素濃度を、計算モデルにより再現可能か検討した。
計算には地球化学コード (Geochemist’s Workbench) を使用した。夏季の湖水中の濃度が既知である主要成分とヒ素、ウランについて、凍結の再現として水を取り除き、さらに湖中の鉄酸化物懸濁物への溶存成分の吸着を考慮した計算をすることで、冬季の湖水成分と比較した。その結果、ヒ素の濃度は凍結による濃縮を受けつつも鉄酸化物への吸着により阻害されている一方、ウランは凍結のみによる単純な濃縮で説明可
能であることが示された。またリンについても凍結の過程でヒ素と同様に鉄酸化物へ吸着している可能性が示された。夏季の湖水中のリン濃度データは現状では未分析ではあるが、冬季の濃度の再現には夏季の濃度が 100 μg/L 程度と高く、富栄養状態にある可能性が示唆された。本研究により新たに示唆された可能性は、今後の夏季調査
により実証可能と思われる。
またこれに加えて同地域への新規調査を 2022 年 12 月に実施し、同様に凍結部分や湖底の湖水を採取、その成分濃度を分析した。分析には同様に金沢大学の ICP 質量分
析等を使用した。その結果、ヒ素とウランについては 2020 年調査サンプルと類似の傾向が示されたものの、リンについては湖ごとの違いも示された。これは 2020 年との気温変動や生命活動の違いによるに由来する可能性が考えられ、継続した調査実施の必要性を示唆する。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

地球惑星科学連合 2023 (JpGU2023, 2023 年 5 月)にて口頭発表予定。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

みやけひろし

申請者氏名

三宅裕志

所属・職名

北里大学海洋生命科学部・教授

成果報告書

提出年月日

2023 年4 月 30 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

地球温暖化と海洋酸性化がミズクラゲの形成にあたえる影響

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

鈴木信雄

新規
☐継続

4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

三宅裕志

北里大学

教授

飼育実験

前田友花

北里大学

学部４年

出現解析、飼育実験

鈴木信雄

金沢大学

教授

発現解析

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

目的：日本海の舞鶴から能登周辺海域のミズクラゲ個体群は世界的にも希な個体群で、プラヌラが大型で直達発生してエフィラを形成する。この直達発生は低水温期にのみみられる現象であり、エフィラを形成する際には、硫酸カルシウムからなる平衡石を形成する。今後地球温暖化や海洋酸性化が進むと、ポリプからのストロビレーションおよび直達発生によるエフィラ形成に影響を及ぼし、さらには、エフィラから形成され、遊泳時に平衡感覚をとるための平衡石形成にも影響を及ぼすと考えられる。そこで、直達発生下エフィラの個体群動態をあきらかにすると共に、プラヌラの直達発生するメカニズムと平衡石形成が水温とｐH 変化によってどのように変わるかをあきらかにすることで、クラゲ類の大量発生への影響を考察する。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

２０２２年４月〜６月にかけて、能登臨海実験施設周辺で、プラヌラがエフィラに直達発生するプラヌラを保持しているミズクラゲの採集をおこなった。しかし、そのよ
うなプラヌラを保持しているミズクラゲが出現せず、直達発生するエフィラを用いた実験が出来なかった。そこで、今後、直達発生するプラヌラが出現したときに比較できるように、ミズクラゲの生活環に見られる通常のポリプの無性生殖からストロビラ
形成、エフィラの成長における酸性化への影響を調べた。
実験は、pH6.8、pH7.8、pH8.1（コントロール区）の 3 つの pH 値に調整した水槽を設けた。ポリプ１個体をシャーレ上に移植したものを各水槽に３つ用意して飼育し、ポリプの形態や成長、個体数の増加を観察した。一定期間後に、それぞれの水槽の水温を下げ、ストロビラ形成を促し、エフィラを得た。エフィラはそれぞれの pH の水槽内
で 1〜4 週間飼育した。さらに、pH6.8 区、pH7.8 区では、エフィラが十分に得られない可能性を考慮し、pH8.1 区で発生したエフィラを pH6.8 区、pH7.8 区に移し、飼育を行う実験も行った。エフィラは、体長と酸性環境下で溶解すると予想される平衡石について観察した。
ポリプの無性生殖は主にストロンによるものであったが、pH7.8 区、pH8.1 区では親ポリプの体表面からの出芽も確認できた。この 2 区における違いは無く、ポリプの無性生殖は pH7.8 においても影響を受けないと考えられた。pH6.8 区のポリプは触手を終始縮めており、ストレスを受けている様子が観察されたが、摂餌行動や形成された子ポリプに目立った異常はなかった。また pH7.8 区と pH8.1 区で得られた第 1 世代
（F1）のポリプでは、より後期に生産された個体ほど成長率が高かったことから、マザーポリプの環境馴致日数が、子ポリプの成長率に影響すると考えられた。また、マ
ザーポリプの成長や個体数増加に関しては、各試験区間で有意差 （p＜0.05） は見られず、ポリプの酸性環境への耐性が大きいことが示唆された。エフィラ実験では、pH6.8
区で奇形のエフィラしか得られず、極度な酸性環境においてはエフィラ形成過程であるストロビレーションが抑制されると考えられた。一方で、pH7.8 区と pH8.1 区では正常なエフィラが十分に得られ、体長の成長にも有意差 （p＜0。05）はなかった。しかし、平衡石のサイズと数は、pH7.8 区のエフィラで pH8.1 区を上回るケースが見られた。これは平衡石の主成分である硫酸カルシウム・1/2 水和物の結晶形成過程に起因する現象であると考えられ、さらなる研究が必要である。一方で pH8.1 区で発生したエフィラを pH6.8 区、pH7.8 区に移した実験では、低 pH であるほど、エフィラの体長、平衡石ともに成長が抑制される傾向を示した。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

・前田友花 ２０２２年度 北里大学海洋生命科学部 卒業論文研究「酸性環境下におけるミズクラゲのポリプコロニーおよびエフィラ形成」
・２０２３年度プランクトン・ベントス学会合同学会で発表の予定
見込まれる
成果物

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２３年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）にしもと そうご

申請者氏名

西本 壮吾

所属・職名

石川県立大学 生物資源環境学部・准教授

提出年月日

2023 年4 月 28 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分☐ 重点共同研究
 一般共同研究□ 若手研究者育成共同研究

研究分野☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

多環芳香族炭化水素類が哺乳類免疫系に及ぼす影響評価：植物由来ポリフェノール類
による PAH 作用の減弱効果の検討

研究実施
期間

センター
教員

2022 年

4月

1 日～

研究期間
単年
☐複数年(２年)

一般枠
☐国際枠

2023 年

3月

☐新規
☐継続

31 日

環日本海域環境研究センター 鈴木 信雄 教授

1

様式 3

氏

申請者

名

西本 壮吾

鈴木信雄

研
究
組
織

本田匡人
分担者

湊 律子

※

所

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

属

石川県立大学
生物資源環境学部 食品科学科
金沢大学環日本海域環境研究センター
金沢大学環日本海域環境研究センター
石川県立大学大学院 食品
科学専攻

分担内容

准教授

細胞評価

教授

PAH 類提供

助教

PAH 類提供

修士 1 年

細胞評価

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

乾燥体

16

申請書に記載した試料

Naphthalene
Acenaphthylene
Acenaphthene
Fluorene
Anthracene

分析試料

Phenanthrene
Fluoranthene
分析した試料

PyreneChryseneBenz[a]anthracene
Benzo[b]fluoranthene
Benzo[k]fluoranthene
Benzo[a]pyrene
Dibenz[a,h]anthracene
Indeno[1,2,3-cd]pyrene
Benzo[ghi]perylene

2

様式 3

環境中に存在する PAH 類は内分泌かく乱作用を示すと考えられる。生体防御機構では非常に重要な免疫系を撹乱させ正常な防御能が損なわれることは、生体にとって大きな不利益となる。

研究目的・
期待される
成果

これまで PAH 類がヒト免疫系に対してどのような影響を及ぼすのかほとんど明らかになっておらず、本共同研究を通じて PAH 類の免疫応答性を評価することは、PAH 類に対するリスク評価に繋がると考えられる。本研究では、金沢大学環日本海域環境研究センターの鈴木 信雄 教授、本田 匡人 助教の協力のもと、16 種類の PAH についてア
レルギー誘導能の有無について評価を実施した。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

申請者らは金沢大学環日本海域環境研究センターの鈴木 信雄 教授、本田 匡人 助教の協力のもと、16 種類の PAH についてアレルギー誘導能の有無について評価を実施した。
アレルギーのトリガーとなる IgE 抗体の産生を指標に in vitro のバイオアッセイを行い、PAH 類がアレルギーを助長するか評価を行った。
その結果、免疫細胞に対する毒性を示す PAH 類が存在し、生細胞数の低下が見られた。免疫細胞が分泌するヒト IgE 抗体量を生細胞数あたりで評価すると、IgE 抗体産利用・研究実 生量が増加する PAH 類が存在した。評価を行なった PAH16 種類全てが IgE 産生促進を
施内容・得ら 示すのではなく、特徴的な影響を示す PAH が存在した。環境中に存在する PAH 濃度域
で IgE 産生促進活性を示す PAH が存在しており、生活環境において慢性的な PAH 体内
れた成果
取り込みによる免疫反応誘導が生じることが、慢性的なアレルギー疾患に進展するリ
スクを高めると考えられる。
一方で、PAH 類はプラスチック樹脂に高い吸着性を示すことが想定される。本研究は PAH 類が哺乳類免疫細胞に対して応答性を示すかスクリーニングを目的としており、細胞の培養器素材による差異については検討の余地がある。
今後は細胞培養を行う培養器材について IgE 抗体の産生を指標に評価を進め、投稿論文として発表する予定である。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

本研究を通じて得られた成果を、2023 年 5 月に開催される環境化学物質 3 学会合同大会（徳島）にて学会発表を行う他、免疫細胞を用いた評価系に関する投稿論文の準備を進めている。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

たかみ ひでと

申請者氏名

高見 英人

所属・職名

成果報告書

提出年月日

２０２３年 ４月３０日

東京大学大気海洋研究所・特任研究員

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

海洋微生物環境における濾過摂食動物の影響に関する研究

２０２２年 ４月 １日～２０２３年 ３月３１日

関口俊男・金沢大学環日本海域環境研究センター 臨海実験施設

1

様式 3

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

高見英人

東京大学大気
特任研究員
海洋研究所

研究総括、16SrDNA 解析

関口 俊男

金沢大学

海洋細菌単離

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

准教授

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

海洋環境では陸上環境と異なり、プランクトンや懸濁物が豊富に存在しているため、多種多様な固着性の濾過摂食動物が存在している。これらの固着性濾過摂食動
物は、大量の海水を取り込み排出する過程で、プランクトンや懸濁物を取り込んでいる。これらの餌は鰓などで濾過され消化吸収された後、糞として海水と共に排出される。従って、汚染や栄養状態など海洋環境が固着性濾過摂食動物に影響を与えると共に、濾過摂食動物の排出する海水や糞が海洋環境へ影響を与えている。しかしながら、このような相互作用は、十分に解明されたと言えない。
本研究では、微生物環境に着目してその相互作用を評価する。日本海の九十九湾
における海水中の細菌叢と固着性濾過摂食動物の腸内細菌叢を比較し、これらの間の相関関係を明らかにする。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

海洋細菌に対する固着動物の影響を考える上で、腸内環境を考慮する必要がある。餌は、腸内環境の影響を受け糞として海洋に放出される。ヒト腸内には常在菌が存在するが、脊椎動物の祖先的な固着動物であるホヤは、腸管にキチンのバリアを持つため、常在菌の非存在説が一般的である。しかし海水中には多様なキチン分解細菌の存在が知られているため、ホヤ糞便と腸管表皮におけるキチン分解菌の有無を検討した。
本申請では、カタユウレイボヤ(Ciona intestinalis type A)をホヤのモデルとして用いた。カタユウレイボヤを九十九湾の桟橋に２週間吊るした後、ホヤの腸と腸内容物を採集した。そして、海水、ホヤの腸内容物、ホヤ腸のキチン分解酵素の処理液を標準海水プレートに塗布し、出現したコロニーを単離した。その結果、37 菌株が単離された。これらの菌株より DNA を抽出し、16S rDNA の 27f/1492r primer セットを用い、PCR 反応を行った。得られた産物の塩基配列を解読したところ、大きく𝛾𝛾-proteobacteria と firmicutesに分類された。得られた 16S rDNA 配列を用い、ゲノム配列が解読されている菌を検索した結果、18 種が該当した。それらのうち 9 種はキチン分解酵(Chitinase)遺伝子やキチンをキトサンに変化させることで分解を促進する酵素(Chitin disaccharide deacetylase)などキチン分解に関連する酵素群の一部
もしくは全部を有していた。
また単離菌株 37 種のうち 18 種についてキチン分解活性を検討した。それぞれの分離株を、コロイダルキチンプレートで培養した結果、14 種にキチン分解酵素活が認められた。今後は残りの 19 種についても検討する予定である。
上記の結果から、これらの細菌は、キチン質の膜で覆われているホヤの腸表皮を緩やかに分解し、キチン分解物を利用している可能性が示唆された。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

1. 関口俊男，高見英人：能登九十九湾における濾過摂食動物の腸内環境か
らのキチン分解菌の分離．富山湾研究会,能登，2023.3.8
本年度に原著論文を投稿する予定である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

なえむら あきひこ

申請者氏名

苗村 晶彦

所属・職名

戸板女子短期大学総合教養センター・准教授

提出年月日2023 年3 月 13 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

☐ 重点共同研究
研究期間☐一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究
 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
☐継続

手取層群およびジュラ紀に関わる源流および河口の環境に関する研究

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

猪股 弥生

4 月 1 日～2023 年1

3 月 31 日

様式 3

氏

申請者

研
究
組
織

名

苗村晶彦

猪股弥生

分担者

※

奥田知明

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

戸板女子短期大学総合教養 准教授
センター
金沢大学環日本海域研究セ 准教授
ンター
慶應義塾大学
教授
理工学部

分担内容

フィールド調査、化学分析

気象解析
化学分析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料形態（形状）

試料数

塩化物イオン
硝酸イオン

溶存

15×1

塩化物イオン
硝酸イオン

溶存

15×1

分析試料

分析した試料2

様式 3

研究目的・
期待される成果

日本の地質学および古生物学の研究が発展するきっかけとなった手取層群がある。手取層は主に福井県と石川県に分布するが，日本列島がまだ大陸の一部だった頃の中生代のジュラ紀（201.3～145.0Ma）から白亜紀（145.0～66.0Ma）にかけて存在し，大きな湖に堆積した礫岩層である。この手取層群の地層が形成され陸上では恐竜が反映していた時代には，日本やその周辺地域には 2 つの森林が広がっており，その内の内帯に属するのは「北の森」（手取型植物群）とされる。もう1 つは「南の森」（領石型植物群）で外帯であり，南の森は中国南部に分布し，その先はヨーロッパまで続いていた。
大気環境や水環境のそれぞれの分野で研究が深められるが，それを結びつける研究が極めて稀であり，「山・川・海」を通じて広域に渡る環境把握の研究が重要である。なぜなら，水の収支や流動の過程では，特定の水域は個別に閉鎖されたものではなく，連続した水の存在空間を通じて，水は移動，循環を永続に繰り返しているからである。山に降雨がもたらされ，それが河川の水源とされ，流域の支流を集め下流へと量を増して，海へと流出される。そこで，手取層群を中心に，石川県，福井県および富山県の河川の流域圏別に調査地を設定し，源流や河口におけるデータを積み重ねることによって地質の影響から流域圏の環境にいたるまで流域圏の環境把握を行う。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

渓流水質は主に大気沈着や地質の影響によって決定づけられるが、大気沈着の影響が小さい時には地質の影響が大きくなると考えられる。北陸地方には中生代の地質が随所に点在し、手取層群やジュラ紀付加体による地質の影響によって渓流水質は興味深い。ところで渓流水中の NO3-濃度は平水時において時間代表性があるとされ（楊,2000；伊藤ほか, 2004）、渓流水中の Cl-濃度についてはその変動が小さく特に時間代表性があることが報告されている（苗村ほか, 2017；苗村, 2018）。本研究では、手取層群
およびジュラ紀付加体における河川水を採取し考察した。
調査地は、石川県手取川水系の源流域および福井県耳川流域とした。前者は、手取層群の赤岩亜層群であり、後者の上流域はジュラ紀付加体である。手取層群においてはその地域の地質の異なる六万山山麓の第四紀の火成岩にて湧水を採取し、上流がジュラ紀付加体の耳川については流域圏として調査を行った。採取した試料については、
ADVANTEC 社のメンブランフィルターで濾過した後、溶存成分については Dionex 社のイオンクロマトグラフィー（ICS-2100/1100）を用いて測定した。
手取層群（赤岩亜層群）における渓流水中の NO3-濃度の平均値は 19.1 µmol/L(n=9)となり変動係数は 26.7 %だった。また、渓流水中の Cl-濃度の平均値は 50.4 µmol/L(n=9)となり、標高が低い調査地ほど高くなる傾向であった。六万山山麓の湧水中の NO3-濃度は検出されなかったので、手取川水系の源流域で、大気沈着および森林生態系における物質循環の影響を受けないと判断すると、手取層群として約 20 µmol/L 前後のNO3-濃度が随時流出していると考えられた。大気沈着の影響が非常に小さい和歌山県
古座川水系源流域では、NO3-濃度の平均値が 4.27 µmol/L(n=18)であり、それと比較す
ると手取層群における渓流水中の NO3-濃度は 4.5 倍に及んだ。また、福井県に点在する中・後期ジュラ紀付加体において源流で調査したところ NO3-濃度が 34.6 µmol/L であり、上流や河口付近ではほぼ NO3-濃度が保持される傾向で、河口付近では若干低下した。Cl-濃度は源流で 133 µmol/L であり、下流に向けては微増の傾向であった。
「山・川・海」を流域圏と捉え、日本海側の清流を流域圏毎にデータを積み重ねていく事が重要である。
参考文献
伊藤優子・三浦覚・加藤正樹・吉永秀一郎 (2004) 関東・中部地方の森林流域における渓流水中の NO3-濃度の分布. 日本林学会誌, 86, 275-278.
苗村晶彦 (2018) 神奈川県三浦半島北部における渓流水質の特徴. 自然環境科学研究,29, 5-9．
苗村晶彦・初山守・奥田知明 (2021) 降水中の NO3-濃度が低い四万十帯における渓流
水質, 環境科学会誌, 34, 40-45.
苗村晶彦・渡邉善之・小柳信宏・楊宗興・渡辺幸一 (2017) 福島県中通りにおける阿武隈川水系源流域の渓流水質. 土木学会論文集 G(環境), 73, 172-176.
楊宗興 (2000) 陸水学の視野を広げる: 陸域研究との相互作用. 陸水学雑誌, 61, 166167．

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

4

様式 3

見込まれる
成果物

原著論文以外による発表
苗村晶彦・齋藤圭・猪股弥生・奥田知明・山本博文 (2022) ジュラ紀付加体における流域圏の自然環境,福井大学地域環境研究教育センター研究紀要「日本海地域の自然と環境」, 29, 59-65.
苗村晶彦・猪股弥生・奥田知明・長嶋俊介 (2023) 佐渡島および能登半島における渓流水・湧水の水質,地域環境科学研究, 2, 印刷中.
口頭発表
苗村晶彦・猪股弥生・奥田知明 (2022) 手取層群（赤岩亜層群）における渓流水質の特徴, 陸水物理学会第 43 回研究発表会講演要旨, 23.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

5

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）のぐち りな

申請者氏名

野口 里奈

所属・職名

新潟大学 自然科学系・助教

成果報告書

2023 年 5 月 12 日

提出年月日

連絡先住所

TEL

FAX

N/A

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

南極昭和基地周辺地域における火星模擬候補地の水質調査

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31日

環日本海域環境研究センター 教授 福士 圭介

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

属

分担内容

野口里奈

新潟大学

助教

代表者、分析作業者

福士圭介

金沢大学

教授

センター研究分担者

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

水

液体

13

分析した試料

水

液体

13

分析試料

研究目的・
期待される
成果

現在 JAXA を中心として検討中の火星地下環境探査では、着陸候補地の選定で重要となる科学評価を行うための日本独自の火星模擬地を探している。金沢大学環日
本海域環境研究センターが研究対象地とする大陸内部高緯度地域（モンゴル・ロシ
ア）や極域（南極・北極）は火星模擬地として有望な地域であるといえる。本研究では、寒冷・乾燥環境にある南極昭和基地周辺の露岩域（通年で雪氷に覆われない場所）で、同様の環境にある火星表層で期待される岩石-水反応が起こっているか
どうか評価を行うために、第 63 次南極地域観測隊において採取した水試料の化学分析を実施する。分析結果は、南極における今後の火星模擬調査の基礎データとなる。また、南極の表層水の化学成分情報は南極への大気を介した越境汚染を評価す
る基礎データともなる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

第 63 次南極地域観測隊の行動中である 2022 年 1 月 13 日から 1 月 30 日にかけて東南
極リュツォ・ホルム湾沿岸に分布する 5 箇所の露岩域（一年を通して雪氷にほとんど覆われない、基盤岩が露出した無植生の地域。寒冷・乾燥環境は火星と共通）において採取した 13 の水試料について、2022 年 4 月 15 日に国立極地研究所から冷蔵状態のまま金沢大学に移送・保管し、5 月 12、13 日および 7 月 14、15 日の計 4 日間に、水質分析を実施した。希釈・硝酸添加等調整の後、金沢大学所有の誘導結合プラズマ発光
分光分析装置（710-ES, Varian）、イオンクロマトグラフィー（IC-2010, 東ソー）、および ICP 質量分析計（iCAP RQ, thermo scientific）を用いて化学分析を行い、水質（陽イオン、陰イオン、微量元素含有量）を測定した。得られた水質データ計 39 パラ
メータ（採取時に現地で測定したパラメータも含む）について、多変量解析手法の一つであるクラスター分析を実施した結果、東南極リュツォ・ホルム湾沿岸露岩域は狭い領域ながらもこれまで知られていた以上に多様な水質・水環境を持つことが明らかとなった。リュツォ・ホルム湾沿岸露岩域の池は起源によって水質が異なることが知られており、一般的に標高の低い領域に分布する池は海水の流入を経験したために塩分濃度が高く、標高の高い領域に分布する池では雪氷の融水や天水の流入があるために淡水であるとされていた。ユークリッド距離を用いたウォード法によるクラスター
分析によって、淡水池の中でも南極大陸氷床末端部に存在する池では、標高の高い領域に分布する他の池と比べてガリウム、セシウム、タリウム、鉛、トリウムの含有量が多いことが明らかとなった。また、これらとは異なる水質（高臭化物イオン、低ガリウム）を持つ例外的な池も存在することが判明した。さらに、標高の低い領域に分布する池から採取した試料については、高塩分濃度であることの再確認のほか、日本の飲料水基準以上となる高いヒ素、セレン含有量を持つことが明らかとなった。今後
は、測定機器の検出限界未満・以上であったパラメータの解析上の取り扱いをデータ解析の専門家を交えて検討し、改良したクラスター分析による東南極リュツォ・ホル
ム湾沿岸露岩域の淡水池の特徴づけ、火星表層で期待される岩石-水反応が起こっているかの検証、および火星模擬地としての有用性評価を継続して実施していく。さらに、
大気を介した南極地域への越境汚染の可能性についても測定データを元に評価を行う。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

原著論文発表Icarus（2024 年投稿見込み）
口頭発表
日本惑星科学会秋季講演会（2023 年 9 月頃）※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

おくだ ともあき

申請者氏名

奥田

所属・職名

慶應義塾大学理工学部・教授

成果報告書

提出年月日

知明

2023 年 4 月 14 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

小型可搬型サイクロンサンプラーを用いた越境粒子状物質の有害性評価

2022 年4 月 1 日～2024 年3 月 31 日

松木 篤 准教授

1

様式 3

氏

申請者

名

奥田知明
松木 篤

研
究
組
織
分担者

中野 康平
唐内 宏彰

※

所

属

慶應義塾大学
理工学部
金沢大学環日本海域研究センター
慶應義塾大学
大学院理工学研究科
慶應義塾大学
理工学部

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

教授

粒子採取と分析准教授

観測拠点整備修士 1 年

粒子採取と分析

学部 4 年

粒子採取と分析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数3
申請書に記載した試料

水溶性イオン成分、元素成分、炭素成分、細胞 粒子状物質
応答性

分析試料

3
分析した試料

水溶性イオン成分、元素成分、炭素成分、細胞 粒子状物質
応答性

2

様式 3

研究目的・
期待される
成果

PM2.5 に代表される微小な粒子状物質の有害性は、粒子が有する様々な特性に依存するため、その特性の相違に着目した健康影響評価研究の推進は喫緊の課題である。この課題の解決のためには、同一サンプルを用いて粒子特性とその有害性を調べる必要がある。粒子試料採取のために従来用いられてきたフィルター捕集
は、化学成分分析には適しているものの、細胞や動物曝露による毒性学的実験のためには、フィルターから必要量の粒子が取り出せない等の多くの問題があった。
そこで本研究では、独自に開発した、フィルターを用いずに粒子状物質の採取を可能とする小型可搬型サイクロン装置を、横浜と能登に設置し、それぞれ採取された粒子の有害性を化学分析および細胞曝露実験により明らかにする。横浜は都市域である一方、能登大気観測スーパーサイトは主要な汚染源から離れた清浄地域であり、かつ大陸からの越境輸送を受けやすい地域であるため、両者を比較することで、何が粒子の有害性を考える上で重要であるかの知見を得ることができる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

各 PM2.5 捕集装置による粒子捕集の結果を考察するにあたり、環境省の大気汚染物
質広域監視システム「そらまめくん」にて公表されている PM2.5 の質量濃度を調査した。採用した PM2.5 質量濃度のデータは各捕集地点から最も近い測定局のものを選んだ。各地点で選んだ測定局としては、横浜が「港北区総合庁舎」、能登が「珠洲」である。能登の結果に関して、5 月から 9 月の捕集においては横浜よりも濃度が低い結果となった。これは、遠隔地により工業や商業などの人為的な排出源の影響を受けにくかったためと考えられる。また、一方で 9 月から 12 月の期間においては、他 2 地点と同等の濃度であった。これに関しては、越境輸送の影響に加えて、稲作の収穫に伴うバイオマス燃焼などが影響を与えた可能性がある。
次に、本研究により設置した小型可搬型サイクロン装置により得られた粒子量を、
上記の PM2.5 質量濃度と比較したところ、横浜においては 34～55%、能登においては28～53% であった。イオン成分については、全体的な特徴は横浜と能登で類似しており、相対的に最も含有量が多かったのはいずれの地点でも硫酸イオンであり、次いでアンモニウムイオンであった。アンモニウムイオンは横浜でやや高く、ナトリウムイ
オンは能登でやや高かったが、その理由として、横浜は都市域であり人間活動に由来するアンモニアの影響が大きかったのに対し、海に近い能登では海塩の影響が表れたものと考えられる。炭素成分については、横浜と能登でやや違いが見られた。横浜では元素状炭素（EC）に対して有機炭素（OC）がやや多かったのに対して、能登では比較的 OC が少なかった。特に、周囲に大規模な EC の発生源が存在しないと考えられる
能登において、比較的高温の燃焼活動によって発生されると考えられる EC2 の成分について、都市域の横浜よりも清浄域の能登において含有量が大きかったことは興味深い。これは、能登においては大陸からの粒子状物質の越境輸送が相対的に強く表れていることを示唆している。金属成分については、共に人為起源と考えられる亜鉛と鉛では、対照的な結果となった。具体的には、亜鉛は横浜で高かった一方で、鉛は能登の方が顕著に高かった。亜鉛は工業的に広く用いられているのに対し、鉛は石炭燃焼により多く発生することから、能登において大気粒子中の鉛濃度が高かったことは、越境輸送による影響であることが考えらえた。なお、人為起源のうちで石油燃焼起源と考えられるバナジウムは、能登よりも横浜に高く、鉛よりは亜鉛に近い結果となった。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

横浜と能登で採取された粒子状物質の化学分析および細胞曝露実験結果につき、学会
発表（第 64 回大気環境学会年会、於：産業技術総合研究所（つくば）を予定）および
原著論文発表（Atmospheric Environment 誌に投稿予定）に向けて準備を進めている。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

きりあけ あや

申請者氏名

桐明 絢

所属・職名

秋田大学 理工学研究科 助教

成果報告書

提出年月日

2023 年 4 月 30 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

魚類体表粘液を用いた環境に優しい新規抗菌剤の探索

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

木谷 洋一郎

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

分担者

※

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

桐明 絢

秋田大学

助教

実験全般

木谷洋一郎

金沢大学

助教

活性試験

Janthamat
Duangmorakot

金沢大学

修士 1 年

活性試験

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

魚体表粘液

ゲル状

20

分析した試料

魚体表粘液

ゲル状

15

分析試料

研究目的・
期待される
成果

＜本研究の目的＞
抗菌物質は、ヒトの日常生活において多く活用されているが、現在、薬剤耐性菌の出現が国際的な課題となっている。薬剤耐性菌の低減化には、抗生物質などの化学物質ではない環境に優しい新規天然由来の抗菌剤が必要である。そこで本研究では、魚類の体表粘液にスポットを当てた。鱗を持たない魚類において、その体表粘液には抗菌物質が存在することが分かっている。この魚類体表に存在する抗菌物質を抗菌剤として活用することができれば、天然由来の環境に優しい抗菌剤を開発できると考えた。また、申請者の所属する秋田大学は、日本海に面した秋田市に存在し、県魚であるハタハタを始めとして豊富な水産資源に恵まれている。こうした豊富な水産資源の利活用を目指し、本研究では、「魚類体表粘液由来の環境に優しい新しい抗菌剤の探索」を目的とした。
＜期待される成果＞
本研究によって、新規抗菌物質が見いだされれば、将来的に少量で効果的かつ環境に残留しない抗生物質および除菌剤の開発に発展することが期待される。さらに、養殖魚の育成過程における抗菌薬としての使用や、抗菌物質の働きを促進した魚病
菌に強い魚の開発にも発展可能である。さらに、頭部、皮、骨などを抗菌物質の材料として用いれば、廃棄されがちな部位の活用にも繋がり、SDGs の観点からも社会的な波及効果は高いと考えられる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

本申請課題では，はじめに日本海産クロダイ Acanthopagrus schlegelii，キダイ
Dentex abei，マイワシ Sardinops melanostictus，メジナ Girella punctata および
ハタハタ Arctoscopus japonicus の体表粘液について抗菌活性試験を行った。上記の

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

魚種を研究機関近隣の市場等で入手後，いったん凍結し半解凍後にスライドグラスを用いて体表粘液を採取した。得られた体表粘液は 1.5 mL 微量遠心管中に回収し，その後 18,000×g，4 °C，20 分間遠心分離し上清を回収しこれを体表粘液試料とした。体表
粘液試料は超純水で 4 倍希釈後に 0.2 μm 孔径のシリンジフィルターを使用してろ過
滅 菌 し 抗 菌 活 性 試 験 に 供 し た 。 本 課 題 で は 魚 病 細 菌 と し て 知 ら れ る Vibrio
anguillarum に対する抗菌活性を微量液体希釈法で評価した。微量液体希釈法は試料
溶液を液体培地で段階希釈し，ここに一定数の細菌菌体を含む細菌懸濁液添加後に培養することで，抗菌活性を示す場合は培地が透明に，示さない場合は培地の混濁もし
くは細菌菌体の沈殿が目視で観察することが可能であり，また抗菌活性の強弱は試料の希釈段階で表現することができる。本研究では 96 穴丸底マイクロタイタープレー
ト中で試料溶液の培地希釈系列を調製し，これに等量の 1×105 個の供試菌を加えた後
25 °C で一晩培養した。その結果，マイワシ，クロダイ，キダイの体表粘液において希釈倍率 8 から 16 倍程度に細菌の凝集が見られたが，顕著な抗菌活性を観察することはできなかった。
上記に加えて，ハタハタ皮膚のペントラキシンについても検討した。当研究室の研究でハタハタの卵巣中の生理活性物質を探索したところ，当該組織からペントラキシ
ンの存在が確認された。ペントラキシン類は哺乳類において急性期タンパク質として知られ，炎症反応を惹起したり，侵入した微生物の発育を阻害したり多様な生理活性を示すことが知られている。魚類においてこれはアユやガンギエイなどの皮膚から見
つかっており、魚病菌に対して抗菌作用があることが報告されている。そのため、本申請課題においてハタハタ皮膚におけるペントラキシンの精製を試みた。ハタハタ卵
巣ペントラキシンを参考に SuperQ 陰イオン交換担体およびハイドロキシアパタイト
担体を用いたクロマトグラフィーによる分離を試みたが挙動が異なったため，現在も引き続きハタハタ皮膚ペントラキシンの分離に適したクロマトグラフィー担体の選定中である。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

本研究の成果は R5 年度採択課題「魚類体表粘液を用いた環境に優しい新規抗菌剤の開発」（23059）と合わせて国際誌に公表予定である。また秋田大学 2024 年度修士論文としてとりまとめる予定である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

ナガトゴウ

申請者氏名

長門豪

所属・職名

島根大学生物資源科学部 助教

成果報告書

提出年月日

2023 年 5 月 15 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

研究課題

多環芳香族炭化水素のヒドロキシル化に対する微生物活性と有機物の影響

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

本田匡人

4 月 1 日～2023 年 4 月

1

1 日

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

長門豪

島根大学

助教

分析、サンプリング

本田匡人

金沢大学

助教

分析

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

淡水

40

分析した試料

淡水

40

分析試料

研究目的・
期待される
成果

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are some of the most ubiquitouscontaminants in the environment. However, it is likely that most of the PAHs in theenvironment have been transformed due to reactions with radicals or throughmicrobial metabolism. This is particularly so in aquatic environments, where
microbial activity is high. As PAHs become further oxidized, they become morebiologically reactive. However, the extent to which these oxidized congeners exist in
the environment is not clear.
In this context, the purpose of this research was to investigate the extent to whichthese oxidized congeners exist in the Japanese environment. In particular, the focus
was on the hydroxylated PAHs (OHPAHs) using previously developed extraction
and chromatography methods. Furthermore, the research also examined therelationship between microbial activity in freshwater systems and the extent of
OHPAH formation relative to the parent PAHs. For this purpose, ATPconcentrations in the water were analyzed as a proxy for the microbial activity inenvironmental waters. It was believed that greater ATP concentrations would beconsistent with greater formation of OHPAHs. By comparing PAH, OHPAH andATP concentrations in the environment, there could be greater insight gained into
the fate of PAHs.

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

The joint usage with Kanazawa University was for the analysis of PAHs and theoxidized congeners, with the former requiring GC-MS and the latter LC-MS for thecharacterization and quantification of these compounds. This was done incollaboration with Dr. Masato Honda at Kanazawa University. Experimental work
was performed by Dr. Edward Nagato (sample collection, extraction and ATP
analyses).
Samples were taken primarily in Hiroshima, in the Tenman river. ATP wasmeasured on site, in addition to other parameters (pH, temperature, dissolved
oxygen). Samples were taken in both the winter and the summer, as microbialactivity depends on season. Extractions were performed using mid polar solid phaseextraction procedures and analyzed with a mixture of GC and LCMS.
As expected, ATP concentrations vary by season, with high concentrations reported
in the warmer summer (between 330-1532 pg/mL of ATP) and low activity in thewinter (98-160 pg/mL of ATP). The highest microbial activity was found in theseaside bay, where organic matter was most liable to accumulate.
With respect to OHPAHs, these exist at fairly low concentrations at all sites (in low
ng/L concentrations), relative to PAHs, although this is likely related to the limited
number of OHPAHs analyzed and the many isomers that likely exist. However,there were more OHPAHs on average in the autumn than in the winter. In
particular, with the hydroxy-phenanthrenes, the highest concentrations were at
the Seaside site, where there was an average of 0.072 ng/L in the summer and 0.06
ng/L in the winter. Samples upstream contained comparatively less OHPAHs. This
has implications for understanding the extent to which environmental organisms
are exposed to toxic PAH congeners. It suggests that PAH oxidation is related tothe extent to which microbial transformation occurs.
Currently, analytical work is being performed on the PAH concentrations in thewater as well and it is expected that the ratios between the parent PAHs and thehydroxylated congeners will provide greater insight into the extent of PAH
metabolism in the aquatic environment.

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

Results are currently still being analyzed, although the results are expected to be
written up for publication, especially given the paucity of data on environmental
OHPAH concentrations.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

いたはし しゅういち

申請者氏名

板橋 秀一

所属・職名

一般財団法人電力中央研究所 サステナブルシステム研究本部・主任研究員

提出年月日

2023 年 4 月 21 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
þ 一般共同研究
þ 一般枠
þ 単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究þ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

能登半島から診る環日本海域の越境大気汚染

研究実施
期間

2022 年 4 月 1 日 ～ 2023 年 3 月 31 日

センター
教員

松木 篤

1

þ 新規
☐継続

様式 3

氏 名

申請者
研
究
組
織

板橋 秀一

服部 祥平
分担者

松木 篤

所 属

電力中央研究所サステナブルシステム研究本部
南京大学国際
同位体効果研究センター
金沢大学環日本海域環境研
究センター

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

主任研究
モデル解析
員

准教授

観測解析

准教授

観測解析

※ 申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

大陸の風下に位置するわが国の大気環境（光化学オキシダントや PM2.5）は東アジ
アスケールの越境汚染の影響を大きく受ける．近年，中国の排出量は劇的に変化しており，それによる越境汚染の変化を迅速に把握することは，国内の大気環境を保全する上で不可欠な情報となる．金沢大学所有の能登大気観測スーパーサイトは，国内発生源の影響が小さい能登半島に位置しており，大陸からの越境汚染を診断・評価するのに最適である．本研究では，申請者が推進してきたモデルシミュレーシ
ョンと，能登における観測データとを統合的に解析することで，環日本海域における越境大気汚染を解明することを目的とする．

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

本研究では，能登における硫酸塩（SO42-）およびその三酸素同位体組成（Δ17O）の観測データと数値モデルシミュレーションを統合して解析することで，PM2.5 の主要成分である SO42-について，環日本海域における越境輸送の酸化反応過程を評価した．
数値モデルは，大気汚染物質の排出・輸送・反応・沈着の一連の過程を物理・化学法
則に基づいて計算する．対象とする SO42-は，発電所や製造業，また，火山などから発生する二酸化硫黄（SO2）が大気中で気相・液相反応を経て酸化されることで生成する大気汚染物質である．前駆体である SO2 濃度や，大気中で酸化された結果としての SO42濃度の観測データに基づいて，数値モデルの再現性の検証がこれまでは行われてきた．
三酸素同位体組成（Δ17O = δ17O − 0.52×δ18O）は，SO2 から SO42-へ酸化される過程の寄与率を反映して変動するものであり，この酸化過程を検証できる非常に有益な観測である．Δ17O の分析はこれまで南極大気やグリーンランドアイスコアに応用されてきたが，国内の観測例はなかった．本研究は，2015 年に通年で能登において実施されたΔ17O の観測結果を利用することで，越境輸送される SO42-の酸化過程を検証した．
濃度については，春季から夏季にかけて高くなり，秋以降に低濃度となる観測された傾向がモデルでもよく捉えられていた．しかし，観測されたΔ17O は 1‰前後であったのに対して，モデル計算から算出したΔ17O は，4 月から 9 月まで 0‰に近い低い値であった．これはモデル計算では気相酸化が過大となっているなど，モデルでの酸化過程が十分に観測事実を再現できていないことを示唆した．アジア域では，大陸由来のダスト成分によって Fe・Mn の供給や雲水中の pH 上昇などが液相反応の促進をもたらしている可能性がある．このことをふまえて，ダスト計算を含めたモデル計算を実施したところ，モデルによるΔ17O は大きく上昇して，春から秋にかけて観測との一致性が高まった．その一方で，冬においてはΔ17O を過大評価する結果に転じた．このことから，モデル内部のパラメータの中でも不確実性の範囲が大きい Fe・Mn の溶解度に着目をした．文献値や全球エアロゾルモデルの結果に基づいて，溶解度を増加させたモデル計算をさらに実施したところ，Δ17O の冬季の過大評価傾向も改善できることがわかった．以上の通り，能登における SO42-濃度とΔ17O の観測との比較・検証を通じて，酸化過程までを含めた数値モデルの精緻化に至った．この成果については，下記に示す論文として公表した．

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

原著論文：Itahashi, S., Hattori, S., Ito, A., Sadanaga, Y., Yoshida, N.,
and Matsuki, A.: Role of dust and iron solubility in sulfate formation
during the long-range transport in East Asia evidenced by 17O-excess
signatures. Environmental Science & Technology, 56, 13634-13643 (2022)※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

ながしま ゆうじ

申請者氏名

長島 裕二

所属・職名

新潟食料農業大学・教授

成果報告書

提出年月日

2023 年4 月 28 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

魚類鰓表皮初代培養細胞に及ぼす多環芳香族炭化水素類の影響

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年

3 月 31 日

木谷洋一郎

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

長島裕二

新潟食料農業
教授
大学

研究統括

木谷洋一郎

金沢大学

遺伝子発現解析

助教

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

魚類初代培養細胞由来
総 RNA

液体

100

分析した試料魚類組織由来総 RNA

液体

4

分析試料

研究目的・
期待される
成果

【研究の目的】
本申請課題では，魚類とくに体表組織に及ぼす多環芳香族炭化水素（PAH）類の影響を明らかにするため，魚類体表における鰓上皮初代培養細胞などを PAH に曝露させ，細胞の形態変化，細胞の致死率，網羅的な遺伝子発現の変化など多元的に評価することを最終的な目的としている。本課題では，非モデル生物を利用した実験系を計画していたため，当該年度においては次世代 DNA シークエンサーを用いて体表組織や薬物
代謝，薬物取り込みに関与しうる組織に存在する遺伝子群の情報プラットホーム構築に注力することとした。
【期待される成果】
本研究では，対象魚種として，日本海沿岸域に生息し，市場価値の高い養殖対象魚種で，金沢大学臨海実験施設で飼育され任意に使用できるキジハタを使用した。本課
題によりキジハタ遺伝子情報プラットホームが構築されれば，次年度以降の PAH 曝露
実験においてさまざまな遺伝子について発現量解析が容易になり，キジハタ体表や消化管における PAH の取り込み，代謝，免疫反応などにかかわる遺伝子の発現に与える影響を評価することができる。これらの変化を観察できれば，魚類における PAH 曝露による生理学的反応を理解するヒントとなり，安心・安全なタンパク質資源としての魚類養殖技術開発につながることが期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

本申請課題では，市場価値の高い海産硬骨魚キジハタを供試魚として，環境汚染物
質 PAH 類が当該魚種に与える影響を調べることを目的とした。しかし，キジハタは非モデル生物であることから全ゲノム配列は不明であり，そのため利用できる遺伝子情報等が極めて少ない。そこで今年度においては，これを解決するために皮膚，肝臓，
消化管および頭腎の各組織で発現している多様な遺伝子について，次世代型塩基配列解析装置によりこれを分析し，出力されたデータを情報工学的手法で再構成することで網羅的なキジハタ遺伝子配列のデータベースを構築した。
金沢大学環日本海域環境研究センター臨海実験施設で飼育されているキジハタ種苗
1 尾を 0.02%トリカインを含む海水で麻酔後に解剖し，皮膚，肝臓，消化管および頭腎を採取した。組織片は RNA 抽出試薬 ISOGEN（和光純薬）中で速やかにジルコニアビーズ（3 mm 径）とともに 2 分間高速振盪（3,000 rpm）することで溶解した。これを付属のプロトコールに従い総 RNA 画分に精製した。精製した総 RNA 画分をアガロースゲ
ル電気泳動による純度検定と蛍光ラベル法による定量後に順次 mRNA 精製，逆転写反応による cDNA 調製を行い，次世代型塩基配列解析装置として NovaSeq 6000（Illumina社）を用いてトランスクリプトーム解析を行った。皮膚，肝臓，消化管，頭腎からそれぞれ約 2,600 万～4,300 万の遺伝子配列断片（リード）の配列が出力され，合計約
1 億 3,600 万リード（約 200 億塩基）が解析された。各組織から得られたリードを計算機上で合一後，Trinity プログラムを使用して配列の重複部分を指標に遺伝子全長の配列に再構成（アッセンブル）を行った。前述のリードから全長約 200～23,000 塩基の長さをもつ約 20 万配列がアッセンブルされた。アッセンブルされた遺伝子配列の相同性検索と意味づけ（アノテーション）を行うために EnTAP パイプライン（計算手法が組み合わされたパッケージ）でこれを解析し，33,402 遺伝子が全長をコードする配列であることを明らかとした。これらの配列すべてにアノテーション情報を付加し，本研究で目的とする PAH 暴露による遺伝子発現変化を明らかにするため、自然免
疫関連遺伝子群や薬物代謝に関与する遺伝子配列の抽出処理を実行中である。
以上の通り，当該年度で構築したキジハタ遺伝子情報プラットホームを利用することで，今後は高速かつ安価にキジハタにおける網羅的な遺伝子発現量の変化を捉えることができるようになった。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

2023 年度採択課題「魚類体表組織に及ぼす多環芳香族炭化水素類の影響」（23058）の成果を加えて 2024 年度中に国際誌に投稿する予定である。また，国内・国際学会でも成果の一部を公表する予定である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

まつもと しんご

申請者氏名

松本

所属・職名

島根大学生物資源科学部・教授

提出年月日

真悟

２０２３年 ４月 ２９日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

大気エアーサンプラーによる環日本海域の大気中有機・重金属汚染物質の実測

研究実施
期間

センター
教員

新規
☐継続

２０２２年 ４月 １日～

２０２３年 ３月 ３１日

唐寧

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

松本真悟

島根大学

教授

重金属測定

吉田真明

島根大学

准教授

隠岐地域測定

長尾誠也

金沢大学

教授

シミュレーション

松中哲也

金沢大学

助教

PAH の測定

唐

金沢大学

教授

PAH の測定分担者※

寧

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

大気フィルター試料

フィルター吸着物

20~30

大気フィルター試料

フィルター吸着物60

試料数

申請書に記載した試料
分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

目的：日本海および周辺域の大気・海洋における PM2.5 に付着した有害化学物質の汚染実態を明らかにしつつある。本研究ではこれまでの調査に加えて、本センタ
ーがもつ化学分析技術（生物・非生物試料中の重金属濃度測定）を用いて、大気中の重金属元素の直接観測をおこなうこととする。
特色及び期待される効果：島根大学生物資源科学部附属生物資源教育研究センター(以下、本センター)は、同じく日本海側に面する新潟大学佐渡自然共生科学セン
ター、および金沢大学環日本海域環境研究センターとは相互に連携し、日本海域の越境汚染物質の動態解明に関する共同研究を展開してきた。令和３年度には上記の３センターで連携協定を結び、越境汚染研究を強化・推進することとした。
島根大学における予備的な分析では、隠岐で産する米で他の地域より高濃度のカ
ドミウム・バナジウムが検出されており、摂食基準の限界に近い値に達している。
また、三瓶・雲南地域では樹木を伝って流れ落ちる雨水(樹幹流)から高濃度の鉛が検出される。大気を介した汚染の実態を把握することで適切な安全対策を講じることが可能となる。このため、大気エアーサンプラーを隠岐・三瓶に設置し、得られた大気中の微粒子サンプルから、PAH と重金属を同時に計測する。これによりこれまでに環日本海域で行ってきた観測網をさらに発展させる形で周年変動解析を行うことができる。日本海西部地域の環境汚染データ観測網をさらに拡大し、環日
本海の越境汚染と生態系への影響について現状把握しつつ、中長期的な影響についても予測をする。これらの成果を地域のステークホルダーにフィードバックし、地域環境の将来に資する安全な農林水産業に役立て、地域活性化に貢献する。
2

様式 3

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

大気・海洋における PM2.5 に付着した有害化学物質の汚染実態は顕著なものがあるが、日本海西部における実測は未だ行われておらず、越境汚染の実態解明のために不可欠な観測である。本共同研究により、隠岐諸島にある島根大学生物資源科学部附属生物
資源教育研究センター海洋生物科学部門(隠岐臨海実験所)に、大気エアーサンプラーを設置し、大気中の微粒子の捕集を開始した。大気サンプル中の重金属元素は極微量であるが、センターがもつ化学分析技術（生物・非生物試料中の重金属濃度測定）を活用し、実測と実態解明に繋げることとする。２０２２年度は夏期(７−９月)と冬期(１−３月)の２期間において、２４時間ｘ５日間の連続捕集を実施した。得られた大気中の微粒子サンプルから、PAH と重金属を同時に計測するため、フィルターを半分に分割し冷凍庫にて保管した。
当初は隠岐地域に大気エアーサンプラーを設置したが、これまでも酸性雨や大気汚染の影響が見られている本土側の地点として、附属生物資源教育研究センター森林科学
部門(三瓶演習林)にも同型の大気エアーサンプラーを設置した。隠岐臨海実験所と同様に、夏期(７−９月)と冬期(１−３月)の２期間において、２４時間ｘ５日間の連続捕集を実施し、フィルターは冷凍保存とした。
補修された大気中の微粒子に含まれる重金属元素、おもにカドミウム、ヒ素、鉛等の量を測定するため、硝酸を用いて金属元素を抽出し、ICP-MS 質量分析装置で濃度測定を行う予定としていたが、ICP-MS 質量分析装置の真空ポンプ故障のため、現在までに金属元素の測定は未実施である。装置の修理を待って、隠岐・三瓶のフィルター捕集
サンプルについて測定を行う予定としている。
すでに計測の行われている北陸の諸地域の大気捕集サンプルと PAH の濃度の比較を行い、黄砂や PM2.5 の発生源に近い中国地方の大気降下物の影響について比較・検討を行う。また、北陸地域での捕集サンプルについても、ICP-MS 質量分析装置による重金
属元素の測定について検討を行う。これにより、日本海西部地域を含む環日本海域の環境汚染データ観測網をさらに拡大・強化することで周年変動解析を行うことができる。また、本来は鉱山等の目立った要因のない隠岐地域における特に高濃度のカドミウ
ム飛散の原因が、大気降下物に由来するのか明らかにし、地域のステークホルダーにフィードバックし、地域環境の将来に資する安全な農林水産業に役立てるものとする。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

これまでに得られている北陸地域の大気降下物中の PAH の測定結果と比較し、日本海西部の大気汚染状況について記録し、原著論文としてまとめることを検討する。
また、PAH と重金属元素の実測値からシミュレーションを行い、飛散状況に関連があるのかについて推定し、発表を行うこととする。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

わだ しゅういち

申請者氏名

和田 修一

所属・職名

長浜バイオ大学・バイオサイエンス学部・准教授

提出年月日

2023 年4 月 28 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

海産無脊椎動物ホヤの PAH 応答における第 II 相解毒反応因子の解析

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

関口 俊男

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

和田修一

長浜バイオ大学准教授

研究総括・ホヤ胚を用いた解析

関口俊男

金沢大学

助教

GST 遺伝子の発現解析

鈴木信雄

金沢大学

教授

分子生物解析

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料

該当なし

分析した試料該当なし

形態（形状）

試料数

分析試料

研究目的・
期待される
成果

研究目的
環日本海域には、周辺の国々からの多環芳香族炭化水素類（PAH 類）が移入し、その影響が懸念されている。しかし海産無脊椎動物の PAH 応答機構については理解が進んでいない。そこで我々はカタユウレイボヤを対象に研究をしている。異物解毒反応は、水酸基などの付加を行う第 I 相と、グルタチオンなどとの抱合を行う第 II 相からなる。我々はこれまでに第 I 相因子に注目し、ホヤの CYP（シトクロム P450）遺伝子が消化管を中心に発現することや、CYP 遺伝子の転写調節に AHR（Aryl Hydrocarbon
Receptor）や PXR（Pregnane X Receptor）が関与している可能性などを示してきた。
しかし、ホヤの PAH 応答における第 II 相因子の関与は未解明である。そこで本研究では、GST（グルタチオン S-トランスフェラーゼ）遺伝子に注目し解析を行った。
期待される成果
本研究では、カタユウレイボヤの GST 遺伝子を同定し、その発現パターンを明らかにし、PAH 類の代謝に関わる可能性がある GST 遺伝子を特定して、その遺伝子の転写調節機構を解明する。これにより、海産無脊椎動物の PAH 応答機構へ理解がより一層深まることが期待される。さらに、GST 遺伝子の cis-転写調節領域を含むレポーター
アッセイ系を持ったカタユウレイボヤを作成することで、PAH 汚染海水を評価するアッセイ系が構築可能である。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究実施内容
本研究では、カタユウレイボヤの GST 遺伝子群の同定と発現パターンの解明（実験1）と、カタユウレイボヤの GST 遺伝子群の発現調節機構の解明（実験 2）、という 2 種類の実験を行った。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

得られた成果（実験 1）GST 遺伝子群の同定と発現パターンの解明
ヒトには 21 種類の GST 遺伝子が存在する。このうち 4 種類はミクロソームタイプの GST をコードし、別の 1 種類は構造上他と異なる非典型的なタイプの GST（GSTK1）をコードしている。残りの 16 種類が典型的な構造を持つ GST をコードし、それらはalpha、mu、omega、pi、theta、zeta という 6 つのサブファミリーに分類される。一方ショウジョウバエには 40 種類の GST 遺伝子が存在し、このうちミクロソームタイ
プの GST 遺伝子が 3 種類、派生的な構造を持つ GST 遺伝子が 1 種類である。残りの遺伝子は delta、epsilon、sigma、omega、theta、zeta の 6 つのサブファミリーに分類される。omega、theta、zeta の 3 つのサブグループはヒトとショウジョウバエで共通しているが、delta、epsilon、sigma の 3 つのサブグループはヒトには存在しない。
逆に alpha、mu、pi の 3 つのサブグループはショウジョウバエには存在しない。
これまでに、カタユウレイボヤの GST 遺伝子がいくつ存在し、上記のサブグループの遺伝子とどのような関係にあるかは不明であった。そこでまずカタユウレイボヤのGST 遺伝子をもれなく同定し、分子系統解析を行って既知の GST 遺伝子との関係を確認した。カタユウレイボヤのゲノムを探索した結果、典型的な構造を持つ GST 遺伝子
が 29 種類、GSTK1 の相同遺伝子が 1 種類、ミクロソームタイプの GST 遺伝子が 3 種類、合計で 33 種類の GST 遺伝子が同定された。分子系統解析の結果、典型的な構造を持つ 29 種類の GST 遺伝子のうち 23 種類は既知のサブグループのいずれかに分類され、alpha に 3 種類、mu に 8 種類、omega に 4 種類、theta に 1 種類、zeta に 1 種類、sigma に 6 種類が所属していた。残りの６種類の GST 遺伝子はカタユウレイボヤの遺伝子だけからなる単系統群を形成した。これはホヤ特異的なサブグループであると考えられた。delta、epsilon、pi に属するカタユウレイボヤの遺伝子はなかった。
以上の結果から、omega、theta、zeta は動物界で広く保存されたサブファミリーであること、alpha、mu は脊索動物特異的サブファミリーであること、sigma は無脊椎動物で保存されたサブファミリーであること、delta、epsilon は前口動物、脱皮動物、節足動物または昆虫類で保存されたサブファミリーであること、ホヤには独自のサブ
ファミリーが存在することが示唆された。
続いて、カタユウレイボヤの各 GST 遺伝子のゲノムにおける配置を調べたところ、
alpha に属する 3 種類全てと mu に属する 4 種類が染色体上でそれぞれクラスターを形成していることがわかった。さらに、omega に属する 4 種類のうち 2 種類は染色体上で隙間なく隣接しオペロンを形成していることが示唆された。また omega に属する 4
種類のうち残りの 2 種類、sigma に属する 6 種類のうち 2 種類、ホヤ独自のサブグループに属する 2 種類、ホヤ独自のサブグループに属する別の 2 種類はそれぞれ少し間を置いて隣り合って存在していることがわかった。sigma に属する 6 種類のうち別の2 種類は 3 つの GST ではない遺伝子をはさんで存在していた。これらの結果から、カタユウレイボヤの GST 遺伝子は独自の遺伝子重複を繰り返して数を増やしてきたことが示唆された。
次に、同定した 33 種類のカタユウレイボヤの GST 遺伝子が成体のどこで発現しているかを調べた。カタユウレイボヤ成体の各器官・組織から RNA を調製し、その RNAを鋳型として逆転写反応を行って cDNA を調製し、この cDNA を鋳型として定量的 PCRを行った。その結果、全ての GST 遺伝子は多数の器官・組織で発現しているが、6 種類については消化管での発現が特に強いことが示唆された。第 I 相解毒反応因子である CYP をコードする遺伝子とその転写調節を行う候補の因子（AHR、PXR）が消化管で

3

様式 3

強く発現していることから、これらの GST 遺伝子はカタユウレイボヤにおける外来異物の解毒機構を構成する良い候補である。さらに現在、全 GST 遺伝子について PAH 処
理をしたカタユウレイボヤでの発現の変化を調べているところである。
（実験 2）GST 遺伝子群の発現調節機構の解明
sigma サブファミリーに属する GST 遺伝子のうち 1 種類（GSTS.e）は上記の解析で消化管で特に強く発現していた。この遺伝子の上流側には別な遺伝子が逆向きに存在
し、2 つの遺伝子の間の領域（GSTS.e の開始コドンから上流の遺伝子の転写産物の 3'末端の塩基の位置まで）は 689bp だった。この領域には脊椎動物における GST 遺伝子の転写調節因子として知られ、酸化ストレスによって活性化される NRF2（NFE2L2）の結合コンセンサス配列が 2 箇所、AHR の結合コンセンサス配列が 9 箇所存在していた。
そのためこの領域は外来異物や異物による酸化ストレスに応答する cis-転写調節領域である可能性が考えられた。そこでこの領域を PCR により増幅し、クローニングした。現在、レポーターアッセイのためにこの領域をレポーター遺伝子と繋いだレポー
タープラスミドを作成しているところである。
※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

第 46 回日本分子生物学会年会（2023 年 12 月）でのポスター発表を予定している。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

うの 誠一

申請者氏名

宇野 誠一

所属・職名

鹿児島大学 教授

成果報告書

提出年月日

2023 年4 月 30 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

金沢市内におけるマーカー物質によるタイヤ粉塵分布調査の試み

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

本田 匡人

4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

宇野誠一

鹿児島大学

教授

サンプリング、影響試験など

本田匡人

金沢大学

助教

サンプリング

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

粉塵化したタイヤ
片

10～50

申請書に記載した試料

2-(4morpholinyl)benzothiazole及び
N-cyclohexyl-2benzothiazolamine

分析した試料

分析せず粉塵化したタイヤ片

10

分析試料

研究目的・
期待される
成果

海域のマイクロプラスチック汚染が問題視されて久しいが、最近、その一部がタイヤ粉塵に由来する、とする研究論文が最近いくつか発表された。タイヤ粉塵は自動車の走行時に道路との摩擦で生じ、大気中に舞ったり、道路の隅に溜まったりする。これらは降雨時に排水とともに河川へと流され、最終的に海域に到達する、と考えられている。国際自然保護連合（2017）は現在のマイクロプラスチック海洋汚染の 28%がタイヤ由来のものと断じた。しかし、我が国ではタイヤ粉塵に関して
は水域のみならず、陸上における分布もほとんど知られておらず、日本の水域を汚染するプラスチックのうちのどの程度がタイヤ由来か、というデータも明確に示された例はない。タイヤ粉塵は水域に入った後も形状などが大きく変化しないと考えられる。また分解性も小さい。そのために何らかの除去作業をしないと水域を含む環境修復は難しい。除去・修復手法は困難を極めると予想されるが、その方法を考えるためにも、現状の環境中タイヤ粉塵分布を知ることが重要となる。
そこで、本研究では環境中におけるタイヤ粉塵の分布を明らかにする。今回は金沢市をモデル地域として、タイヤ粉塵分布をマーカー物質のモニタリング調査を試みて、陸上のタイヤ粉塵汚染分布の一端を明らかにする。特に今回は、水域への流入も考えて、特に金指ない中心部を流れる浅野川及び犀川流域付近の陸上分布に焦点を当て、河川～日本海沿岸域へのタイヤ粉塵流入の基礎データとする。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

これまでタイヤに含まれる化学物質の影響を調べた研究は多く、近年では酸化防止剤として含まれている物質の紫外線による変化体が魚類のサケ・マスに深刻な影響を与えることが明らかになった。しかし、この物質はサケ・マス以外の生物に対する影響は確認されていない。本研究に取り組む前に、我々の別研究において、タイや粉塵の甲殻類に対する影響を調べた。海産甲殻類の一種であるフサゲモクズ （Ptilohyale
barbicornis）を対象として、タイヤ粉塵への影響を調べたところ、かなり少量の粉塵量でも鋭敏に影響を受けることが分かった。さらにタイヤ粉塵を水で一定時間浸漬し、その溶出液を得て、それをフサゲモクズに曝露したところ、粉塵曝露ほどではないにせよ、やはり低濃度の溶出液で強い影響を示した。申請者はこれまで
化学物質に汚染された底質の生物影響を評価するためにフサゲモクズを用いた試験法を開発し、底質影響を評価してきた。本申請研究では生物影響があるようなタイヤ粉塵が残留するような地点を生物影響試験で見出し、そのリスク分布を調べた後に、影響を示す物質を探索する環境志向型アプローチを行った方が、効率よく影響評価や原因物質探索ができると考えた。ヨコエビは上記試験より、他の生物よりもタイヤ粉塵や溶出物に対して、感受性高く影響を受けることが明らかになっているため、ヨコエビの試験はタイヤ粉塵を含む道路粉塵のリスク分布探索には最適だと考えた。そこで、申請当初計画した内容を変えて以下のように実施した。まず、金沢市内の交通量の激しい 10 か所を選別し、そこから道路粉塵を集めた。粉塵は道路の隅から採取し、その地域の影響を反映させるため、その場所の 1 地点から粉塵を採取するのではなく、少なくとも 50 m 以上の道路に沿った範囲で少しずつ粉塵を集めた。集めた道路粉塵を鹿児島大学から持ち帰り、これを、1 ㎜径の篩でふるって、それをガラス容器に一定量ずつ収容した。そこに、1 つの容器には 1 匹ずつヨコエビを収容し、これを 1 地点につき 12 匹暴露をした。10 日間、この環境でヨコエビを飼育し、その致死率を調べた。対象区として汚染されていない珪砂を用意し、12 匹を 10 日間、そこで飼育した。これらはヨコエビを用いた底質試験に準じたものである。
影響試験の結果、10 か所の調査地域の中で、兼六園近くの百万石通り沿い、香林坊周辺の国道 157 号線沿い、県道 60 号線が北陸自動車道高架と交わる周辺域
で、暴露 3 日目で半数以上のヨコエビが死に至り、特に毒性の高い道路粉塵が分布する地域であることが示唆された。これらの 3 地点は金沢市内でも交通量が多く、それにある程度依存していると思われたが、今後、その地形などの関連性も考える必要があるかもしれない。
さらに、諸江の北陸自動車道の高架下周辺、金沢駅周辺のまめだ大通り、海岸線近
くの戸水町周辺域、イオンモール白山周辺域、犀川にかかる赤土大橋、さらに新神田
周辺域では 5 日目に半数以上のフサゲモクズの致死が確認され、これらの地域も比較的高い影響リスクの粉じんが残留していると考えあれた。
今回は金沢市内 10 か所のみの調査であり、リスク分布が市内のどの地域に集中しているか、までは明らかにできなかったが、少なくとも比較的毒性の強い粉塵が金沢
市内には広く残留していることが分かった。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

2023 年度オーストラリア、あるいはアメリカで開かれる SETAC で本成果の一部を発表するとともに、本成果に化学物質データを加えて早めに海外誌に投稿予定。

見込まれる
成果物

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究（ふりがな）

やざわ たかし

申請者氏名

矢澤 隆志

所属・職名

成果報告書

提出年月日

2023 年 4 月 30 日

旭川医科大学生化学講座・講師

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間☐一般枠
 一般共同研究単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

PAHs が生殖腺ステロイドホルモン産生に及ぼす新たな分子機序の解明

2022 年 4 月 1 日～ 2023 年 3 月 31 日

関口 俊男

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

矢澤隆志

旭川医科大学講師

研究統括、細胞、動物実験

関口俊男

金沢大学

准教授

ELISA によるステロイド測定

鈴木信雄

金沢大学

教授

遺伝子発現解析

分担者※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

申請書に記載した試料

ベンゾチオフェンフルオレン
ベンゾ(a)ピレン
フェナントレン

粉末
粉末
粉末
粉末

分析した試料

ベンゾチオフェンフルオレン
ベンゾ(a)ピレン
フェナントレン

粉末
粉末
粉末
粉末

試料数

分析試料

研究目的・
期待される
成果

近年、東アジア地域の経済発展に伴い能登半島を中心とした環日本海域では、多環芳香族炭化水素類（PAHs）による大気や海洋汚染問題が懸念されている。呼吸を通じて、或いは海洋中のマイクロプラスチックへの吸着により食物連鎖を通じて濃縮されて
PAHs が人体に取り込まれると、高い発癌性や免疫系への影響を有すると共に、ホルモン受容体に作用する内分泌かく乱物質として働く可能性が示唆されている。ゆえに、
PAHs が主要な内分泌器官である生殖系（生殖腺や関連器官）し、生殖能力の低下に繋がることが危惧されているものの、未だに十分な検証がなされていない。
申請者は、過去の研究で、PAHs の中には、男女生殖腺のステロイドホルモン産生を短期的な作用で抑制する物質と長期的な作用で抑制する物質があることを明らかにしている。予備実験の結果、長期的な作用については、これまで PAHs の受容体であることが明らかになっている Ahr を介していることが分かったのに対して、短期的な作用については、未解明な機序であることが示唆された。本研究では、ステロイドホルモ
ン産生の抑制を指標に、短期的な PAHs の作用を詳細に解析することで、PAHs が生殖腺機能に及ぼす新たな作用機序を解明することを目的とする。そして、PAHs による環日本海域の環境汚染が生殖機能に及ぼす影響とその問題解決に向けた一助とすることを目指す。
生殖腺機能の低下による少子化の進行は、日本のみならず世界各国において深刻な問題となりつつある。本研究により、環境汚染物質が生殖能や内分泌機能に及ぼすこれまで想定されていなかったリスクを示すことができれば、環境面から少子化や生物種減少の改善に向けた対策を提言することが可能と考えられる。
2

様式 3

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

今年度は、PAHs が短期的な作用時間でステロイドホルモン産生を抑制するメカニ
ズムを調べるために、コントロール（溶媒の DMSO 処理）群とジベンソチオフェンフェナントレンを 6 時間処理した MA-10 細胞から mRNA を抽出し、発現が変化する遺伝子群を RNA-seq により網羅的に解析した。すると、ステロイドホルモン合成の律速酵素である Cyp11a1 を含むほとんどのステロイドホルモン産生遺伝子群は、ジベンソ
チオフェンフェナントレン処理により発現が変化しなかったのに対して、アンドロゲ
ン合成に関わる Cyp17a1 の発現が 30%以上抑制されることが分かった。そこで、Cyp17a1 のプロモーター領域を含むルシフェラーゼベクターを用いてレポーターアッ
セイを行ったところ、Cyp17a1 遺伝子のプロモーター活性は、ジベンソチオフェンフェナントレンの短時間の処理によって抑制されることが分かった。一方、このプロモーター活性の抑制は、ベンゾ[a]ピレンを短時間処理した場合には見られなかった。よって、ジベンソチオフェンフェナントレンの短時間処理によるステロイドホルモン産生の抑制は、Cyp17a1 の転写が低下することによって引き起こされることが示唆された。そこで、現在、ジベンソチオフェンフェナントレンによって発現が低下したり、活性が抑制される Cyp17a1 の転写に関わる転写活性化因子或いは、発現が上昇したり、活性が上昇する転写抑制因子を探索している。
さらに、サルの腎臓由来の培養細胞株である CV-1 細胞を用いて、化学物質のリスク評価系の樹立を試みた。このために、雌雄の生殖現象に関わり環境ホルモンの受容体としても働く可能性があるプロゲステロン受容体の発現ベクターとそのレポーターとなるルシフェラーゼベクターを作製し、CV-1 細胞に導入した。プロゲステロン受容体については、ヒト、サメ、ヤツメウナギから遺伝子を単離して発現ベクターを作製することで、幅広い動物種におけるリスク評価系を樹立することを試みた。受容体とレポーターを導入した CV-1 細胞に、多様な化学物質を添加したところ、ヤツメウナギのプロゲステロン受容体は、非常に多様な物質により活性化されることが分かった。一方、ヒトのプロゲステロン受容体は、ヤツメウナギに比べると活性化される物質は少なかったものの。サメのプロゲステロン受容体に比べて多くの物質により活性化された。プロゲステロン受容体は、各動物種において排卵や精子形成に重要であることが知られていることから、各動物種における化学物質による感受性の違いが、それぞれの生殖能や生息数に大きく影響を及ぼしている可能性がある。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

1.

2.
3.
見込まれる
成果物

4.

5.

6.

Mukai K, Hara S, Sakima K, Nozu R, Yazawa T, Kitano T. Oxidative Stress Causes
Masculinization of Genetically Female Medaka Without Elevating Cortisol. Front
Endocrinol (Lausanne). 2022, 13:878286. doi: 10.3389/fendo.2022.878286.
eCollection 2022.
Md Sayful Islam、今道力敬、矢澤隆志. ヒトとヒツジの HSD17B3 の変異タン
パク質の活性比較から分かったこと. 比較内分泌学. 2022, 48, e0039.
Yazawa T, Sato T, Ida T. 11-ketotestosterone is one of the major andogens in pigs.
Journal of the Endocrine Society. 2022,
6(S1), A718–A719, doi;
https://doi.org/10.1210/jendso/bvac150.1480.
Inaba H, Iwata Y, Suzuki T, Horiuchi M, Surugaya R, Ijiri S, Uchiyama A, Takano R,
Hara S, Yazawa T, Kitano T. Soy Isoflavones Induce Feminization of Japanese Eel(Anguilla japonica). Int J Mol Sci. 2022, 24(1):396. doi: 10.3390/ijms24010396.
Yazawa T, Imamichi Y, Kitano T, Islam MS, Khan MRI, Takahashi S, Sekiguchi T,
Suzuki N, Umezawa A, Uwada J. Expression of Chrna9 is regulated by Tbx3 in
undifferentiated pluripotent stem cells. Sci Rep. 2023, 13(1):1611. doi:
10.1038/s41598-023-28814-7.
Yazawa T, Islam MS, Imamichi Y, Watanabe H, Yaegashi K, Ida T, Sato T, Kitano T,
3

様式 3

7.

Matsuzaki S, Umezawa A, Muranishi Y. Comparison of Placental HSD17B1
Expression and Its Regulation in Various Mammalian Species. Animals (Basel). 2023,
13(4):622. doi: 10.3390/ani13040622.
Uwada J, Nakazawa H, Muramatsu I, Masuoka T, Yazawa T. Role of Muscarinic
Acetylcholine Receptors in Intestinal Epithelial Homeostasis: Insights for theTreatment of Inflammatory Bowel Disease. Int J Mol Sci, 2023. 24(7):6508. doi:
10.3390/ijms24076508.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

いわもと ようこ

申請者氏名

岩本

所属・職名

広島大学大学院統合生命科学研究科・准教授

提出年月日

洋子

２０２３年 ４月２８日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

☐ 重点共同研究
研究期間
þ 一般共同研究
þ 一般枠
þ 単年□ 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究
þ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

þ 新規
☐継続

「波の花」に濃集する糖質の生物地球化学的特徴に関する研究

研究実施
期間

２０２２年 ４月 １日～２０２３年 ３月３１日

センター
教員

関口俊男・金沢大学環日本海域環境研究センター 臨海実験施設

1

様式 3

氏 名

申請者
研
究
組
織

所 属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

岩本 洋子

広島大学

准教授

総括・化学分析

関口 俊男

金沢大学

准教授

海水採取

濵﨑 恒二

東京大学

教授

微生物分析

岩田 歩

気象庁

研究官

化学分析・粒子物性計測

大林 由美子

愛媛大学講師

微生物分析・酵素活性測定

分担者※ 申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

海水
海水懸濁粒子大気エアロゾル

液体
固体（濾紙）
固体（濾紙）

555

分析した試料海水
波の花
大気エアロゾル

液体, 固体（濾紙）
液体, 固体（濾紙）
固体（濾紙）

24
18
12

分析試料

研究目的・
期待される
成果

大気と海洋の境界には、海洋表層マイクロ層（Sea surface microlayer; SML）と呼ばれる薄い層が存在する。SML には、界面活性物質や Transparent Exopolymer Particles（TEP）と呼ばれる糖質粒子が濃集する。SML に濃集する物質は、波飛沫によってエアロゾル
として大気に輸送され、雲核を形成し気候に影響を及ぼすと考えられるが、定量的な理解には至っていない。
SML に物質を濃集させる機構として、海水泡沫の役割は大きい。日本海の冬の風物詩である「波の花」は、藻類などに由来する界面活性物質や糖質を含む海水が風や波の作用で安定泡沫になったものであり、海岸に集積するため比較的容易に採取可能である。本グループは、2016 年より能登半島で「波の花」の採取と化学・微生物分析を継続的に実施し、「波の花」は TEP や糖質分解細菌を多く含むことを明らかにした。引き続き「波の花」の化学的特徴や菌叢を調査することで、「海洋生態系が、海水泡沫・
SML への物質の濃集を通して、海水起源エアロゾルの特性や雲核形成にどのような影響を与えるか」を明らかにできる。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

サンプリングと試料処理
波の花の採取と試料処理は、2022/12/19（月）〜12/25（日）に実施した。期間中、12/20、12/22、12/24 に曽々木海岸（石川県輪島市）で「波の花」が観測された。海面に集積した「波の花」サンプルを、ステンレス製スコップまたはプラスチック製スコップで採取し、ステンレス製の蓋付トレーやプラスチック袋に移して保管した。同時に、海水試料および大気エアロゾル試料を採取した。なお、12/21 は海水のみのサン
プリングを行った。12/23 は波浪警報発令のためサンプリングを休止した。
波の花：「波の花」を実験室内で消泡し、液体の試料とした。全炭素および有機物組
成分析用に GF/F フィルタを複数枚用いて 200−300 ml を濾過し、粒子態と溶存態を分離した。DNA と RNA 分析用にフィルター濾過して 2 本冷凍保存した。
海水：全炭素および有機物組成分析用に GF/F フィルタを用いて 250 ml を濾過し、粒子態と溶存態を分離した。DNA と RNA 分析用にフィルター濾過して冷凍保存した。
エアロゾル：エアポンプを用いてフィルタ上に粒子を採取し DNA 分析用に冷凍保存した。また、MCI フィルターホルダーを用いて疎水性 PTFE フィルター上に粒子をおよそ 15 分間（10 L/min) ごとに捕集した。また捕集時には拡散ドライヤーの通過により乾燥させた粒子の粒径分布を Optical Particle Sizer (Model 3330, TSI Inc.)と NanoScan
SMPS Nanoparticle Sizer (Model 3910, TSI Inc.)により測定した。
利用・研究
実施内容・
得られた成
果

試料分析
有機物測定：溶存有機炭素は、純水で希釈した後に全炭素測定装置により測定した。
今後、粒子態有機炭素量、溶存有機炭素の蛍光特性や官能基の特徴を測定する予定である。
氷晶核活性測定：ドロップレットフリーズ法により、「波の花」由来の有機物の氷晶
核形成能を評価し、単糖類に比べ多糖類の方が高い凍結温度を示した。また 30 µm メ
ッシュにより固形物を除いた波の花」試料をネブライザーとアトマイザーにより粒子化し、連続流熱拡散型氷晶核計および雲生成チャンバーへの導入を試みた。初期的な結果であるため今後さらなる検証が必要であるものの、現状の結果では 1 µm 以下の粒子の氷晶核活性を測定する氷晶核計では-35℃以上の温度での氷晶の形成はほとん
ど確認できなかったものの、導入した全粒子の断熱膨張過程における雲生成再現する
雲生成チャンバーではおよそ-25℃ほどで氷晶の形成を確認することができた。さらに実環境下における「波の花」発生の有無での大気エアロゾルの氷晶核数濃度を測定するために、低流量大気エアロゾルフィルター試料の氷晶核活性を直接測定する手法を確立し、粒径分布の測定と並行した実試料の捕集を行った。
DNA 分析：「波の花」と海水のフィルタ試料から DNA を抽出後、16SrRNA 遺伝子ア
ンプリコン解析、メタゲノム解析により原核生物の群集構造と機能ポテンシャルを推定する。RNA を抽出し、メタトランスクリプトーム解析により機能遺伝子の発現を調べる。
酵素活性測定：波の花および海水について、採取当日に、各種人工蛍光基質を用いて、全画分および濾液画分の細胞外酵素活性の測定も行った。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

見込まれる
成果物

以下の 2022 年度の発表を基に、大気化学分野および微生物学分野のジャーナルへの投稿を準備する。
濵﨑恒二・黄燦・高見英人・小林陽子・Wong Shu-Kuan・関口俊男・大林由美子・岩田歩・岩本洋子, 海表面マイクロ層・海水泡沫・エアロゾルの微生物動態―九十九湾における集中観測と「波の花」の解析―, 日本海洋学会秋季大会 2022.9.3-7 ハイブリッド（名古屋大学東山キャンパス）
岩本洋子, 海藻を起源とする糖類を含む海塩粒子の雲凝結核特性, 寒冷圏大気—海洋間の生物地球化学的相互作用に関する研究集会 2023.2.27-28 ハイブリッド（北海道大学低温科学研究所）
大林由美子, 「波の花」から探る大気海洋境界の生物地球化学, 寒冷圏大気—海洋間の生物
地球化学的相互作用に関する研究集会 2023.2.27-28 ハイブリッド（北海道大学低温科学研究所）
濵﨑恒二, 海水泡沫エアロゾルのプロキシとしての「波の花」の微生物動態解析, 寒冷圏
大気—海洋間の生物地球化学的相互作用に関する研究集会 2023.2.27-28 ハイブリッド（北海道大学低温科学研究所）※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

（別紙）
研究組織
その他のセンター利用予定者 氏名，職名，分担事項
小林 陽子
東京大学 大気海洋研究所
学術支援職員（試料採取および処理, 微生物分析）黄 燦
東京大学 大気海洋研究所
博士 1 年生（試料採取および処理, 微生物分析）
兼利 天河
東京大学 大気海洋研究所
修士 1 年生（試料採取および処理, 微生物分析）
浦久保 陸人
愛媛大学 農学部
学部 4 年生（試料採取および処理，酵素活性測定）大野 耕平
金沢大学大学院 自然科学研究科
博士 2 年生（試料採取および処理，粒子物性計測）

5

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）
提出年月日

申請者氏名

Altansukh Nyamdorj

所属・職名

モンゴル国立大学・博士課程 1 年生

2023 年3 月 28 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間☐一般枠☐ 一般共同研究単年
 博士後期課程学生育成共 国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究
 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

研究課題

To assess the sedimentation material and rate in river bed and saline lakes
in semi-arid area of Mongolia to reconstruct environmental changes

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

長谷部徳子

4 月 1 日～2023 年 2 月 10 日

1

様式 3

氏

申請者

名

Altansukh
Nyamdorj
Davaadorj

研究組
織Davaasuren

分担者※

NorikoHasebeShuuhaazganbat

所属

National
Universityof Mongolia
National
Universityof Mongolia
Kanazawa
University
Kanazawa
University

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

PhD
candidate

Field work, laboratory analysis

Ass. Prof

Field work

Prof

Geochemistry analysis

Masterstudent

Geochemistry analysis

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料形態（形状）

試料数

River sampling

Liquid10Lake sampling

Liquid10

分析試料分析した試料River and Lake
sediment trap samples2

powder4

様式 3

（環日本海域との関連性がわかるように記載してください）

研究目的・
期待される
成果

Sediment from lake bottom and riverbeds are excellent archive ofenvironment condition of water shed and anthropogenic impacts. Study areaof Baidrag river watershed is located southern Mongolia and its highly
affected anthropogenic impact, including illegal gold mining, overgrazing,
dust emission form offroad etc. Recently, climate changes strongly
influenced surface water quality in semi-arid areas and it may affect water
properties and human health. Several studies revealed that river bed
sediment indicated mining pollution transited by run off and dusttransportation and deposited in sediment. Thus this study site is one of
the best localities to understand the environmental framework in Asia.
During the field work we should install the several sediment trap equipment
in Baidrag river and Boontsagaan lake to collect deposition sediment andmake laboratory analysis. Onsite measurement of water characteristics willbe also carried out. The analyses will estimate the deposition material
and rate in saline lake in semi-arid area and will contribute theunderstanding of sedimentary dynamics which is useful to understandenvironmental framework and to reconstruct the paleo-environment condition
in southern Mongolia and climate change impact.

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

40

OM

35

Carbonate

Amount, %

30
25
20
15
10
5
0

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Sedimentation rate, g/cm2 year

Figure 1. XRD patterns of collected sediment trap samples from Baidrag river and Boontsagaan

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

lake Between June and July 2022

Sediment trap samples were collected from Boon Tsagaan Lake in July (hereafterJune sediment) and August (hereafter July sediment). We also set the sediment
trap in the inlet river, and collected sediment. We analyzed carbonate
content, organic matter content, and mineral assemblage for the collected
sediment trap samples from the river and lake by the X-ray diffractometer(Ultima IV, Rigaku) at Kanazawa University. XRD patterns of sediment trapsamples are shown in Figure 1. The quartz,feldspar and albite are constituted
for both river and lake sediments. Chlorite and illite were also obtained in
all the samples. On the contrary, carbonate minerals such as Monohydrocalcite(MHC) were presented in the sediment trap samples from Boontsagaan lake. MHC
presented in the lake sediment could be formed in the lake water column. In
addition, we calculated the mass accumulation rate (MAR) based on the weightof the collected samples. The MARs in June and July are 0.51 and 1.03
g/cm2*year, respectively. Carbonate and organic matter content are low in
July’s sample, and relatively high in June’s sample. Probably high sedimentloading from the catchment in July results in high sedimentation rate in thelake and diluted carbonate and organic matter contents.

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

Because of the lack of collected samples, it is not enough to interpret the
sedimentation characteristics based on only 2 months data. Further indirection, we plan to continue the previous monitoring survey for sediment
trap sampling and analyze water samples collected in winter 2022.

4

様式 3

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

5

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

ボロルマー

ツェデン イシ

申請者氏名

Bolormaa Tsedenish

所属・職名

モンゴル国立大学博士後期課程 1 年

提出年月日

年

月

日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail☐ 重点共同研究☐ 一般共同研究
申請区分

☐一般枠
国際枠

研究期間
単年
☐複数年(２年)

新規
☐継続

☒

博士後期課程学生育成共

研究分野


☐
☐
☐
☐
☐

同研究
環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究
環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究
生態系と人間社会の共生に関する研究
地域環境の将来予測に関する研究
持続可能な社会創成に関する研究
複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

研究課題

Remediation of molybdenum and uranium in contaminated water by using naturalmineral resources from Mongolia

研究実施
期間

センター
教員

2022 年 4 月 1 日～

2023 年 3 月 31 日

福士圭介

1

様式 3

氏

申請者

名

Bolormaa
Tseden-Ish
Davaadorj
Davaasuren
福士圭介

研
究
組
織

Gankhurel
Baasansuren
分担者

※

職名／
大学院生・
所 属
分担内容
学部生は利
用時の年次
モンゴル国立 博 士 後 期
現地調査、水試料の分析
大学
課程 1 年
モンゴル国立准教授
現地調査、総括大学
金沢大学環日本海域環境研 教授
地球化学的解析究センター
金沢大学大学
博士研究
院自然システ
地球化学的解析、水試料の分析
員
ム学専攻

Gerelmaa
Tuvshin

モンゴル国立 非 常 勤 講
現地調査
大学
師

森田 祐未

金沢大学理工学域地球社会 4 年
基盤学類

吸着実験

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名申請書に記載した試料形態（形状）

湖水試料
川水試料
実験室で作る試料

液体

実験室で作る試料

液体
固体

液体
固体

試料数
10
10
100

分析試料

分析した試料

2

28
28

様式 3

研究目的・
期待される成果

In previous research, we found high uranium (U) and molybdenum (Mo) concentrations inriver and lake waters in Mongolia. Uranium in saline-alkaline (pH~9) Orog lake water in
the arid area of Mongolia increased as evaporation caused the lake to shrink (Gankhurel
2022PhD thesis; Gankhurel, Fukushi et al., in revision). The concentrations of U were two
to twenty times higher than environmental quality standards in lake water. But theconcentrations of U in lake sediments were low. If the lake water desiccated, U(VI)eventually formed soluble salts. Therefore, it will be easily washed by water or transported
by wind. Orog lake area has been considered a source of Asian yellow dust from the Gobi
desert in southern Mongolia. When the lake is partially desiccated, the U in the lake system
could be the source of dust contamination. Westerlies could transport these dust particles toChina, Korea, and Japan. In addition, high concentrations of Mo in river waters have also
been found near the Erdenet mining area, Mongolia. Like U, Mo in river water has exceeded
the health-based guideline and high solubility and mobility of Mo in river water are foundat pH around 8.1-8.7 (Tsetsgee 2020PhD thesis; Tsetsgee, Fukushi et al. 2021).
Therefore, we need to examine the remediation methods of U and Mo from alkaline water.
MgO is a low-cost material with a simple process from abundant natural minerals which canbe found in Mongolia. Also, MgO has a large specific surface area which is a promisingsorbent for pollutants. It has been used in water treatment to remove toxic ions such as
fluoride, arsenic, and uranium.
This research aims to clarify the behavior and mechanism of U (VI) and Mo on periclase(MgO) via macroscopic sorption experiments, X-ray diffraction, X-ray absorption
spectroscopy, and transmission electron microscopy analyses. Laboratory experiments
clarified the behavior and mechanism of U and Mo on periclase, this knowledge can be used
for remediation of both elements in contaminated water. Therefore, it can prevent
environmental and health issues related to trace element contamination in the water aroundstudy area and in other regions which are possibly affected by westerlies wind.

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

1. はじめにウラン(U)は原子番号 92 の放射性元素であり、自然界に存在する元素のうち最も原子番号の大きな元素である。ウランの持つ放射能や化学的毒性から飲料水に対する暫定ガイドラインが設定されており、世界保健機関(WHO)では 30 μg/L、日本では 2 μg/L となっている(WHO,2017; MHLW,
2015)。天然水に溶存するウランは、酸化的条件である表層環境において主に U(Ⅵ)として存在する。
U(Ⅵ)は pH 条件の変化により様々な化学種形態に変化し、低 pH 条件では陽イオン、高 pH 条件では陰イオンとしての挙動を示す。一般的に、微量元素の濃度は鉱物表面への吸着や脱離により制御されている(福士, 2008)。鉱物表面が水と接している場合、その表面は表面水酸基に覆われる。低 pH 条
件では、表面水酸基に水素イオンが吸着することにより、鉱物表面は正に帯電し、陰イオンを吸着する。一方、高 pH 条件では、表面水酸基から水素イオンが解離することで、鉱物表面が負に帯電し陽イオンを吸着する。一般的な重金属元素は比較的広範囲の pH 条件において主に陽イオンとして存在しており、環境中の pH を高く保つことにより除去することが可能である。しかし、高 pH 条件では鉱物表面が負に帯電しているため、高 pH 条件で陰イオンとしての性質を持つ U(Ⅵ)の環境中への溶出が懸念される。表層環境において高 pH 条件となる地域には、アルカリ塩湖のような環境が挙げられる。モンゴルに存在するアルカリ塩湖では、湖水の蒸発と湖面積の縮小により U(Ⅵ)濃度の上昇が起きていることが報告されている(Gankhurel et al., 2022)。そのため、高 pH 条件において U(Ⅵ)の移動性を制限する除去材料が望まれている。
炭酸カルシウムは表層環境において普遍的に分布しており、高 pH 条件で安定な物質である。炭酸カルシウムは共沈による構造内への取り込みや表面への吸着により、様々な微量元素を除去する性質がある(Niu et al., 2019)。モノハイドロカルサイト(MHC; CaCO₃・H₂O)は、アルカリ塩湖などに自生する炭酸カルシウムの一つである。MHC はカルサイトやアラゴナイトに対して準安定な物質であり、不安定な鉱物相であるために微量元素に対して高い反応性を持つことが指摘されている(Fukushi et al., 2011)。MHC は溶液組成の違いにより変質する鉱物相が異なり、一般的に、溶液中
Mg 濃度が低いとカルサイト、高いとアラゴナイトへと変質する。Fukushi et al. (2016)では MHC
によるヒ酸(AsO₄³⁻)の取り込み挙動を検討し、MHC が安定相へと変質する際に効果的にヒ酸が溶液から除去されることを報告した。高 pH 条件で U(VI)はヒ酸と同様に陰イオンの形態で存在する。したがって、MHC は高 pH 条件において U(Ⅵ)を効果的に除去できる物質である可能性がある。
本研究では、MHC の変質過程における U(Ⅵ)の取り込み挙動を明らかにすることを目的とし、変質する鉱物相の違いによる取り込み挙動の変化や MHC の U(Ⅵ)に対する取り込み能力について室内実験から検討した。
2. 試料と実験方法
2.1. MHC の合成
本研究の取り込み実験で用いた MHC は、Kitajima et al. (2020)の手法を参考に、低温条件で合成した。室温条件で合成した MHC は相当量の Mg を不純物として含むが、低温では Mg/Ca のモル比が 2%以下の比較的純粋な MHC を合成することができる(Kitajima et al., 2020)。0.05 mol/kg CaCl
₂および 0.01 mol/kg MgCl₂・6H₂O を含む混合溶液 0.9 kg をポリプロピレン容器に調製し、そこに0.09 mol/kg CO₃²-となるように 0.9 mol/kg の Na₂CO₃溶液を 0.1 ㎏添加した。反応容器は 5 ℃の低温実験室内でミックスロータにより 200 時間撹拌した。攪拌後、得られた懸濁液は 0.2 μm メン
ブレンフィルターを用いて減圧濾過した。フィルター上の固相は反応溶液の倍量のイオン交換水を通すことで洗浄した。洗浄し回収した固相は凍結乾燥機(FDU-1200, EYELA)を用いて凍結乾燥し、真空デシケータ内で保管した。得られた固体は粉末 X 線回折(XRD; Ultima Ⅳ, CuKα, 40kV, 30mA,
Rigaku)により MHC の単一相であることを確認した。合成した MHC100mg を 40 ml の 0.6%HNO₃に溶解し、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-OES; ES-710S, Varian)を用いて、Ca およびMg 濃度を測定した。単位質量あたりの Ca および Mg 含有量は、それぞれ 8.71±0.06 mmol/g および 0.13±0.002 mmol/g であった。得られた試料の Mg/Ca は 1.4%である。熱重量示差熱分析装置(TG-DTA; TG8120, Rigaku)を用いて測定した CO₃および H₂O 含有量は、それぞれ 8.18 mmol/g お
よび 8.05 mmol/g であった。比表面積は石川工業試験場所有の細孔分布測定装置(BET; BELSORPmax-N-VP, 日本ベル)による測定から 28.8 ㎡/g と求められた。
2.2. 取り込み実験
本研究では取り込み速度実験と等温線実験の 2 種類の取り込み実験を行った。速度実験では、100ml のテフロン容器に初期 U(Ⅵ)濃度 5 μM、イオン強度 0.01 M、初期固液比 1 g/L となるよう、
MHC、U(Ⅵ)溶液、NaNO₃溶液、超純水を加え 50 ml の反応溶液を調製した。反応容器は大気に開放し、25 ℃のインキュベータ内のマグネチックスターラー上で撹拌時間を 1-12 時間まで 1 時間ごと、加えて 18、24 時間とした計 14 バッチ撹拌した。この実験に加え、Mg 濃度 1 mM となるように MgCl₂・6H₂O 溶液を添加し、その他同様の溶液条件となるように実験を行った。撹拌後の pHは、pH メーター(WM-32EP, DKK-TOA)を用いて測定した。測定に先立ち、3 種類の緩衝液(pH4.01,
6.86, および 9.18)で pH 電極を較正した。懸濁液は 0.2 μm メンブレンフィルターを用いて減圧濾過した。固相は凍結乾燥し、XRD により鉱物相の同定を行った。液相は 20 ml を 0.01 N H₂SO₄溶液を用いたアルカリニティ滴定に使用し、残りの溶液はウルトラピュアグレードの HNO₃を添加し、

4

様式 3

0.6%HNO₃溶液にした後、ICP-OES により Ca、Mg 濃度、誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS;
iCAP RQ, Thermo)により U(Ⅵ)濃度を測定した。
3. 結果
Mg を添加していない条件での速度実験では、4 時間までに U(Ⅵ)除去率が徐々に増加し、4 時間
で最大除去率約 75%を示した(図 1b)。その後、除去率は時間と共に減少していき、24 時間の反応後の U(Ⅵ)の除去率は 5%以下であった。1 mM となるように Mg を添加した条件での実験では、4 時間までの U(VI)除去率の変化は Mg を添加しない条件とほぼ同様であった。一方、4 時間以降 U(Ⅵ)
除去率は 75%から 90%以上にまで増加し、その後も 95%以上の高い除去率を維持した。反応溶液のpH は、1 時間の反応ではどちらの条件においてもおおよそ 9 であった(図 1a)。Mg を添加していな
い条件では 11 時間まで、添加した条件では 7 時間までに、時間と共に減少していき、24 時間後のpH は 8.2 前後で一定の値を示した(図 1a)。Ca、アルカリニティ濃度は Mg を添加していない条件において、10 時間までに僅かに増加しており、その後やや減少を示し、1.1 mmol/kg および 1.0 meq/L
前後と一定の値となった(図 1c,e)。Mg を添加した条件においても、おおよそ似た挙動を示し、24 時
間後の Ca、アルカリニティ濃度は、それぞれ 1.4 mmol/kg および 1.2 meq/L 前後であった。Mg 濃
度は、どちらの条件においても反応時間を通してほとんど一定の値であり、Mg を添加していない条
件で 0.1 mmol/kg、Mg を添加した条件で 1.0 mmol/kg 前後であった(図 1d)。
100

(a)

(b)

not Mgloading Mg% U(Ⅵ) Sorbed

80

pH

9

8.5

not Mgloading Mg

60
40
20

10 time(h)

0
0

30

(c)

10 time(h)

20

30

1

(e)

(d)

1
Mg (mmol/kg)

Ca (mmol/kg)

2

20

Alkalinity (meq/L)

80

not Mgloading Mg

0.5

2

1

not Mgloading Mg

0
0

10

time(h)

0
0

30

20

10

time(h)20

not Mgloading Mg

0
0

30

10

time(h)2030

図 1 取り込み速度実験における(a)pH、(b)U(Ⅵ)除去率、(c)Ca 濃度、(d)Mg 濃度、(e)アルカリニティ濃度(中塗：Mg 添加無し、白抜：Mg 添加(1mM))

各反応時間に対する XRD プロファイルから、Mg を添加していない条件では、5 時間まで MHCに起因するピークのみが確認され、6 時間以降カルサイトに起因するピークが出現した(図 2a)。10 時間以降 MHC に起因するピークは完全に消失し、カルサイトに起因するピークのみとなった。Mg を添加した条件では、3 時間まで MHC に起因するピークのみが確認され、4 時間以降アラゴナイトに起因するピークが出現した(図 2b)。7 時間で MHC に起因するピークは完全に消失し、以降カルサイ
トに起因する微弱なピークとアラゴナイトに起因するピークが支配的となった。
(a)
C

24h
10h

C

C
C

C
C

MC M

7h

M

5h

M

M M

1h

M

M M

20

30
°2θ(CuKα)

C

C

C

(b)

A
A

24h

C

A

A A

AA
C

A

A A

AA
MC

MA

A A

C

7h

C MC

5h

M

3h

M

M M

MM

1h

M

M M

MM

20

30
°2θ(CuKα)

C

MM
MM

40

40

図 2 取り込み速度実験における代表的な XRD プロファイル(a)Mg を添加しない条件、(b)Mg 添加条件(1mM)(M：MHC、C：カル

サイト、A：アラゴナイト)

4．考察
4.1. MHC 変質過程における U(Ⅵ)の取り込み
Mg 添加の有無に関わらず、4 時間の反応時間では MHC はほとんど変質していない。本条件において 60%～80%の U(VI)が溶液から除去されている。Mg を添加していない条件において MHC のピーク面積と U(Ⅵ)除去率に正の相関が見られることや、MHC に起因するピークが完全に消失する 10
時間以降、U(Ⅵ)除去率が急激に減少することから、U(Ⅵ)は MHC の鉱物表面に吸着していることが

5

様式 3

推測される。反応約 4 時間以降、Mg を添加していない条件ではカルサイト、Mg を添加した条件ではアラゴナイトへと MHC は変質した。MHC がカルサイトまたはアラゴナイトへ変質するタイミン
グで、それぞれ U(Ⅵ)除去率の低下と上昇が見られることから、アラゴナイトの生成は効果的に U(Ⅵ)
を溶液から除去し、カルサイトの生成は U(Ⅵ)の除去に寄与しないことが示唆される。
4.2. U(Ⅵ)に対する取り込み能力速度実験において時間変化に対する Kd の変化をみると、カルサイトまたはアラゴナイトへ変質した 24 時間後の Kd の値は、それぞれ約 0.031 L/g および 130 L/g であり、アラゴナイトへ変質した場
合の方が 3 桁以上大きい(図 4)。このことから、U(Ⅵ)に対する取り込み能力は、カルサイト、MHC、
アラゴナイトの順で大きいことが分かる。したがって、MHC からアラゴナイトへ変質するような水質条件では、U(Ⅵ)を効果的に除去することが可能かもしれない。土壌や堆積物に豊富に含まれる鉄酸化物の準安定相であるフェリハイドライトは、U(Ⅵ)の除去材料としての役割が期待される。
Kobayashi et al. (2020)は、pH3-12 までの幅広い pH 条件でフェリハイドライトへの U(Ⅵ)の取り込
み挙動について検討している。MHC がアラゴナイトへ変質した pH8.3 付近の Kd の値を比較すると、どちらもおよそ 10²のオーダーであり、フェリハイドライトの方がやや大きい程度である。しかし、pH が 9 以上の条件では、フェリハイドライトの U(Ⅵ)に対する Kd は 2 桁近く低下する。アル
カリ塩湖や放射性廃棄物処理施設で想定される pH は 9 以上であるので(Fukushi and Matsumiya,
2018; Smith et al., 2015)、フェリハイドライトは高 pH 条件における U(Ⅵ)の除去材料とはならない
可能性がある。一方、アラゴナイトは高 pH 条件で安定な物質であり、U(Ⅵ)の取り込みがその条件でも生じるならば、効果的な U(Ⅵ)の除去材料となることが期待される。
5. 結論
本研究では、取り込み速度実験により MHC の変質過程における U(Ⅵ)の取り込み挙動について検討した。Mg 濃度の異なる速度実験の結果から、MHC がアラゴナイトへ変質した場合は、U(Ⅵ)の取り込みを促進するように作用し、逆にカルサイトへ変質した場合は、U(Ⅵ)を放出するように作用することが分かった。また、MHC からアラゴナイトへ変質過程において、Kd の値が約 2.8 L/g から 440
L/g へと大幅に増加していることから、MHC からアラゴナイトへ変質する水質条件では、アラゴナ
イトが効果的な除去材料として働くことが示唆される。
6. 引用文献
福士圭介. 2008. 粘土によるイオン吸着のモデリング. 粘土科学. 47, 93-103.
Fukushi, K., Matsumiya, H., 2018. Control of Water Chemistry in Alkaline Lakes: Solubility of
Monohydrocalcite and Amorphous Magnesium Carbonate in CaCl₂-MgCl₂-Na₂CO₃ Solutions.
ACS Earth Sp. Chem 2, 735–744.
Fukushi, K., Munemoto, T., Sakai, M., Yagi, S., 2011. Monohydrocalcite: A promising remediationmaterial for hazardous anions. Sci. Technol. Adv. Mater. 12, 064702.
Fukushi, K., Sakai, M., Munemoto, T., Yokoyama, Y., Takahashi, Y., 2016. Arsenate sorption on
monohydrocalcite by coprecipitation during transformation to aragonite. J. Hazard. Mater. 304,
110–117.
Gankhurel, B., Fukushi, K., Davaasuren, D., Imai, E., Kitajima, T., Udaanjargal, U., Gerelmaa,
T., Sekine, Y., Takahashi, Y., Hasebe, N., 2022. Arsenic and uranium contamination of Orog
Lake in the Valley of Gobi Lakes, Mongolia: Field evidence of conservative accumulation of U
in an alkaline, closed-basin lake during evaporation, J. Hazard. Mater. 436, 129017.
Kitajima, T., Fukushi, K., Yoda, M., Takeichi, Y., Takahashi, Y., 2020. Simple, Reproducible
Synthesis of Pure Monohydrocalcite with Low Mg Content. Minerals. 10, 346.
Kobayashi, Y., Fukushi, K., Kosugi, S., 2020. A Robust Model for Prediction of U(VI) Adsorption
onto Ferrihydrite Consistent with Spectroscopic Observations. Environ. Sci. Technol. 54, 2304–
2313.
MHLW, 2015. Ministry of Health, Labour and Welfare, Japan.
Niu, Z., Wei, X., Qiang, S., Wu, H., Pan, D., Wu, W., Fan, Q., 2019. Spectroscopic studies on U(VI)incorporation into CaCO3: Effects of aging time and U(VI) concentration. Chemosphere. 220,1100-1107.
Smith, K.F., Bryan, N.D., Swinburne, A.N., Bots, P., Shaw, S., Natrajan, L.S., Mosselmans, J.F.W.,
Livens, F.R., Morris, K., 2015. U(VI) behaviour in hyperalkaline calcite systems. Geochim.
Cosmochim. Acta. 148, 343–359.
WHO, 2017. Guidelines for Drinking-Water Quality. Fourth Edition, incorporating First
Addendum. World Health Organization, Geneva.
※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

6

様式 3

見込まれる
成果物

森田祐未 金沢大学卒業論文「モノハイドロカルサイトの変質過程における U(Ⅵ)の取り込み挙動」※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

7

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

だい いっめい

申請者氏名

戴

所属・職名

復旦大学公共衛生学院・博士課程 2 年

提出年月日

一鳴

２０２３年 ４月３０日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

☐ 重点共同研究
研究期間☐一般枠☐ 一般共同研究単年■ 博士後期課程学生育成共 国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

上海と金沢の大気中多環芳香族炭化水素の比較調査

研究実施
期間

センター
教員

新規
☐継続

２０２２年 ４月 １日～

唐

２０２３年 ３月３１日

寧

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

戴 一鳴

復旦大学

周 志俊

復旦大学

張

昊

金沢大学

張 露露

金沢大学

唐

金沢大学

分担者

※

寧

職名／
大学院生・
分担内容
学部生は利
用時の年次
博士課程 2
サンプリング，データ解析
年

教授

助言

博士後期
サンプリング，化学分析
課程 2 年
博士研究
サンプリング・化学分析
員
教授

助言

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載
した試料

PM2.5

固体

６０

分析した試料

PM2.5

固体

６０

分析試料

研究目的・
期待される
成果

多環芳香族炭化水素（PAHs）は炭素と水素を含む有機物の不完全燃焼や熱分解によって生成される。都市地域における大気中 PAHs の主要発生源は自動車，工場，火力発電所，石炭暖房施設などが挙げられる。
PAHs の多くは強い発がん性を有するため，
PM2.5の発がん本体といわれている。近年，日中両国政府の厳しい規制により，PM2.5 濃度が年々低減していることは言うまでもないが，住民の健康を保全するために，継続的な観測による PM2.5 中の PAHs の濃度と組成変化を調べる必要がある。
そこで本研究では，自動車が主要発生源とされている上海と金沢の PM2.5 を季節別に捕集し，アメリカ環境保護庁に優先取り組み PAHs 中，主に粒子相に存在する 9 種のPAHs を対象とし，それらの濃度，組成を調べたうえ，同じく自動車による排出される
PAHs の違いを明らかにすることを目的とした。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

PM2.5 サンプルは，上海（復旦大学 公共衛生学院屋上）と金沢（山科自排局）で夏季（2022 年 8 月 8 日―8 月 22 日）と冬季（2023 年 2 月 6 日―2 月 20 日）捕集した。
所定の前処理を施してから，USEPA にリストアップされる 16 種の優先取込み PAHs のうち，主に粒子相に存在する 9 種（ピレン：Pyr，フルオランテン：FR，ベンズ(a)アントラセン（BaA），クリセン（Chr），ベンゾ(b)フルオランテン：BbF，ベンゾ(k)フルオランテン（BkF），ベンゾ(a)ピレン（BaP），ベンゾ(ghi)ペリレン（BgPe），インデノ(1,2,3-cd)ピレン（IDP））を蛍光検出／HPLC を用いて分析した。
大気中総 PAHs の平均濃度は，上海では夏季に 125 pg/m3，冬季に 800 pg/m3 であり，
金沢では夏季に 259 pg/m3，冬季に 560 pg/m3 であり，いずれも冬高夏低の季節変動を示したが，夏季には金沢で高く，冬季には上海で高かった。その主原因として，金沢のサンプリング地点は沿道であるため，大気中 PAHs の主要発生源は自動車であり，しかも通年交通量の変化がほぼ変わらないことにあった。その季節変動は蒸気圧の比較的に高く，しかも濃度の比較的に高い４環構造をもつ PAHs の気/固分配の違いによるものであった。一方，上海では，冬季に地元の発生源のほか，中国北部都市の冬季暖房施設に由来する PAHs の流入も一因であった。
一方，提案した組成比（[BgPe]/[BgPe]+[IDP]）と[BbF]/[BbF]+[BkF]））を用いて主要発生源を推測したところ，金沢の夏季と冬季とともに自動車であるのに対して，上海では，夏季には自動車であるが，冬季には自動車のほか，石炭／バイオマス燃焼の寄与も見られた。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

データを詳細に研鑽してから国際誌に投稿する予定である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

なかじま としみ

申請者氏名

中島 壽視

所属・職名

東京大学大気海洋研究所 海洋生物資源部門 ・ 学振特別研究員

2023 年 4 月 17 日

提出年月日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠☐ 一般共同研究単年
 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

☐新規
継続

ラジウム同位体を用いた沿岸海域における陸水影響評価

2022 年

4月

1 日～

2023 年

3月

31 日

環日本海域環境研究センター 長尾 誠也 教授

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

中島壽視

職名／
大学院生・
所 属
学部生は利
用時の年次
福井県立大学 博士後期課
観測・分析
大学院
程3年

長尾誠也

金沢大学

教授

分析

落合伸也

金沢大学

助教

分析

井上睦夫

金沢大学

准教授

分析

杉本亮

福井県立大学

教授

観測・分析

分担内容

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

226Ra, 228Ra

円柱形

40 試料

分析した試料

226Ra, 228Ra

円柱形

15 試料

分析試料

研究目的・
期待される
成果

陸域から供給される水は沿岸海域へ豊富な栄養物質を供給しており，沿岸海域の物
質循環や生物生産に大きな影響を及ぼしている．陸域から沿岸海域への水と栄養物質の輸送は河川水だけでなく，海底から湧出する淡水性地下水によっても担われている．
また近年，海水成分の地下水（再循環性地下水）も一部の陸起源物質の供給源として重要であることが報告されつつある．それゆえ沿岸海域へ流入する陸水（河川水・淡水性地下水）と再循環性地下水の量を定量し，それらが陸起源の栄養物質の輸送に果たしている役割を明らかにすることは，沿岸海域の物質動態を正確に理解する上で必要不可欠である．
本研究では、若狭湾沿岸域を対象として、Ra 同位体（223Ra, 224Ra, 226Ra, 228Ra）を利用した水塊の起源解析を行い、陸起源の栄養塩輸送過程などを評価する．従来の海洋学的手法に Ra 同位体を用いた手法を導入することで、評価されなかった再循環性地
下水を含めた水塊起源解析に加えて、水と栄養塩類の包括的な動態を評価する。2021
年度金沢大学共同利用の結果では、小浜湾内の表層水に再循環性地下水の影響が及んでいることを明らかにした．また，塩分と 223Ra を用いた混合モデルにより，表層海水に対する再循環性地下水の寄与率（中央値）は 8.4%（範囲：2.7–27.0%）と推測された．
しかし，半減期の短い 223Ra や 224Ra を用いた寄与率推定では放射壊変の影響により再
循環性地下水の寄与率が過小評価となっている可能性がある．そこで本研究では半減期の異なる 4 つの Ra 同位体を用いて，短寿命 Ra 同位体の放射壊変の影響を評価する。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

若狭湾中央部に位置する小浜湾を対象地域とし，2021 年 8 月に海洋観測を実施した．湾内 32 測点および湾外 1 測点で海水試料（表層水）を採取した．湾奥部から湾口部を結ぶ縦断線上に設定した 6 測点と湾外の 1 測点では表層水と底層水を採取した．
また，端成分として河川水や井戸水（淡水性地下水），砂浜地下水も採取した．Ra 試料用に採取した海水（60–199 L），河川水（92–199 L），地下水（16–130 L）はマンガンを含浸させたアクリル繊維（Mn ファイバー）に通水し，Mn ファイバー上に吸着された半減期の短い短寿命 Ra 同位体（223Ra・224Ra）をラジウム遅延同時計測装置，半減期の長い長寿命 Ra 同位体（226Ra・228Ra）を金沢大学低レベル放射能実験施設のゲルマニ
ウム半導体検出器で計測した．また，内湾スケールにおいて壊変の影響を無視できる
長寿命 Ra 同位体を保存的な水塊トレーサーとして利用し，半減期の短い短寿命 Ra 同位体の分布との違いから放射壊変の影響を評価した．本研究では，4 種類の Ra 同位体
データが得られた小浜湾東部 12 測点について解析を実施した．
湾東部の表層海水は 4 つの起源水（河口部海水・湾外水・湾東部海水・湾西部海水）の混合によっておおよそ説明されることが塩分と長寿命 Ra 活性の関係から認められた．短寿命 Ra の示す壊変の影響を評価するために，湾東部の表層海水を構成する 4 つの起源水の混合のみで説明される 223Ra・224Ra 活性（理想値）と，観測により得られた実測値を比較した．理想値は，各起源水の寄与率（塩分と長寿命 Ra 同位体を用いた混合モデルにより推定）とその 223Ra または 224Ra 活性を掛け合わせることで算出した．
結果として，223Ra および 224Ra の観測値は理想値に対してそれぞれ−31～+62%および−52～+219%の値を示した．理想値よりも低い観測値は壊変によって正味 Ra 活性が低下していることを示しており，短寿命 Ra を用いた地下水寄与率解析では地下水寄与率が過小評価となりうることが示唆された．その一方で，理想値よりも高い Ra 活性を示す観測値も認められ，追加的な短寿命 Ra の供給が生じていることが示唆された．沿岸堆積物へ流入した海水中では，半減期の違いにより長寿命 Ra に比べて短寿命 Ra が急速に濃縮される．そのため，沿岸堆積物中における滞留時間の違いによって長寿命
Ra 活性に対する短寿命 Ra 活性が異なる（短い滞留時間の地下水では比が大きくなる）．
それゆえ，混合のみを仮定した理想値に対して高い短寿命 Ra 活性を示した観測値は，
長寿命 Ra では捉えることのできない短い滞留時間の地下水流入シグナルに由来していることが考えられる．以上より，内湾スケールにおける再循環性地下水を含めた陸水影響評価では，複数の異なる半減期の Ra 同位体を適用する必要性がある．

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

・学会発表（日本海洋学会 2023 年秋季大会または日本地球惑星科学連合 2024 年大会
を予定）

見込まれる
成果物

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

3

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）
提出年月日

2023 年

05 月 10 日

申請者氏名

Munkhsuld Enkhuur

所属・職名

Murayama Lab., Department of Trans-Disciplinary Science and Engineering,
School of Environment and Science, Tokyo Institute of Technology・PhD student

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠☐ 一般共同研究単年
 博士後期課程学生育成共同 ☐国際枠
☐複数年(２年)
研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

研究課題

Consideration towards human health risk assessment and management of heavy
metal pollution in groundwater of Erdenet city, Mongolia

研究実施
期間

2022 年 04 月 01 日～2023 年 03 月

センター
教員

Keisuke Fukushi

1

31 日

様式 3

氏

申請者

名

Munkhsuld
Enkhuur
Keisuke
Fukushi
Takehiko
Murayama

研
究
組
織
分担者

Ochir
Altansukh
Tsetsegee
SolongoBatbold
Tserenkhand

※

所

属

Tokyo
Institute ofTechnology
Kanazawa
University
Tokyo
Institute ofTechnology
National
University ofMongolia
National
University ofMongolia
National
University ofMongolia

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次
PhD
student
Professor

分担内容

Performer /fieldwork, lab analyzes,
heavy metal concentration, healthrisk assessment/
Advisor /lab analyzes, heavy metal
concentration/

Professor

Advisor/humanassessment

healthrisk

Professor

Advisor /fieldwork,
concentration/

heavy

metal

Researcher

Performer /lab analyzes,
metal concentration/

heavy

Undergraduate
student

Performer /fieldwork, heavy metal
concentration/

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

申請書に記載した試料

Groundwater samples

Liquid(inplastic 49
container)

分析した試料

Heavy metal analysis

Liquid(inplastic 49
container)

試料数

分析試料

2

様式 3

研究目的・
期待される成果

In this research, we are collected groundwater samples from 49 points andproposing to determine the concentration of heavy metals in groundwater, andwhether there is human health risk of heavy metal pollution of groundwater in
Erdenet city. Potential health risks of the residents living in the Erdenet
city is being performed by the Human Health Risk Assessment method by UnitedStates Environmental Protection Agency (USEPA).
At the end of the research, current condition of heavy metal pollution in
groundwater of Erdenet city is determined. Groundwater is used for drinking
and household water. Residents get drinking water from 2 main types of well,
public and private. Private means a household owns a well in their property
or fence. Within metal analysis, private well water is containing highconcentration of Ca and Mg, and vulnerable to be contaminated by Mo and Sr.

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

3

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

The Erdenet mine (Erdenet, Mongolia) is a copper–molybdenum open pit minewith a huge tailing pond and is located next to a residential area. As thesources of drinking water in this area rely on groundwater and can be
categorized into public or private wells, we aimed to assess the groundwater
quality of the different types of drinking water wells. To accomplish ourgoal, we analyzed 18 trace metals (As, Ba, Bi, Cd, Co, Cr, Cs, Cu, Ga, Mo,
Ni, Pb, Se, Sr, Th, U, V, Zn) samples using ICP-MS and ICP-OES, and the heavy
metal pollution index, heavy metal evaluation index, and degree ofcontamination were calculated. The most concerning point is that the Mo
concentration of waste water in the Erdenet mine tailing pond and at a natural
spring located 300 m from the tailing pond was 1,100 μg/L, which greatly
exceeds the WHO permissible concentration for Mo of 70 μg/L. Furthermore,high Ca and Mg concentrations at all private wells indicated that consumersof these wells are more vulnerable to any type of water pollution, as thesewells are not built with any disinfection or treatment system. A modified
categorization of the water quality indices showed that the public and private
wells have low–medium contamination and that the tailing pond seepage water,
along with its nearest spring, have a high degree of contamination. Because
many private wells are located along the tailing pond and used directly
without any treatment, we suggest a continuous evaluation and monitoring of
the groundwater quality in this area.

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

見込まれる
成果物

Result of the entire research will be divided into the following 2 main parts,
the heavy metal concentration in groundwater of Erdenet city, and human healthrisk assessment related to the heavy metal concentration in groundwater ofErdenet city. A manuscript with result of heavy metal analysis is submitted
to an international peer-reviewed journal named “Environmental Science and
Pollution’ by Springer.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

せき まこと

申請者氏名

関 誠

所属・職名

富山大学 大学院理工学教育部 地球生命環境科学専攻 博士課程 2 年

提出年月日

2023 年 4 月 27 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠☐ 一般共同研究単年
 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究☐ 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

研究課題

大気バイオエアロゾルの健康影響評価に関する研究：能登半島における嫌気性細
菌の探索

研究実施
期間

2022 年 4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

センター
教員

唐

寧 教授

1

様式 3

氏

申請者

関

誠

唐

寧

名

鈴木信雄
研
究
組
織

松木篤
分担者

能田淳

田中大祐

岩本玲佳
※

所

属

富山大学 大学院理工学教育部
金沢大学 環日本海域環境研究センター
金沢大学 環日本海域環境研究センター
金沢大学 環日本海域環境研究センター
酪農学園大学
獣医学群 獣医保健看護学類
富山大学 学
術研究部理学系
富山大学 理学部生物圏環
境科学科

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

博士課程
研究の統括、微生物実験
１年
教授

大気試料の捕集、助言

教授

海洋微生物、助言

准教授

大気試料の捕集、助言

教授

大気試料の捕集、助言

教授

微生物実験、助言

学部
４年

微生物実験、補助申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

エアロゾル

大気を捕集した石英繊維フィルター

申請書に記載した試料

試料数20～30 程度

分析試料

エアロゾル

大気を捕集した石英繊維フィルター
32

分析した試料2

様式 3

研究目的・
期待される成果【本研究の目的】
本研究では環日本海地域におけるバイオエアロゾルを調査することで、大気中に存在する細菌種の地域による違いについて調査する。特にほとんど調査がされていない大気中の嫌気性細菌について調べることで、ヒトや動物への健康影響評
価を行うことを目的とする。
また、能登半島の沿岸部では、東アジアや海洋から輸送されるバイオエアロゾルの影響も受けることが想定されるため、それらの要因も含めて調査を行い考察する。
【期待される成果】
これまで嫌気性細菌であるクロストリジウム属菌に関しては、培養法による大気からの単離例がなく、ヒトや動物の健康への影響については調査が進んでいな
い。今回、能登大気観測スーパーサイト（輪島、珠洲）にてバイオエアロゾルを調査することで、海洋や東アジアからの輸送を含めて、ヒトや動物の健康への影響について解明することができると期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

【利用・研究実施内容】
大気バイオエアロゾルの研究における、分子生物学的手法である細菌叢解析では、検出された細菌の生死は不明である。そのため、それらの細菌によるヒトの健康や環境への影響は十分に把握することができない。そのような中、我々は培養法を用いて、富山大学理学部屋上の大気から、嫌気性細菌 Clostridium の検出（単離・同定）に成功した。Clostridium は 200 種以上が存在しており環境中に幅広く分布し, 主に
土壌中や動物などの腸管内といった酸素濃度が低い環境に生息する偏性嫌気性菌である．また、生存に不利な環境下では芽胞を形成することで死滅を免れる。
Clostridium には窒素固定をする菌やウェルシュ菌 (C. perfringens)やボツリヌス菌(C. botulinum)のように毒素を産生する菌も存在するため環境及びヒトや動物の健康に影響を及ぼす可能性がある。そこで本研究では、まず輪島と珠洲の大気中にもこのような Clostridium が存在するのかどうかを各大気観測サイトにおいて調査し、それを基にして地域や季節による違いを評価した。
【得られた成果】
能登大気観測スーパーサイト輪島測定局 (37.4° N、136.9° E)での結果
大気試料を 2022 年 4 月～2023 年 3 月（2022 年 12 月以降の試料は解析中）にハイ
ボリュームエアサンプラー(柴田化学)を用いて吸引流量 700L/分、捕集時間 1 週間
（積算流量 約 7,000m3）のサンプリング条件で毎月 2 回捕集した。そして、それらの試料から 9 種、33 株の Clostridium を単離・同定することができた。多く検出された菌種は、C. perfringens （ウェルシュ菌、7 株)、Paraclostridium bifermentans (以前は C. bifermentans、10 株) 及び C. sardiniense （7 株）であった。また、C. perfringensと P. bifermentans には季節性が認められ、C. perfringens は春や秋など比較的気温の低い時期に検出されており、P. bifermentans は夏季に多く検出される傾向が見られた。
一方で、C. sardiniense には季節性は認められなかった（図１）。
発育可能な最低温度が C. perfringen が 12℃であり、P. bifermentans は 25℃と高く、また、C. sardiniense は 18℃と 2 種の中間に位置しており、このことが季節性に関係している可能性が考えられた。

3

様式 3

図１.輪島における月毎の単離菌株数
能登大気観測スーパーサイト珠洲測定局 (37.5° N、137.4° E)での結果
大気試料は、2022 年 5 月、9 月、10 月及び 2023 年３月（現在解析中）に輪島と同様のハイボリュームエアサンプラーを用いて吸引流量 700L/分、捕集時間 24 時間（積算流量 約 1,000m3）で各月 2 回捕集した。そして、それらの試料から 5 種計 9
株の Clostridium を単離・同定することができた。同定できた菌種は、C. perfringens（2 株）、P. bifermentans （3 株）及び C. senegalense （2 株）などであった。
以上の結果から、輪島と珠洲で C. perfringens と P. bifermentans が多く検出されるという共通点が認められ、一方で輪島での C. sardiniense と珠洲での C. senegalense のようなローカルな特徴も示唆されて興味深く思われた。また、輪島と珠洲におけるサン
プリング期間中の後方流跡線解析の結果、いずれの地点においても東アジアから大気塊が移流する傾向が認められ、大気塊の移流のあった期間に C. perfringens が検出されていることが分かった。このことから、Clostridium が越境輸送されている可能性が示唆された。例として 2022 年 4 月の後方流跡線解析の結果を図２に示す。
ab

図 2. 2022 年 4 月における輪島と珠洲における後方流跡線解析
a: 輪島, b: 珠洲
今後は、採取できた Clostridium についてゲノム解析を行い、それぞれのサンプリング地点における菌株の比較を行うことにより、病原性や越境輸送の可能性について
さらなる検討を行いたいと考える。
※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

4

様式 3

見込まれる
成果物

2023 年度も研究を継続し，2022 年度の結果と併せて成果発表する予定である。

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

5

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

ドウオン ウェンジエ

申請者氏名

鄧

所属・職名

富山大学 理工学教育部 地球生命環境科学専攻 博士課程 3 年

提出年月日

文傑

2023 年4 月 30 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠☐ 一般共同研究単年
 博士後期課程学生育成共同研 ☐国際枠
☐複数年(２年)究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

研究課題

マルチプル化学トレーサーを用いた東シナ海外部陸棚域の深層物質輸送過程の評
価

研究実施
期間

2022 年

センター
教員

長尾 誠也
E-mailnagao37@staff.kanazawa-u.ac.jp

4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日

1

様式 3

氏
申請者

名

鄧 文傑
長尾誠也

研
究
組
織

落合伸也
張

勁

分担者
大塚 進平
Zhu Siteng
片境 紗希
※

職名／
大学院生・学部生
は利用時の年次

所 属
富山大学理工学教
育部
金沢大学環日本海研究センター
金沢大学環日本海研究センター
富山大学学術研究
部（理学系）
富山大学理工学教
育部
富山大学理工学教
育部
富山大学学術研究
部（理学系）

分担内容

D3

統括;試料採取;化学分析

教授

機器分析指導助教

機器分析指導

教授

研究指導

M2

試料採取;化学分析

D3

現場観測;化学分析特命助教

研究指導・化学分析

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

海水

粉末状(濃縮作業済試料)
乾燥・粉砕済申請書に記載
した試料

海洋堆積物

試料数

10
5

分析試料

分析した試料

研究目的・
期待される
成果

東シナ海には世界最大級の河川である長江と黄河から大量の堆積物が流れ込
み、その量は全世界の河川堆積物フラックスの約 10%に達する。外部陸棚域は外洋だけでなくその陸源物質の影響を受ける海域にある。近年温暖化に起因する底層
水の貧酸素領域の拡大が危惧されており、外部陸棚における陸から海への物質循
環を広域的に理解することは重要である。本研究では、海洋深層と海底表層に着目し、底層水－間隙水間、間隙水-堆積物間の物質輸送の空間的挙動を明らかにすることを目的とする。これらの知見は、再無機化の影響を受けた低酸素濃度の間隙水の底層水への寄与や再懸濁した堆積物粒子の有機分解に起因する酸素消費が貧酸素化に及ぼす影響を明らかにできることが期待される。

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

2

様式 3

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

地球温暖化や人為的な活動の増加により、縁辺海域では低酸素化が頻発している(Schmidtko et al., 2017）。東シナ海は、世界で最も豊かな漁場の一つとして、地域の生物多様性や漁業資源にとって非常に重要である（S.
Zhang et al., 2016）。これまでに中国の沿岸海域では貧酸素水の発生と周辺海域の海洋環境悪化（Wang, 2017）、底層の溶存酸素濃度低下速度の上昇（速度 0.483 mg/L・年）や貧酸素水塊の発生頻度の増加、さらに陸棚中央部への貧酸素水面積の拡大（速度 3.12 km/年、 Ning, 2011）が報告されており、現在の東シナ海における低酸素領域は 15,000 km2 に達している（Chenet al.,2022）。にもかかわらず、東シナ海外部陸棚域の低酸素水はこれまであまり注目されておらず、その起源を定量的に推定することは喫緊の課題である。
本研究では 2018～2022 年の毎年 7 月(COVID-19 感染拡大防止のため 2021
年度は中止)に「長崎丸」の研究航海に参加し、東シナ海外部陸棚域の海洋調査を実施した。本航海では約 300 の海水と堆積物間隙水サンプルを採取し、希土類元素濃度と栄養塩濃度(SiO2-Si、NO2—N、NO2+NO3-N、NH4+-N、PO4P)を測定した。また船上では、DO センサーを用いて溶存酸素濃度の連続観測を実施した。観測の結果、2018～2022 年夏の東シナ海外部陸棚域（水深100～200m）において、5 年間継続して低酸素水（～3.75 ml/L）が観測された。低酸素水の複数の水塊起源を特定するために、重希土類元素（Tb，Dy，
Ho，Er，Tm，Yb）を化学トレーサーとして使用し、温度、塩分を組み合わせて、エンドメンバー混合モデルを構築、異なる複数の起源水塊を定量化した。その結果、外部陸棚域の低酸素水は、陸棚混合水、黒潮表層水、間隙水、黒潮次表層水、黒潮中層水で構成されることが分かった。5 つのエンド
メンバーのうち、その中で、陸棚混合水、黒潮表層水、間隙水、黒潮中層水の 4 つの水塊は低酸素水への寄与は比較的小さく（〜20％）、黒潮次表層水（〜80％）が外部陸棚域の低酸素水の形成に支配的であることが示された。
興味深いことに、間隙水は低酸素水に約 3％寄与しており、低酸素水に対する間隙水の寄与が、本研究によって初めて定量化された。
化学的に不活性で半減期が短い（3.82 日）222Rn を利用した、間隙水から
低酸素水までの滞留時間は、約 4.1 日であった。これを利用した 2 ボック
スモデルによる溶存無機窒素（DIN）フラックスの算出値は 1.1 kmol/s で、対馬海峡を通過して日本海に流出する栄養塩の 18%に相当することが明らかになった。この結果は、日本海への DIN の輸送に間隙水が大きく寄与していることを提案するものである。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

学会発表

見込まれる
成果物

1.

Wenjie Deng, Jing Zhang, Siteng Zhu , Saki Katazakai, Keiji Horikawa, Takahiro Endoh,
Takeshi Matsuno, Yoshiko Kondo; Low-oxygen bottom waters on the outer shelf of theEast China Sea: Water mass analysis, nutrient transport, and tidal influence using
multi-chemical tracers; 九州大学応用力学研究所研究集会; Kyushu University; 2023.2.

2.

Siteng Zhu, Jing Zhang, Qian Liu, Alan M. Shiller, Zhimian Cao, Xianghui Guo, Yihua
Cai, Xin Liu; Quantifying Water/Nutrient Contribution Influenced by Eddies in the Upper
North Pacific Subtropical Gyre using Rare Earth Elements; GEOTRACES Japansymposium; University of Tokyo; 2023.3.

3.

Saki Katazakai, Jing Zhang; Case study in Japan “Impact of climate changes on waterand nutrient transport in central Japan and leading to climate change adaptation
strategies”; IOC Sub-Commission for Western Pacific (WESTPAC) International
Workshop; University of Toyama; 2022.11.

※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 3（共同研究）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
共同研究

成果報告書

（ふりがな）

せき たまき

申請者氏名

関 圭樹

所属・職名

鹿児島大学大学院連合農学研究科 3 年生

提出年月日

2023 年 4 月

19 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野

研究課題

研究実施
期間

センター
教員

☐ 重点共同研究
研究期間
一般枠☐ 一般共同研究単年
 博士後期課程学生育成共 ☐国際枠
☐複数年(２年)
同研究 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究

新規
☐継続

金沢市河川流域における生活由来化学物質（PPCPs）の環境実態調査

2022 年 11 月 30 日～ 2022 年 12 月

20 日

本田 匡人

1

様式 3

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

属

職名／
大学院生・
学部生は利
用時の年次

分担内容

関圭樹

鹿児島大学大学院連合農学 博士 3 年
研究科研究統括、サンプリング、分析

本田匡人

金沢大学

助教

サンプリング、分析指導

宇野誠一

鹿児島大学

教授

分析指導

分担者

※

申請時の分担組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。
物質名

形態（形状）

試料数

申請書に記載した試料

医薬品類

河川水中溶存態10～30

分析した試料

医薬品類

河川水中溶存態

52

分析試料

研究目的・
期待される
成果

我々が服用した医薬品は、一般的に体内で一部は代謝され、一部は変化することなく、尿などと共に排泄される。現代の日本では排泄された尿の多くは生活排水と共に下水処理場に運ばれ、一定の処理を受けて河川などに排出されている。排水中の医薬品は下水処理場でその大半が分解されると考えられるが、一部は未処理のまま処理場
から水域に放出される。このように水域に放出された医薬品類は、水生生物に一定の影響を与えるだけでなく、耐性菌の出現などに寄与する可能性が懸念されてきた。そのため、医薬品を含む生活由来化学物質（PPCPs）のモニタリング調査は数多く実施されているが、医薬品の使用にはその時々によりトレンドがあるため、継続的な環境モニタリングを行うことが望ましい。申請者は医薬品の魚類への影響について研究を進めている。この影響評価は主として実験室内で進めているが、研究対象としている医薬品類の日本の水域における分布に関する情報や研究例は非常に少ない。そこで、本研究では石川県金沢市において、処理後下水が放水されている付近の河川水を採取し、河川水中の PPCPs 分布調査を実施した。金沢市の下水処理場は 4 つの地区に設置されており、いずれも金沢市の人口密集域における排水を処理し、近郊の河川に放水している。金沢市 98.0%の地域は下水処理場を通して生活排水が処理されていると公表されているため、金沢市民が排泄する医薬品のほとんどはほぼ 4 つの下水処理場いずれかに運ばれ一定の処理を受ける、と予想された。これら処理場のいくつかは河口域近くにあり、もし PPCPs が流域に放出されていれば、汽水域や日本海沿岸域の水生生物に対して何らかの影響を及ぼしている可能性もある。
2

様式 3

※申請書に記載した事項を要約して下さい。

利用・研究
実施内容・
得られた成
果

まず、対象とした 9 種の PPCPs を、LC/MS/MS を用いて測定するためのメソッドの最適化を行った。その後、金沢市内に位置する 4 つの処理場に注目し、その放水口周辺と、それより上流及び下流部の計 23 地点で河川水を採取した。採水後、ガラス濾紙で濾過し、固相カラム HLB を用いて PPCPs を抽出した。対象とした PPCPs を固相からメタノールで溶出し、LC/MS/MS により分析した。得られた PPCPs の各水域の濃度分布と、生物影響に関する先行研究を照合してリスク評価を行った。9 種の PPCPs 全てが、国内外の先行研究の河川水中濃度と同程度の濃度で検出された（Hunt et al., 2009;
Bähr, 2009）。下水処理場の排水口直下からは、その他の地点に比べて高い濃度の
PPCPs が検出され、予想通り、河川への PPCPs 負荷源は下水処理場排水であると考えられた。濃度は高い順に、クロタミトン 697 ng/L、ジフェンヒドラミン 494 ng/L、クラリスロマイシン 452 ng/L で、いずれも下水処理場排水口直下で検出された。また、排水口から下流側に離れるほど、PPCPs の濃度は低下する傾向がみられ、伏見川、安原川、大野川では、排水口付近と比較すると約 2 km 下流の地点での各 PPCPs の濃度の減衰率は 79-99 %となった。しかし、浅野川では、約 2 km 下流地点での減衰率が 1861 %にとどまった。浅野川は元々、大野川や犀川より小規模で、かつ、下水処理場排水口より上流の地点に、農業用水取入れのための堰が設けられており、今回調査した
他の 4 つの河川より水量が少ない。
このような河川ではその水量の少なさゆえに PPCPs
は希釈されにくく、より下流まで濃度の高い状態で残留しやすいと考えられた。また、先行研究から水生生物への予測無影響濃度（PNEC）を算出し、今回調査した水系のリスク評価を試みた。その結果、ミジンコ（D. magna）の繁殖を阻害し、ファットヘッ
ドミノー（P. promelas）の摂餌を減少させる（Berninger et al., 2011）PNEC を超える濃度のジフェンヒドラミンが、下水処理場排水口直下からのみ検出された。さらに、藻類（P. subcapitata）の成長を阻害する（Ishibori et al., 2005）PNEC を超える濃度のクラリスロマイシンが、同じく下水処理場排水口直下からのみ検出された。
今回の調査では、下水処理場排水口以外の地点の河川水からは、水生生物に直ちに影響を及ぼす濃度は検出されなかった。今回調査した水系では、下水処理場から放流された PPCPs は河川水により直ちに希釈され、水生生物への影響は極めて限定的であると考えられた。しかしながら、ジフェンヒドラミンやジクロフェナクなど一部の PPCPs
では長期暴露により魚類の産卵数が減少したり、下顎が欠損したりするなど、個体群維持にとって重大な影響を及ぼす可能性があることが報告されている（Yokota etal., 2018）。PPCPs の河川水中濃度は、降雨や、人々の一日のタイムスケジュールによって変動するため、今後も同水系での継続的なモニタリング調査が必要であると考えられた。

※1,000 字以上で具体的に記述して下さい。

3

様式 3

見込まれる
成果物

原著論文発表学会での口頭発表
博士論文※原著論文発表、レビュー等原著論文以外による発表、口頭発表、卒業論文・修士論文・博士論文等の予定について記載して下さい。成果が出た場合は、別途事務局に報告して下さい。

4

様式 3

様式 4（研究集会）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
研究集会

成果報告書

（ふりがな）にしおか じゅん

申請者氏名

西岡 純

所属・職名

北海道大学 低温科学研究所・教授

提出年月日

2023 年 4 月 6 日

連絡先住所

TEL

FAX

E-mail

申請区分

研究分野
区分

研究集会名称

開催場所

開催日

 一般枠

☐ 国際枠
☐ 継続
 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究 生態系と人間社会の共生に関する研究
 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究
Understanding and future prediction of transboundary pollution in marginalsea

会場：金沢市内、香林坊、石川県四高交流会館

2023 年

計
参加者人数

 新規

3 月 28 日

12 名

内訳：本学（教職員 3 人、学生 3 人）
他大学・研究機関（教職員・研究者 6 人、学生 0 人）
一般等（
人）

1

様式 4

得られた成果

金沢大学環日本海域環境研究センターおよび北海道大学低温科学研究所環オホー
ツク観測研究センターで実施している日本海・オホーツク海・北太平洋の研究や陸
海結合システムに関わる研究内容について、成果を持ち寄り情報交換が行われた。
また当該研究領域の物質循環研究を遂行している海洋研究開発機構の熊本雄一郎
博士にもオブザーバーとして参加いただいた。本研究集会を実施したことによって、ユーラシア大陸河川における鉄の溶出機構、オホーツク海氷の温暖化実験、縁辺海を含む日本周辺から北太平洋スケールの放射性同位体元素やケイ素の動態、グリーンランドアイスコアから復元される大気エアロゾルなどに関わる研究成果について情報交換がなされ、研究展望が議論された。

氏 名

申請者
研
究
組
織
分担者

西岡

所

属

職名／
大学院
生・学
部生は
実施時
の年次

分担内容

純

北海道大学 低温科学研究所

教授

集会統括、環オホーツク物質循環

白岩孝行

北海道大学 低温科学研究所

准教授

陸海結合システム江淵直人

北海道大学 低温科学研究所

教授

環オホーツク海洋物理

的場澄人
佐伯

立

長尾誠也
井上睦夫
松中哲也

助教
グリーンランドアイスコア
北海道大学 低温科学研究所

博 士 研
オホーツク海氷モデル
究員
教授

環日本海域環境研究准教授

環日本海域環境研究

放射性元素動態助教

環日本海域環境研究

PAH など汚染物質動態

金沢大学環日本海域環境研究センター※申請時の研究組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。

2

様式 4

様式 4（研究集会）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
研究集会

成果報告書

（ふりがな）

け

ちゃん

申請者氏名

Ke Zhang

所属・職名

Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of
Sciences・教授

提出年月日

2023 年

3月

28 日

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野
区分

研究集会名称

☐

 新規

一般枠

 国際枠
☐ 継続
 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究 生態系と人間社会の共生に関する研究
 地域環境の将来予測に関する研究
 持続可能な社会創成に関する研究
 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究
17thEast Eurasia International Workshop (EEIW)-Kunming

開催場所

online,他

開催日

2022 年 11 月 29 日（オンライン）, 2023 年 2 月 16 日(環日セミナー）, 3 月 10日，3 月 28 日

計 延
参加者人数

69 名 （11/29:12,2/16:19, 3/10:32 3/27:6)

内訳：本学（教職員 22 人、学生 5 人）
他大学・研究機関（教職員・研究者 32 人、学生
一般等（
人）

1

人）

様式 4

得られた成果

当初予定では中国昆明で会議を実施予定であったが，中国のゼロコロナ政策の継続のため，実施することができなかった。3 年連続での中止となったため，オンラ
イ ン 会 議 を 開 催 し ， 今 後 の 会 議 の 方 向 性 を 確 定 す る と と も に ， International
Organizing Committee を立ち上げ，今後の継続的な研究ネットワークの形成を行なった。また関連の研究者を招聘し，別途セミナー等において研究交流を行なった。

氏

申請者
研
究
組
織

名

所

職名／
大学院
生・学
部生は
実施時
の年次

属

分担内容

Ke Zhang

Nanjing Instituteof Geography and 教授
Limnology

オンライン会議参加

長谷部徳子

金沢大学

オンライン会議の主催

教授

他１１名

分担者

オンライン会議参加
Korea

Kim Jin Cheul

Institute

GeologyandofMineralResources
他２名

研 究
員

セミナーでの講演セミナーでの講演※申請時の研究組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。

2

様式 4

様式 4（研究集会）

２０２２年度金沢大学環日本海域環境研究センター
研究集会（ふりがな）

申請者氏名

所属・職名

成果報告書

くまもと ゆういちろう
熊本

提出年月日

雄一郎

令和４年１２月１８日

国立研究開発法人海洋研究開発機構・主任研究員

連絡先住所

FAX

TEL

E-mail

申請区分

研究分野
区分

研究集会名称

 一般枠

 新規

☐ 国際枠
☐ 継続
 環境汚染や環境変化の検知とその要因に関する研究☐ 環境変化が健康に及ぼす影響に関する研究☐ 生態系と人間社会の共生に関する研究☐ 地域環境の将来予測に関する研究☐ 持続可能な社会創成に関する研究☐ 複数の研究分野に跨がり推進する学際的研究
水圏における福島原発由来の放射性核種－10 年間の研究成果と今後の課題（採択番号 22076）

開催場所

金沢市しいのき迎賓館

開催日

令和４年５月９日～１０日

計２０名
参加者人数

内訳：本学（教職員３人、学生５人）
他大学・研究機関（教職員・研究者 １２
一般等（ ０人）

1

人、学生

０人）

様式 4

得られた成果

2 日間の集会では、金沢大学の学生 2 名の発表を加えて全部で 14 件の研究発表がなされた。講演内容は福島第一原子力発電所事故に由来する放射性核種に関するものが最も多かったが（10 件）、1950/60 年代の大気中核実験に由来する核種、金沢大学における超高感度放射能測定、放射性核種と同じくグローバルに拡散する
汚染物質に関する発表もあり、議論に深みができた。研究対象は、海水、淡水、堆積物、粒子態、魚類、貝類など多岐にわたり、水圏における放射能研究の最新の知見を広く共有することができた。また、放射性核種はセシウムだけでなく、ストロンチウム、トリチウム、ヨウ素、超ウラン核種についての発表があり、それぞれの核種についての挙動の違いについて議論された。最後の総合討論では、福島第一原
発からの処理済み汚染水の放出についても意見交換がなされた。

氏 名

申請者
研
究
組
織

熊本雄一郎

井上睦夫
帰山秀樹
分担者
高田兵衛
城谷勇陛

所

属

職名／
大学院
生・学
部生は
実施時
の年次

主 任
研 究
員
金沢大学 環日本海 准 教
域環境研究センター 授
主任
水産研究・教育機構 研 究員
福島大学 環境放射 准 教
能研究所
授
研 究
海洋生物環境研究所員
海洋研究開発機構

分担内容

集会準備、集会で発表

集会準備、集会で発表
集会で発表
集会で発表
集会で発表

※申請時の研究組織を変更して許可を受けた場合は、変更後の組織を記載して下さい。

2

様式 4