A practical project for the international environmental cooperation 国際環境協力への実践プロジェクト A practical project for the international environmental cooperation プロジェクト履修学生：孫 楊、柏木 信明、呉 迪、 陳 啓宇 プロジェクト担当教員：王　青躍 　　　　関連学外組織：上海大学、国立環境科学研究所、上海市疾病予防控制センター他 　都市部微小粒子状物質の挙動とその変異原性調査 　Investigation on behavior and mutagenicity in urban fine particles プロジェクト No.９ 　　　　　　現在、世界範囲内がんによる死亡率が上昇を続けている。環境大気中の浮遊粒子に存在する発がん性物質については、多種類の物質である。首都圏へと繋がる交通網が多い埼玉県は、自動車由来の汚染物質が高濃度の地域であり、健康に大きいな影響を与えている。また、日本の越境汚染問題と関連地域である中国への調査も重要である。 本プロジェクトでは、中国上海市において、上海大学（呂　森林教授）と連携し、現地での大気環境調査や技術交換などを実施した。現地で捕集したサンプルを日本に持ち帰って、変異原性試験、炭素分析、PAH成分の測定を行った。 Abstract The mortality rate due to world range cancer keeps rising now. As for the carcinogen that exists in the suspended particulate in ambient aerosol , it is many kinds of materials. Ambient fine particles attribute to SPM which are mainly contributed by automobile exhaust source have been reported to cause serious health effects. In this project, investigation of atmospheric environmental and technology interchange were conducted by cooperated assistant professor Lu shenlin at shanghai University. Collected filters were brought on Japan and analyzed Mutagenicity,Carbon and PAHs. 実験方法 中国におけるモデル調査地域のPM2.5による複合的な生体影響の要因に関連研究 　PM2.5における変異原性物質の調査及び解析を行う 　Ames Testing を行い、発癌性物質に関する情報を調査 　変異原性活性の判明 　 Ames試験、マイクロサスペンジョン法にて 　（Salmonella typhimuriumTA98, TA100, YG1024） 　質量濃度および炭素濃度の把握 　 熱光学式炭素分析計 (DRI model 2001; IMPROVE法) 　陽イオンおよび陰イオン分離・定量 イオンクロマトグラフ (Dionex, DX-100) 　 PAHs成分の把握 ガスクロマトグラフ質量分析装置 GC/MS/MS ： Varian3800GC/300-TQMS GL Science　T-DexII　 実験結果 Table 1. The concentrations of organic carbon, element carbon, major ions, elements, total 8 PAHs, and mutagenicities in fine particles Table2. Contributions of PAHs to total indirect-acting mutagenicity of urban fine particles in Salmonella typhimurium TA100 strain with S9 mix PAH Abbr. M.W. Mutagenicity PAHs concentations Mutagenicity of PAHs Contributions of PAHs (g/mol ) (rev./nmol) (10-3 nmol/m3) (rev. /m3) (%) Shanghai 090116 090117 090118 Benzo[a]anthracene BaA 228.3 10 5.26 0.25 8.10 0.053 0.002 0.081 0.12% 0.00% 0.17% Chrysene CHR 1 8.26 25.46 13.50 0.008 0.025 0.014 0.02% 0.04% 0.03% Benzo[b]fluoranthene BbF 252.3 34 17.42 33.51 6.11 0.592 1.139 0.208 1.36% 1.94% 0.44% Benzo[k]fluoranthene BkF 14 25.94 40.17 14.66 0.363 0.562 0.205 0.83% 0.96% 0.43% Benzo[a]pyrene BaP 64 28.31 37.63 1.812 2.408 0.938 4.16% 4.11% 1.98% Indeno[1,2,3-cd]pyrene IcdP 276.3 3 11.37 18.22 10.47 0.034 0.055 0.031 0.08% 0.09% 0.07% Dibenzo[a,h]anthracene DahA 278.3 20 2.88 4.71 3.42 0.058 0.094 0.068 0.13% 0.16% 0.14% Benzo[g,h,i]perylene BghiP 16.65 22.97 1.12 0.017 0.023 0.001 Total of 8PAHs 116.09 182.93 72.03 2.936 4.310 1.547 6.74% 7.35% 3.27% Shanghai (PM2.5) 090116 090117 090118 average Carbon (μg /m3) TOC 8.23 10.3 8.14 8.89 TEC 5.86 14.18 10.52 10.19 TC 14.09 24.48 18.66 19.08 Ion (μg /m3) NH4+ 3.84 7.98 8.31 6.71 K+ 0.42 0.92 1.19 0.84 NO3- 8.54 17.79 17.27 14.53 SO42- 5.60 10.73 13.00 9.77 Element (%) S 3.39 8.78 9.01 7.06 K 0.41 0.98 1.33 0.91 S/K 8.27 8.96 6.80 8.01 The total of 8 PAHs (ng /m3) 29.71 46.65 26.58 34.31 PAHs/OC 3.61 4.53 3.27 3.86 Revitalization of mutagenicity 　　　　　　 (rev. /m3) TA98/S9- 83.71 95.50 98.57 92.59 TA98/S9+ 55.61 85.88 90.68 77.39 TA100/S9- 41.95 82.10 69.21 64.42 TA100/S9+ 43.56 58.65 47.35 49.85 Organic material of mutagenicity 　　　　　　 (rev. /mg-oc) 10.17 11.60 11.98 11.25 6.76 8.34 11.14 8.71 5.10 9.98 8.41 7.83 5.29 5.69 5.82 5.61 Contribution of PAH to total indirect-acting mutagenicity = (Mutagenicity factor of PAH * Measured concentration of PAH) /Measured mutagenicity in particles B) Mutagenicity of urban fine particles in TA100 strain with S9 mix (rev. /m3, air) 090116: 43.56 ; 090117: 58.65 ; 090118: 47.35 Fig.2 Contributions of Cabon and Ion in urban fine particles Fig.1 Ames testing results list of Saitama urban area おわりに： 観測期間において、菌株、S9mixの添加の有無に係わらず、変異原活性 (rev./m3)はすべて陽性を示した。上海市都市大気中PM2.5の変異原性とPAHsとの関連性があると考えられるが、粒子組成分析から自動車排気やバイオマス燃焼など、いくつかの発生源の影響を示唆する結果が得られた。また、二次生成粒子は、自動車排ガス等に含まれる炭化水素が光化学反応により粒子化したものがあると考えるため、今後はその健康影響の調査および解析を行う予定である。 参考文献 1.Michelle L. Bell, Francesca Dominici, Keita Ebisu, Scott L. Zeger, and Jonathan M. Samet (2007): Spatial and Temporal Variation in PM2.5 Chemical Composition in the United States for Health Effects 　Studies, Environmental Health Perspectives 115,989–995 2．B.N.Ames, L.McCann and E.Yamasaki, Methods for detecting carcinogens and mutagens with the Salmonella/mammalian microsome mutagenicity test, Mutation Res.,31, 347-364,1975