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土壌汚染と環境・経済リスクを考える 保高徹生のHP

個人のメモ、思考の記録、最近の活動紹介です。
■研究の内容・論文はこちらのサイトに掲載をしております。
今後とも、よろしくお願い致します。2014/10/05

2018-05-01

WSを開催します。

2018年 5月 15日に、Sustainable Remediationに関するワークショップ〜各国の持続可能な土壌汚染対策への取り組みと知見の共有〜をお台場の日本科学未来館にて開催します。

是非、皆様ご参加ください。

詳細は下記です。

https://unit.aist.go.jp/georesenv/information/20180515.html

2018-01-02 2017年の振り返り このエントリーを含むブックマーク このエントリーのブックマークコメント

2017年も終わりましたので、少しだけ1年の振り返りをしてみたいと思います。現状、15を超えるプロジェクトが動いておりますが、2018年内に新規のプロジェクトを5つほど立ち上げる予定です。引き続き,皆様のご支援、よろしくお願い致します。

1.2017年に掲載絵された論文

2017年に掲載された論文は以下の7報です。

Yasutaka et al.,(2017) Soil and foundations

Yasutaka et al.,(2017) PLOS ONE

Murakami et al.,(2017) Chemosphere

Nakamura et al.,(2017) Chemosphere

Imoto et al.,(2018) Science of Total environment

保高ら(2017) 分析化学

坂本ら(2017) 土木学会論文集

ファースト3報、 CA1報、 共著3報 でした。

やはりChemospherやSTOTENは受理からオンライン出版までの期間が短くて(2週間以内)、著者としての満足度は極めて高いです。一方S&F誌は受理から出版までが4ヶ月位かかりました。これでも早くなった方とのことですが、IFが高く、かつ出版までの速度もが早いとなれば、そちらの雑誌を最初に選択する流れは当然な気もします。このあたりも雑誌の人気に大きな差が出そうです。

分野的には、土壌汚染の溶出試験関係3報、吸着試験関係1報、物質移動関係1報、セシウム関係2報と、バランス良く、という感じです。共著者の皆様、ありがとうございました。とくに、構想開始から、3年〜4年かけて論文化をしたものが3報ありました。無事に出版できて良かったです。

論文は研究者としての基本的な部分と考えています。数が勝負ではないことも理解をしていますが、予算を頂いている中で出た成果について論文を書ききる力、ということも大切だと考えています。他業務が増えても、生産性を維持・向上できるよう、努力をしていきます。

2018年は、現在、査読中の論文が国際誌に4報あることも踏まえ、もう少し論文数を増やしたいものです。

https://staff.aist.go.jp/t.yasutaka/paper.html

2.標準化活動1:ISO TS21268-3(上向流カラム通水試験)のISO化

上向流カラム通水試験のISO化も終盤にかかってきました。2014年から活動を開始し、Upgrade leaderとして取り組みを進めてまいりました、バリデーションスタディの結果を踏まえて、TS(Technical specification)から、一旦、ISOのNP(New project)となり、CD(Committee Draft)、DIS(Draft International Standard)と進んできました。後は、DIS投票、改訂稿準備、FDIS投票という流れとなります。

2014-12-15 New project approved

2017-07-10 Committee draft (CD) registered

2017-10-13 CD approved for registration as DIS

https://www.iso.org/standard/68252.html

最近のISOでは、ISO化や試験条件の変更(初期飽和時間や流速に幅を持たせる)に関して、試験の再現性や堅固性を示すことが求められています。この標準化でも同様の要求があり、その根拠として、2報の論文(Naka 2016とYasutaka 2017)を出版し、試験条件等の総会等で議論をしてきました。その過程では、科学的な根拠だけでなく、規格としては幅がない方が良いという基本的な主張、欧州規格であるCENとの関係やドイツオランダの規格の関係からのコメント等があり、多くの議論をいただきました。率直に、大変勉強になりました。

今後、DISの投票、FDISの投票と続きますが、ISO化ができるよう努めていきます。

また、土壌汚染の試験法に関して現在感じている課題は、土壌の多様性をどのように考慮していくか、と言う課題です。試験法において、例えば流速を複数の条件を認めるような場合においては、複数土壌を用いて再現性を確認する試験をするのですが、数種類の土壌では(当然ですが)土壌が持つ多様な物理化学性を全て考慮することはできない、という課題があります。(つまり、試験をした土壌では、再現性が確保できたが、全ての土壌において確保できるのか、については証明できていない、という課題です。)この点については、モデルを活用することで、実験の組合せによるバリデーションの必要性を強く感じているところです。

いずれにせよ、関係者の皆様、ありがとうございました。引き続き,よろしくお願い致します。

f:id:kae070902:20170627201044j:image:medium

本標準化におけるパートナー(と言うか師匠)であるドイツBAMのUte Kalbe氏とリヨンにて。本年は、リヨン、ベルリンソウルで議論が出来ました。日本で共同している肴倉様、田本様とともに、本当に感謝しております。

3.標準化活動2:環境省告示18号試験に関する業務

今年で3年目になる環境省告示18号試験の改訂に関する環境省の委員会(土壌測定技術等に関する検討会)の委員活動をするとともに、ドイツのUte Kalbe氏がプロジェクト・リーダーをつとめるISO TS21268-1,2(バッチ溶出試験)のアップグレードに関しても、ドイツのサポートをしております。

バッチ溶出試験の再現性を高めることを目的とした検討を、2015年位から複数の研究所が連携して進めておりまして、その成果も論文として、本年度、国際誌に2報掲載されました(Yasutaka et al.,(2017)、imoto et al.,(2017))。これらの論文では、再現性に影響を与えるファクターを抽出し、既往の知見が不足している課題には、ラボ試験をして確かめております。

論文は、オープンアクセスです。

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717334678

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038080617301166

詳細は、上記論文を参照頂くとしまして、判定試験としてのバッチ溶出試験の再現性が抱える課題および対応策は概ね明確化されてきております。一方で、再現性向上のために、その対応策を現実として適用可能なのか、という社会実装に向けた課題も明確化しており、その間のバランスをどう取っていくのかが、今年の課題かと考えております。

4.標準化活動3:環境水等の放射性セシウムモニタリング コンソーシアム

2016年10月に立ち上げた水中の放射性Csモニタリング手法に関するコンソーシアムも2年目の活動となりました。14社の民間企業、そして多くの研究者の皆様にご参加を頂けていること、大変ありがたく思います。

2016年11月から2017年1月にかけて、欧州と日本でコラボレーションをした国際的なProficiency Testを実施し、2月にはその結果に関する国際WSに参加するため、ウィーンのIAEAをはじめて訪問しました。

また、6月には蒸発濃縮WGと固液分離WGを立ち上げまして、再現性を高めるためのディスカッションを開始しております。10月には、2017年度の国内PTを開始し、19機関の参加を頂いて、現在、取りまとめを開始しているところです。

本コンソーシアムに関しても、多くの皆様のご協力、心から感謝申し上げます。

https://staff.aist.go.jp/t.yasutaka/MoniCons/MoniCons_index.html

5.Sustainable Remediationコンソーシアム

2016年に立ち上げたSustainable Remediationコンソーシアム、SuRF-JAPANの活動も2年目に入りました。今年はWG活動を活発に開催するだけでなく、6月にリヨンで開催されたAquaConsoilにて日本の活動状況を報告するとともに、9月にイギリスを訪問しSuRF-UKのJonathan Smith氏、Paul Bardos氏に、イギリスの現状について話をするとともに、今後の連携可能性について議論をしました。

Sustainable RemediationやGreen remediationについては、土壌汚染分野以外の方々からも多くの興味を持って頂きまして、さらなる連携を深めていきたいと考えております。

https://staff.aist.go.jp/t.yasutaka/SRCons/SRConsortium_index.html

6.ICRP山木屋ダイアログセミナーの開催

11月25日(土)、26日(日)に開催された「 山木屋の住民の方たちと現状を共有するダイアログ 〜国際放射線防護委員会(ICRP)の協力による対話の継続〜/」の開催事務局として、山木屋の方々や川俣町役場との調整をさせて頂きました。

菅野源勝さん、廣野晶彦さん、廣野邦子さん、菅野朝夫さん、大内勤一さん、大内和子さん、大内周一郎さん、紺野希予司さん、広野太さんを始めとした山木屋地区の皆様、そして川俣町の佐藤町長、宮地課長には大変お世話になりました。また、事務局の皆様もお疲れ様でした。厚く御礼申し上げます。

御存知の通り、福島県伊達郡川俣町山木屋地区は、2017年3月31日に避難指示が解除をされた地区です。2011年から環境調査でお世話になっており、地元の方々とも交流をさせて頂いて来ました。2016年からは環境調査だけでなく、帰還や農業再開に向けた課題整理・対応なども、研究の一環としてお手伝いもさせて頂いてきました。そのご縁もありまして、今回のダイアログの開催をする運びとなりました。当日は70名以上の参加を頂き、山木屋や阿武隈高地の現状をご理解いただくとともに、今後を考える上での示唆を頂けたと考えております。

一方、このように外部の方の参加が多い会議においては、地元の方同士の意見交換というのは難しい、という一面があることも感じたところです。このあたりは今後とも考えていきたいと思います。

http://ethos-fukushima.blogspot.jp/2017/10/112526-icrpdialogue-with-residents-of.html

7.放射性セシウム含有土壌の対応

放射性セシウム含有土壌対応の対応については、研究業務でも複数継続をしておりますが、環境省の委員会関係でも3つほど、仕事をさせて頂いております。

特に、本年度から始まりました、中間貯蔵除去土壌等の減容・再生利用技術開発戦略検討会コミュニケーション推進チームの一員として、地元目線、そして俯瞰的な視点の両方から、この複雑かつ難しい問題のコミュニケーションのあり方について、貢献をしていきたいと考えております(が、本当に難しいです)。

http://www.env.go.jp/press/104561.html

8.受賞

2016年は以下の3つの賞をいただきました。精進します。

  • 平成29年度工業標準化事業表彰、国際標準化奨励者表彰(産業技術環境局長表彰)
  • 平成28年度 土木学会 環境賞、住民合意を踏まえた道路維持管理に伴う放射性物質汚染土砂の環境影響低減プロジェクト、公益社団法人土木学会、福島県,応用地質(株),西松建設(株),佐藤工業(株),(国研)産業技術総合研究所,早稲田大学
  • The Journal of Nuclear Science and Technology Most Popular Article Award 2016、一般社団法人日本原子力学会、Taylor&Francis、受賞論文:Rapid quantification of radiocesium dissolved in water by using nonwoven fabric cartridge filters impregnated with potassium zinc ferrocyanide Tetsuo Yasutaka, Hideki Tsuji, Yoshihiko Kondo, Yasukazu Suzuki, Akira Takahashi , Tohru Kawamoto,Journal of Nuclear Science and Technology

9.論文のView等

Mendleyによる論文のスタッツです。論文が増えていることも含めて、Viewは順調に増えていますが、Citationは伸び悩んでいます。

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10.その他

ここまで書いて力尽きつつありますが、研究予算として頂いている複数のプロジェクト(公的資金:科研費3件、環境総合推進費2件、農水省先端プロ1件)のについても、取り組んでおります。これらの成果も上記の内容に含まれる、もしくは本年度に成果発表をさせて頂く予定です。

幹事長を務めさせて頂いております地盤工学会 地盤環境社会実装委員会の活動においても、皆様の多大なご協力を頂きながら進めさせて頂いております。

また、自然由来汚染土壌の管理対応についても別プロジェクトで進めさせて頂いております。

研究・標準化等のプロジェクトを進めるにあたり、多くの方々から多大なご支援を頂いており、あたらめて感謝を申し上げます。 本年度も引き続き、ご指導のほどよろしくお願いいたします。

2017-08-15

Chemospher誌に論文掲載

Corresponding Authorの論文がChemosphreに掲載されました。

Development of a predictive model for lead, cadmium and fluorine soil&water partition coefficients using sparse multiple linear regression analysis, K Nakamura, T Yasutaka, T Kuwatani, T Komai, Chemosphere, Volume 186, November 2017, Pages 501-509.

概要

この論文では、土壌の物理的・化学的な性質の汚染物質の分配係数の関係について、スパースモデリング(sparse multiple linear regression analysis)という統計解析手法を用いて、関係性を評価をしています。

今回は、17種類の土壌を対処として、バッチ吸着試験で求めたフッ素、鉛、カドミウムのフロインドリッヒ型の吸着のKとnに対して、土壌の物理化学性としてCEC、粒度分布、比表面積、TC、強熱減量等の各種パラメータとの関係性を評価し、予測式を適用する、という研究です。東北大の中村さんが産総研にいた時に実施された実験結果をベースに、スパースモデリングを適用しました。

特徴

分配係数は、汚染土壌から溶出した汚染物質の物質移動評価において、もっとも重要なパラメータの一つであり、粒度分布や有機物含有量、pHによって大きな影響を受けます。

この分配係数の情報に関しては、以下の2つの課題がありました。

  1. 日本の土壌に対して重金属等の分配係数に関するデータが少ない、と言う課題。論文だけでなく、学会発表レベルにおいてもかなり限定的なのです。
  2. 土壌の物理化学性等を用いた分配係数の予測モデルの構築(国内・海外で幾つかの論文がありますが、日本の土壌に対しては殆どなかった。)

本論文では、日本で採取した17土壌の分配係数を実験で求め、物理化学性とともにデータを公開しており、分配係数に関する基盤データの補強ができていると考えます。

特に、カドミウム、鉛については、従来の知見と一致してpHにより強い影響を受けることが、スパースモデリングの検討結果からも示されました。一方、フッ素はpHとは強い関係性がないことも示されています。

また、予測モデルについても、従来型の重回帰による予測式と比較して、スパースモデリングを適用することで、より良い精度が得られました。しかしながら、まだ試験を実施した土壌数が少ないことも含めて、今回提示した予測モデルでなんとかなる、というレベルではありませんが、新たな方法論を示したところが新規性です。

今後は、フロインドリッヒ型以外の形への適用や、分配係数のデータベース作成等を実施していきたいと考えております。

参考情報

今回の論文は、投稿から受理・出版までが4ヶ月と短かったです。

  1. Submitted(投稿日):26 March 2017,
  2. Editor Decision,Major Revision(要修正):28 May 2017
  3. Revised(修正稿投稿日): 6 July 2017,
  4. Accepted(受理日): 25 July 2017
  5. Available online(公開日): 26 July 2017

2016-08-24

論文掲載(カラム試験関係)

過去の論文等はこちら

Corresponding Authorの論文がJournal of Hazardous Materialsに掲載されました。レビュワーが5名いて対応が少し大変でしたが、概ね好意的なレビューを頂きました。

現在、上向流カラム通水試験のTSを正式なISO化をするプロジェクトのリーダーをしている関係のお仕事です。

ISO-TS 21268-3では、初期飽和が48h、通水速度が12mL/hとなっていますが、試験時間が20日〜30日程度かかることが課題でした。今回の研究では、初期飽和時間を16h、通水速度を3倍の36ml/hにしても、多くの土壌で初期飽和が48h、通水速度が12mL/hの条件と同じ結果が得られることを示したものです。(初期飽和が0hだと、L/S1までの結果が異なる結果も得られています。)

これにより、L/S10までの試験時間が7日〜9日程度で済むことになります。

f:id:kae070902:20160824225400p:image

This figure is from Journal of Hazardous Materials, Volume 320, 15 December 2016, Pages 326-340

右側のグラフが初期飽和時間を16h・通水速度を3倍の36ml/hの条件と従来の初期飽和が48h・通水速度が12mL/hの条件の結果の比較です。

論文自体はオープンアクセスとしたので、是非、皆様見て下さい。

論文執筆においては、First AuthorのNakaさんをはじめ、皆様には大変お世話になりました。ありがとうございます。

Angelica Naka, Tetsuo Yasutaka*, Hirofumi Sakanakura, Ute Kalbe, Yasutaka Watanabe, Seiji Inoba, Miyuki Takeo, Toru Inui, Takeshi Katsumi, Takuro Fujikawa, Kenichi Sato, Kazuo Higashino, Masayuki Someya (2016) Column percolation test for contaminated soils: Key factors for standardization, Journal of Hazardous Materials, Volume 320, 15 December 2016, Pages 326-340, ISSN 0304-3894, http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.08.046.

PDFファイルはこちら

2016-08-18

論文2報掲載

Corresponding Authorの論文がChemosphereに、共著の論文がPLOS ONEに掲載されたので報告いたします。最近は本当にアクセプトからオンラインの掲載までの期間が短いです。

Simplified measurement method for dissolved radio-Cs in litter and soil seepage water using copper-substituted Prussian blue

f:id:kae070902:20160818145146p:image

This figure is from Takada et al.,(2016) Simplified measurement method for dissolved radio-Cs in litter and soil seepage water using copper-substituted Prussian blue, Chemosphere, Volume 163, November 2016, Pages 234–241

Cu-PB-NF(銅置換体プルシアンブルー)を使用して、リター・土壌浸出水中の放射性セシウム濃度を簡単に測定する方法です。従来のカラムは、毎回水サンプルを持ち帰る必要があり、かつ、水容器が一杯になる前に1ヶ月〜2ヶ月毎にボトルの交換が必要だ、という課題がありました。

開発した方法では、現地にCu-PB-NFを組み込んだカラムを設置することで、リター浸出水や土壌浸出水中の溶存態放射性セシウムを吸着させ、Cu-PB-NFを持ち持ち帰るだけで分析が可能なこと、年間移動量を求めるだけであれば、ボトルを外すことで数ヶ月以上ボトル交換等のメンテナンス無しでの連続観測が可能になります。

この論文は、広島大、高田さん、奥田先生との共著論文です。2014年バルセロナで高田さんに会った時に構想が生まれ、1年半で論文化・実用化に至りました。高田さん、お疲れ様でした。

[2016.10頃まではこちらでFreeのPDFが見れます。]

Simplified measurement method for dissolved radio-Cs in litter and soil seepage water using copper-substituted Prussian blue

Takada, M,. Yasutaka, T.*, Okuda, T. (2016) Simplified measurement method for dissolved radio-Cs in litter and soil seepage water using copper-substituted Prussian blue, Chemosphere, Volume 163, Pages 234-241, ISSN 0045-6535, http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.08.010.  

Relationship between Individual External Doses, Ambient Dose Rates and Individuals’ Activity-Patterns in Affected Areas in Fukushima following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident

Dシャトルを用いた外部被ばくと周辺線量当量、生活行動様式について比較検討した論文です。4年前くらいから指摘していたことを、しっかりと実測をした内容になっています。この論文の詳細は内藤さんがそのうち解説してくれると思います(多分)。

Naito, W., Uesaka, M., Yamada, C., Kurosawa, T., Yasutaka, T., & Ishii, H. (2016). Relationship between Individual External Doses, Ambient Dose Rates and Individuals’ Activity-Patterns in Affected Areas in Fukushima following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident. PloS one, 11(8), e0158879.