大気中の多環芳香族炭化水素類汚染モニタリング指標としてのシロイヌナズナの適用性  [in Japanese] Arabidopsis thaliana as a monitor of atmospheric PAHs from road traffic sources  [in Japanese]

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Abstract

自動車排気ガスの構成成分中には発癌性の疑いがある多環芳香族炭化水素類(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons:以下PAHs)が含まれる。そのため,自動車交通による大気汚染の実態を解明し,その安全性を確認するためには,簡便で多点同時観測を可能とする大気のモニタリング法が必要である。そこで,本研究では持ち運びと設置が容易で曝露期間を任意に設定できる,栽培したシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)を沿道大気モニタリングの対象生物試料として利用し,大気汚染を評価する方法の確立を目的とした。シロイヌナズナの経路毎のPAHsの取り込み量を推算するために,経路毎の生物分配係数を導出した結果,今回の曝露条件は分配平衡には不十分であるものの成分毎に安定した値を示すことが確認された。したがって,シロイヌナズナ中のPAHs濃度は大気汚染モニタリング指標として適用する上で必要な一定の安定性を有することが示された。さらに,シロイヌナズナにおける経路毎のPAHsの取り込みの寄与率を推算した結果,大気経由による取り込みの寄与率はBenzophenoneが97.2%,Fluorantheneが89.1%,Pyreneが86 .5%であり,取り込みの大部分は大気経由であると推察された。また,大気中のPAHs濃度とシロイヌナズナ中のPAHs濃度には相関があると考えられた。したがって,シロイヌナズナの苗を現場で育成し,14日間の曝露を経て,シロイヌナズナ中のPAHs濃度を測定するという簡易な手法により,その現場におけるおおよその大気PAHs汚染濃度を安定して推算できると考えられた。また,シロイヌナズナにおける大気中PAHsの取り込み媒体として蒸気態の寄与が大きい物質はPhenanthrene ,Anthracene,粒子態の寄与が大きい物質はBenzophenone,Fluoranthene,Pyreneであると推察された。さらに,シロイヌナズナにおける大気中PAHsの取り込み媒体の寄与の差が物質固有の普遍的な定数であるヘンリー定数によって説明できたことから,本論文で推算した取り込み媒体の寄与が地域限定及び一過性のものではなく,一般性を持つものであると考えられた。

In urban areas, car exhaust gas is known to be a significant source of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) having carcinogenic potential. The purpose of this study is to establish the monitoring method for atmospheric PAHs using Arabidopsis thaliana mature plants . The plants were grown to determine the concentration of PAHs at 6 points (roadsides and schools) in Okayama City. Based on this result, we estimated uptake of PAHs in thaliana using bioaccumulation factor (concentration in biota/ concentration in atmosphere, concentration in biota/concentration in soil). The contribution ratio of uptake of PAHs from atmosphere in thaliana were: Benzophenone; 97.2%, Fluoranthene; 89.1%, Pyrene; 86.5%. This result shows that the main uptake route of PAHs in thaliana is atmosphere. Furthermore, we analyzed distributions of atmospheric PAHs in thaliana. Phenanthrene and Anthracene were mainly transported through the gaseous phase, whereas Benzophenone, Fluoranthene and Pyrene were exclusively from particle phase. These distributions ratios of atmospheric PAHs in thaliana had a connection with Henry' s constant . Therefore, we succeeded to eliminate regional differences and found that thaliana is useful as a monitor for atmospheric PAHs.

Journal

  • ENVIRONMENTAL SCIENCE

    ENVIRONMENTAL SCIENCE 19(4), 319-328, 2006

    SOCIETY OF ENVIRONMENTAL SCIENCE, JAPAN

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