Numerical model for evaluating the safety of products from the sea towards the realization of a marine environmental risk map

用于评估海洋产品安全性以实现海洋环境风险图的数值模型

• 批准号: 21H01543
• 负责人: 西 佳樹
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01543/
• 关键词: 環境リスク評価; 海洋汚染; 数値シミュレーション; 確率過程; 食の安全; 環境リスク; 河川水; 沿岸域; 海洋モデル; 難分解性有機汚染物質; 海洋環境; 確率微分方程式; 数値モデル

本研究は、海洋汚染を原因とする環境リスクを評価する手法を構築する３年計画の取り組みである。本研究が目指す環境リスク評価は、リスクの時間変動と空間変化を考慮に入れたものである。そのために数学モデリングとコンピューターシミュレーションとを主な手法として採用している。本年度は本プロジェクトの２年目であり、初年度に開発したモデルの精緻化と、実現象再現性チェックのための検証に注力した。本研究が取り上げる物質は難分解性有機汚染物質と総称されるものであり、多様な経路で海へ負荷されていると報告されている。河川は経路の一つとして重要であるため、河川水拡散シミュレーションモデルの開発を行った。本事業代表者らが過去に開発したモデルを土台として、必要に応じて改良を加えることで理論式をコード化した。特に、移流スキームの実装に注意を払った。開発したモデルを、河川水の急激な増加時期における強潮流域に適用した。また、モデル検証に用いる観測データを取得するため、相模湾酒匂川河口沖において海洋観測を行った。河川水に含まれている汚染物質は、海への流出後当面は河川水由来の海水とともに移動すると推測されることから、この海水移動が汚染物質動態の指標となり得る。このことを踏まえ約８０点の観測サイトにおいて水面から水深３０メートルまでの点での水温と塩分とを計測した。河川水由来の低塩分水が薄層を形成しながら沿岸に沿って広がっている様子が観測された。また、リスク受容者である魚類とヒトの体内における汚染物質の動態のモデリングにも着手した。生理学・薬物動態学の知見を応用し、さらに、現象の不確定性を考慮に入れて理論を構築し、分配係数などの未知のパラメータは物理化学で知られているデータを参照しつつ定め、コードを実装し計算を試みた。魚類の計算結果は、入手できた先行研究の実験値と比較し、概ねの再現性を確認できた。

这项研究是一个为期三年的项目，旨在开发一种评估海洋污染造成的环境风险的方法。本研究旨在进行的环境风险评估考虑了风险的时间和空间变化。为此，数学建模和计算机模拟是主要方法。今年是这个项目的第二年，我们重点完善第一年开发的模型并进行验证，以检查实际现象的再现性。本研究涵盖的物质统称为持久性有机污染物，据报道它们通过多种途径进入海洋。由于河流作为重要的路线之一，我们开发了河流水扩散模拟模型。在项目代表过去开发的模型的基础上，对理论公式进行了必要的改进。特别关注平流计划的实施。所开发的模型应用于河水快速增加时期的高潮盆地。此外，还在相模湾佐川河口沿岸进行了海洋观测，以获得用于模型验证的观测数据。由于河水中所含的污染物在流入大海后暂时会与来自河水的海水一起移动，因此这种海水移动可以作为污染物动态的指标。以此为基础，在从水面到30米深处的约80个观测点测量了水温和盐度。据观察，源自河水的低盐度水沿着海岸扩散，形成薄层。我们还开始对风险承受者鱼类和人类体内污染物的动态进行建模。应用生理学和药代动力学知识，我们构建了一个考虑到现象的不确定性的理论，并参考物理化学已知的数据定义了未知参数，例如分配系数，我实现了代码并尝试计算。将鱼类的计算结果与先前研究的实验值进行了比较，并确认了一般的再现性。