奥田 知明 (オクダ トモアキ)

Okuda, Tomoaki

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所属(所属キャンパス)

理工学部 応用化学科 (矢上)

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教授

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総合紹介 【 表示 / 非表示

  • 生体有害性に関連する微小粒子状物質(PM2.5)の物理化学特性の解明

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2020年04月
    -
    継続中

    理工学部応用化学科, 大学教授

  • 2015年04月
    -
    2020年03月

    理工学部応用化学科, 大学准教授

  • 2007年10月
    -
    2008年09月

    米国ウィスコンシン大マディソン校, 客員講師

  • 2007年04月
    -
    2015年03月

    理工学部応用化学科, 大学専任講師

  • 2002年04月
    -
    2007年03月

    理工学部応用化学科, 大学助手

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1999年04月
    -
    2002年03月

    東京農工大学, 連合農学研究科

    大学院, 修了, 博士

  • 1997年04月
    -
    1999年03月

    東京都立大学, 理学研究科, 化学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1993年04月
    -
    1997年03月

    東京都立大学, 理学部, 化学科

    大学, 卒業

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(農学), 東京農工大学, 課程, 2002年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 環境動態解析 (Environmental Dynamic Analysis)

  • グリーン・環境化学 (環境関連化学)

  • 地球宇宙化学 (Earth Astrohemistry)

  • 化工物性・移動操作・単位操作

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • エアロゾル、PM2.5、微小粒子状物質、物理化学特性、生体影響

 

著書 【 表示 / 非表示

  • 環境化学

    奥田 知明, 日本有機地球化学会, 2014年

    担当範囲: 日本地球化学会(監修)地球・環境有機分子質量分析マニュアル2014,第1部第5章

  • エアロゾルの大気環境影響

    奥田 知明、田中 茂、賀 克斌、馬 永亮, 京都大学学術出版会、京都, 2007年

    担当範囲: 24-32

論文 【 表示 / 非表示

  • Theoretical and field evaluation of a PM<inf>2.5</inf> high-volume impactor inlet design

    Patel P., Aggarwal S.G., Tsai C.J., Okuda T.

    Atmospheric Environment (Atmospheric Environment)  244 2021年01月

    ISSN  13522310

     概要を見る

    © 2020 A PM2.5 high-volume impactor (HVI) sampler is developed, which has a flow rate of 1130 L per minute (lpm) (1.13 m3/min) and in it, the filter size used is of 8 inch × 10 inch. The major advantages of this sampler as compared to other low-volume sampler (flow rate 16.67 lpm) are lower uncertainty in mass measurement, higher PM2.5 mass collection and lesser sampling time. To develop this PM2.5 HVI sampler, a series of simulation and experimental studies were carried out. The optimized D50 cutoff size of 2.52 μm was obtained experimentally under real ambient conditions (i.e. with polydisperse ambient particles) after the parametric adjustments. The commercial PM2.5 HV sampler cutoff size was also evaluated experimentally, and agreed well to the D50 cutoff size of developed PM2.5 HVI sampler. Field performance studies of developed PM2.5 HVI sampler were also carried out under both high- and low- particle mass loading conditions along with commercial PM2.5 high- and low-volume samplers. The developed PM2.5 HVI sampler agreed well with commercial PM2.5 high- and low-volume samplers, i.e. PM2.5 HVS, BAM and WINS reference sampler in mass measurement with mean deviations of 12.7, 18.5 and 11.7 μg/m3 (i.e. 5.05, 4.86 and 3.70%), respectively under tested conditions. This PM2.5 HVI sampler is very useful especially where the extensive offline chemical analysis of filter samples/high amount of particulate material is needed for source apportionment studies or analysis of bioassay or toxicological purposes (in vitro/in vivo studies), diurnal studies, and air sampling where the mass concentration of particles is very low, e.g. marine, polar regions, most of the rural sites, etc.

  • Modeling Transition Metals in East Asia and Japan and Its Emission Sources

    Kajino M., Hagino H., Fujitani Y., Morikawa T., Fukui T., Onishi K., Okuda T., Kajikawa T., Igarashi Y.

    GeoHealth (GeoHealth)  4 ( 9 )  2020年09月

     概要を見る

    © 2020. The Authors. Emission inventories of anthropogenic transition metals, which contribute to aerosol oxidative potential (OP), in Asia (Δx = 0.25°, monthly, 2000–2008) and Japan (Δx = 2 km, hourly, mainly 2012) were developed, based on bottom-up inventories of particulate matters and metal profiles in a speciation database for particulate matters. The new inventories are named Transition Metal Inventory (TMI)-Asia v1.0 and TMI-Japan v1.0, respectively. It includes 10 transition metals in PM2.5 and PM10, which contributed to OP based on reagent experiments, namely, Cu, Mn, Co, V, Ni, Pb, Fe, Zn, Cd, and Cr. The contributions of sectors in the transition metals emission in Japan were also investigated. Road brakes and iron-steel industry are primary sources, followed by other metal industry, navigation, incineration, power plants, and railway. In order to validate the emission inventory, eight elements such as Cu, Mn, V, Ni, Pb, Fe, Zn, and Cr in anthropogenic dust and those in mineral dust were simulated over East Asia and Japan with Δx = 30 km and Δx = 5 km domains, respectively, and compared against the nation-wide seasonal observations of PM2.5 elements in Japan and the long-term continuous observations of total suspended particles (TSPs) at Yonago, Japan in 2013. Most of the simulated elements generally agreed with the observations, while Cu and Pb were significantly overestimated. This is the first comprehensive study on the development and evaluation of emission inventory of OP active elements, but further improvement is needed.

  • Charging states on atmospheric aerosol particles affected by meteorological conditions

    He Y., Gu Z., Lu W., Zhang L., Zhang D., Okuda T., Yu C.

    Particuology (Particuology)  52   1 - 9 2020年

    ISSN  16742001

     概要を見る

    © 2020 Previous studies on haze formation focused mainly on the various chemical components in aerosol particles and their physicochemical effects on particle behaviour (e.g., generation, growth, and agglomeration). This paper describes the measurement of the charging state on atmospheric aerosol particles, which could be affected by meteorological conditions. A series of experiments on particle charging state and meteorological factors was undertaken on the roof of the west 4th building on the Qujiang Campus at Xi'an Jiaotong University (China). Measurements were conducted approximately 20 m above ground level. Our results showed that most atmospheric particles carried net negative or positive charge and that the electric charge on the particles varied diurnally and seasonally. The average amount of charge on particles was higher in winter than in summer. The number concentration of charged particles was higher during the day than overnight. Obvious difference in the average charge of aerosol particles was found between sand–dust days and haze days. A strong relationship was found between the PM2.5 concentration, charge amount on particles, and humidity. Our findings show that particle formation and growth could partly be attributed to variation in particle charging state, which is related to meteorological conditions including atmospheric humidity.

  • Effects of ambient PM<inf>2.5</inf> collected using cyclonic separator from Asian cities on human airway epithelial cells

    Chowdhury P., Honda A., Ito S., Okano H., Onishi T., Higashihara M., Okuda T., Tanaka T., Hirai S., Takano H.

    Aerosol and Air Quality Research (Aerosol and Air Quality Research)  19 ( 8 ) 1808 - 1819 2019年08月

    ISSN  16808584

     概要を見る

    © Taiwan Association for Aerosol Research. Recent studies have shown that air pollution is intense and hazardous in Asia compared to other parts of the world due to the late and poor implementation of updated technology in automobiles and industry as well as to the high population density. Respiratory disease, including asthma, is exacerbated by air pollution. However, the effects of PM2.5, especially on respiratory allergies in Asian cities, have not yet been examined in detail. In this study, airway epithelial cells were exposed to crude PM2.5 particles collected by cyclonic separation from three different Asian cities, namely, Sakai, Bangkok, and Taipei. We compared the cytotoxicity and inflammatory potential of the PM2.5 from these cities by measuring IL-6 and IL-8. The samples from Sakai and Bangkok caused cytotoxic effects at a dose of 75 µg mL–1 and, moreover, induced the release of IL-6 and IL-8 even at low doses. The release of these two interleukins was highly associated with fluoranthene derivatives, microbial factors (endotoxin and β-glucan), metals (e.g., Ti), and organic (OC2 and OC3) and elemental carbon (EC1) in the PM2.5. Thus, these components potentially contribute to cellular damage and a pro-inflammatory response in the airway epithelial cells, and the effect depends on PM2.5 sources in the locations.

  • Chemical speciation of water-soluble ionic components in PM<inf>2.5</inf> derived from peatland fires in Sumatra Island

    Fujii Y., Huboyo H., Tohno S., Okuda T., Syafrudin

    Atmospheric Pollution Research (Atmospheric Pollution Research)  10 ( 4 ) 1260 - 1266 2019年07月

    ISSN  13091042

     概要を見る

    © 2019 Turkish National Committee for Air Pollution Research and Control We conducted a field study to characterize water-soluble ionic species in PM2.5 from peatland fires using ground-based samplings at fire sources and receptor sites in the Riau Province, Sumatra, Indonesia. We determined the concentrations of PM2.5 mass, water-soluble ions, and some chemical elements. Through PM2.5 field samplings at three peatland fire sources, we have shown that the mass fractions of typical peatland fire water-soluble ionic components tend to differ between peatland fire sources. Thus, our results indicate that PM2.5 source profiles of water-soluble ionic components for peatland fire must be selected with extreme caution if applied to a receptor model. From the viewpoint of ionic composition of each peatland fire sample, Cl− and NH4+ were consistently dominant anions and cations, respectively, for all peatland fire samples, i.e., NH4Cl was a consistently dominant component. Through field samplings of the ambient PM2.5 in Pekanbaru during peatland fire-induced haze and non-haze periods, we found differences in PM2.5 mass and total water-soluble ionic component concentrations between haze and non-haze samples. Four components, C2O42−, NO3−, SO42−, and NH4+, showed highly elevated levels during haze periods. Since these four ions are recognized as the major secondarily formed aerosol components, the increased total concentrations of water-soluble ionic components during haze periods can mainly be derived from the gas-to-aerosol conversion process. The ionic compositions of haze samples at receptor sites are obviously different from those at peatland fire source samples. In particular, NH4Cl, which is characteristic of peatland fire PM2.5 sources, is low at sites during haze periods.

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

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総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 環境大気エアロゾルの帯電状態測定の現状と展望

    奥田 知明

    クリーンテクノロジー 27 ( 4 ) 37 - 40 2017年06月

    総説・解説(商業誌、新聞、ウェブメディア), 単著

  • 連載 エアロゾル基礎講座 ―計測― 6. 分級②:慣性運動や遠心力を用いた分級

    奥田知明, 榎原研正, 飯田健次郎

    エアロゾル研究 (日本エアロゾル学会)  32 ( 4 ) 276 - 288 2017年12月

    総説・解説(学術雑誌), 共著

  • 環境大気中PM2.5の比表面積の測定

    奥田知明

    クリーンテクノロジー (日本工業出版(株))  25 ( 6 ) 23 - 26 2015年06月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

  • 東アジアにおけるエアロゾルのフィールド観測および分析法の開発

    奥田知明

    大気環境学会誌 ((公社)大気環境学会)  50 ( 1 ) 1 - 8 2015年01月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

  • 我が国におけるPM2.5の現状

    奥田 知明

    航空環境研究 18   3 - 9 2014年04月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

研究発表 【 表示 / 非表示

  • PM2.5の物理化学特性の解明と曝露実験による生体有害性評価

    奥田知明

    第88回日本衛生学会 (東京工科大学蒲田キャンパス、東京都大田区) , 2018年03月, 口頭(招待・特別), 日本衛生学会

  • Development of measurement techniques of physical and chemical characteristics of atmospheric aerosols related to their adverse health effect

    Okuda, T.

    Frontiers of Atmospheric Aerosol Studies: Toward the Understanding of Their Health and Climatic Effects (Nagoya, Japan) , 2018年01月, 口頭(招待・特別)

  • Numerical simulation of a parallel plate particle separator for measurement of charging state of PM2.5

    Yonemichi, T., Fukagata, K., Fujioka, K., Okuda, T.

    9th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (Okinawa, Japan) , 2017年10月, ポスター(一般), JSME

  • PM2.5を集めて測る ~捕集と特性解明の技術~

    奥田知明

    第7回CSJ化学フェスタ (タワーホール船堀、東京都江戸川区) , 2017年10月, 口頭(招待・特別), 日本化学会

  • 黄砂・PM2.5の健康乳幼児の目・鼻・呼吸器症状への影響 - エコチル調査追加調査『黄砂と子どもの健康調査(パート2)』より -

    金谷久美子、亀田貴之、大久保綾乃、森育子、増本年男、黒沢洋一、大西一成、奥田知明、中山健夫

    第58回大気環境学会年会 (兵庫医療大学、兵庫県神戸市) , 2017年09月, ポスター(一般), 大気環境学会

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 実環境大気エアロゾルの帯電状態が生体および地表面への粒子沈着へ及ぼす影響評価

    2020年04月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奥田 知明, 基盤研究(A), 補助金,  代表

  • PM2.5の有害性の新たな指標としての粒子表面積の多角的解析

    2018年06月
    -
    2021年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奥田 知明, 挑戦的研究(萌芽), 補助金,  代表

  • 独自型サイクロン装置により大量捕集されたPM2.5の化学組成と化学形態の簡便迅速非破壊分析法の開発

    2017年11月
    -
    2018年10月

    (公財)鉄鋼環境基金, 一般研究助成, 受託研究,  代表

  • 大流量サイクロン式PM2.5捕集装置のための新規インレットの開発

    2017年07月
    -
    2018年03月

    慶應義塾, 慶應義塾先端科学技術研究センター 指定研究プロジェクト, 補助金,  代表

  • 新規サイクロン式大流量エアロゾル捕集システムのインドおよび中国への展開

    2017年07月
    -
    2018年03月

    慶應義塾, 慶應義塾大学若手研究者育成ものづくり特別事業, 補助金,  代表

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知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 微小粒子の捕集装置

    特願: 特願2017-132547  2017年07月 

    特開: 特開2018-023970  2018年02月 

    特許, 共同, 国内出願

  • 自動オープンクロマトグラフィー装置

    特願:   2007年07月 

    特開:   2007年09月 

    特許: 3135990 

    実用新案, 共同, 国内出願

受賞 【 表示 / 非表示

  • 2015 Asian Young Aerosol Scientist Award

    Tomoaki OKUDA, 2015年06月, The Asian Aerosol Research Assembly, Outstanding contribution to aerosol science and technology in Asia

    受賞区分: 国内外の国際的学術賞,  受賞国: Japan

  • 大気環境学会論文賞

    奥田知明、坂出壮伸、岩田歩、藤原基, 2020年09月, 公益社団法人大気環境学会, 地下鉄構内空気中粒子状物質の特性調査

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞,  受賞国: 日本

  • ベストポスター賞

    小山 茜、何 雯雯、奥田知明, 2019年09月, 公益社団法人大気環境学会, 突発性環境不耐症対策マスクの開発の試み

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞,  受賞国: 日本

  • 第9回日韓熱流体工学会議 優秀講演表彰

    Yonemichi, T., Fukagata, K., Fujioka, K., Okuda, T., 2017年12月, 日本機械学会流体工学部門, Numerical simulation of a parallel plate particle separator for measurement of charging state of PM2.5

    受賞国: 日本

  • ベストポスター賞

    桐谷美穂、山﨑花菜、鳩谷和希、奥田知明、兼保直樹、吉野彩子、高見昭憲、船戸浩二、井上浩三、西田千春、原圭一郎、林政彦、鵜野伊津志、山本重一, 2017年09月, 公益社団法人大気環境学会, 福岡におけるエアロゾル表面積の濃度変動支配要因の検討

    受賞国: 日本

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 応用化学輪講

    2021年度

  • 応用化学実験C

    2021年度

  • 環境化学概論

    2021年度

  • 開放環境科学課題研究

    2021年度

  • 開放環境科学特別研究第2

    2021年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 自然科学実験(化学)

    慶應義塾, 2018年度, 春学期, 教養科目, 実習・実験, 専任

  • 大気環境科学

    慶應義塾, 2018年度, 秋学期, 専門科目, 講義

  • 化学B

    慶應義塾, 2018年度, 秋学期, 専門科目, 講義

  • 環境化学2

    慶應義塾, 2018年度, 秋学期, 専門科目, 講義

  • 応用化学実験CD

    慶應義塾, 2018年度, 秋学期, 専門科目, 実習・実験, 専任

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本化学会, 

    2015年06月
    -
    継続中
  • 日本エアロゾル学会, 

    2006年04月
    -
    継続中
  • 日本分析化学会, 

    2004年04月
    -
    継続中
  • 日本大気化学会, 

    2002年04月
    -
    継続中
  • 大気環境学会, 

    2002年04月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2020年09月
    -
    継続中

    常任理事, 大気環境学会

  • 2020年06月
    -
    継続中

    新型コロナウイルス対策専門家会議委員, 内閣府

  • 2019年04月
    -
    継続中

    環境安全推進委員会委員長, 日本化学会

  • 2019年04月
    -
    2020年03月

    PM2.5対策総合推進委員会委員, 環境省

  • 2017年08月
    -
    2020年07月

    常任理事, 日本エアロゾル学会

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