Researcher Directory

Yoshiharu Mitoma

■Faculty: Department of Life and Environmental Sciences Department of Environmental Sciences Program in Biological System Sciences 
■Job title: Professor 
Last Updated: 2021/04/08

Researcher Information

URL

Research funding number

  • 20301674

J-Global ID

Research Interests

  • smart agriculture   decontamination   環境   放射性セシウム   環境ホルモン   環境化学   heavy metal   Calcium   ダイオキシン   環境技術   環境材料   脱塩素   省エネルギー   無害化   土壌浄化   触媒化学プロセス   電解発光   ナノ粒子   高感度分析   抗体   リポソーム   ウイルス   ルテニウム錯体   インフルエンザウイルス   病原性   cesium   リグニン   PCB   POPs   還元反応   金属カルシウム   環境保全技術   lignin   Organic reaction in water   Dechlorination   Dioxin   

Research Areas

  • Environmental science/Agricultural science / Agricultural environmental and information engineering / smart sgriculture
  • Nanotechnology/Materials / Nanobioscience
  • Nanotechnology/Materials / Nanomaterials
  • Life sciences / Wood science
  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering) / Catalytic processes and resource chemistry
  • Nanotechnology/Materials / Green/sustainable/environmental chemistry
  • Nanotechnology/Materials / Analytical chemistry
  • Environmental science/Agricultural science / Environmental materials/recycling technology
  • Environmental science/Agricultural science / Environmental load reduction/restoration technology

Education

  • 1994/04 - 1997/03  九州大学大学院  総合理工学研究科  分子工学専攻
  •        - 1997  Kyushu University  Graduate School, Division of Integrated Science and Engineering
  • 1992/04 - 1994/03  大分大学 工学研究科 化学環境工学専攻
  • 1988/04 - 1992/03  Oita University  工学部  化学環境工学科

Association Memberships

  • JAPAN SOCIETY OF MATERIAL CYCLES AND WASTE MANAGEMENT   環境放射能除染学会   JAPAN SOCIETY FOR ENVIRONMENTAL CHEMISTRY   環境ホルモン学会   アメリカ化学会   日本化学会   

Published Papers

Books etc

  • Organochlorine
    Yoshiharu Mitoma (Joint work第3章, Mechanistic Considerations on the Hydrodechlorination Process of Polychloroarenes, pp.26-46.)Intech 2018/10
  • 先進無機高分子材料の開発
    三苫 好治 (Joint work第4章, 無機高分子による放射性物質および汚染物質の除去 第3節 ナノ粒子化したカルシウム/鉄系ハイブリッド無機材料による放射性セシウム汚染土壌の乾式分級技術, pp.120-128.)CMC出版 2016/12
  • Soil Decontamination
    Y. Mitoma; A. M. Simion; C. Simion (Joint work第12章, Dual Soil Decontamination Procedures, pp.233-251.)InTech 2016/04
  • Metal Nanoparticles
    Yoshiharu, Mitoma; Srinivasa, Reddy; Mallampati; Tetsuji, Okuda; Cristian, Simion (Joint workMetallic Nanoparticles Used in Soil Remediation Procedures, pp.481-493)CRC press 2016/03
  • 放射性物質の吸着・除染及び耐放射線技術における材料・施工・測定の新技術
    三苫 好治 (Joint work第6章第7節)技術情報協会 2014/11
  • Charcoal
    Y. Mitoma; C. Simion (Joint work~Carbon in organic processes: Support or Catalyst?~, pp.1-32)Nova Science Publishers, Inc. 2013/08 9781628086645
  • 木質系有機資源の新展開Ⅱ
    CMC出版 2009 9784781301662
  • 岩本, 悦郎; 江頭, 直義; 柿並, 孝明; 日色, 和夫; 三苫, 好治 三共出版 2005/04 4782705131 ix, 131p

Conference Activities & Talks

Works

  • 金属カルシウムのナノ分散体によるPOPs含有複合汚染物の無害化における投入エネルギー最小化に関する研究
    2009 -2012
  • 金属カルシウムによる固相に吸着した残留性有機汚染物質の常温無害化処理
    2008 -2010
  • 固相中ダイオキシンの省エネルギー式高性能無害化装置の開発
    2006 -2007
  • 金属カルシウム法による焼却飛灰中ダイオキシン類の省エネルギー式高効率無害化処理に向けての基盤技術の確立
    2004 -2007
  • 土壌に拡散した含塩素内分泌撹乱物質の常温無害化システムの構築に関する研究
    2004 -2005
  • 塩素系有害物質の無害化に関する研究開発
    2001 -2002
  • 含塩素環境ホルモン類の新規高効率無害化反応の展開研究
    2002
  • 火災現場での残留炭化水素類の分析に関する研究
    2001
  • 環状乳酸オリゴマーの分離精製に関する研究
    2000
  • 水を反応溶媒とする新規有機合成反応の探索
    1997

MISC

Industrial Property Rights

Awards & Honors

  • 2016/06 一般社団法人日本環境化学会第25回環境化学討論会 最優秀学生賞 (博士の部)
     ゼータ電位測定を用いた金属カルシウム触媒法における触媒表面の評価 
    受賞者: 受賞者;片山裕美;主指導教員;三苫好治
  • 2012/06 6th International Conference on Environmental Science and Technology 2012(米国,ヒューストン) Chemical Award(3rd)
     SOLIDIFICATION, IMMOBILIZATION AND SEPARATION OF HEAVY METALS IN SOIL WITH NANO-Fe/Ca/CaO DISPERSION MIXTURES 
    受賞者: Yoshiharu Mitoma
  • 2012/01 Environmental Chemistry Letters, Springer Outstanding Article Award 2012
     High iminobilization of soil cesium using ball lnilling with nano‐metallic Ca/CaO/NaH2P04:implications for the remediation of radioactive soils 
    受賞者: Yoshiharu Mitoma
  • 2005/08 第11回アジア化学会議(ソウル):Runners up賞, 2005 FACS and AJC Young Scientist Award for Best Poster.

Research Grants & Projects

  • Magnetic classification of radioactive Cs-polluted soil using formation of magnetite
    Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Date (from‐to) : 2020/04 -2023/03 
    Author : 三苫 好治; 片山 裕美; 奥田 哲士; 水原 詞治; 澤田 剛
  • 搾乳ロボット併用「ハイブリッド酪農」による労働力不足の解消と労働生産性の向上に向けた実証
    国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構:スマート農業実証プロジェクト 2020年度 / 労働力不足の解消に向けたスマート農業実証
    Date (from‐to) : 2020/04 -2021/03 
    搾乳ロボット技術は、全国の導入例から推定すると、酪農経営の搾乳時間を「1機・1日あたり60頭分を無人化」できる。搾乳作業は酪農経営における代表的な拘束時間の長い作業であり、本技術はこれを省力化できる大変強力なルールである。この装置導入により「搾乳者の癖」が乳牛に与える影響を削除できるため、乳質が良くなるという事例がある一方、逆に、「導入機器に慣れない乳牛」が一定数おり、中規模酪農家にとって、それらの乳牛からの搾乳をどのように効果的に進め、経営全体を最適化するかという課題がある。そこで本実証では、不足する労働力を補いつつ労働生産性の向上も達成でき得る「ハイブリッド酪農(搾乳ロボット併用方式)」を実証する。ここでいう「ハイブリッド」とは、搾乳ロボットに適合する乳牛とそれに適さない乳牛を、共に管理し、共に最適な搾乳方法を選択することを指す。このような新たなシステムを構築することで、搾乳作業に係る労働時間が短縮され、その軽減された労働時間を繁殖管理などの飼養管理や経営管理に充てることより効率的な作業体型を構築する。また、酪農業の担い手不足・後継者不足が顕著である。そのため、スマート農業による機械化や効率化した酪農方法を高校生に実感してもらうカリキュラムを構築し、後継者不足の解消に努める。
  • 広島型キャベツ100ha経営スマート農業化プロジェクト(~管理職いらずの“フラット組織”と“小規模水田適応機械”で、中山間地に新たな「省人大規模経営モデル」を生み出すシステムの提案~)
    国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構:スマート農業実証プロジェクト 2019年度 / スマート農業技術の開発・実証プロジェクト及びスマート農業加速化実証プロジェクト
    Date (from‐to) : 2019/04 -2021/03 
    中山間地の大規模経営モデルである実証農場の(株)vegetaでは、一人の経営者が10名を雇用して75haを管理するのが限界となっている。 そこで、①経営面積の拡大(目標:100ha以上)、②生産額の増加(目標:2億円)、③単収の増加(目標:4t/10a)、④経営全体の生産コストの削減(目標:生産コストの5%以上(500万円以上)の削減)、⑤育苗管理の生産コストの削減:(目標:苗数削減:10%)、⑥収穫作業のコストの削減(目標:収穫作業時間の削減:50%)を目指した実証に取り組む。 経営全体においては、昨年導入した経営管理システム(既に自動作業記録作成、圃場別コストや収量分析を開始)に、作業予定を指示する「AIマネージャー機能」を追加し、作業計画の作成や労務管理を大幅に削減して、マネージャー不要のフラット組織での100ha規模の大型経営を現行の人員体制で実現する。 また、高標高地の大規模畑地圃場では、オートトラクター(自動操舵:直進制御)により初心者でも正確なうね立てを可能とし、可変施肥中耕機での追肥同時作業化や全自動収穫機などにより、「全作業を最先端のスマート機械一貫体系」とし、従来の機械体系から転換し、さらなる栽培管理の省力化・効率化を進める。加えて、冬季遊休圃場に裏作「もち麦」を導入し、ドローン防除や収量コンバインなどによる省力管理で高収益化を進める。 一方、経営基盤を置く中間地では、「農地を預けたい」との声に応え、毎年数十haの拡大を行うため、分散する小規模な水田転換畑で、水田特有の課題を解決するため、ドローン空撮画像で傾斜を分析しGPSレーザーレベラーで表面排水を促進させ湿害による減収を回避するほか、水田地帯の豊富な水資源を利用した圃場給水の水門管理自動化や自走式潅水機の導入、遠隔監視モニターによる分散圃場の管理などにより、コストの削減と収量の向上を図る。なお、作業時間の8割を占める収穫では、収穫機が導入できない小規模圃場における5人組の人力しゃがみ作業収穫から、立ち作業収穫機と作業者自動追従の運搬車での作業体系に転換し、軽作業化と一人収穫化で徹底した省力化を進めるなど、「中間地向けに改良したスマート農業」の一貫体系を導入する。 これらを経営管理システムに連動させ、標高差を活かした中山間地リレー出荷を実現し、収益性の高い大規模経営モデルとして実証する。
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Date (from‐to) : 2015/04 -2018/03 
    Author : MITOMA Yoshiharu
     
    Soon after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant sustained a powerful earthquake on March 11 in 2011, it was inundated by a huge tsunami that led to failed resumption of power. Even today, cesium-contaminated sites near the plant present difficulties for public health and the environment. Under these circumstances, we demonstrated that iron chloride (III) is extremely effective for removing of cesium in polluted soil under heating conditions. This research explains the efficiency of iron chloride for dry separation of cesium in soils of three kinds such as sandy soil, field soil, and clay. Results of many investigations indicate the optimum conditions under comparative mild conditions like lower heating and lack of wastewater. For instance, an addition from 0.2 wt% to 10 wt% of iron chlorides to total targeted soil facilitated a 99 % of separation of cesium in polluted soil at 900 oC for 2 hours treatment.
  • 多機能ナノ分散体を用いる複合汚染土壌や廃棄物の物理化学的同時処理
    日本学術振興会 JSPS:二国間交流事業共同研究
    Date (from‐to) : 2016/04 -2018/03 
    Author : 三苫 好治
  • 無廃水常温乾式除染土磁力選別システム
    国立研究開発法人 科学技術振興機構:JST A-STEP NexTEP-B
    Date (from‐to) : 2016/01 -2017/03 
    Author : 三苫 好治
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    Date (from‐to) : 2013/04 -2015/03 
    Author : MITOMA Yoshiharu
     
    In this work, the capability of nanometallic Ca/CaO methanol suspension in removing and /or immobilizing stable cesium (133Cs) and radioactive cesium species (134Cs and 137Cs) in contaminated fly ash was investigated. After a first methanol and second water washing yielded only 45% of 133Cs removal. While, after a first methanol washing, second solvent with nanometallic calcium Ca/CaO methanol suspension yielded simultaneous enhanced removal and immobilization about 99% of 133Cs. SEM-EDS analysis revealed that the mass percent of detectable 133Cs on the fly ash surface recorded a 100% decrease. When real radioactive Cs contaminated fly ash (containing the initial 14,040 Bq/kg 134Cs and 137Cs cumulated concentration) obtained from burning waste from Fukushima were reduced to 3,583 Bq/kg after the treatment with nanometallic Ca/CaO methanol suspension. Elution test conducted on the treated fly ash gave 100 Bq/L total 134Cs and 137Csconcentration in eluted solution.
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Date (from‐to) : 2012/04 -2015/03 
    Author : MITOMA Yoshiharu; KAWAJI Takatoshi; OKUDA Tetsuji
     
    In Japan, the major concern on radioactive cesium deposition and soil contamination due to the emission from the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant showed up after a massive quake on March 11, 2011. Soil contamination with radioactive cesium has a long-term radiological impact due to its long physical half-life (30 years for 137Cs) and its high biological availability. Therefore, much attention has been paid to decontaminate Cs-polluted soil with washing and/or extraction by adopting solvents. However, such wet methods have some disadvantages, i.e. forming of secondary effluents and additional cost for their treatment. We have recently shown that the nano-size metallic calcium/calcium oxide/iron dispersing (Fe-nCa) mixture is most effective for heavy metals immobilization and volume reduction method under dry condition. Simple stirring of the contaminated soil with Fe-nCa achieved about above 90% of radioactive Cs recovery and the volume reduction level also reached around 50-60%.
  • 鉄粉分散法による無排水式土壌再生技術
    国立研究開発法人 科学技術振興機構:JST A-STEP ハイリスク挑戦タイプ
    Date (from‐to) : 2014/09 -2015/03 
    Author : 三苫 好治
  • NEDO産技助成事業 金属カルシウムのナノ分散体によるPOPs含有複合汚染物の無害化における投入エネルギー最小化に関する研究
    Date (from‐to) : 2009/07 -2013/06 
    Author : 三苫 好治
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    Date (from‐to) : 2011 -2012 
    Author : MITOMA Yoshiharu; KAWAJI Takatoshi
     
    In this research, our purposes are to develop the new reduction system from lingo-cresoles to lingo-alkanes and to apply its lingo-alkanes use for new fields. In the result of optimization about catalyst usage, alcohols as proton sources, and calcium as a reductant, we found that the reduction of lingo-cresoles (1g) with 0.1g of Rh/C (Rh: 5 wt%) and 10 mmol of metallic calcium in 5 mL of ethanol solution in a sealed tube gave the corresponding aliphatic compounds (=lingo-alkanes, it’s liquid) in quantitative yields, with IR and 1H NMR. In the next step, the obtained liquid was put into the mixture of two polymers, that are polyethylene (Mw = 35,000) and polypropylene (Mw = 14,000) at 200 ℃, then was kept to stir for 30 min. The surface of mixed polymers was observed under SEM-EDS and IR after cooling. In SEM-EDS, we found that the composition is a constant in any surface of mixed polymers. Moreover, IR also shows the homogeneous functional structure of mixed polymers compare to the surface conditions and the structure for mixture of two virgin polymers without lingo-alkanes.
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Date (from‐to) : 2008 -2010 
    Author : MITOMA Yoshiharu; EGASHIRA Naoyoshi; KAWAJI Takatoshi
     
    In our previous researches, it was proved that 99% over of highly efficient degradation of persistent organic pollutants (POPs) in solid phase was accomplished in 24 h through a simple stirring operation using high workability metallic calcium and Rh/C catalyst in an alcoholic solution under mild conditions in a sealed tube at 25 °C within 0.15~0.5 MPa. This study aims to reveal the reaction mechanism and to improve the efficiency over tenfold. After our many investigations, we found that the leaching of some heavy metals and a change of the crystal lattice, such as hematite in fly ash, in alcoholic solution occur after the treatment, according to estimation using electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA), inductively coupled plasma (ICP), and x-ray diffraction (XRD). We finally achieved 99.9% of degradation efficiency for POPs in solid phase such as fly ash under optimization conditions.
  • 固相中ダイオキシンの省エネルギー式高性能無害化装置の開発
    経済産業省 地域新生コンソーシアム開発事業
    Date (from‐to) : 2006/07 -2008/03 
    Author : 三苫 好治
     
    金属Ca/貴金属触媒/アルコールを組み合わせた新技術を利用するダイオキシン分解装置を開発する。主な装置構成は、凝集沈殿槽、加圧・加熱仕様可能な分解槽(触媒分離機能を持つ)、アルコール回収装置、及び利用水循環装置であり、本事業では、それらを連結した高圧洗浄水中ダイオキシン含有灰の処理装置の開発を目指し、研究期間内に実用化のための検討項目を抽出・克服し、事業化のための研究開発を実施する。
  • 金属カルシウム法による焼却飛灰中ダイオキシン類の省エネルギー式高効率無害化処理に向けての基盤技術の確立
    NEDO産技助成事業
    Date (from‐to) : 2004/07 -2007/12 
    Author : 三苫 好治
     
    当該研究者らの技術シーズである「開放系常温常圧下、99%以上のダイオキシン類(DNXs)分解率を達成した金属カルシウム(Ca)/エタノール法(特許第3533389号)」、「酸及び加熱エタノール処理によって飛灰中DNXsを97%以上で抽出可能とした技術(特願2003-384304)」、「常温常圧下、飛灰表面処理によって94%以上のDXNsを抽出した技術」、及び「助触媒添加による金属Ca法の活性化方法(特願2004-329720)」をさらに個別に高度化し、これまで過度のエネルギー投入によってのみ成し得たDXNsの高度無害化処理1)を、常温常圧などの温和な条件において高効率に無害化処理を行う為の展開研究を行い、次の最終目標(a)〜(c)の達成を目指した。 (a)全無害化効率95%以上(但し分解率は99%以上) 初期濃度10,000pgTEQ/g-ashを想定した。分解処理後の全DXNs濃度として500pgTEQ/g-ash以下を目標。 (b)常温分解が可能なこと 但し、人件費を考慮した場合、加熱処理による処理時間短縮によって全処理コストを低減できる場合は、その限りではない。 (c)設備投資・処理コスト‐既存プロセスの1/5以下であること
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    Date (from‐to) : 2006 -2007 
    Author : EGASHIRA Naoyoshi; MITOMA Yoshiharu
     
    By using a novel detection method combining electrochemiluminescence (ECL) and liposome, we have searched development of the rapid detection for hemagglutinin protein that exists on the surface of influenza virus. 1. We successfully have synthesized the ruthenium complex that shows adequate adsorption to a gold electrode and have clarified the optimal conditions for liposome preparation and measurement procedure. 2. Detection of BSA protein: We have determined the optimal conditions for the number of antibody on the liposome, the liposome concentration, and the time of immunoreaction and thereby have realized the rapid and highly sensitive detection of BSA; lower detection limit of 10^-(13) mol/mL and measurement time within 90 min. 3. Detection of hemagglutinin peptide: We have prepared the immunoliposome using the antibody to discriminate the peptide of the reservative am no acid combination (20 mer) in hemagglutinin of A type influenza virus. The analytical procedure is as follows: a, binding of the peptide onto the gold electrode; b, additions of peptide solution and then the immunoliposome solution on the electrode; c, immunoreaction for 1h; d, ECL measurement on application of potential. We have detected the peptide lithe concentration 10^<-17> mol/mL within 90 min 4. Detection of hemagglutinin protein : The hemagglutinin protein prepared by genetic engineering was bound onto the electrode and then was detected in the same way mentioned above. 5. Detection of influenza virus: By the same method, we have accomplished highly sensitive detection for A type of influenza virus (several hundreds of virus particles/mL) and hereafter will improve the precision of ECL data. Conclusively, we have rapidly detected influenza virus by our novel method. The method is promising for ninny fields because of applicability to many proteins as well as other viruses.
  • Energy Saving and Highly Efficient Detoxification of Dioxins in Fly Ash Using a Metallic Calcium Method
    0130 (Japanese Only)
    Date (from‐to) : 2004 -2007 
    For detoxification of dioxins in fly ash, we plan to develop a new technology involving extraction using an alcoholic solvent and degradation by a metallic calcium method under mild conditions. We also aim at upgrading each unit’s operation and the determination of mass balances for all process flows.
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 若手研究(B)
    Date (from‐to) : 2004 -2005 
    Author : 三苫 好治
     
    土壌に拡散したダイオキシン類(DXNs)などの内分泌撹乱化学物質を、低エネルギー投入条件下でありながら高効率に無害化を達成できる新規分解法の確立が望まれている。このような状況の下、我々は既に、金属カルシウム(Ca)をアルコール中で撹拌処理すると、常温常圧という温和な条件下、溶液中のダイオキシン類(DXNs)を99%以上の効率で無害化可能であることを見い出している(以下、金属Ca法とする。Mitoma et al. Environ.Sci.Technol.,2004,38,pp.1216-1220)。しかしながら、本金属Ca法を土壌中内分泌撹乱化学物質の無害化処理へ応用する場合、大きく2つのポイントを克服する必要がある。即ち、固相に吸着したDXNsを効率よく抽出すること、次に、抽出液が高含水アルコール溶液となっても高い分解活性を維持することである。このような課題点の克服を目指して検討を重ねた結果、密封系中で新たな触媒を添加することにより、先に述べた課題点を克服することに成功した。即ち、土壌に拡散した初期濃度5,000pgTEQ/g(含水率2%〜50%)のDXNsを、非加熱条件下、何ら別途抽出処理を施すことなく、単に24時間撹拌処理することで20〜120pgTEQ/gまで分解した(Mitoma et al. Environ.Sci.Technol.,2006,40,PP.1849-1854)。本処理によって金属Caが土壌表面の化学的変化を促進させたことを処理液のICP発光分析から明らかとした。結果として、有機性物質を効率よく固相中からアルコール溶液中へ溶出させ、これまでに無い省エネルギー条件下での内分泌撹乱化学物質の高度無害化を可能にした。


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