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炭素安定同位体を用いた畜産廃棄物由来病原ウイルスの微生物燃料電池における挙動解析

Research Project

Project/Area Number 14J06012
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Civil and environmental engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

伊藤 寿宏  北海道大学, 工学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords微生物燃料電池 / ウイルス除去効率 / ベイズ推定モデル / 左側打ち切りデータ / 下水処理プロセス / 下水再生水 / ベイズ推定 / 腸管系ウイルス / 内在性コントロール / MF-qPCR
Outline of Annual Research Achievements

本年度では,微生物燃料電池などの下水処理プロセスユニットに適用可能なウイルス除去効率の新規評価手法を構築し,国内下水処理場から得られた実データを用いてウイルス除去効率を評価した。下水再生水の利用に関するWHOガイドラインでは,下水再生水の用途に応じてウイルス除去率の目標値が設定されている。このウイルス除去効率の目標値を達成するように下水処理プロセスユニットを組み合わせる際,各ユニットの病原体除去効率が予め把握されている必要がある。しかしながら,水中のウイルス濃度は頻繁に検出下限値以下となり,不検出データを含むウイルス濃度データセット(左側打ち切りデータ)を用いて,除去効率を算出することは困難である。以上のような背景のもと,本研究では微生物燃料電池におけるウイルス除去効率を推定するための新規評価手法を構築し,国内下水処理場から得られた腸管系ウイルスの定量データを用いてウイルス濃度分布およびウイルス除去効率分布の推定を試みた。
本研究では,ベイズ推定モデルを用いて,腸管系ウイルス濃度を確率分布として推定した。本研究で用いるベイズ推定モデルは,不検出データに検出限界値やゼロなどの特定の値を代入することなく,検出・不検出すべてのデータが対数正規分布に従うことを仮定し,ウイルス濃度分布を推定する手法である。本研究では,構築したモデルのテスト運用として,先行研究において国内の下水処理場の下水サンプル(未処理下水および二次処理水)から得られたアデノウイルス,ノロウイルスGIおよびノロウイルスGIIの定量PCRの結果を用いて,当該下水処理場の二次処理槽におけるウイルス除去効率を推定した。
本年度では,ウイルス除去効率の新規評価手法を構築したとして,国際学会2件,国内学会2件および査読付き論文1編の形で研究成果を発表した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Estimation of concentration ratio of indicator to pathogen-related gene in environmental water based on left-ceonsored data2016

    • Author(s)
      Tsuyoshi Kato, Ayano Kobayashi, Toshihiro Ito, Takayuki Miura, Satoshi Ishii, Satoshi Okabe and Daisuke Sano
    • Journal Title

      Journal of Water and Health

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 14-25

    • DOI

      10.2166/wh.2015.029

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Bayesian modeling of virus removal efficiency in wastewater treatment processes2015

    • Author(s)
      Toshihiro Ito, Tsuyoshi Kato, Kento Takagishi, Satoshi Okabe, Daisuke Sano
    • Journal Title

      Water Science and Technology

      Volume: 72 Issue: 10 Pages: 1789-1795

    • DOI

      10.2166/wst.2015.402

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベイズモデルを用いた下水処理過程における病原ウイルス除去効率の定量評価2015

    • Author(s)
      伊藤寿宏,加藤毅,長谷川洵,片山浩之,岡部聡,佐野大輔
    • Organizer
      日本水環境学会・水中の健康関連微生物研究委員会シンポジウム
    • Place of Presentation
      発明会館地下ホール(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Bayesian estimation of virus removal efficiency in wastewater treatment plant based on left-censored dataset2015

    • Author(s)
      Toshihiro Ito, Tsuyoshi Kato, Hiroyuki Katayama, Satoshi Okabe and Daisuke Sano
    • Organizer
      WET 2015
    • Place of Presentation
      日本大学駿河台キャンパス1号館(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2015-08-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of virus removal efficiency in a pilot-scale MBR with microfluidic quantitative PCR2015

    • Author(s)
      Toshihiro Ito, Satoshi Ishii, Takahiro Segawa, Yoshihito Nakahara, Satoshi Okabe and Daisuke Sano
    • Organizer
      WEF-EESS Asia-Pacific Wastewater Treatment and Reuse Conference 2015
    • Place of Presentation
      Singapore, Singapore
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microfluidic Dynamic Arrayを用いたパイロットスケールMBRプラントにおける複数種病原ウイルスの同時定量2015

    • Author(s)
      伊藤寿宏,加藤毅,石井聡,瀬川高弘,岡部聡,佐野大輔
    • Organizer
      第2回環境水質工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      山形大学農学部(山形県鶴岡市)
    • Year and Date
      2015-05-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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