| Project/Area Number |
20H00261
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
李 富生 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (10332686)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
魏 永芬 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (00467218)
山田 俊郎 北海学園大学, 工学部, 教授 (30335103)
石黒 泰 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助教 (10743891)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥44,980,000 (Direct Cost: ¥34,600,000、Indirect Cost: ¥10,380,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
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| Keywords | 高度浄水処理 / 活性炭 / 耐性遺伝子 / 生物膜 / 水質安全 / 薬剤耐性遺伝子 / 活性炭吸着 / 生物活性炭 / 塩素処理 / オゾン酸化 / 活性炭処理 / 浄水処理 / 細菌 / 細菌群集構造 |
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| Outline of Research at the Start |
薬剤耐性菌は世界中で大きな課題となっている。安全・安心な水道水の供給のために、高度な浄水処理の実現の核心となる生物活性炭処理における薬剤耐性遺伝子の伝播の機構を解明し、薬剤耐性菌の出現と拡散の抑制に有効な手法を提案することが極めて重要で有意義である。本研究は、薬剤耐性遺伝子をコードしたプラスミドを吸着した活性炭と感受性細菌の共存培養を組み合せた室内実験、活性炭処理施設を導入している浄水処理システムに対する現場調査ならびに高度なデータ解析を通じて、活性炭処理施設内における耐性遺伝子の伝播の機構を解明するとともに、施設の操作運転条件、塩素処理やオゾン処理などの前処理の影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
異なる浄水処理場の原水と、凝集・沈殿ろ過、活性炭吸着の各処理による処理水を対象に、微生物群集、薬剤耐性菌の定量分析を行い、薬剤耐性遺伝子の消長、薬剤感受性菌の競合性、薬剤耐性遺伝子の水平伝播との関連を検討した。
活性炭吸着塔から生物膜を付着した活性炭を採取し、生物膜を剥離したのちに、生物膜内における薬剤耐性遺伝子の濃度、微生物群集との関係を解析評価した。薬剤耐性遺伝子吸着と吸着に対する活性炭の細孔分布・表面荷電密度などとの関連性を原料・賦活方法の異なる10種類の活性炭による吸着実験により検討し、その上で、吸着の場所、吸着後の脱着などの特性を評価した。
薬剤耐性遺伝子をコードしたプラスミドを含む溶液に塩素濃度を変化させた接触実験、受容体となる大腸菌との共存培養実験を行った。塩素処理のプラスミドの受容と耐性遺伝子水平伝播に与える影響を検討した。その上で、耐性遺伝子をコードしたプラスミドを吸着した活性炭と薬剤感受性大腸菌の共存培養を行い、吸着された耐性遺伝子を受容するかどうかを判別することを通して耐性遺伝子水平伝播の機構解明とポテンシャルの診断を行った。
Agを担持させた活性炭を窒素封入した条件下で異なる賦活温度で作製し、活性炭の表面特性と細孔構造の賦活温度による影響、Agの担持濃度の相違を評価した。その上で、薬剤耐性遺伝子との接触実験の条件を検討し、予備実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現場調査の制限はあるものの、室内実験を多く組み合わせることにより、研究は概ね計画に沿って進め、国際誌への掲載など成果を収めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
活性炭表面の改質、耐性遺伝子・耐性菌の伝播抑制に寄与する不活化効果を持つ成分の導入に関し、性状と構造の解析・評価を進め、効果との関連の解析を深めるとともに、メカニズムの解明を進める。
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