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Fate of microplastic fibers in agricultural soils with sewage sludge application

Research Project

Project/Area Number 20K04758
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research InstitutionTokyo University of Technology

Principal Investigator

Urase Taro  東京工科大学, 応用生物学部, 教授 (60272366)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松井 徹  東京工科大学, 応用生物学部, 教授 (90372812)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsマイクロプラスチック / 水環境 / 下水汚泥 / 路面堆積物 / 農地 / タイヤ片 / 繊維状ポリエステル / タイヤ粒子 / 熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法 / ポリエステル繊維 / 下水処理 / 水田土壌 / 繊維状プラスチック / 土壌中での化学物質分解
Outline of Research at the Start

下水中に多く含まれる洗濯排水由来の繊維状ポリエステルを念頭に,下水汚泥の農業利用を想定して,下水中に含まれる各種マイクロプラスチックの分解特性を素材ごと,形態ごと,土壌の種類ごとにあきらかにする。土壌中のマイクロプラスチックの定量方法として,これまで実績のある方法に加えて,熱分解-ガスクロマトグラフ質量分析法の適用を検討する。マイクロプラスチック分解菌の集積や単離を目指す。都市の中で,下水汚泥の処分方法としての農業利用の安全性をマイクロプラスチックの農地での残留の懸念の視点で検討し,エネルギー回収やリン回収など他の下水汚泥の有効利用方法との比較を行う。

Outline of Final Research Achievements

Microplastics (MPs) including PET-fibers from clothes and tire particles from roadside deposits are of concern in utilizing sewage sludge for agricultural purposes. This study aimed to clarify the fate of MPs in urban water systems with reliable measurement methods for MPs in soil matters by pyrolysis gas chromatograph-mass spectrometry (GC/MS). The pyrolysis-products were determined for several materials including HDPE, PP, PET, PA6 and so on. Two-year observation showed no obvious degradation of several plastic materials either in agricultural soil matters or in compost fertilizer made from sewer sludge. Benzothiazole contained in the roadside deposits could be used as an indicator for tire particles because its concentration was not decreased during heated environment. Tire particles were shown to be easily transported from roadside to water environment on rain events judging from the analysis of benzothiazole.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マイクロプラスチックの問題は国民の関心の高い環境問題の一つであり,レジ袋からストローまでさまざまな形で生活に関連している。また,多くの研究者が精力的に研究している学術的課題である。しかし,この問題については海での研究が多く,陸域での問題は十分に解明されていない。下水汚泥の農業での有効利用は,リン資源のほとんどを輸入に頼るわが国では重要な課題である。本研究は下水汚泥に含まれるマイクロプラスチックの分析法や陸域での分解挙動に関して知見を深めることで,下水汚泥の有効利用を阻害する要因を緩和し,マイクロプラスチックの陸域での挙動の一端をあきらかにしており,社会的あるいは学術的な意義が十分大きい。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Monitoring Carbapenem-Resistant Enterobacterales in the Environment to Assess the Spread in the Community2022

    • Author(s)
      Urase Taro、Goto Saki、Sato Mio
    • Journal Title

      Antibiotics

      Volume: 11 Issue: 7 Pages: 917-917

    • DOI

      10.3390/antibiotics11070917

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Case Study for the Change in Antibiotic-Resistant Ratios of <i>Escherichia coli</i> Taken from Rivers in the Suburbs2022

    • Author(s)
      URASE Taro、KAWANO Yuito、SATO Mio
    • Journal Title

      Journal of Japan Society on Water Environment

      Volume: 45 Issue: 2 Pages: 83-90

    • DOI

      10.2965/jswe.45.83

    • ISSN
      0916-8958, 1881-3690
    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bacterial Species Identified in the Filtrate of Microfiltration Membranes in the Separation of Activated Sludge2021

    • Author(s)
      Zhou Shuai、Ninoseki Manae、Kusaba Asahi、Nakagawa Kazuma、Urase Taro
    • Journal Title

      Journal of Water and Environment Technology

      Volume: 19 Issue: 6 Pages: 294-301

    • DOI

      10.2965/jwet.21-086

    • NAID

      130008127776

    • ISSN
      1348-2165
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prevalence of ESBL-producing Escherichia coli and carbapenem-resistant Enterobacteriaceae in treated wastewater: a comparison with nosocomial infection surveillance2020

    • Author(s)
      Urase Taro、Okazaki Mitsuhiro、Tsutsui Hirofumi
    • Journal Title

      Journal of Water and Health

      Volume: 18 Issue: 6 Pages: 899-910

    • DOI

      10.2166/wh.2020.014

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Performance of microfiltration membranes for retention of filterable bacteria isolated from the activated sludge2023

    • Author(s)
      Zhou Shuai、Urase Taro、Goto Saki
    • Organizer
      水環境学会年会, 57, pp497, Poster ID:P-E-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ベンゾチアゾールを標的とした道路脇堆積物に含まれるタイヤ粒子の分析,2022

    • Author(s)
      池部美優、浦瀬太郎、後藤早希
    • Organizer
      第14回大学コンソーシアム八王子学生発表会, PB1-25
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 神奈川県内河川から採取した大腸菌の各種薬剤への耐性率2021

    • Author(s)
      浦瀬太郎, 川野唯人, 佐藤美桜
    • Organizer
      第55回水環境学会年会(講演集ページ105)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 下水処理水中のカルバペネマーゼ産生腸内細菌科細菌の種構成2020

    • Author(s)
      佐藤美桜,浦瀬太郎
    • Organizer
      第57回環境工学研究フォーラム(講演番号B-24)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 水環境工学(浦瀬・後藤研究室)ウェブサイト

    • URL

      https://urase-lab.bs.teu.ac.jp/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 水環境工学(浦瀬)研究室の研究紹介

    • URL

      https://urase-lab.bs.teu.ac.jp/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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