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Study on comprehensive evaluation and control of algal-derived disinfection byproducts in water supply systems

Research Project

Project/Area Number 21H01470
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research InstitutionNational Institute of Public Health

Principal Investigator

Kosaka Koji  国立保健医療科学院, その他部局等, 上席主任研究官 (60370946)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 浅田 安廣  国立保健医療科学院, その他部局等, 主任研究官 (60610524)
越後 信哉  京都大学, 工学研究科, 准教授 (70359777)
多田 悠人  京都大学, 地球環境学堂, 助教 (70943611)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords消毒副生成物 / 藻類由来有機物 / ラフィド藻類 / 塩素処理 / リスク管理 / 消毒副生成物生成能 / 水道
Outline of Research at the Start

気候変動影響による水源での藻類の異常増殖や、ラフィド藻類等の特定の藻類の発生により、水道水中の消毒副生成物濃度の上昇が問題となっている。本研究では、水源に存在する可能性のある多種の藻類について、消毒副生成物生成ポテンシャルを網羅的に評価する。また、生成ポテンシャルが高かった消毒副生成物について、未知前駆物質の構造を特定する。特定した消毒副生成物前駆物質の水源での存在実態を調査し、浄水プロセスによる消毒副生成物前駆物質や生成ポテンシャルの低減策について検討する。これにより、水道における藻類由来の消毒副生成物のリスクの全体像を明らかにし、その具体的な対応策について提案する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, formation potentials of disinfection byproducts (i.e., trihalomethane, haloacetic acid, haloacetonitrile, and halaldehyde) of algal organic matter were evaluated for 23 strains in five algae groups (17 NIES strains and 6 isolated strains from raw water). The formation potentials were different among the algae groups. It was estimated that the trichloroacetic acid (TCAA) precursors of Raphidophyceae (NIES-1380) were mostly present in the high molecular weight fraction and that the TCAA precursors were phenolic glycosides. It was shown that coagulation-precipitation process was the most effective process for removal of TCAA precursors from this strain, that powdered activated carbon alone was low removal process, but the removability was improved by the combination with prechlorination, and that ozonation was also an effective removal process.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

藻類は、消毒副生成物の前駆物質の一種であることが知られているが、藻類の種類、消毒副生成物の種類は多種にわたる。本研究の成果は、水源に存在する藻類のうち、どの藻類が消毒副生成物前駆物質として重要であるか、監視、対処すべきであるか明らかになるため、水質管理上非常に有用である。また、藻類由来有機物について、精製し、各種機器分析により消毒副生成物前駆物質の特性解析を行ったが、一連の手順は、他の天然有機物由来の消毒副生成物前駆物質の評価、藻類由来有機物の他の研究分野での評価等、幅広く応用可能である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] High formation of trichloroacetic acid from high molecular weight and ultra-hydrophilic components in freshwater raphidophytes upon chlorination2023

    • Author(s)
      Tada Y., Kosaka K., Echigo S., Itoh S
    • Journal Title

      Science of the Total Environment

      Volume: 879 Pages: 163000-163000

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.163000

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ラフィド藻Gonyostomum semenに由来する高分子トリクロロ酢酸前駆物質の部分構造の推定2024

    • Author(s)
      堀克成,多田悠人,小坂浩司,越後信哉,伊藤禎彦
    • Organizer
      第58回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ラフィド藻に由来するハロ酢酸前駆物質の浄水処理操作による処理性の評価2023

    • Author(s)
      辻坂勇希,多田悠人,中西智宏,浅田安廣,小坂浩司,越後信哉,伊藤禎彦
    • Organizer
      令和5年度全国会議(水道研究発表会)
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 藻類種の違いに基づく藻類由来有機物の消毒副生成物生成能の特性評価2023

    • Author(s)
      小坂浩司,浅田安廣,吉田伸江,小島邦恵,東城まゆみ,多田悠人,越後信哉,増田貴則
    • Organizer
      京都大学環境衛生工学研究会第45回シンポジウム
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 藻類由来有機物の消毒副生成物生成能の評価2023

    • Author(s)
      小坂浩司,浅田安廣,吉田伸江,小島邦恵,東城まゆみ,多田悠人,越後信哉,増田貴則
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ラフィド藻に由来するハロ酢酸前駆物質の浄水処理単位操作による処理性の評価2022

    • Author(s)
      多田悠人,辻坂勇希,中西智宏,越後信哉,伊藤禎彦,浅田安廣,小坂浩司
    • Organizer
      京都大学環境衛生工学研究会第44回シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 塩素処理におけるラフィド藻Gonyostomum semenに由来するハロ酢酸前駆物質の官能基分析2022

    • Author(s)
      多田悠人、堀克成、小坂浩司、越後信哉、伊藤禎彦
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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