| Project/Area Number |
23K17052
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 64010:Environmental load and risk assessment-related
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
謝 理 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (20815708)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
|
|---|
| Keywords | 微生物燃料電池 / 都市下水 / LC-MS/MS / 微生物燃料電池(MFC) / 精密質量分析 / ターゲット分析 / 分解性有機物 / 廃水処理 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
微生物燃料電池（MFC）は非曝気・創エネ廃水処理として、その処理水は下水に再生利用水源としての活用が期待されている。しかし、処理水中の未分解の汚染物や残存有機物の塩素消毒による副産物が水環境や人の健康に脅かす可能性が懸念されつつある。本研究は、世界に先駆けてMFC処理で処理された有機物とその代謝ならびに処理後に残存する有機物プロファイルを特定することを試み、、非曝気・創エネ廃水処理導入において想定される塩素消毒による有機ハロゲン生成等のリスクを低減するための対策に寄与する。本研究の達成により非曝気・創エネ下水技術導入の安全性を高めることが期待される。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
非曝気の創エネ処理技術としてメタン発酵と併せて微生物燃料電池（MFC）が盛んに研究されてきた。２つの技術は非曝気で創エネできる汚水処理技術であるが、酸化剤として酸素を用いないため放流水質が活性汚泥に劣る。微生物群集構造解析データが蓄積される一方、処理水の化学物質プロファイルデータは嫌気処理では全く行われていない。本研究では, これらの非曝気処理で分解できるもの・分解できないものを把握し定義することに取り組むものである.
2023年度は、MFC処理前後の有機物プロファイルの特性評価に取り組んだ。MFCの流入水・流出水をサンプリングし、高精度質量分析装置を用いノンターゲット分析(測定された分子の正確な質量から被験物質に含まれる化学物質を網羅的に推定する手法)を行った。MFC処理前後で80%以上減少した化合物は137、50-80%減少した化合物は19, 大きな変化が見られなかった化合物が78であった. 一方, MFC処理の間にかえって増えた、もしくは新たに生成されたとみられる化合物は, それぞれ４化合物, 118化合物であった. 新たに生成されたとみられる化合物には、細胞膜を構成する脂質等が含まれていた.
MFC運転の結果においては, 12 時間以上の滞留時間のMFCでCOD濃度がほとんど減少しないにもかかわらず電流生産され続ける現象を観察した。MFCは理論上有機物分解により放出された電子が電極に回収されることで電流生産が生じる技術であることから、この現象は明らかな矛盾であり、微生物バイオフィルム自体が自己消化により有機物を供給すると考えられた. 本年度に示されたLC-MS/MSデータは, ＭＦＣが微生物細胞を分解することで得た有機物を電流に転換する仮説を支持する結果である.
|
