2018 Fiscal Year Annual Research Report
In-situ monitoring of NOM fouling caused in porous membrane with the use of solid-state excitation emission matrix analysis
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17H04941
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
山村 寛 中央大学, 理工学部, 准教授 (40515334)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 膜ファウリング / センサー / In-situ / 蛍光分光光度計 / MF/UF膜 / タンパク質 / ゲル化 / Natural Organic Matter |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来では溶液にのみ適用してきた３次元励起蛍光分析法（EEM）を固体サンプルにも適用できるようにすることで、In-situかつOn-timeで膜面に蓄積した膜ファウリング物質を検出する技術を開発することを目的としている。本研究では、固体へのEEM測定のことを、Solid-phase fluoresence EEMと称し、SPF-EEMと記載する。
膜表面には、自然水中の有機物（NOM：Natural Organic matter）が蓄積するため、実質的には、膜面に堆積したNOMをSPF-EEMによって明らかにする必要がある。これまでに粉末状のNOMについてSPF-EEM測定した結果はなかったことから、まずは江戸川、霞ヶ浦および下水２次処理水から回収したNOMを親水性（HPI）、疎水性（HPO）、両親媒性（TPI）に分画した後に、粉末化したサンプルについてSPF-EEM測定した。すべてのサンプルにおいて、HPOの粉末では全くスペクトルが得られなかった一方で、TPIおよびHPI画分については、顕著なピークが観察された。さらに、このHPI画分のLPF-EEM測定を実施した結果、SPF-EEMとは全く異なる位置にピークを有することが明らかとなった。本研究ではじめてHPI画分のSPF-EEMスペクトルの測定に成功し、SPF-EEMのピーク位置からHPI有機物の特徴付けが可能となった。
続いて、河川水をPVDF製MF中空糸膜を用いて膜ろ過しながら、SPF-EEMにより膜表面を連続的に観察した結果、HPIをSPF-EEM測定した際に観察されたピークが顕れることが明らかになった。また、LPF-EEMに特徴的なタンパク質様成分のピークも観察された。これらの試験により、膜ろ過中における膜ファウリング物質の観察が可能になることが実証された。
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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
計画において、多様な水源からNOMを回収し、分画し、SPF-EEM測定を実施することになっており、概ね計画通りに測定がすすんでいる。また、SPF-EEMによる膜面連続観察の装置も完成し、膜ろ過しながらSPF-EEMの観察も成功している。以上のことから、概ね順調に研究が進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度はさらに多様な水源からNOMを回収し、分画し、SPF-EEM測定を実施する予定である。
また、これまでに得られた知見についてまとめて、学術誌にも発表する予定である。
さらに、まとめた結果について、HPなどを通して、広く広報する予定である。
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