2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of tracking method for water pollution sources using fluorescence analysis focused on shorter wavelength region
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18K04419
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| Research Institution | Center for Environmental Science in Saitama |
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Principal Investigator |
池田 和弘 埼玉県環境科学国際センター, 水環境担当, 専門研究員 (60422987)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日下部 武敏 京都大学, 工学研究科, 助教 (40462585)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 蛍光分析 / 起源推定 / EEM / PARAFAC / 水質モニタリング / 短波長 / 藻類 / 有機汚濁 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和２年度は、河川水や藻類培養液等の蛍光分析を実施し、新たに655個の蛍光データを取得した。昨年度までに取得した蛍光データと合わせて解析を進めた結果、既存の研究でチロシン様ピークの検出が報告されていた領域に３成分（B1、B2、B3）、トリプトファン様ピークの検出が報告されていた領域に３成分（T1、T2、T3）の蛍光成分が分離・検出された。
成分B1とB2は生下水と単独処理浄化槽地域水路水で強度が同レベルに高く、合併処理浄化槽地域水路水や下水処理水では比較的低かった。また下水処理場での調査により、両者は生物処理により減少することが確認された。これらの成分は未処理の生活雑排水の指標として期待できる。しかしながら、疎水性樹脂への吸着性をみると、生下水中の成分B2と河川水中の成分B2とでは異なっていたため、河川水中には生活雑排水以外の起源で同一蛍光特性を持つ物質が存在することが分かった。このことから、成分B2の汚濁指標性はやや劣ることが分かった。一方、成分T2の強度は生下水、単独処理浄化槽地域水路水、合併処理浄化槽地域水路水および下水処理水で同レベルであり、下水処理過程でも分解除去されないことが確認された。T2は生活排水総負荷の指標として期待できることが分かった。
異なる時期を含む、のべ12地点の河川水を明暗条件で培養し、増殖した藻類由来の蛍光成分を調査した。対数増殖期の終わりまでの間で増加した蛍光成分は、B1とB2であった。それゆえ、河川において藻類が存在しても指標T2には影響が小さく、生活排水総負荷量の推定は可能性であることが示唆された。
短波長領域の蛍光成分の描像を得るため、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸（LAS）の寄与について検討した。チロシン様ピークと考えられていたピークの強度に対し、LASは平均で30%程度寄与しており、単独処理浄化槽の多い地点では80%を超える寄与に達した
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまで、短波長領域の蛍光成分の検出に最適な分析条件を決定し、2000個程度の蛍光データを取得した。PAFAFAC解析により、６蛍光成分を分離定量した。未処理生活雑排水負荷および生活排水総負荷の指標となる蛍光成分を決定し、負荷源中の蛍光強度を整理した。指標蛍光成分の下水処理過程や河川流下過程での消長を確認し、指標の残存性を把握した。さらに、蛍光成分の特性評価や同定のために、膜分画による分子量分布測定、FT-MS分析、疎水性樹脂への吸着性評価を実施した。また短波長領域の蛍光に対する化学物質LASの寄与の程度を把握した。
一方で、今年度は、下水処理場下流で藻類の多い河川で、生活排水（下水処理水）の流入量を指標蛍光成分の実測により正しく推測できるか検討し、汚濁起源推定手法の有効性を検証する予定であったが、新型コロナウイルス感染症の影響により、藻類の多い季節に河川調査することができず、実施できなかった。以上から、予定した成果を達成することができなかったため、１年間研究期間を延長して、未実施分に対応する。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度は、藻類の多い河川で、下水処理水の流入量を指標蛍光成分の実測により正しく推測できるか検討する。また、単独処理浄化槽の多い河川でも同様に、未処理生活雑排水の流入量を正しく推測できるか検討する。これらの検証は、流域内の短波長領域蛍光成分の空間的分布調査と汚濁起源推定手法の適用および行政データとの比較により実施する。これらより、手法の有効性を検証する。また、室内実験により、指標蛍光成分の土壌吸着性と光分解性を評価する。また、LC/MS等により、指標蛍光成分に対応する物質の同定・特性解析を実施する。研究によって得られた成果をとりまとめるとともに、適宜学会等で発表する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響により、藻類の多い季節に河川調査が実施できなかったため、試料採取、蛍光分析、成分同定にかかる機器分析（アミノ酸組成分析やサイズ排除クロマトグラフィー分析やLC/MS分析等）に関連する支出がなかったため。さらに、学会や打ち合わせがすべてオンラインとなったため、旅費の支出もなかったため。今年度は、昨年度に実施する予定だった実験を実施するため、従来の計画どおりに機材等を購入する。
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Research Products
(1 results)
