2021 Fiscal Year Annual Research 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, 主任研究員 (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 / 指標 / 水質モニタリング / 短波長 / 有機汚濁 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、負荷源ごとの短波長領域の蛍光成分のデータを取得し、環境中での残存性を把握することで、蛍光分析により汚濁起源を推定する手法を開発する。
令和3年度は河川水、下水、単独浄化槽の多い地域の水路水等の蛍光分析を実施し、599個の蛍光データを取得した。研究期間に獲得した計2550個の蛍光データを利用し、PARAFAC解析を実施した結果、短波長領域に6個の蛍光成分を分離検出することができた。各成分のピーク波長（励起/蛍光、nm)は、C1(225/>400)、C2（225/325）、C3（230/345）、C4（<220/300）、C5（225/360）、C6（240/300）であった。負荷源や河川ごとに整理すると、C2とC4は生活雑排水や生下水、C3は下水処理水、C1は清澄河川に多い割合で含まれ、それぞれの良い指標候補となった。河川各地点の蛍光成分を主成分分析すると、C2とC4は同方向に、C3は反対方向にプロットされた。また、C2とC4は下水処理過程で大幅に減少するのに対し、C3の減少の程度は小さかった。河川BODと最も相関性が良いのはC2であった。C4はLASと蛍光スペクトルが類似していたが、LAS濃度から算出すると、LASのC4ピークへの寄与は20%以下であった。下水放流水の河川流下過程の挙動調査の結果、各蛍光成分の消失速度の順は、C2>C4>C3であった。一方、C3とC4の比に注目することで、ある種の工場排水の河川への流入を検知することができることが分かった。非負値行列因子分解により河川各地点の蛍光成分データを解析したところ、因子数を3とした時、第1因子はC1、第2因子はC2とC4、第3因子はC3の比率が高く、ぞれぞれ、自然負荷、生活雑排水、下水処理水に対応するものとなった。因子負荷より各地点の負荷混入率を推定したところ、流域特性からみて妥当な結果となった。
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