2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new photochemical reaction model for predicting water quality transformation efficiency
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21H01462
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉村 千洋 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (10402091)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 大輔 東北大学, 工学研究科, 教授 (80550368)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 光化学反応 / ラジカル / 溶存有機物 / 光学特性 / 微量有機汚染物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では水中における各種ラジカルの光生成およびそれらと有機化合物・病原微生物の反応を記述するモデルを開発することを目的とした。2023年度は昨年度に引き続き、1)水中におけるラジカル（三重項溶存有機物、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル）の光生成反応の定量、2)各種ラジカルの量子収率のモデル化、3)病原微生物不活化モデリングを実施した。
ラジカルの光生成反応に関しては主に三重項溶存有機物の量子収率のモデル化を継続的に進め、さらにダム湖、湖沼、沿岸域の結果を比較することで各水域の溶存有機物の太陽光に対する反応性を明らかにした。その結果、淡水と海水における三重項溶存有機物の量子収率の両者を、簡易的な水試料の光学特性（吸光度や蛍光特性）などから推測する一連のモデル式を開発した。その中で、淡水と海水の両者に適用可能な量子収率の推定モデルについては世界初の成果である。また、環境中における病原ウイルス不活化速度のモデリングを行なった結果、ウイルスの種類、媒体、及び相対湿度や気温等の環境条件が重要なパラメータとして同定された。
つまり、本研究では多様な水環境における吸光特性や蛍光特性などのデータを揃えて、光化学実験の結果（量子収率や不活化速度など）を対応させることで精度の高い推定式を開発した。以上の成果は、水環境中におけるラジカル生成過程の理解を深め、さらに難分解性物質や病原微生物の光分解過程を精度良く予測することを可能とした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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