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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Developing Management Frameworks of Unregulated Pollutants Considering Water Recycling in River Basins

Research Project

Project/Area Number 21H04940
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

栗栖 太  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30312979)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 春日 郁朗  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20431794)
小坂 浩司  国立保健医療科学院, その他部局等, 上席主任研究官 (60370946)
竹内 悠  京都大学, 工学研究科, 助教 (70835272)
新福 優太  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (60964666)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2025-03-31
Keywordsノンターゲット分析 / 精密質量分析計 / 高分解能質量分析計 / 未規制汚染物質 / 未知スクリーニング分析
Outline of Annual Research Achievements

下水処理施設において、流入水および2次処理水、塩素消毒後の放流水について分析を行い、各処理段階での有機物の除去状況を把握した。9処理場から3回にわたり採水したデータを合わせて整理したところ、ポジティブイオン化で95,000種、ネガティブイオン化で99,000種の物質情報が得られた。ポジティブイオン化の例をとると、流入水で検出された物質のうち86%が2次処理で除去されていた。2次処理水中で検出された物質のうち、77%は流入水では検出されていないものであり、2次処理において生成した物質であった。塩素消毒後には、1100物質の生成があった。また、流入水中の3-40%の物質が処理水でも検出されていることが判明した。
河川水の調査については、2か月に1度10河川において下水処理水の流入前後の地点を含む地点で年度後半より採水し、溶存有機物のスクリーニング分析を行った。その結果、デカン酸やN,N-ジメチルドデシルアミンなど、予測無影響濃度を超える値で検出されるものが確認された。今年度も引き続きデータを解析し、通年調査として取りまとめる予定である。
浄水プロセスにおける調査では、ターゲットスクリーニング法により、オゾン/生物活性炭処理を導入している2浄水場での除去性の調査を行った。いずれかの浄水場で検出された物質は30種であった。凝集沈殿処理では、その多くは除去性が低かったが、一部の物質は大きく濃度が低下した(ブロマシル、イソプロチオラン、テフリルトリオン、トリメトプリム、アシュラム)。いずれの浄水場でも前塩素処理を行っており、塩素処理によって分解したことが考えられた。オゾン処理では、ほとんどの物質が原水に対して90%以上低減され、BAC処理では、一部の物質はさらに濃度が低減した。これらの結果から、化学物質の低減に対するオゾン/BAC処理の有効性が、スクリーニング分析によって確認された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

河川水の試料採取を予定通り実施し、分析を行っており、初期データは取得してある。今後引き続き実施し得られる試料とともに、各回採水における変動等について、次年度まとめて実施していく。また、下水処理場における調査は研究計画以上の回数と頻度で実施することができ、こちらについてもデータ整理が進んでいる状況である。浄水場における調査についても、調査対象を明確にして調査が開始でき、浄水場における除去特性についての情報が得られつつある。

Strategy for Future Research Activity

本年度の成果をもとに、次年度はスクリーニングされた物質のうち重要性が高いものについて、物質の構造推定を行い、物質同定を進めていく予定である。さらに、同定された物質の毒性情報が得られるものについては、試料中の濃度と比較して毒性影響について検討する。また、物質同定まで至らない物質についても、構造情報から定量的構造活性相関を用いて毒性の推定を行い、同様の比較を行う。ターゲットスクリーニング分析の結果と合わせ、来年度以降解析を実施していく。

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Changes in molecular dissolved organic matter during coagulation/sedimentation and chlorine and chlorine dioxide disinfection by non-target (or unknown) screening analysis2023

    • Author(s)
      Prasert Thirawit、Ishii Yoshihiro、Kurisu Futoshi、Musikavong Charongpun、Phungsai Phanwatt
    • Journal Title

      Journal of Water Process Engineering

      Volume: 52 Pages: 103528~103528

    • DOI

      10.1016/j.jwpe.2023.103528

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Concurrent analysis of 84 compounds among emerging contaminants listed by the Ministry of Environment, Japan, in domestic wastewater treatment plants using liquid chromatography and high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS)2023

    • Author(s)
      Pandey, A., Kasuga, I., Furumai, H. and Kurisu, F.
    • Journal Title

      Journal of Water and Environment Technology

      Volume: 21 Pages: 108-118

    • DOI

      10.2965/jwet.22-076

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Disinfection by-products formation and dissolved organic matter alteration by UV/chlorine treatment of a river water sample2023

    • Author(s)
      Liu, X., Oguma, K., Kasuga, I., Yoshizawa, K., Shimoriku, M. and Kurisu, F.
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
  • [Presentation] 凍結乾燥および蒸発濃縮による試料前処理に伴う不揮発性塩の残留がLC/MS分析に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      上原悠太郎, 栗栖太, 春日郁朗, 古米弘明
    • Organizer
      第59回環境工学研究フォーラム
  • [Presentation] 高分解能質量分析を用いた水道水中生分解性有機物のスクリーニングおよび同定2022

    • Author(s)
      新福優太, 春日郁朗, 髙梨啓和, 栗栖太
    • Organizer
      第59回環境工学研究フォーラム
  • [Presentation] Concurrent analysis of 84 compounds in the list of emerging contaminants published by the Ministry of Environment, Japan in domestic wastewater treatment plants using liquid chromatography and high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS)2022

    • Author(s)
      PANDEY, A., KASUGA, I., FURUMAI, H. and KURISU, F.
    • Organizer
      Water and Environmental Technology Conference 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Non-target screening to study the fate of organic micropollutants through the domestic wastewater treatment plant2022

    • Author(s)
      PANDEY, A., KASUGA, I., FURUMAI, H. and KURISU, F.
    • Organizer
      12th IWA Micropol and ecohazard conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploration and Structural Elucidation of Biodegradable Organic Matters in Tap Water Using High Resolution Mass Spectrometry2022

    • Author(s)
      Shinfuku, Y., Kasuga, I., Takanashi, H. and Kurisu, F.
    • Organizer
      Water and Environmental Technology Conference 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LC-HRMSを用いた環境水中の化学物質のターゲットスクリーニング分析2022

    • Author(s)
      小坂浩司,小島邦恵,吉田伸江,浅見真理,三浦尚之,秋葉道宏
    • Organizer
      第59回全国衛生化学技術協議会年会

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Published: 2023-12-25  

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