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土着分解菌の集積・安定的活性化による処分場浸出水1,4-ジオキサン処理技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19H04301
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関大阪大学

研究代表者

井上 大介  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70448091)

研究分担者 池 道彦  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40222856)
矢吹 芳教  地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所(環境研究部、食と農の研究部及び水産研究部), その他部局等, 主任研究員 (00360818)
黒田 真史  大阪大学, 工学研究科, 助教 (20511786)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード1,4-ジオキサン / 処分場浸出水 / 生物学的処理 / 分解菌集積 / 処分場進出水 / 選択的分解菌集積法 / 安定的活性化法
研究開始時の研究の概要

1,4-ジオキサンは、水環境中における残留性が極めて高く、発がん性が疑われている重要な水環境汚染物質である。本研究では、最終処分場において広く適用できる生物学的1,4-ジオキサン処理技術を確立することを目標とし、流動担体と特異的増殖基質を用いた土着1,4-ジオキサン分解菌の迅速かつ選択的な集積法と、集積した分解菌の安定した活性発現のための好適な運転制御ならびに分解阻害物質の前処理法を確立し、土着分解菌を活用した現場での処理の可能性を明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

本研究では、最終処分場の浸出水処理施設に生息する土着の1,4-ジオキサン分解菌を迅速かつ選択的に集積する手法を確立するとともに、集積した1,4-ジオキサン分解菌の分解活性を活用し、効率的な1,4-ジオキサン処理を達成することを目的とした。ラボスケールの検討により、1,4-ジオキサン分解菌が担体に集積され、適切な担体の選択により様々な条件下で良好な分解能が発揮されることが示された。さらに、実浸出水処理施設における実証試験により、曝気槽内に設置した担体上に1,4-ジオキサン分解菌が集積され、処理性能が長期にわたり向上することが確認され、提案技術の有効性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、最終処分場の浸出水に含まれる1,4-ジオキサンの効率的な処理を目指し、既設の水処理施設に生息する土着の分解菌を活用する新規の生物学的1,4-ジオキサン処理技術を確立した。本研究で確立した処理技術は、大規模改修や高度処理の導入が望めない小規模な最終処分場の簡易水処理施設でも適用可能であり、多くの最終処分場における1,4-ジオキサン処理に活用され、1,4-ジオキサンに起因するリスクの低減に貢献し得るものと期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Development of a New Polar Organic Chemical Integrative Sampler for 1,4‐dioxane Using Silicone Membrane as a Diffusion Barrier2023

    • 著者名/発表者名
      Noro Kazushi、Endo Satoshi、Inoue Daisuke、Suzuki Natsumi、Kameoka Hiroshi、Ono Junko、Nakamura Satoshi、Yabuki Yoshinori
    • 雑誌名

      Environmental Toxicology and Chemistry

      巻: 42 号: 2 ページ: 296-302

    • DOI

      10.1002/etc.5518

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effectiveness of tetrahydrofuran at enhancing the 1,4-dioxane degradation ability of activated sludge lacking prior exposure to 1,4-dioxane2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue Daisuke、Hisada Kazuki、Ike Michihiko
    • 雑誌名

      Water Science and Technology

      巻: 86 号: 7 ページ: 1707-1718

    • DOI

      10.2166/wst.2022.296

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Treatment of 1,4-dioxane-containing water using carriers immobilized with indigenous microorganisms in landfill leachate treatment sludge: A laboratory-scale reactor study2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inoue, Takumi Yoshikawa, Takuya Okumura, Yoshinori Yabuki, Michihiko Ike
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 414 ページ: 125497-125497

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2021.125497

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon sources that enable enrichment of 1,4-dioxane-degrading bacteria in landfill leachate2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Daisuke、Hisada Kazuki、Okumura Takuya、Yabuki Yoshinori、Yoshida Gen、Kuroda Masashi、Ike Michihiko
    • 雑誌名

      Biodegradation

      巻: 31 号: 1-2 ページ: 23-34

    • DOI

      10.1007/s10532-019-09891-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Pseudonocardia sp. D17による塩素化エチレン類の好気分解機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      西峯隆悟、南薗洸佑、井上大介、池道彦
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 塩素化エチレン類複合汚染に対するPseudonocardia sp. D17の適用の検討2023

    • 著者名/発表者名
      藤原進平、西峯隆悟、南薗洸佑、井上大介、池道彦
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Aerobic degradation of chlorinated ethenes without auxiliary substrates by Pseudonocardia sp. D172022

    • 著者名/発表者名
      Ryugo Nishimine, Kosuke Minamizono, Masatoshi Nakazawa, Daisuke Inoue, Michihiko Ike
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference Online 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pseudonocardia sp. D17による塩素化エチレン類の好気分解機構の検討2022

    • 著者名/発表者名
      西峯隆悟、南薗洸佑、中澤昌俊、井上大介、池道彦
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第58回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Aerobic degradation of chloroethylenes by Pseudonocardia sp. D172021

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Minamizono, Daisuke Inoue, Michihiko Ike
    • 学会等名
      The 13th Joint Workshop on Advanced Engineering Technology for Environment and Energy
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Treatment of 1,4-dioxane-containing water by bioaugmentation of Pseudonocardia sp. D17 with fluidized carrier materials2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inoue, Takumi Yoshikawa, Michihiko Ike
    • 学会等名
      The 14th Annual Conference on the Challenges in Environmental Science and Engineering (CESE-2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pseudonocardia sp. D17株による塩素化エチレン類の好気分解能の評価2021

    • 著者名/発表者名
      南薗洸佑, 西峯隆悟, 中澤昌俊, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第57回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Pseudonocardia sp. D17が保有する1,4-ジオキサン分解酵素による塩素化エチレン類の好気的分解2021

    • 著者名/発表者名
      西峯隆悟, 南薗洸佑, 中澤昌俊, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 分解菌付着担体を用いた1,4-ジオキサン含有浸出水の処理に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      好川拓実, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Pseudonocardia sp. D17による塩素化エチレン類の好気的代謝機能の評価2021

    • 著者名/発表者名
      西峯隆吾, 南薗洸佑, 中澤昌俊, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 浸出水中の1,4-ジオキサンの微生物処理の長期変動2020

    • 著者名/発表者名
      矢吹芳教, 小野純子, 吉田弦, 井上大介, 好川拓実
    • 学会等名
      第23回日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 分解菌のバイオオーグメンテーションによる1,4-ジオキサン処理技術の検討2020

    • 著者名/発表者名
      好川拓実, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      廃棄物資源循環学会第31回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 1,4-ジオキサン分解菌Pseudonocardia sp. D17株によるクロロエチレン類の好気的分解2020

    • 著者名/発表者名
      南薗洸佑, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      2020年度日本生物工学会関西支部学生オンライン発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微生物付着担体を用いた最終処分場浸出水中の1,4-ジオキサン処理に関する基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      井上大介、好川拓実、奥村拓也、矢吹芳教、池道彦
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Biological treatment of 1,4-dioxane by fluidized bed reactors with bacterial communities enriched on different types of carriers2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yoshikawa, Takuya Okumura, Daisuke Inoue, Yoshinori Yabuki, Michihiko Ike
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1,4-ジオキサン分解菌による多様な環状エーテル類の分解能の評価2019

    • 著者名/発表者名
      中澤昌俊、井上大介、黒田真史、池道彦
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Enrichment of 1,4-dioxane-degrading bacteria in activated sludge using tetrahydrofuran2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inoue, Kazuki Hisada, Masashi Kuroda, Michihiko Ike
    • 学会等名
      8th IWA Microbial Ecology and Water Engineering Specialist Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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