| 研究課題/領域番号 |
21H01464
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
西村 文武 京都大学, 工学研究科, 教授 (60283636)
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| 研究分担者 |
中田 典秀 神奈川大学, 化学生命学部, 准教授 (00391615)
井原 賢 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (70450202)
竹内 悠 京都大学, 工学研究科, 助教 (70835272)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 薬剤耐性菌 / 薬剤耐性遺伝子 / オゾン / オゾン添加活性汚泥法 / 嫌気性消化 / メタン発酵 / オゾン処理 / オゾン添加活性汚泥システム / 薬剤耐性微生物 / バイオリスク / 抗生物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来より廃水処理システム安定化や汚泥減容、バイオガス発生促進効果等の利点があるオゾン添加活性汚泥法を、その利点を活かしつつ同時に残存抗菌薬除去・薬剤耐性菌(ARB)および耐性遺伝子(ARG)の低減にも活用する、新規発想のバイオリスク低減型畜産廃棄物(家畜糞尿・廃水)プロセスとして活用することとし、その機序を明らかにするとともに、鍵となる設計操作因子の探索とその適切な範囲を示すことを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
活性汚泥への直接オゾン適用には、近年注目されている薬剤耐性リスク(薬剤耐性菌(ARB)、薬剤耐性遺伝子(ARGs))削減にも効果が期待される。とりわけ、嫌気性消化プロセスを組み込む場合には、メタン発酵の促進と併せて、嫌気性条件による薬剤耐性リスク削減との相乗効果も期待できる。本研究では、オゾン添加による薬剤耐性リスク削減効果の定量化を行った。その結果、オゾン処理の設計・操作因子としては、単位固形物量当たりのオゾン消費量が重要であること、50から70 mgO3/gTSのオゾン消費量で、大腸菌(非選択性と薬剤耐性双方)は全て定量限界以下まで不活化できることなどを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
薬剤耐性による健康リスクは、抗生物質の使用増大とともに高まり、その対応が希求されている。しかし、生活排水由来のリスク、畜産排泄物やそれを原料とした肥料等を通じてのリスクが指摘されている。現在の主流である生物学的処理法では、薬剤耐性遺伝子の水平伝播による耐性菌増加の可能性もあり、本リスク低減には限界もある。一方で、オゾン処理は代表的な物理化学的処理法であり、生物処理との併用で、種々の相乗効果が見込まれる。本研究により、薬剤耐性リスク削減にもオゾン処理は効果があることがわかり、生物処理と併せたシステム構築や必要な操作条件を明らかにした。関連リスク低減手法のひとつとして、その有効性を明らかにした。
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