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水道における藻類由来消毒副生成物の網羅的評価と対策に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H01470
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22060:土木環境システム関連
研究機関国立保健医療科学院

研究代表者

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)

研究分担者 浅田 安廣  国立保健医療科学院, その他部局等, 主任研究官 (60610524)
越後 信哉  京都大学, 工学研究科, 准教授 (70359777)
多田 悠人  京都大学, 地球環境学堂, 助教 (70943611)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード消毒副生成物 / 藻類由来有機物 / ラフィド藻類 / 塩素処理 / リスク管理 / 消毒副生成物生成能 / 水道
研究開始時の研究の概要

気候変動影響による水源での藻類の異常増殖や、ラフィド藻類等の特定の藻類の発生により、水道水中の消毒副生成物濃度の上昇が問題となっている。本研究では、水源に存在する可能性のある多種の藻類について、消毒副生成物生成ポテンシャルを網羅的に評価する。また、生成ポテンシャルが高かった消毒副生成物について、未知前駆物質の構造を特定する。特定した消毒副生成物前駆物質の水源での存在実態を調査し、浄水プロセスによる消毒副生成物前駆物質や生成ポテンシャルの低減策について検討する。これにより、水道における藻類由来の消毒副生成物のリスクの全体像を明らかにし、その具体的な対応策について提案する。

研究成果の概要

本研究では、5分類23種(NIES株17、原水からの単離株6)の藻類について藻類由来有機物の消毒副生成物生成能(トリハロメタン、ハロ酢酸、ハロアセトニトリル、ハロアルデヒド)を評価し、分類によって違いがあることを示した。ラフィド藻類(NIES-1380)のトリクロロ酢酸(TCAA)前駆物質の多くは高分子量画分に存在していること、TCAA前駆物質はフェノール配糖体であることを推定した。同株に由来するTCAA前駆物質は、凝集沈殿処理が最も低減効果が高いこと、粉末活性炭のみの処理性は低いが前塩素処理と組み合わせることで処理性が向上すること、オゾン処理も有効な処理法であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

藻類は、消毒副生成物の前駆物質の一種であることが知られているが、藻類の種類、消毒副生成物の種類は多種にわたる。本研究の成果は、水源に存在する藻類のうち、どの藻類が消毒副生成物前駆物質として重要であるか、監視、対処すべきであるか明らかになるため、水質管理上非常に有用である。また、藻類由来有機物について、精製し、各種機器分析により消毒副生成物前駆物質の特性解析を行ったが、一連の手順は、他の天然有機物由来の消毒副生成物前駆物質の評価、藻類由来有機物の他の研究分野での評価等、幅広く応用可能である。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] High formation of trichloroacetic acid from high molecular weight and ultra-hydrophilic components in freshwater raphidophytes upon chlorination2023

    • 著者名/発表者名
      Tada Y., Kosaka K., Echigo S., Itoh S
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 879 ページ: 163000-163000

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.163000

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ラフィド藻Gonyostomum semenに由来する高分子トリクロロ酢酸前駆物質の部分構造の推定2024

    • 著者名/発表者名
      堀克成,多田悠人,小坂浩司,越後信哉,伊藤禎彦
    • 学会等名
      第58回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ラフィド藻に由来するハロ酢酸前駆物質の浄水処理操作による処理性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      辻坂勇希,多田悠人,中西智宏,浅田安廣,小坂浩司,越後信哉,伊藤禎彦
    • 学会等名
      令和5年度全国会議(水道研究発表会)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 藻類種の違いに基づく藻類由来有機物の消毒副生成物生成能の特性評価2023

    • 著者名/発表者名
      小坂浩司,浅田安廣,吉田伸江,小島邦恵,東城まゆみ,多田悠人,越後信哉,増田貴則
    • 学会等名
      京都大学環境衛生工学研究会第45回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 藻類由来有機物の消毒副生成物生成能の評価2023

    • 著者名/発表者名
      小坂浩司,浅田安廣,吉田伸江,小島邦恵,東城まゆみ,多田悠人,越後信哉,増田貴則
    • 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] ラフィド藻に由来するハロ酢酸前駆物質の浄水処理単位操作による処理性の評価2022

    • 著者名/発表者名
      多田悠人,辻坂勇希,中西智宏,越後信哉,伊藤禎彦,浅田安廣,小坂浩司
    • 学会等名
      京都大学環境衛生工学研究会第44回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 塩素処理におけるラフィド藻Gonyostomum semenに由来するハロ酢酸前駆物質の官能基分析2022

    • 著者名/発表者名
      多田悠人、堀克成、小坂浩司、越後信哉、伊藤禎彦
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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