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ヒト健康と生態系健全性に基づくサニテーションシステムの最適化

研究課題

研究課題/領域番号 22K20442
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

大石 若菜  東北大学, 工学研究科, 助教 (90965849)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードサニテーション / 定量的微生物リスク評価 / ウイルス消毒 / ウイルス不活化モデル / 病原リスク / 生態系
研究開始時の研究の概要

サニテーションシステムは、公衆衛生、環境保全、資源循環に寄与するインフラである。システム全体の持続可能性に関する何らかの総合的な指標を満たすように、システムを最適設計すべきであるが、「ヒトの健康」と「生態系健全度」への影響を評価し、指標化してシステム全体の評価に組み込むための枠組みは開発途上にある。
本研究は、下水処理水および汚泥堆肥が生態系に与える正負の影響を指標化し、モデル化するものである。さらに、ヒトの健康の評価指標である障害調整生存年との関係を定式化し、得られた最適解に基づき、ヒトの健康と生態系健全度を両立させるためのリスク管理方法や資源回収方法の開発に繋げる。

研究成果の概要

本研究は、資源循環型サニテーションシステムの実現に必要なヒト健康および生態系健全度の視点をシステム全体の持続可能性評価に組み込むためのモデルを構築した。ヒト健康については水系感染症の疾病負担コストを表すモデルを、生態系健全度については地球温暖化による経済損失を表すモデルを開発した。これにより、トレードオフを含むサニテーションシステムの多面的価値の関係が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、トレードオフを含むサニテーションの多面的価値の関係を数理的に明らかにした点にある。また、本研究の社会的意義は、水系感染症リスクを疾病負担コストして、地球温暖化リスクを温暖化コストとして表すことで、経済的合理性、ヒト健康、および環境の健全性を同軸で評価可能なモデルを構築した点にある。これまでサニテーションシステムは事業費を評価軸として計画されることが一般的であった。本研究の成果によって、ヒト健康の視点および環境負荷低減の視点をシステム持続可能性評価や最適化のための計画に組み込むことが可能になった。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Estimation of alkali dosage and contact time for treating human excreta containing viruses as an emergency response: a systematic review2023

    • 著者名/発表者名
      Wakana Oishi, Daisuke Sano
    • 雑誌名

      Frontiers in Public Health

      巻: 11 ページ: 1286595-1286595

    • DOI

      10.3389/fpubh.2023.1286595

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Resource recovery technologies as microbial risk barriers: towards safe use of excreta in agriculture based on hazard analysis and critical control point2023

    • 著者名/発表者名
      Oishi Wakana、Vinneras Bjorn、Sano Daisuke
    • 雑誌名

      Environmental Science: Water Research & Technology

      巻: 9 号: 4 ページ: 1008-1029

    • DOI

      10.1039/d2ew00832g

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Onsite sanitation disinfection: A modeling approach for lime treatment of fecal matter containing viruses (poster presentation)2023

    • 著者名/発表者名
      Wakana Oishi, Daisuke Sano
    • 学会等名
      6th IWA International Conference on eco-Technologies for Wastewater Treatment
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical optimization of sampling sites for wastewater surveillance (poster presentation)2023

    • 著者名/発表者名
      Wakana Oishi, Yusuke Hara, Takamasa Iryo, Daisuke Sano
    • 学会等名
      21st International Symposium for IWA Health-Related Water Microbiology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Revealing the spatial and temporal dynamics of COVID-19 by wastewater surveillance2022

    • 著者名/発表者名
      Oishi Wakana, Hara Yusuke, Iryo Masataka, Sano Daisuke
    • 学会等名
      2022 International Conference on the “Challenges in Environmental Science and Engineering”(CESE-2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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