| 研究課題/領域番号 |
22KF0203
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| 補助金の研究課題番号 |
22F22735 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 外国 |
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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 |
田中 周平 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (00378811)
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| 研究分担者 |
OLUWOYE IBUKUN 京都大学, 地球環境学堂, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2024年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
2023年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | マイクロプラスチック / ナノプラスチック / セラミック膜ろ過 / 布ろ過 / 熱分解GC-MS |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では水系におけるマイクロプラスチック、ナノプラスチックの効率的除去技術を開発することを主目的とする。具体的には、下水二次処理水中の300 umよりも小さなマイクロプラスチックおよびナノプラスチックを対象とし、セラミック膜ろ過や布ろ過の技術開発を行う。300 umから10 umの粒子についてはLDIRにより粒径の計測および成分の同定を行う。10um未満の粒子については熱分解GC-MSを改良し、有効な前処理方法を組み合わせることで分析を試みる。セラミック膜ろ過や布ろ過における除去率を従来の3次処理での除去率と比較し、設置容積や費用対効果について考察を行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究では水系におけるマイクロプラスチック、ナノプラスチックの効率的除去技術を開発することを主目的とした。具体的には、下水二次処理水中の300umよりも小さなマイクロプラスチックおよびナノプラスチックを対象とし、布ろ過の技術開発を行った。300umから10umの粒子についてはLDIRにより粒径の計測および成分の同定を行った。10um未満の粒子については熱分解GC-MSを改良し、有効な前処理方法を組み合わせることで分析を行った。主に試料採取を共同で行い、他の博士課程学生と共同で開発した熱分解GC-MSによる微小粒子の分析方法をIbukun研究員が体得し、当該研究員自らがLDIR、熱分解GC-MSを操作して試料中のプラスチックについて詳細な分析を行った。
共同研究の結果、特別に設計された布製膜システムは、比較的高い透過性と低い膜貫通圧（TMP）を示すことが示された。精密ろ過（MF）と限外ろ過（UF）は、小型のマイクロプラスチックの高い除去効率を示していたが、これらのシステムで遭遇するTMPと低フラックスは、運用コストが高く、大容量の廃水施設では効果が低くなる。一方で重力駆動の布製膜システムは運用コストが低く、大容量の廃水施設で比較的効果的であることが示された。共同研究の成果は、Pilot-scale performance of gravity-driven ultra-high flux fabric membrane systems for removing small-sized microplastics in wastewater treatment plant effluentsとしてまとめられ、現在、査読中である。短期間ではあったが、実下水処理場内にパイロットスケールの施設を設置し、布膜ろ過の実験を行うことができた。
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