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2021 年度 実績報告書

短波長領域に絞った蛍光分析で検出されるピーク群を利用した汚濁起源推定手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04419
研究機関埼玉県環境科学国際センター

研究代表者

池田 和弘  埼玉県環境科学国際センター, 水環境担当, 主任研究員 (60422987)

研究分担者 日下部 武敏  京都大学, 工学研究科, 助教 (40462585)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード蛍光分析 / 起源推定 / EEM / PARAFAC / 指標 / 水質モニタリング / 短波長 / 有機汚濁
研究実績の概要

本研究では、負荷源ごとの短波長領域の蛍光成分のデータを取得し、環境中での残存性を把握することで、蛍光分析により汚濁起源を推定する手法を開発する。
令和3年度は河川水、下水、単独浄化槽の多い地域の水路水等の蛍光分析を実施し、599個の蛍光データを取得した。研究期間に獲得した計2550個の蛍光データを利用し、PARAFAC解析を実施した結果、短波長領域に6個の蛍光成分を分離検出することができた。各成分のピーク波長(励起/蛍光、nm)は、C1(225/>400)、C2(225/325)、C3(230/345)、C4(<220/300)、C5(225/360)、C6(240/300)であった。負荷源や河川ごとに整理すると、C2とC4は生活雑排水や生下水、C3は下水処理水、C1は清澄河川に多い割合で含まれ、それぞれの良い指標候補となった。河川各地点の蛍光成分を主成分分析すると、C2とC4は同方向に、C3は反対方向にプロットされた。また、C2とC4は下水処理過程で大幅に減少するのに対し、C3の減少の程度は小さかった。河川BODと最も相関性が良いのはC2であった。C4はLASと蛍光スペクトルが類似していたが、LAS濃度から算出すると、LASのC4ピークへの寄与は20%以下であった。下水放流水の河川流下過程の挙動調査の結果、各蛍光成分の消失速度の順は、C2>C4>C3であった。一方、C3とC4の比に注目することで、ある種の工場排水の河川への流入を検知することができることが分かった。非負値行列因子分解により河川各地点の蛍光成分データを解析したところ、因子数を3とした時、第1因子はC1、第2因子はC2とC4、第3因子はC3の比率が高く、ぞれぞれ、自然負荷、生活雑排水、下水処理水に対応するものとなった。因子負荷より各地点の負荷混入率を推定したところ、流域特性からみて妥当な結果となった。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] EEMs法で検出されるチロシン様物質ピークに対するLASの寄与について2022

    • 著者名/発表者名
      池田和弘、竹峰秀祐、渡邊圭司
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 河川水の三次元励起蛍光スペクトルにおける直鎖アルキルベンゼンスルホン酸の寄与について2021

    • 著者名/発表者名
      池田和弘
    • 学会等名
      第58回環境工学研究フォーラム

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公開日: 2022-12-28  

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