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2020 年度 実績報告書

遺伝的多様性を考慮した水道原水中に存在する病原ウイルスの浄水処理性評価

研究課題

研究課題/領域番号 19H02269
研究機関北海道大学

研究代表者

白崎 伸隆  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60604692)

研究分担者 松井 佳彦  北海道大学, 工学研究院, 教授 (00173790)
松下 拓  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30283401)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード病原ウイルス / ロタウイルス / ノロウイルス / ウイルス様粒子 / 水道原水 / 浄水処理 / 膜ろ過処理 / 凝集-膜ろ過処理
研究実績の概要

本研究では,水道原水中の病原ウイルスの遺伝的多様性を把握すると共に,培養困難なノロウイルスについて,複数の遺伝子型・株のノロウイルスのウイルス様粒子(VLPs)を人工的に作製し,VLPsの高感度定量法と併用することにより,遺伝子型,更には株の差異にまで踏み込んだノロウイルスの物理的な浄水処理性を,培養法に頼ることなく詳細に評価することを目的とした.また,培養可能な病原ウイルスについて,宿主細胞を用いた培養・定量法を活用することにより,水道原水中から複数の遺伝子型・株の野生株を単離し,これらを消毒処理実験に供することにより,水道原水中の消毒耐性株の存在を明らかにすると共に,遺伝子型間・株間の浄水処理性の差異を詳細に評価することを目的とした.
今年度は,昨年度に引き続き,全国の複数の水道原水における病原ウイルスの存在実態調査を実施した.また,病原ウイルスが検出された水道原水を取水する実浄水処理場における病原ウイルスの処理性調査を実施した.水道原水において検出されたエンテロウイルスを対象に,実浄水場における処理性を評価したところ,前塩素処理により濃度が大きく低下し(1.2 log以上の低減率),後段のマンガン接触ろ過後には定量下限値以下となった.従って,前塩素処理は病原ウイルスの低減に寄与することが明らかとなった.また,急性胃腸炎の主要な病原ウイルスであるロタウイルスについても研究対象に加え,水道原水における存在実態を調査したところ,その他の病原ウイルスに比べて高頻度で検出され,濃度についても高い傾向にあることが明らかとなった.一方,培養困難なノロウイルスのVLPsの作製については,VLPs内部に封入可能な金ナノ粒子を介することにより,人工合成遺伝子をVLPs内部に封入できることが確認された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は,昨年度に引き続き,全国の複数の水道原水における病原ウイルスの存在実態を調査すると共に,実浄水場における病原ウイルスの処理性評価についても実施することができた.また,遺伝子封入VLPs作製についても進展が見られたことから,研究計画は概ね順調に進展している.

今後の研究の推進方策

来年度は,水道原水に高濃度で存在していることが明らかとなったロタウイルスについても浄水処理性を詳細に評価する.また,培養困難なノロウイルスについては,VLPsに封入可能な金ナノ粒子を活用することにより,高感度に定量可能な遺伝子封入VLPsを作製すると共に,浄水処理実験に用いることにより,ノロウイルスの物理的な浄水処理性を詳細に評価する.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Suitability of pepper mild mottle virus as a human enteric virus surrogate for assessing the efficacy of thermal or free-chlorine disinfection processes by using infectivity assays and enhanced viability PCR2020

    • 著者名/発表者名
      Shirasaki, N., Matsushita, T., Matsui, Y. and Koriki, S.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 186 ページ: 116409

    • DOI

      10.1016/j.watres.2020.116409

    • 査読あり
  • [学会発表] 低圧膜ろ過処理におけるウイルスの除去性:実浄水処理場における調査および室内添加実験の実施による評価2021

    • 著者名/発表者名
      松村拓哉, 白川大樹, 高力聡史, 白崎伸隆, 松下拓, 松井佳彦
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会(オンライン開催)
  • [学会発表] ウイルスの水道水質基準制定に向けた塩素処理の有効性評価:ヒト腸管系ウイルスおよびヒトコロナウイルスの不活化特性の把握2021

    • 著者名/発表者名
      高橋大河, 松村拓哉, 白崎伸隆, 松下拓, 松井佳彦
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会(オンライン開催)
  • [学会発表] Evaluation of virus reduction efficiency in coagulation-microfiltration by a full-scale study and lab-scale experiments2020

    • 著者名/発表者名
      Shirakawa, D., Shirasaki, N., Matsumura, T., Koriki, S., Matsushita, T. and Matsui, Y.
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference Online 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] 凝集沈澱-砂ろ過処理におけるウイルスの除去性-実浄水処理場における調査および室内添加実験の実施による評価-2020

    • 著者名/発表者名
      白川大樹, 山下玲菜, 高力聡史, 松村拓哉, 白崎伸隆, 松下拓, 松井佳彦
    • 学会等名
      令和2年度全国会議 (水道研究発表会)(紙面上発表)
  • [学会発表] 膜ろ過浄水施設におけるウイルスの処理性評価:陽電荷膜と限外ろ過膜を組み合わせたウイルス濃縮法の適用2020

    • 著者名/発表者名
      白崎伸隆, 松村拓哉, 白川大樹, 高力聡史, 松下拓, 松井佳彦
    • 学会等名
      第23回日本水環境学会シンポジウム(オンライン開催)

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公開日: 2021-12-27  

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