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2022 年度 実績報告書

硫酸ラジカルを用いた選択的水処理技術の消毒副生成物制御への展開

研究課題

研究課題/領域番号 22H01629
配分区分補助金
研究機関東京都立大学

研究代表者

酒井 宏治  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (70533123)

研究分担者 栗栖 太  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30312979)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード紫外線水処理
研究実績の概要

オゾンや紫外線過酸化水素(UV/H2O2)処理で生成するOHラジカルは、高い酸化力で難分解性の有機物を酸化分解する処理であり、高度水処理手法として、用排水システムにおける健康リスクの低減に効果を上げてきた。だが、無差別/非選択的な反応に起因する、発がん性物質臭素酸の生成など、新たな課題が散見されている。そこで本研究では、OHラジカルと比較して反応に選択性がある硫酸ラジカルを利用し、水処理に用いた際の反応の選択性を明らかにすることを目的とした。
具体的には、NOMサンプルは、2022年3月、6月、9月、12月にダム湖から採取した。また、NOMの代表として、Suwannee River(SR)フミン酸標準を使用した。試料はあらかじめ0.45μmのPTFE膜で濾過した。SR-フミン酸溶液は、4 mg C/Lとして調製した。
DOCの分解に対するUV/PSとUV/H2O2の効果について比較したところ、試料の種類にかかわらず、全体的にUV/PSの方が有機物を分解する可能性が高いことが示された。UV/PSは3000mJ/cm2の照射量でほぼ完全に無機化されたのに対し、UV/H2O2は6000mJ/cm2の照射量でもほとんどDOCを減少させることができなかった。また、UV254、DON、EEMもUV/PSの方がUV/H2O2よりも明らかに減少した。
また、今後検討対象とする消毒副生成物についても検討を行い、含窒素消毒副生成物の一つであるハロアセトニトリルを検討対象とすること、また、その中では、臭素系副生成物の含有比率などについても着目して検討することとした。さらに、未知の消毒副生成物の分析について、高分解能質量分析計を用いた分析方法の検討を進めた。

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

当初計画にあったUV/PSとUV/H2O2の比較について執り行い、順調に成果を上げている。

今後の研究の推進方策

当初計画に基づき、消毒副生成物の分析、精密質量を用いた分析に進む。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effects of UV/PS and UV/H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> on Degradation of Natural Organic Matter and Formation Potential of Haloacetonitriles in Surface Water2022

    • 著者名/発表者名
      Murata Yuichiro、Sakai Hiroshi、Kosaka Koji
    • 雑誌名

      Journal of Water and Environment Technology

      巻: 20 ページ: 188~200

    • DOI

      10.2965/jwet.22-065

  • [学会発表] Radical agent effect on textile dyes degradation via Fenton-like process2023

    • 著者名/発表者名
      Guntur Adisurya Ismail
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
  • [学会発表] Comparison of UV/PS and UV/H2O2 Pre-oxidation for Formation and Estimated Toxicity of Haloacetonitriles from Chlorination of Natural Organic Matter in Surface Water2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Murata
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
  • [学会発表] Disinfection by-products formation and dissolved organic matter alteration by UV/chlorine treatment of a river water sample2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Xinyue
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
  • [学会発表] Reaction Mechanism And Toxicity Changes Of Dyes Degradation Via Photo-Fenton2022

    • 著者名/発表者名
      Guntur Adisurya Ismail
    • 学会等名
      World Water Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of UV/PS and UV/H2O2 on Degradation of Natural Organic Matter and Formation Potential of Haloacetonitriles in Surface Water2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Murata
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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