2023 Fiscal Year Final Research Report

Modelling of Antibiotics Behavior in the Water Environment of the Thees River, England

Research Project

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Project/Area Number	18KK0290
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	Tanaka Hiroaki 京都大学, 工学研究科, 名誉教授 (70344017)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	花本征也金沢大学, 環境保全センター, 准教授 (10727580) 小川文章国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 上席研究員 (60589133) 山下洋正国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 上席研究員 (80355940)
Project Period (FY)	2018-10-09 – 2024-03-31
Keywords	抗生物質 / 河川流域 / 廃水処理施設 / 存在実態 / 流出モデル / 経験モデル / 日英内分泌かく乱物質共同研究 / 畜産排水
Outline of Final Research Achievements	To understand the behavior of antibiotics in aquatic environments and construct a prediction model, we investigated the discharge status of antibiotics and other substances in eight rivers within Japan. We compared these findings with predictions from an emission source model. Additionally, we participated in a joint research workshop between Japan and the United Kingdom, where we presented our results and conducted on-site investigations in the Thames River.　We revealed that animal antibiotics accounted for a significant proportion, particularly in the Kanzokugawa and Oyodogawa rivers. We compared the estimated discharge volumes based on theoretical and empirical models with actual measurements in the rivers. While human pharmaceuticals showed high predictive accuracy, there was variability in the prediction accuracy for animal pharmaceuticals. Factors such as the number of livestock farms and wastewater treatment processes appeared to influence the prediction accuracy.
Free Research Field	環境工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	人や家畜に投与された抗生物質が水環境中に排出され、生態影響や薬剤耐性菌の環境での水平伝搬が懸念されており、環境を含めた抗生物質の適性管理が必要である。環境分野では、抗生物質の水環境中濃度の実態把握が行われ始めたが、モニタリングには限界があり、水環境中濃度の予測システムとの連携が必要である。排出量の予測に必要な廃水処理での知見は徐々に明らかになってきたが、河川流下過程における抗生物質の水質変換の知見が不足している。本研究成果は、医薬品の排出源からの負荷量を推定する方法を提案し、日英内分泌化学物質共同研究での議論に利用される。