地域の水環境保全に向けた水質改善・評価手法の開発プロジェクト（平成 30年度）
Project to develop water quality improvement and assessment methods for aquatic environment conservation

研究概要

　アジア地域の開発途上国では、社会経済的な制約等から水環境保全技術（排水処理技術）の導入が遅れており、水質汚濁（富栄養化）や感染症などのリスクが増大している。また国内においても、水域における底質の悪化をはじめとする環境問題が顕著化している。また、排水処理に伴う多大な電力消費・余剰汚泥等の発生や不適切処理・放流の結果生じる水域からの温室効果ガスの発生など解決すべき問題は多い。一方、水環境管理の観点から、排水処理技術の導入等による有機物や栄養塩の濃度に基づく量的な規制が行われてきたが、必ずしも放流先の水域での分解特性、水利用特性等を管理に反映できていなかった。社会経済的な制限下で、実効的な水質改善・管理を行うためには、適地型技術の開発と、処理水及び水域の複合的評価手法の開発・適用による保全・管理技術の評価と最適化を総合的に推し進めていく必要がある。本研究プロジェクトでは、これらの技術開発、評価手法開発とそれらの統合化により、地域や水域の特性等に応じた水質改善・管理手法を提案することを目的とする。
　本プロジェクトは、主として複数の水環境保全技術の開発に主眼を置いたサブテーマ１と地域や水域の特性を包含した評価手法を開発し、保全・管理技術の評価に反映するサブテーマ２から構成される。サブテーマ１の地域特性に応じた水環境保全技術の開発、サブテーマ２の水域の炭素・窒素の代謝特性の把握や微生物学的な解析などの多様な指標に基づく健全性評価、排水インベントリ等に基づく技術評価・水資源への影響評価とそれらの統合化により、地域・水域の特性や社会経済環境等に応じた水環境改善技術や水域の管理手法を提案する。

今年度の研究概要

サブテーマ1：適地型水環境保全技術の開発
　適地型水環境保全技術の開発については、生活排水を処理対象とする好気性ろ床法のタイにおける性能実証評価試験を継続し、排水処理性能に加え、余剰汚泥発生量、エネルギー消費量などの評価を行う。また、処理水循環等による窒素除去性能の改善手法の検討を行う。加えて、民間企業の社宅に実規模導入された装置の処理性能評価を行う。
　メタン発酵処理技術の有機化学物質含有排水処理への適用性評価を継続し、今年度は特にモノエタノールアミンの処理特性の評価を行う。
　微生物電気化学的な手法の適用による底質の原位置改善技術の開発については、底質中に存在する細胞外電子伝達機能をもつ微生物群の基質利用特性を評価し、底質環境の変化と栄養塩溶出抑制効果の関係性を明らかにする。また、電極の敷設条件（電極間距離、埋設深度、形状等）に関する基礎検討を行う。

サブテーマ２：多様な指標に基づく水環境及びその保全技術の評価手法の開発
　水域の多様な指標に基づく水質評価については、国内の下水処理場の各処理プロセス、及び処理水放流後における河川水での水質特性（有機物、安定同位体比）の季節変化を継続的に把握する。得られた水質データについて解析を進め、有機物の分子サイズ分布や蛍光特性の変化、汚泥や窒素成分の炭素・窒素安定同位体比の変化等、処理方式と処理特性の関連について明らかにすると共に、し尿処理場等でも採水と測定・データ解析を行い、これまで得られた知見の検証を行う。下水処理水の放流影響評価に関して、人工的な水温躍層の形成や生産特性の変化、放流水域の水質特性に下水処理水が与える影響を明らかにすると共に、処理水と湖水の混合水域における二次汚濁の現象解明と汚濁状況に影響する出水や風といった気象因子との関係解明を目指す。
　生活排水（下水）による水質汚染の微生物学的な側面からの評価については、生活排水による汚染が生じているバンコクのカナルにおける水質と病原性細菌（Arcobacter sp.）の季節変動について継続的に調査を行うと共に、病原遺伝子の特異的な検出を試みる。
　実装に適した水環境保全技術（排水処理技術）を評価・選定する手法の開発に関して、これまでに開発を進めた人口分布に基づく排水インベントリーの算定手法を精緻化し、分散型処理技術の導入が生活排水由来の汚濁負荷削減に与える影響を評価する手法を検討する。

外部との連携

タイ　カセサート大学、コンケン大学、バンコク首都圏庁、岐阜高専、群馬大学、金沢大学、新潟薬科大学　その他　民間企業