水中ウイルス物理除去における表面特性の影響および支配的因子の探索

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本年度はウイルスの疎水性評価のために、ミシガン州立大学にてウイルス表面の接触角測定および疎水性の指標としての表面エネルギーの算出を行った。MS2、Qβ、phiX、phi6の四種類のウイルスの精製サンプルに対して測定と計算を行い、ウイルスごとの疎水性の違いを明らかにし、数値的に疎水性を評価することに成功した。これまで吸着試験での吸着量などでしか比較ができていなかったウイルスの疎水性に具体的な数値を与えた。さらに前年度に測定したウイルスのゼータ電位の値とこの疎水性の評価結果を用いて静電相互作用と疎水性相互作用を算出し、拡張DLVO理論により相加的に評価することでウイルスと膜の間の表面相互作用の算出を行った。本研究で用いた拡張DLVOモデルとは、ファンデルワールス相互作用、静電相互作用、疎水性相互作用の三種類の相互作用を実測値から算出し、その和によってエネルギー的に安定なウイルスと膜間の距離を求められる手法である。これによって、どのウイルスと膜、水質の組み合わせでエネルギー的に最もウイルスが取れやすいのかを考察した。拡張XDLVOモデルの結果とそれぞれのウイルスの簡易膜ろ過試験での結果を比較し、表面相互作用がウイルスの膜ろ過除去率に及ぼす影響を評価した。前年度および本年度の研究成果をInternational Water Association(IWA)主催のウェビナー“Advancements in Microbiological Safety for Potable Water Reuse”にて発表した。さらにIWA World Water Congress and Exhibitionにてポスター発表を、第57回日本水環境学会年会にて口頭発表を行った。