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Development of new photochemical reaction model for predicting water quality transformation efficiency

开发新的光化学反应模型来预测水质转化效率

基本信息

批准号：
21H01462
负责人：
吉村千洋
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では水中における各種ラジカルの生成およびそれらと有機化合物・病原微生物の反応を記述するモデルを開発することを目的としている。2022年度は昨年度に構築した反応装置を活用して、1)水中におけるラジカル生成反応の定量、2)各種ラジカルの量子収率のモデル化、3)病原微生物不活化モデリング、4)光化学反応を再現するための湖沼水質モデルの開発を実施した。全国57の湖沼やダム貯水池から表層水を対象として基礎的水質および光学特性を測定し、その上で、一重項酸素と三重項溶存有機物の量子収率の定量を完了した。たとえば、ダム貯水池の一重項酸素の量子収率は平均で2.55×10-2、励起三重項溶存有機物の量子収率は平均で61.2 M-1であった。これらと水質特性との関係を定式化したところ、一重項酸素の量子収率は吸光特性や蛍光特性を示す指標と高い相関を示し、重回帰式やランダムフォレストモデルにより精度良く推測できることが示された。また、水中における病原微生物不活化モデリングとして、対象ウイルスをロタウイルスとして、水質パラメータを説明変数とした回帰モデルを構築した。その結果、正則化回帰モデルの適用により予測精度が向上することが見出された。さらに、光化学反応を明示的に計算する湖沼水質モデル（MyLake-Photo、鉛直一次元）を世界で始めて開発した。本モデルを用いた応答分析の結果、水温躍層と有機化学物質の分解速度や濃度の関係、また植物プランクトンの増殖と有機汚染物質の光分解プロセスの関係を定量的に示すことを可能とした。

In this study, the pathogens of organic compounds were recorded in response to the production of all kinds of bacteria in the water. In the year 2022, the active use of the anti-virus equipment in the year 2022, 1) the amount of UV generated in the water, 2) the quantification of the quantum rate of all kinds of temperature, 3) the inactivation of pathogenic microorganisms, and 4) the photochemical reaction showed that the temperature in the lake and marsh water was not activated. 57 lakes and marshes all over the country, the water table is like the determination of the optical properties of the water, the determination of the optical properties of the water, and the quantitative analysis of the quantum rate of the triple soluble organic compound of trisodium tryptophan. The average quantum rate of one-fold tryptophan in the pool was 2.55 × 10 ~ (- 2), and the average quantum rate of triple organic compounds was 61.2 M ·L ~ (- 1). The properties of water, the properties of water, the properties of light absorption, the properties of light absorption, the properties of light, the characteristics of light, the characteristics of light, and the return of the formula, the precision is good. The pathogenic microorganisms in the water do not activate the pathogenic microorganisms, and the pathogenic microorganisms do not activate the pathogenic microorganisms. Compare the results, correct the results, and use the accuracy to improve the accuracy. The calculation of lakes and marshes water quality (MyLake-Photo, direct one-dimensional) has been carried out since the beginning of the world. In this experiment, the results of the analysis, the temperature of the water, the decomposition rate of the organic chemicals, the temperature of the plant, the organic dye of the plant, the photolysis of the organic dye, the quantitative analysis of the organic dye, the temperature of the water temperature, the decomposition rate of organic chemicals, the decomposition rate of organic chemicals, the temperature of water, the temperature of water, the decomposition rate of organic chemicals, the decomposition rate of organic chemicals, the temperature of water, the temperature of water, the decomposition rate of organic chemicals, the decomposition rate of organic chemicals, the temperature of water, the temperature of water, the decomposition rate of organic chemicals, the temperature of organic chemicals, the rate of decomposition of organic chemicals, temperature, temperature,