下水由来微量汚染物質と処理水マトリクスの複合作用の解明

阐明污水微污染物和处理后的水基质的综合影响

• 批准号: 22K14350
• 负责人: 原 宏江
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14350/
• 关键词: 合成ホルモン; 水晶振動子マイクロバランス; トキシコゲノミクス; 下水由来溶存有機物; 未規制化学物質; 複合毒性

本年度は，合成ホルモン物質について，①QCMを用いた処理水マトリクス-微量汚染物質間の吸着特性の分析と，②ヒト細胞(HepG2)を用いた遺伝子発現解析により，処理水マトリクス-微量汚染物質の相互作用の検討を行った．下水処理施設において処理水を採取し，イオン交換樹脂を用いて疎水性有機物を酸性，塩基性，中性の3つに分画した．これら3画分と17α-エチニルエストラジオール（EE2），17β-エストラジオール（E2），エストロン（E1）をそれぞれ混合し，細胞生存率及び毒性マーカー遺伝子の発現量を測定した．一方で，EE2及びE2については，水晶振動子マイクロバランス（QCM）を用いて各画分への吸着量を測定した．細胞毒性試験の結果から，いずれの化学物質と画分の組み合わせにおいても，細胞生存率における複合作用は相加的であることがわかった．一方，マーカー遺伝子の発現変動によれば，混合の有無を問わず，EE2は細胞増殖に関わる遺伝子群に，E2は生体外異物に応答する遺伝子群に，それぞれ影響を与えることがわかった．混合試料において，マーカー遺伝子の発現変動の規模とEE2及びE2の3画分への吸着量の間には強い負の相関があったことから，下水由来の疎水性有機物がE2及びEE2の生体影響を緩和する能力を有する可能性が示唆された．また，包括的な水質の変化を簡便・定量的に比較する必要が生じたため，日本各地より収集した様々な飲用水の網羅的な蛍光分析データに対し機械学習に基づく異常検知手法を適用し，蛍光特性に基づき飲用水水質をモデル化するとともに，飲用水と高度下水処理水の総合的な水質の類似性を定量的に比較する手法を開発した．

This year, the synthesis of pollutants in water,(1) the use of QCM in the treatment of water pollution-analysis of adsorption characteristics of trace pollutants,(2) the use of HepG2 cells in the analysis of the generation of pollutants, treatment of water pollution-interaction of trace pollutants. Water treatment facilities Water treatment facilities The cell survival rate and the amount of toxic DNA detected were determined by mixing 17α-(EE2), 17β-(E2),(E1). In one case, EE2 and EE 2 were used to determine the adsorption amount of each component of the crystal oscillator (QCM). Cytotoxicity test results, chemical composition, cell survival, compound effect, additive effect. One side, the development of the gene, the presence or absence of mixed, EE2 cell proliferation related to the gene, E2 in vitro foreign body response to the gene, all the effects of the gene. A strong negative correlation exists between the magnitude of the occurrence of organic compounds and the sorption of EE2 and EE 2 in the mixture, indicating the possibility of mitigating the biological effects of aqueous organic compounds derived from water and EE2. This includes the development of a simple and quantitative comparison of drinking water quality in various parts of Japan, and the development of a quantitative comparison of drinking water quality in highly treated water.

项目成果

機械学習を用いた３次元蛍光データに基づく飲用水と高度下水処理水の水質比較

使用机器学习基于 3D 荧光数据比较饮用水和高级污水处理水质

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土木学会論文集G（環境）
• 作者: 佐藤友紀;渡利高大;幡本将史;山口隆司;原田明徳，仲村兼斉，猪端沙希，大野暉宙，河村麻莉乃，杉山太一，中畑洋明，増木拓海;平田輝満，安ケ平玲央，原田明徳;入江康平，原田明徳;安ケ平玲央，平田輝満，原田明徳;原田明徳，増木拓海，松並孝次，中畑洋明，猪端沙希，杉山太一，河村麻莉乃，大野暉宙;大谷恭平，原宏江，山村寛，池本良子，本多了
• 通讯作者: 大谷恭平，原宏江，山村寛，池本良子，本多了