高濃度気体溶存水を用いた安全かつ安価な病原菌等の制御・殺菌法の開発

これまで、日本では飲料水の微生物学的安全性を確保するため、病原菌に対する卓越した殺菌効果、効果の持続性の長さ、安価で取り扱いも比較的容易である塩素殺菌が行われてきた。しかしながら、発癌性を有するトリハロメタンの生成や塩素特有の臭気、残留塩素による生態系への悪影響などが問題となってきている。そのため、代替塩素殺菌技術として膜分離や凝集剤、オゾンを用いた技術開発等が行われている。しかしながら、装置の維持管理の困難さ・導入によるコストの上昇など課題の多さ等から未だ普及しているとは言い難い。そこで、本研究ではこれらの問題を解決するために高濃度気体溶存水を用いた病原菌等の制御・殺菌法を開発することを目的とした。高濃度気体溶存水を用いることで従来の殺菌手法とは異なり、薬品を用いず低コストでの殺菌が可能となることが期待される。本研究により、水道水圧程度(0.2〜0.3MPa)のきわめて低い圧力で、空気を溶存気体とした場合に殺菌対象水内の病原性菌群(本研究では大腸菌群数を指標とした)の殺菌効果が確認された。この殺菌効果について、4種の制御因子(装置内圧と大気圧の差、水温、pH、殺菌対象の微生物濃度)を変化させ、その影響について感度解析を行った。その結果、装置内圧と大気圧の差、pHの2つが殺菌効果に大きく影響することが明らかとなった。一般に、殺菌処理工程においてpHを変化させるには薬品が用いられるが、この研究の目的の1つである「薬品を用いない殺菌法」の開発に反する。したがって、pHを変化させるのではなく、装置内圧と大気圧の差を制御すること、実際には大気圧は制御することはきわめて困難であるため装置内圧を制御することにより、殺菌効果をコントロールすべきであることが明らかとなった。

これまで、日本では飲料水の微生物学的安全性を確保するため、病原菌に対する卓越した殺菌効果、効果の持続性の長さ、安価で取り扱いも比較的容易である塩素殺菌が行われてきた。しかしながら、発癌性を有するトリハロメタンの生成や塩素特有の臭気、残留塩素による生態系への悪影響などが問題となってきている。そのため、代替塩素殺菌技術として膜分離や凝集剤、オゾンを用いた技術開発等が行われている。しかしながら、装置の維持管理の困難さ・導入によるコストの上昇など課題の多さ等から未だ普及しているとは言い難い。そこで、本研究ではこれらの問題を解決するために高濃度気体溶存水を用いた病原菌等の制御・殺菌法を開発することを目的とした。高濃度気体溶存水を用いることで従来の殺菌手法とは異なり、薬品を用いず低コストでの殺菌が可能となることが期待される。本研究により、水道水圧程度(0.2〜0.3MPa)のきわめて低い圧力で、空気を溶存気体とした場合に殺菌対象水内の病原性菌群(本研究では大腸菌群数を指標とした)の殺菌効果が確認された。この殺菌効果について、4種の制御因子(装置内圧と大気圧の差、水温、pH、殺菌対象の微生物濃度)を変化させ、その影響について感度解析を行った。その結果、装置内圧と大気圧の差、pHの2つが殺菌効果に大きく影響することが明らかとなった。一般に、殺菌処理工程においてpHを変化させるには薬品が用いられるが、この研究の目的の1つである「薬品を用いない殺菌法」の開発に反する。したがって、pHを変化させるのではなく、装置内圧と大気圧の差を制御すること、実際には大気圧は制御することはきわめて困難であるため装置内圧を制御することにより、殺菌効果をコントロールすべきであることが明らかとなった。