水中の環境ホルモン類物質の生物分解と活性炭吸着の併用による除去能の診断と機構解明

结合生物降解和活性炭吸附对水中内分泌干扰物的去除能力进行诊断和机制阐明

• 批准号: 15560470
• 负责人: 李 富生
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15560470/
• 关键词: 内分泌撹乱物質; 17β-エストラジオール; 活性汚泥; 生物分解; 天然有機物; 吸着; 生物活性炭; 浄化槽

実際の下水処理施設から採取した活性汚泥を用いてMLVSS濃度と17β-エストラジオール(E_2)の初期濃度,並びに水温を変化させた条件下における生物分解実験を行い,E_2の残留濃度,分解速度,半減期から生物分解特性を検討した.また,高度浄水処理に用いられる生物活性炭によるE_2の分解特性を調査するため,実際稼動中の浄水場から採取した生物活性炭を用いて,MLVSS濃度とE_2の初期濃度,並びに水温を変化させた条件下における生物分解実験を行った.活性汚泥としては,都市下水処理施設や浄化槽などの計8ヶ所の下水処理施設の曝気槽から採取した混合溶液を用い,希釈水には元の混合溶液を遠心分離した上澄み液を用いた.また,実際の上水処理場の活性炭吸着処理筒に付着する微生物として、採取した生物活性炭を超音波処理して剥離したもの(VSS)を用いた.実験は対象の環境ホルモン物質(E2)の濃度を10,30,50mg/lの3段階に,また水温を5,20,35℃の3段階に設定して振盪培養器にて行った.その結果,(1)E_2の残留濃度はその初期濃度が低い場合に比べて高い場合の方が高くなるが,分解速度の差はみられないこと;(2)MLVSS濃度(微生物群の量)的な影響を受けて分解速度が変化し,MLVSS濃度が低い方が分解が緩やかであること;(3)低水温の場合に比べると高水温の場合の方がMLVSS濃度の影響度合が小さく,E_2の残留濃度は低水温の方が高水温の場合より高く,20℃と35℃の両条件ではE_2の残留濃度に大差は認められないこと;(4)都市下水処理施設に比べて,一部の浄化槽の方ではMLVSSの濃度が高いにもかかわらずE2に対する分解性能が低く,操作運転条件を最適化する必要があること;(5)上水の高度処理を目的として,浄水場に導入した活性炭吸着処理施設の活性炭吸着材に付着している微生物はE2に対しても高い分解能力を有し,その分解性は水温の影響を大きく受けること;などの重要な知見が得られた.また,E2などの微量汚染物質の除去性能に影響を及ぼすと考えられる水系フミン質について,水質分析,吸着処理実験およびモデル解析を通して,解析方法を提案すると同時に,フミン質の組成と吸着容量特性を明らかにした.

The initial concentration of MLVSS and E_2 in activated sludge and the residual concentration, decomposition rate and half-life of E_2 were investigated under different water temperature conditions. The decomposition characteristics of bio-activated carbon (BAC) were investigated under high water treatment conditions. The bio-decomposition was carried out under the conditions of MLVSS concentration, initial E_2 concentration and water temperature. Activated sludge is used in municipal sewage treatment facilities, such as chemical tanks, aeration tanks, etc., and mixed solutions are used in urban sewage treatment facilities. In fact, activated carbon adsorption treatment cylinders in water treatment fields are used to treat microorganisms, biological activated carbon, ultrasonic treatment and stripping (VSS). The concentration of the environmental substance (E2) was set at 3 levels of 10,30,50mg/l, and the water temperature was set at 3 levels of 5, 20, 35 ℃. The results are as follows: (1) The residual concentration of E_2 is higher than that of E_2 in the initial concentration, and the decomposition rate is different;(2) The decomposition rate is different from that of MLVSS in the initial concentration, and the decomposition rate is slower than that in the initial concentration.(3) The concentration of MLVSS in low water temperature is lower than that in high water temperature, the residual concentration of E_2 in low water temperature is higher than that in high water temperature, and the residual concentration of E_2 in 20 ℃ is higher than that in 35℃.(4) Compared with urban sewage treatment facilities, the concentration of MLVSS in some chemical tanks is high, the decomposition performance is low, and the operation conditions are optimized.(5) The purpose of high water treatment is to introduce activated carbon adsorbent into water field, and the activated carbon adsorbent is to pay attention to the high decomposition ability of microorganisms, and the decomposition ability is affected by water temperature. In addition, the removal performance of E2-containing trace pollutants is affected by water quality analysis, water quality analysis, adsorption treatment and analysis, and the analysis method is proposed. At the same time, the adsorption capacity characteristics of water quality composition are also clarified.

项目成果

F.S.Li, A.Yuasa, H.Chiharada, Y.Matsui: "Polydisperse adsorbability composition of several natural and synthetic organic matrices"Jour.of Colloid & Interface Science. 265・2. 265-275 (2003)

F.S.Li，A.Yuasa，H.Chiharada，Y.Matsui：“几种天然和合成有机基质的多分散吸附性组合物”胶体与界面科学杂志265・2（2003）。

F.S.Li, A.Yuasa, Y.L.He, A.Obara, A.P.Mathews: "Study on biodegradation characteristics of 17β-estradiol (E2)"China Water & Wastewater. 19・6. 9-12 (2003)

F.S.Li，A.Yuasa，Y.L.He，A.Obara，A.P.Mathews：“17β-雌二醇（E2）的生物降解特性研究”中国水与废水19・6。

H.Y.Pei, F.S.Li, A.Yuasa, W.R.Hu: "The characters of organic matter released from crushed algae"China Environmental Science. 23・3. 272-275 (2003)

裴慧云，李福生，汤浅，胡文荣：“破碎藻类释放有机物的特征”，中国环境科学23·3（2003）。

小原彩, 李富生, 湯浅晶, 堀尾明宏: "浄化槽と都市下水処理プラントの活性汚泥による17β-エストラジオールの分解特性の比較・検討"第3回環境技術研究協会年次大会研究発表会予稿集. 103-104 (2003)

Aya Ohara、Tomio Lee、Akira Yuasa、Akihiro Horio：“化粪池和城市污水处理厂活性污泥分解17β-雌二醇特性的比较研究”环境技术研究会第三届年会论文集103。 -104 (2003)

F.S.Li, A.Yuasa, H.Chiharada, Y.Matsui: "Storm impacts upon the composition of organic matrices in Nagara River - a study based on molecular weight and activated carbon adsorbability"Water Research. 37・16. 4029-4039 (2003)

F.S.Li、A.Yuasa、H.Chiharada、Y.Matsui：“风暴对长良河有机基质组成的影响 - 基于分子量和活性炭吸附性的研究”水研究 37・16（ 2003）