炭素安定同位体を用いた畜産廃棄物由来病原ウイルスの微生物燃料電池における挙動解析

本年度では，微生物燃料電池などの下水処理プロセスユニットに適用可能なウイルス除去効率の新規評価手法を構築し，国内下水処理場から得られた実データを用いてウイルス除去効率を評価した。下水再生水の利用に関するWHOガイドラインでは，下水再生水の用途に応じてウイルス除去率の目標値が設定されている。このウイルス除去効率の目標値を達成するように下水処理プロセスユニットを組み合わせる際，各ユニットの病原体除去効率が予め把握されている必要がある。しかしながら，水中のウイルス濃度は頻繁に検出下限値以下となり，不検出データを含むウイルス濃度データセット（左側打ち切りデータ）を用いて，除去効率を算出することは困難である。以上のような背景のもと，本研究では微生物燃料電池におけるウイルス除去効率を推定するための新規評価手法を構築し，国内下水処理場から得られた腸管系ウイルスの定量データを用いてウイルス濃度分布およびウイルス除去効率分布の推定を試みた。本研究では，ベイズ推定モデルを用いて，腸管系ウイルス濃度を確率分布として推定した。本研究で用いるベイズ推定モデルは，不検出データに検出限界値やゼロなどの特定の値を代入することなく，検出・不検出すべてのデータが対数正規分布に従うことを仮定し，ウイルス濃度分布を推定する手法である。本研究では，構築したモデルのテスト運用として，先行研究において国内の下水処理場の下水サンプル（未処理下水および二次処理水）から得られたアデノウイルス，ノロウイルスGIおよびノロウイルスGIIの定量PCRの結果を用いて，当該下水処理場の二次処理槽におけるウイルス除去効率を推定した。本年度では，ウイルス除去効率の新規評価手法を構築したとして，国際学会2件，国内学会2件および査読付き論文1編の形で研究成果を発表した。

本年度では，微生物燃料電池などの下水処理プロセスユニットに適用可能なウイルス除去効率の新規評価手法を構築し，国内下水処理場から得られた実データを用いてウイルス除去効率を評価した。下水再生水の利用に関するWHOガイドラインでは，下水再生水の用途に応じてウイルス除去率の目標値が設定されている。このウイルス除去効率の目標値を達成するように下水処理プロセスユニットを組み合わせる際，各ユニットの病原体除去効率が予め把握されている必要がある。しかしながら，水中のウイルス濃度は頻繁に検出下限値以下となり，不検出データを含むウイルス濃度データセット（左側打ち切りデータ）を用いて，除去効率を算出することは困難である。以上のような背景のもと，本研究では微生物燃料電池におけるウイルス除去効率を推定するための新規評価手法を構築し，国内下水処理場から得られた腸管系ウイルスの定量データを用いてウイルス濃度分布およびウイルス除去効率分布の推定を試みた。本研究では，ベイズ推定モデルを用いて，腸管系ウイルス濃度を確率分布として推定した。本研究で用いるベイズ推定モデルは，不検出データに検出限界値やゼロなどの特定の値を代入することなく，検出・不検出すべてのデータが対数正規分布に従うことを仮定し，ウイルス濃度分布を推定する手法である。本研究では，構築したモデルのテスト運用として，先行研究において国内の下水処理場の下水サンプル（未処理下水および二次処理水）から得られたアデノウイルス，ノロウイルスGIおよびノロウイルスGIIの定量PCRの結果を用いて，当該下水処理場の二次処理槽におけるウイルス除去効率を推定した。本年度では，ウイルス除去効率の新規評価手法を構築したとして，国際学会2件，国内学会2件および査読付き論文1編の形で研究成果を発表した。