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

使用稳定碳同位素分析微生物燃料电池中牲畜粪便衍生的病原病毒的行为

• 批准号: 14J06012
• 负责人: 伊藤 寿宏
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J06012/
• 关键词: 微生物燃料電池; ウイルス除去効率; ベイズ推定モデル; 左側打ち切りデータ; 下水処理プロセス; 下水再生水; ベイズ推定; 腸管系ウイルス; 内在性コントロール; MF-qPCR

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。

This year, microbial fuel cell wastewater treatment plant has been established to evaluate the removal efficiency of wastewater. WHO's goal for reclaimed water utilization is to set a target for reclaimed water removal rate. When the target value of pathogen removal efficiency is achieved, the pathogen removal efficiency of each treatment site must be ensured when the wastewater treatment site is assembled. The concentration of water is frequently detected below the lower limit. The concentration of water is not detected. The concentration of water is detected below the lower limit. It is difficult to calculate the removal rate. In this study, a new evaluation method was established to estimate the removal efficiency of microbial fuel cells. The quantitative analysis method of microbial fuel cell concentration distribution and removal efficiency distribution in domestic wastewater treatment plants was established. In this study, we estimated the distribution and accuracy of the concentration in the intestinal system. In this study, we used the method of estimating the concentration distribution of a substance without detecting the threshold value of the substance and substituting it into the normal distribution of the substance. In this study, we first studied the use of quantitative PCR in sewage treatment plants (untreated sewage and secondary treated water) in China, and estimated the removal efficiency of sewage in secondary treatment tanks of sewage treatment plants. This year, the new evaluation method for the removal of efficiency was established, and 2 international societies, 2 domestic societies and 1 research paper were published.

项目成果

Evaluation of virus removal efficiency in a pilot-scale MBR with microfluidic quantitative PCR

使用微流控定量 PCR 评估中试规模 MBR 中的病毒去除效率

• 发表时间: 2015
• 作者: Toshihiro Ito;Satoshi Ishii;Takahiro Segawa;Yoshihito Nakahara;Satoshi Okabe and Daisuke Sano
• 通讯作者: Satoshi Okabe and Daisuke Sano

Bayesian estimation of virus removal efficiency in wastewater treatment plant based on left-censored dataset

基于左删失数据集的污水处理厂病毒去除效率贝叶斯估计

• 发表时间: 2015
• 作者: Toshihiro Ito;Tsuyoshi Kato;Hiroyuki Katayama;Satoshi Okabe and Daisuke Sano
• 通讯作者: Satoshi Okabe and Daisuke Sano

Estimation of concentration ratio of indicator to pathogen-related gene in environmental water based on left-ceonsored data

基于左删改数据估算环境水中指示剂与病原相关基因的浓度比

• DOI: 10.2166/wh.2015.029
• 发表时间: 2016
• 期刊: Journal of Water and Health
• 影响因子: 2.3
• 作者: Tsuyoshi Kato;Ayano Kobayashi;Toshihiro Ito;Takayuki Miura;Satoshi Ishii;Satoshi Okabe and Daisuke Sano
• 通讯作者: Satoshi Okabe and Daisuke Sano

ベイズモデルを用いた下水処理過程における病原ウイルス除去効率の定量評価

利用贝叶斯模型定量评价污水处理过程中病原病毒去除效率

• 发表时间: 2015
• 作者: Toshihiro Ito;Tsuyoshi Kato;Kento Takagishi;Satoshi Okabe;Daisuke Sano;伊藤寿宏，加藤毅，長谷川洵，片山浩之，岡部聡，佐野大輔
• 通讯作者: 伊藤寿宏，加藤毅，長谷川洵，片山浩之，岡部聡，佐野大輔

Microfluidic Dynamic Arrayを用いたパイロットスケールMBRプラントにおける複数種病原ウイルスの同時定量

使用微流控动态阵列在中试规模的 MBR 工厂中同时定量多种病原病毒

• 发表时间: 2015
• 作者: Toshihiro Ito;Satoshi Ishii;Takahiro Segawa;Yoshihito Nakahara;Satoshi Okabe and Daisuke Sano;山本崇史;伊藤寿宏，加藤毅，石井聡，瀬川高弘，岡部聡，佐野大輔
• 通讯作者: 伊藤寿宏，加藤毅，石井聡，瀬川高弘，岡部聡，佐野大輔