九州大学学術情報リポジトリ
Kyushu University Institutional Repository
嫌気的水域における水質の生物毒性評価と通気およ び活性炭処理による浄化技術の研究
隅倉, 光博
https://doi.org/10.15017/1441301
出版情報：Kyushu University, 2013, 博士（農学）, 課程博士 バージョン：
権利関係：Fulltext available.
氏 名 ：隅倉 光博
論文題目 ：嫌気的水域における水質の生物毒性評価と通気および 活性炭処理による浄化技術の研究
区 分 ：甲
論 文 内 容 の 要 旨
河川の停滞水領域や，水の更新頻度の低い湖沼の底質には，多種多様な有機物が流入して堆積す る．酸素の供給が，好気性微生物による有機物の分解に必要な量に満たない場合には，嫌気性微生 物の活動によって生成するアンモニアや硫化物等による水質の悪化と生態系への悪影響が問題とな る．特に排水規制や下水道整備の遅れた地域では有機物の蓄積量が多いため，このことが大きな問 題となっている．
覆砂，原位置固化などの対策が取られることもあるが，効果が一時的であるため，好気処理（代 表的なものは通気）による還元的底質の浄化技術が注目されている．好気処理を浄化技術として確 立するにはまず，その効果の評価法が必要であるが，個々の化学物質の濃度変化を追跡することは 実用的ではない．そこでこの研究では，オオミミジンコ（Daphnia magna）を用いた生物毒性評価法 の適用を試みた．
ベトナムのホーチミン市の河川2か所で採取した河川の底質を密閉容器中に入れ，気相部を純酸 素置換して反応させることおよび通気による好気処理を行った．生物毒性評価は未処理および処理 後の底質から分離した間隙水を用い，それらを段階的に希釈しながらオオミジンコの遊泳阻害率を 計測することによって行った．この結果と，底質の溶存物質の化学分析結果とを対比したところ，
アンモニア性窒素，塩化物イオン，鉄イオン，硫化物がオオミジンコ対する毒性に寄与しているこ とが示された．しかし底質から分離した間隙水の毒性は，ECOTOX データベースに基づいて推定 した毒性よりも低く，物質間の相互作用による毒性の隠ぺい効果が認められた．好気処理は底質の 間隙水の生物毒性低減に有効であったが，処理期間中に毒性が増加することがあった．その原因の 一つとして，有機物の分解促進によるアンモニア生成とその酸化過程で生成する亜硝酸イオンの濃 度上昇が特定された．オオミジンコによる生物毒性評価は，底質のような複雑な対象の環境毒性や，
浄化技術の効果の総合的な判定手法として有効であることが確認できた．
還元的な底質の浄化のためには好気処理が有効である．なかでも通気処理は簡便であるが，硫化 物の酸化効率が低いという問題がある．それを促進するための触媒として活性炭が利用可能である ことが報告されているが，反応機構や，反応前後の物質収支についての検討は不十分であ った．そ こで，密閉容器中で活性炭存在下での硫化物の酸化実験を行い，前後のイオウ化学種の定量，X 線 光電子分光による，活性炭上のイオウ化学種の同定を行った．その結果，反応生成物は硫酸イオン，
チオ硫酸イオン，元素状イオウであり，それぞれ全イオウの約13%，34%，36%を占めた．このう ち元素状イオウは活性炭に保持されていた．残り約17%のイオウの形態は未同定である．また反応 に関与した酸素の約82%についても収支を明らかにすることができた．
