東北大学大学院工学研究科 土木工学専攻 *
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環境生態工学研究室

教授 西 村 修 ・ 准教授 坂巻隆史 ・ 助教 野村宗弘 ・ 教育研究支援者 千 葉 信男 ・ 事務補佐員 加藤明子

研究室ページ


研究内容

本研究分野の特色

TIMEプロジェクトシンボル 地球上における我々人類 の繁栄は,自然生態系の破壊や改変に負うところが大きい.しかし,我々人類が将来も繁栄を続けてい くためには自然との共存が必要不可欠である.そこでこれからは,生態系の機能を強化し,破壊された生態系を復元し利用するエコテクノロ ジーと呼ばれる技術が要求される.この技術の中心は,森林,草地,湿地,湖沼,河川,沿岸の再生,回復などについて,生態系の機能を背景にして,技術開発 を 進めることにある.本研究室では,このようなエコテクノロジーを活用した環境の修復,保全を目指し,生態系が有する生物生産および浄化の機構解明とその応 用に関する調査研究を行っている.

自然の浄化機能を利用した公共用水域の水質改善

TIMEプロジェクトシンボル 我が国の河川域・海域で は,ヨシ原,干潟,藻場といった自然の場が様々な開発にともない長年にわたって失われ続けてきた. しかし元来,このような場には豊かな生態系が育まれ,生物生産の場,水質浄化の場として,人間にも多くの恩恵をもたらしてきた.当研究室 では特に自然の場 が有する水質浄化機能に着目して,その機構解明や実水域への応用に向けて様々な研究を進めている.機構解明においては、単なる ヨシ,貝やゴカイ,海藻(草)といったような単一の生物の働きだけではなく,その存在が場の生態系全体に対して及ぼす効果にも着目してい る.また,応用に関しては,ヨシ原,干潟,藻場の修復・創出手法等に加え,それらを活用した下水処理水の高度処理や農作物・水産物の生産など,システムの 確立についても検 討している.

排水処理技術の更なる発展に向けて

 我が国では従来より有機性排水の有機物(BOD)及び浮遊物質(SS)の削減に主たる目標が置かれ,その目標は現在達成されつつある が,富栄養化 が大きな環境問題となっている情勢の中で,今後は窒素やリンの除去といった高度処理が求められるようになった.
 生活排水や産業排水に関しては着実に対策が進められているが,畜産業から排出される畜舎排水については,汚濁負荷量が高いのにもかかわ らずそのまま放流 されていることが多く,畜舎排水由来の発生窒素負荷量が全体発生量の50%を占める地域もある.
 畜舎排水処理を困難にしている原因の1つとして,その独特の性質が挙げられる.畜舎排水は下水等と比較して汚濁負荷量が圧倒的に高く, また,窒素やリン も高濃度であるため十分に除去することが難しいとされている.
 そこで本研究室では,同一反応槽で嫌気・好気条件が得られ,窒素やリンの同時除去が期待できる嫌気・好気回分式活性汚泥法の運転条件の検討を行い,効率 的な畜舎排水処理技術の確立を目指している.

 また,人間活動および産業活動に起因して生じた廃棄物の多くは,焼却・破砕・資源化等の中間処理を経て最終的に年間約9400万トンが 埋め立て処分されているが,それに伴って生じる埋立地浸出水による汚染が各処分場周辺において深刻な問題となっている.
 埋立地浸出水は,生活排水や下水等と比較して,生物学的に分解することが困難な有機物を多量に含有している。さらに埋立地浸出水は,産業の発展に伴い様 々な化学物質が開発・生産されるようになったことにより,内分泌撹乱物質等その量は微量であっても生殖機能阻害性や発ガン性等を有する微量汚染化学物質を 多種多様に含有している.
 そこで本研究室では,生物処理では分解除去困難な難分解性有機物や微量汚染化学物質を高度に除去するため,物理化学的処理であるオゾン酸化処理や過酸化 水素添加オゾン酸化処理を生物処理と組み合わせたハイブリッド型処理プロセス等,より高度で効率的な処理方法を検討し,高度な埋立地浸出水の処理プロセス の構築を目指している.



卒業論文タイトル (過去三年間)

2017年
志津川湾における海水中粒状有機物の化学組成と酸素消費速度に及ぼすカキ養殖場の影響 (川畑)
アマモ場内外における底質環境および懸濁物質の挙動について (高地)
後生動物Aeolosomaによる必須脂肪酸合成能の検討 (関谷)
志津川湾内の粒状有機物組成と外洋境界域の海洋化学環境の関係 (湯上)
2016年
水平流式人工湿地における細菌除去特性の解析 (熊井)
ハス繁茂期の伊豆沼における底質有機物と流動の関係 (藤巻)
脂肪酸・安定同位体比分析による内湾の粒状有機物動態と養殖カキ餌料源の評価 (松野)
2015年
志津川湾におけるカキ養殖が底生環境に与える影響 (池田)
カキの年齢の違いが糞による酸素消費に及ぼす影響 (林)
ブルーカーボンの推定のための藻場由来有機物の分解実験 (物井)

修士論文タイトル (過去三年間)

2017年
窒素成分の異なる下水処理水の放流河川から発生する亜酸化窒素 (佐藤)
ピコ植物プランクトンによる凝集阻害のメカニズムと凝集プロセスの改善 (多田)
アサリの生育に対する高等植物由来有機物の影響 (林)
吸着材を基盤とした人工湿地による下水二次処理水の低炭素高度処理 (町田)
長期分解実験による底質への植物由来有機炭素固定量の評価 (物井)
2016年
伏流式人工湿地を用いた水質汚染指標細菌の除去 (板倉)
内湾の底生動物に対する高等植物由来有機物の餌料価値 (神崎)
土壌資材としてのスラグ混合土が沿岸海域に及ぼす影響 (齋藤)
細菌を捕食する微小動物の必須脂肪酸合成 (橋戸)
2015年
ピコ植物プランクトンに対する二段凝集の効果 (安斎)
粘土鉱物のセシウム吸脱着特性とセシウム含有土壌処理への応用について (齋藤)
浅い湖沼におけるセディメントトラップを用いた有機物の巻き上げと沈降に関する研究 (宍戸)
Influence of Suspended Oyster Farming on Coastal Planktonic Communities (ZHENG)
抗菌物質の藻類生長阻害試験に対する培地の影響 (鈴木)
水生植物リターに由来する難分解性有機物が湖沼の底質性状に及ぼす影響 (千葉)

博士論文タイトル (過去三年間)

2017年
性能評価型浄化槽の有機物・窒素除去に及ぼす構造要因解析と処理の高度化に関する研究 (佐々木)
2016年
河口干潟生態系保全に向けた流域起源有機物の生態学的機能評価 (盛田)
Biosorbent Characterization for the Design of Sequenced Permeable Reactive Barrier (Cecilia)
都市公園池におけるアオコ発生要因を踏まえた水質浄化技術の評価手法開発 (山岸)
2015年
浄水発生土に含まれる粘土鉱物へのセシウムの吸脱着特性および分級法によるセシウム処理の合理化 (村上)

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