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配分額：13130000円 （ 直接経費：10100000円 、 間接経費：3030000円 ）

本研究では，実稼働中の農業集落排水施設における汚泥中の医薬品濃度の実態と，その汚泥を農地還元した場合の，農作物への医薬品の移行量を低める方策を主に検討した．農地還元前の汚泥の医薬品濃度を下げるためには，集落排水施設の汚泥貯留槽での滞留時間を長くし，曝気を行い，医薬品の微生物分解を促進することが重要である．乾燥，コンポスト過程では，処理時間を長く，温度を高く保つことで分解が促進できる．また，有機物含有量が多い農地土壌ほど吸着・分解能力は髙く，根菜類より葉菜類の方が，作物可食部への医薬品移行量は小さくなる．これらに留意することで，農作物への医薬品の移行量を低減することが可能と考えられる．

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配分額：16380000円 （ 直接経費：12600000円 、 間接経費：3780000円 ）

実験室内でLED照明装置、人工海水等によるサンゴやサボテングサ用の飼育システムを構築した。本システムにより、低濃度のイルガロール 1051およびジウロン(1および10 μg/L)のミドリイシ属のサンゴ等への毒性実験を実施したが、RGB値(R、赤:G、緑:B、青)によるサンゴ等の体色解析、高感度ルミノメーターによる遅延発光の解析ともに、イルガロール 1051の毒性影響がジウロンより強い傾向が認められた。イルガロール 1051では、これらの濃度下で、2週間以内の曝露でサンゴが白化した。また、次世代シーケンス解析により、これらの除草剤曝露によって特異的に発現変動するサンゴの遺伝子群が同定された。

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配分額：14170000円 （ 直接経費：10900000円 、 間接経費：3270000円 ）

生活排水由来の医薬品は，分解が不十分な場合には，生態系や人体への悪影響が，元の医薬品と同程度かそれ以上の分解中間生成物(TPs)となる可能性がある．本研究では，農村の代表的な生活排水処理施設である集落排水施設の処理水と，処理水利用水田でのTPsの検出濃度の実態を解明した．一方，集落排水施設で処理槽の微生物濃度を高く保つことや，水田での処理水滞留時間を長くすること等により，TPsの微生物分解や光分解が促進され，処理水や水田でのTPs濃度を低くできること等も解明した．これらの知見を活用すれば，集落排水施設の処理水の安全性と，処理水を水田に利用して更に浄化する方法の効果を大きく高めることができる．

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配分額：5070000円 （ 直接経費：3900000円 、 間接経費：1170000円 ）

灌漑水，排水そして土壌のサンプルを用いてストロンチウム（以下，Sr）安定同位体および各種微量分析を行った結果，上流から下流に向けて微量元素の濃度は高くなる傾向を示した．土壌抽出液中に含まれるのSr安定同位体比の測定を行った結果，各サンプル土壌による水抽出による水溶性Srと酢酸抽出液による交換性Srの相関は高く，各サンプルにおけるSr同位体比および微量元素の特徴は明確に異なっていた．以上より，分析によって得られたデータから各サンプリング地点における塩分起源を解析すると上流から下流にかけて塩類化土壌における塩類の起源が海生起源から人為起源のものに置き換わってくる傾向を示すことが明らかになった．

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配分額：3770000円 （ 直接経費：2900000円 、 間接経費：870000円 ）

本研究では，生態系などへの新たな環境汚染物質として注目されている生活排水に含まれる医薬品や生活関連化学物質(化粧品等)(以下，PPCP)を対象とし，代表的な15種類のPPCPについて，農村河川の汚染状況と下水処理施設(農業集落排水施設)普及による改善効果を調査した．その結果，下水処理施設が普及していない農村河川の汚染状況は，都市河川と同程度かそれ以上の場合があり，農業集落排水施設の普及は農村河川のPPCPによる汚染を改善する有力な手段であること等が明らかとなった．

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配分額：13130000円 （ 直接経費：10100000円 、 間接経費：3030000円 ）

本研究により,農業集落排水施設,特に活性汚泥法の施設は,高い医薬品除去能力を有する一方で,処理水中には多様な医薬品が残存する可能性のあることが分かった.ただし,今回調査した 15 成分の医薬品の処理水中濃度は,全て,生態系に悪影響を及ぼす濃度には達しておらず,今後の予防的観点から,詳細な評価を行う候補と考えられたのは,Ketoprofen(解熱鎮痛消炎剤)のみであった.処理水を無希釈で灌漑水として利用した水田は,Ketoprofen を含む多くの医薬品の除去機能を有し,医薬品の経時的な土壌蓄積や,水稲可食部への医薬品の移行は認められなかった.従って,処理水の水田への利用は優れた処理水再浄化法であると考えられた.

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配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

安定同位体(^<15>N,P^<18>O_4)を添加した高度処理水を,無希釈で灌漑水として利用した水稲ポット試験を行った.それにより,施肥条件,土壌の種類,灌漑水の浸透速度等が異なった場合の,処理水中の窒素・リンの肥料効果を定量的に解明するとともに,処理水が水稲生育に及ぼす影響を明らかにした.さらに,処理水中のカチオン類(K,Na,Ca,Mg)とSO_4が水稲生育に影響を与える可能性と,具体的効果の一部を解明した.これらの成果は,高度処理水の水田灌漑水としての有効性の大きさと,その有効性が発揮される条件を示したもので,今後の高度処理水活用技術の確立に大いに役立つ.

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配分額：9300000円 （ 直接経費：9300000円 ）

高生産性を維持すると共に環境保全型農業を行う農地基盤の整備,並びに農村域の竹林を整備する基礎として,農地土壌の改良資材としての竹炭の基礎的性質を検討した.主な結果は以下の通りである.1)小型電気炉を試作し,400-1,000℃の非常に均質な竹炭を作成できた.2)SEMにより,維管束は竹の内側より外側で密度が大きく,維管束周辺は細胞が小さいこと,細胞壁はほぼ円形で,内側には直径0.1-0.5μm程の細孔があり,細胞壁外側,細胞壁,及び維管束境界面には細孔はないことが分かった.これらから,大きさが多様な微生物の棲息場所を提供できることが示唆された.3)竹炭は炭化温度が高くなるにつれ,木炭同様,炭のグラファイト化による導電性が増加し,精錬度が導電性で表せる.精錬度が増すと発熱ピークが1つと,燃焼に対して均質な構造を持つことが示唆された.4)竹炭物性と精錬度の関係は,炭化温度400-700℃で無定形炭素が結晶化し,グラファイトが連結され始める.体積は急激に収縮し,真密度が増加する.比表面積,イオン交換容量及びグラファイト構造が発達して灰分の水溶性が高まり,pH,イオン溶脱量も急激に増加する.800-1,000℃では,グラファイト構造が更に発達し,イオン交換容量,イオン溶脱量が徐々に増加するが,比表面積は小さくなる.炭化温度が700-800℃の時,比表面積,イオン交換容量,イオン溶脱量が最も大きい.また,竹炭からのカリウム溶脱量が多い.5)従って,竹炭には,土壌改改良資材として肥料分吸着,酸性土壌中和,肥料効果が期待できる.6)土壌微生物の活性に対する竹炭添加の影響は,25℃では顕著には見出せなかった.以上より,竹炭,特に700-800℃で作成したものは,系外への環境負荷を軽減でき,カリウム肥料としても期待できる.その結果,竹の利用範囲が拡がり,竹林整備,ひいては農村環境や景観・アメニティー改善,地域資源整備へ繋がり,農村域の循環機能を生かした整備が期待できる.

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配分額：5300000円 （ 直接経費：5300000円 ）

本研究は,農業集落排水処理施設の処理水を,有効な水資源や肥料源として利用するとともに,農地の水質浄化作用を活用し,処理水をさらに良好な水質にできるような,農村の整備・計画・管理手法の確立に有用な知見を得ることを目的として実施した.
先ず第一には,関連する研究レビューを行った.
第二には,集落排水施設における処理水再利用の実態と課題を明確にするため,処理水再利用を実際に行っている18施設の集排施設と4施設の公共下水道施設の状況を調査した.それにより,1)再利用は水資源効果のみが期待されて実施されており,肥料効果や農地の水質浄化効果は活用されていないこと,2)水稲への再利用が主であること,3)灌漑期全般にわたる継続的利用が多いこと,4)処理水の農地への配水方式は多様であること,5)計画処理水質は再利用を特に考慮せずに決定されていること,6)処理方式は多様なものが利用されていること等の,実態と特徴を明らかにし,今後の具体的な検討課題を整理した.
第三には,集落排水処理水を一旦溜池に流入させたり,河川水と混合して水田に再利用している愛媛県I市O地区で実態調査を行った.その結果,1)溜池水や河川水で希釈した処理水を使っても,従来と同様の施肥・農薬散布で良好な収穫が得られること,2)大腸菌群数,一般細菌数は,従来利用されていた河川水などの灌漑水よりも処理水で小さく,処理水の再利用過程での,住民や農民の処理水への接触における安全性は高いこと,3)農地における浄化作用はNO_x-Nについての効果が高いこと,4)処理水の溜池への送水には,灌漑期における樋門管理の省力化に繋がるという利点もあること,などが明らかとなった.また,溜池に送水されていた処理水は,夏季には溜池内部で完全には混合しにくく,1〜2m程度の深さに滞留しやすいことを明らかにし,その原因も究明した.

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配分額：7900000円 （ 直接経費：7900000円 ）

水路やため池等の自然浄化機能を活用した農村地域の水質保全対策を明らかにするために、2つの分担課題について実証的研究を行った。
1.自然浄化機能の定量評価
滋賀県内の小中の湖干拓地において、水質汚濁の現状と水田地域からの排出負荷の実態調査を行った。
(1)代かき期に水田から流出した汚濁物質はいったん幹線排水路に沈殿し、その後降雨時に巻き上げられて地区外に流出する実態が明らかとなった。
(2)幹線排水路や水質保全池では滞留時間を長くとっても生物処理の効果は期待できず、沈殿作用だけであり、8〜24時間の滞留時間で十分であることが確かめられた。
(3)本調査地区からの排出負荷量と排水量の関係はL-Q式として指数関数で表される。この関係を用いて水質保全池の汚濁負荷削減効果を算定した結果、灌漑期には全ての水質項目について5割程度、また非灌漑期にもCOD、T-Nについては2〜3割、T-Pについては6割の汚濁負荷が削減できることが見込まれた。
2.集落排水処理水の再利用
愛媛県伊予市大平地区で実態調査を行った。集落排水処理水を水田に再利用した場合、COD、T-N濃度に若干の上昇がみられたが、NO_X-Nについては,水田で濃度低下が見られることも多く,水田の浄化機能が有効に発揮されており、集落排水処理水の水田への再利用は新しい水資源の確保手段として、また農地の自然浄化機能を活用した水質浄化法として、有効な手段であることが示された。

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配分額：7500000円 （ 直接経費：7500000円 ）

これからの農村地域では、豊かな自然環境や農村文化等の地域資源の保全と活用を図りながら、人と自然が共生し、活力ある農村づくりを目指す取り組みが極めて重要な課題と考えられる。本研究は、地域環境保全のための農村整備計画策定手法と整備事業推進の課題を明らかにすることを目的としたもので、その概要は次の通り。
1)神戸市北区山田町を事例として、農村景観や環境保全に配慮した農村整備計画案を作成した。当地区では、貴重な文化遺産や自然環境を保全しながら、地区住民の意向に沿った地域活性化を図るための土地利用の誘導が必要であるとして、「人と自然との共生ゾーンに関する条例」に基づいた土地利用計画案を示した。
2)岐阜県揖斐川町北方地区を事例として、農業用水路を活用した景観整備構想について考察した。その結果、維持管理システムの再編、非灌漑期を中心とした安定的な流量の確保、安全性への配慮が重要であることが示された。
3)環境保全や景観に配慮した先進事例の現地調査から、維持管理への配慮、施設整備後の有効活用、親水性と安全性の調整、住民参加の仕組み、生態系保全のための材料や工法の選択、周辺地域の一体的整備等の重要性が指摘された。
4)市民農園の類型ごとの施設整備の現状を整理し、山田町を事例として、望ましい市民農園整備の考え方を示した。

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配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 ）

嫌気性ろ床槽と接触曝気槽を直列に配置した実験装置を6系列用い、鉄ろ材嫌気性ろ床法でのリン除去の長期的安定化を目的とした比較実験を行った。そのうち1系列(RUN1.)は対照系列とし、通常の鉄板を用いて一般的な鉄ろ材嫌気性ろ床法の運転方法で実験を行った。他の2系列では、数か月に一度の割合で鉄板を嫌気槽から引き上げて大気中にさらし、その暴露時間に2時間(RUN2.)、24時間(RUN3.)と差をつけて実験した。別の2系列には、鉄板に銅版を接着したものをろ材として用い、鉄と胴の表面積比に約4:1(RUN4.)、約3:2(RUN5.)と差をつけて実験した。残りの1系列(RUN6.)では、一日のうち連続した3時間の曝気を行った。その結果と考察の概要は以下の通りである。1.RUN6.以外の系列では、実験開始当初にリンはあまり除去されなかったが、経時的にリン除去率は徐々に上昇した。2.RUN1.2.3.のリン除去率は、前述1.のような傾向が約1.5ケ月継続した後に安定した。しかし、その後RUN1.では、リン除去率は徐々に低下する傾向が見られたが、RUN2.3.では、そのような傾向は全く見られなかった。3.RUN4.5.のリン除去率は、今回の調査期間内では未だ上昇傾向にあり安定しなかった。その経時的な上昇速度はRUN4.の方が大きかった。4.RUN6.では、実験当初は比較的高率のリン除去が得られ、その後、除去率は一時的に低下したが、再び上昇して安定するという、鉄ろ材接触曝気法と同様の傾向が見られた。その後、除去率はやや低下傾向にあったが、この原因は生物膜の肥厚によるものと考えられた。5.以上のことから、鉄ろ材の空気暴露については、リン除去率を長期的に安定させる効果が確認できたと言えよう。しかし、その適切な時間や実施間隔についてはまだ十分に明らかでない。鉄と胴との合板ろ材の使用や一時的曝気が有効な可能性は十分にあるが、今後さらに検討が行われることが望まれる。

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配分額：1400000円 （ 直接経費：1400000円 ）

本研究は農業集落排水で最も多く採用されている嫌気ろ床槽置置型接触曝気法による処理施設を対象として、とくに窒素除去を中心とした安定した処理性能を得るための合理的な運転管理方法を明らかにすることを目的として、実際に稼働中の処理施設ならびにモデル実験装置を用いて実験を行い、また数量化解析とあわせて運転管理方法について検討を加えたものである。得られた成果の概要は以下のとおりである。
1)接触曝気槽に大型後生動物が大量に発生すると生物膜を減少させ、硝化の進行を妨げ、窒素除去性能に悪影響を及ぼすので、大型後生動物の大量発生が起こらないような運転管理が重要である。
2)大型後生動物には、秋から冬にかけて大量発生するという、季節的な周期性がみられる。したがって秋季に大量発生を防止するための対策が必要である。
3)接触ろ材の定期的な逆洗浄により大型後生物動の大量発生をある程度抑制できることが確かめられたが,完全に死滅させるためには2日程度の曝気停止が必要である。
4)水温が低下する冬期には曝気槽での硝化が著しく低下するので、硝化を促進させるためには、(1)曝気槽内のDO濃度を5mg/1程度以上に保つこと、(2)嫌気槽の汚泥引き抜きを適宜行い、曝気槽へのBOD負荷を軽減すること、(3)硝化水の返送比を2程度以上に保つこと、(4)50m^2/m^3程度以上の比表面積をもつ接触ろ材を使用すること、などの留意が必要である。
5)流入汚水のない夜間の4時間程度を限度として曝気停止を行えば、処理性能を悪化させることなく、電気代の節減が可能である。

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配分額：6800000円 （ 直接経費：6800000円 ）

地域計画における地域分析の手法は,これまで多くのものが開発,提示されてきているが,それらは概して個別的で,一つの地域計画を目指した統一的手法とはなっていない。本研究は,こうした個別の地域分析の手法を統合し,「地域計画支援システム」として集大成することを目的とした。本年度までの研究では,地域分析におけるいくつかの主要な項目(地域区分・分類等の空間分析,人口分析,交通・水利体系等の物象分析)についての具体的な分析手法を開発し,これらを「地域計画支援システム」のモジュ-ルとしてソフトウェアパッケ-ジ化して,これを三重県・宮川流域に適用し,ソフトウェアの実用性向上を図った。
計画担当者にとっては,地域分析の結果をいかに適切に整理し,計画に反映させるかが重要であるが,そのためには分析結果を視覚的表現(図集)で出力することが有用である。今回開発した「地域計画支援システム」はこの点を重視し,グラフィック処理に主眼をおいたソフトウェア構成となっている。
本研究では、「地域計画支援システム」の骨格を作り上げ,いくつかの地域計画支援システムのサブシステムを開発したに留まり,システム全体としては未完成である。今後の展望として,地理情報システム(GIS),GUIの導入によるマン=マシンインタ-フェイスの強化を図り,「地域計画支援システム」の完成を目指していくことが望まれる。

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配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 ）

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配分額：600000円 （ 直接経費：600000円 ）

小規模汚水処理施設における安定した処理機能の向上と、窒素・リン同時除去のための新しい高次処理方式を確立することを目的として、回分式間欠曝気法による窒素除去と、鉄接触材を使用したリン除去を組み合わせた窒素・リン同時除去法について、これまでに室内実験と現地実証試験を行ってきたが、今年度はその結果に基づいてシミュレ-ションによるモデル化を行うとともに、生成汚泥中の養分の容出と移動について検討した。
シミュレ-ションモデルとしては、BODの酸化分解を一次反応式で、硝化及び脱窒反応を0次反応式で近似させた。現地試験の結果から反応速度定数を求め、BOD=150mg/l、T-N=10mg/lの生活雑排水の処理に適用した結果、T-N除去よりもBOD除去が律速となること、目標処理水質をBOD=20mg/l、T-N=5mg/l、処理水量を100m^3/日とすると、必要槽容量としては37.5m^3程度のもの2連で十分であると考えられた。
次にT-P除去については、鉄筋単位表面積当りのリン除去量は0.33g/m^2であり、流入水T-Pを2mg/l、処理水T-Pを0.5mg/lとすると、必要鉄筋総延長は2.274mとなることがわかった。鉄筋の必要経費は約52万円で、これを5年毎に交換するとすれば年間約10万円、汚水1m^3当りでは2.9円程度と推定された。
最後に、汚泥中の各種養分の溶出や移動についてカラム試験を行った結果、本処理法による汚泥を用いた場合は通常汚泥のコンポストに比べてリンやアンモニアの溶出が多く、特に7週目までリンの溶出が認められた。本処理法による汚泥は有効態リンの含有量が大きく、また有害な貴金属類の含有量が少ないので、安全なリン資材として有効に利用しうるものであることがわかった。

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