微生物の力を使って化学物質を分解
微生物の力を利用した浄水技術の研究
私たちの日常生活の中で生じる生活排水や、工場などから排出される産業排水など、人間が使った水にはさまざまな物質が含まれていて、そのまま川や海に流してしまうと、環境を汚染してしまいます。そのため浄水技術の研究は、環境工学の中でも欠かせないテーマの一つになっています。
いくつもある浄水方法のうち、私は微生物の働きに着目し、複数の研究を並行して進めています。代表的なものは、ジオキサンという工業排水に含まれる化学物質を、微生物の力で分解処理する方法の研究です。
現在、ジオキサンは法律でその排水基準を決められているので、確実に処理しないといけません。現在、唯一効果のある処理方法は、特殊な薬品と紫外線を使うものですが、薬品代や電気代が高くつくのが難点です。やはり、捨てるものにはコストをかけたくないというのが本音で、より安価で、確実に処理できることが重視されています。
その点、微生物を使った処理方法はローコストです。共同研究している企業の試算によると、薬品と紫外線を使う方法に比べて半分くらいコストを削減できるそうです。長年の研究の結果、すでに実用化できるところまで技術は完成していますから、あとは導入する事業所が現れてくれれば、実用化に向けてはずみがつくでしょう。
実用段階に至るまでの長い道のり
私が研究を始めたころ、ジオキサン分解菌はまだ発見されていませんでしたから、その菌がどこにいるのか、そもそも菌は本当に存在しているかもわからないところからのスタートでした。とにかく手当たり次第に水や土を採取してきて、その中にいる微生物をシャーレの中で培養。ジオキサンを分解する能力があるかを検証していきました。
この段階はゼロかイチかの世界なので、ほとんど博打みたいなものです。外れることがほとんどですが、この微生物が発見できないことには前には進めませんから、気の遠くなるような仕事をコツコツ続けるしかないという、まさに入り口が大変な研究です。そんな苦労の末にジオキサン分解菌を発見することができました。
次は、この菌の特徴を調べていくことになります。分解力はどれくらいなのか、温度に対してどんな反応をするのか、こうした菌の科学的特性を明らかにしていきました。もしこの菌が生物に有害な毒素を作り出す性質ももっているとしたら、ジオキサンを分解できても実用化することはできません。今は遺伝子解析の技術が格段に進歩し、遺伝子を見れば毒素を作り出すかどうかある程度判別できますから、遺伝子解析を行い、安全性も確かめました。
そのなかでおもしろい特徴がいろいろみつかり、いよいよ実用化の糸口が見え始めたのです。現在は、企業と共同で実用化を目指していて、十分な分解力を発揮できるだけの量や活性が、水中のジオキサン分解菌にあるかどうかを評価するツールを研究しているところです。
地道な研究の末に新たな菌を発見した清和成教授
東南アジアやアフリカの人が安全な水を飲めるようにする研究
ジオキサンの研究では微生物の力をいい方向に利用しましたが、川や湖、海など自然界の水環境に生息する微生物は、人間にとって有害なケースもあります。東南アジアやアフリカでは、上下水道の整備が万全ではなく、病原性のある微生物が生息する水を生活に使わざるを得ない実情があります。こうした地域の水の安全性を確かめるのも、水環境を考えるうえでは欠かせないテーマです。
私の研究のフィールドは2つ。その一つネパールの首都カトマンズでは山梨大学の皆さんと井戸水を調べているのですが、やはり衛生的には劣悪です。日本人なら一発でお腹を壊してしまうレベルで、現地の人でもちょっと弱っていたり、体力のない子どもだったりすると下痢になってしまいます。ネパールにおける5歳以下の死因の第1位は下痢による脱水症状ですから、一刻も早く改善しなければなりません。
地下水の汚染は、ごみの投棄や下水の垂れ流しなど、現地の人が適切に水を処理していないことも原因の一つです。これから調査を進めるなかで、汚染源や汚染のされ方を特定し、これ以上水が汚染されないように現地の人たちの意識改革を促すことも重要です。
もう一つのフィールドはアフリカ大陸西部に位置するガーナです。熱帯の川には、水に触れるだけで感染し、重篤な感染症を引き起こす住血吸虫という寄生虫がよく生息しています。住血吸虫は、貝に寄生することがわかっているので、その貝を駆除すれば感染のリスクを下げられるのですが、小さい貝ですから川の中からすべて取り除いて駆除するのは無理がありますし、感染力が強いのでとても危険な作業になります。
そこで活躍するのが遺伝子解析です。糞や剥がれ落ちた細胞など、生物が生きている環境には必ずその痕跡が残っています。水の中にもその痕跡が蓄積しているはずで、その痕跡から遺伝子情報を読み取れれば、そこにどんな種類の生き物が生息しているかを推測することができます。わざわざ危険を冒して川の中を探さなくても、バケツで水をザバッと汲んでくるだけで危険な場所が割り出せるわけです。医学部寄生虫学教室の皆さんと共にこの技術を確立し、住血吸虫の駆除を進めるとともに、安全性マップを作って現地の人に情報提供することを目指しています。
全国のオススメの学校
-
札幌工科専門学校(造園緑地科)道内でも数少ない建設系技術者養成専門学校。技術職公務員をはじめ、測量、現場監督、設計、CAD、建設機械など、学生一人ひとりの希望を応援。100年先も地図に残る安心安全な街づくりを仕事にしよう!専門学校 / 北海道
-
愛媛大学(工学部)国公立大学 / 愛媛
-
北見工業大学(工学部)国公立大学 / 北海道
-
読売理工医療福祉専門学校(建築学科)読売新聞社が創設した本校は、テレビ、IT、電気電子、建築、臨床工学、介護福祉と幅広い分野が学べる各省庁の養成・認定校です。2020年4月、後楽園の新キャンパスに移転。最新の設備を揃えた施設で学べます。専門学校 / 東京
-
フェリカ家づくり専門学校(建築科)教材は1/1スケールの本物の家。実際の家創りを通して建築・インテリアを学ぶ全国的にも珍しい専門学校。リアルを経験することで、ものづくりの本質を知り、ワクワクを感じる、そんな学びのスタイル!専門学校 / 群馬
-
玉川大学(工学部)「全人教育」を理念に、学生一人ひとりのもつ可能性を引き出し、夢の実現に挑戦する人材を育成。緑豊かなキャンパスには、教育・文・芸術・経営・観光・リベラルアーツ・農・工学部の様々な夢をもつ学生が集います。私立大学 / 東京
-
群馬日建工科専門学校(建築インテリアデザイン科)日本最大の「建築士養成校」日建グループ!入学者のほとんどが初めて建築・インテリアを学びます。初心者でも分かりやすい安心の授業を展開し、建築・インテリアのスペシャリストを目指します!専門学校 / 群馬
-
三重大学(工学部)国公立大学 / 三重
-
千葉工業大学(応用化学科)日々進化し続ける世界を支えるプロフェッショナル人材となるために、5学部17学科、5研究科14専攻の学びがあります。専門性に特化したカリキュラム、最先端の充実した学習環境が、就職の強さにつながっています。私立大学 / 千葉・東京
-
東京サイクルデザイン専門学校(自転車スタンダードコース(2年制))なめらかなフレーム、美しいスポーク、隙のないフォルム…。その繊細な造形美を、デザイン・設計・組み立てるために、専門的な技術や知識を身につけていきます。自転車というものづくりに熱中できる学校です。専門学校 / 東京
環境工学とはどんな学問?
環境工学とはどんな学問?
環境工学と他の学問とのかかわり
環境工学では何をどのように学ぶか
環境工学はこんな人に向いている
環境工学を学んだ後の進路と今後の展望
環境工学の先生に聞く
環境工学ではこんな研究をしています
環境工学のここが面白い
もっと先生たちに聞いてみよう
都市に緑を増やして人々が住みやすい環境を創り出す先生
東京都市大学 環境学部環境創生学科
飯島 健太郎 教授
農業、電子・機械部品、食品、商社など幅広い分野が目指せます
徳島文理大学 徳島文理大学 理工学部 ナノ物質工学科
梶山 博司教授
見えない所を、見える化。持続可能な社会実現を目指す先生
日本大学 理工学部土木工学科
小林 義和 教授
環境工学の学生に聞く
もっと在校生たちに聞いてみよう
たくさんの人と関わりながら環境について研究する毎日が楽しい!
大阪産業大学 建築・環境デザイン学部(仮称) ※2025年4月開設予定(構想中)現:デザイン工学部 環境理工学科
西岡 良晏さん
オンライン授業を経て対面授業に意欲と手応え。実験が楽しみに
東北工業大学 工学部 環境応用化学課程(旧:環境応用化学科)
高橋 紗瑛さん
大好きな自然に触れられる2年間。将来に向けて知識が深まります
東京環境工科専門学校 自然環境保全学科 野生動物保護管理コース
本多 智咲さん
もっと卒業生たちに聞いてみよう
古民家リフォームで「想像」を「創造」に。お客様の想いを形にできる仕事がしたい
東北職業能力開発大学校
専門課程 住居環境科卒
人々の暮らしに欠かせない建物やインフラ設備を造っています
愛知工業大学
工学部 土木工学科 土木工学専攻 卒 ※2024年4月 土木工学科から社会基盤学科に名称変更
人を動かし、地図に残るような大きな仕事にどんどん挑戦していきたいです
岡山科学技術専門学校
測量環境工学科 卒