表層湿地を利用した排水からの重金属および腸内細菌の除去に関するタイファ・ラティフォリアとシペラス・パピルスの性能の比較研究

/ /

日本語AIでPubMedを検索

PubMedの提供する医学論文データベースを日本語で検索できます。AI(Deep Learning)を活用した機械翻訳エンジンにより、精度高く日本語へ翻訳された論文をご参照いただけます。

Chemosphere.2020 Jul;260:127551. S0045-6535(20)31746-X. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127551.Epub 2020-07-07.

表層湿地を利用した排水からの重金属および腸内細菌の除去に関するタイファ・ラティフォリアとシペラス・パピルスの性能の比較研究

Comparative study on the performance of Typha latifolia and Cyperus Papyrus on the removal of heavy metals and enteric bacteria from wastewater by surface constructed wetlands.

Mohammed T M H Hamad

PMID: 32683013 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127551.

抄録

半乾燥国は、特に現在の世界的な気候変動に伴い、水不足に直面し続けている。この水不足は、エジプト、シリア、リビア、ヨルダンのような国では、過去50年以上にわたって継続的に増加しており、農業部門が国の水資源の85％以上を消費しています。エジプトの水不足の問題は、高度な都市化、産業利用の増加、高度な処理プロセスの高コスト化によって、さらに大きな課題となっている。これらの課題は、農地の灌漑に未処理の廃水や処理の悪い廃水を利用することにつながっている。そこで本研究では、このような課題を解決するために、タイファ・ラティフォリアとシペラス・パピルスをゼオライト基材に支持させた湿地帯を構築し、水の浄化に利用するという環境に優しい技術を提案した。その結果、タイファラティフォリアを植栽した湿地では、COD, BOD, TSS, アンモニアの除去効率がそれぞれ68.5%, 71%, 70%, 82.3%であった。一方、COD、BOD、TSS、アンモニアの除去効率は、それぞれ85.5％、86.2％、83.9％、92.3％であった。その結果、細菌学的パラメータは99.9%まで低下し、3日間でサルモネラ菌を完全に除去することができた。Box-Behnkenデザインを用いて、接触時間(24-72h)と金属の初期濃度(15-45mgL)を含む独立因子とその反応を最適化した。植物茎16本、初期金属濃度15mgLの場合、CuとZnの除去効率は最適反応時間(72h)の72％、84％であった。

Semi-arid countries continue to face water scarcity, especially with the current global climatic changes. This scarcity has continuously increased over the last five decades in countries like Egypt, Syria, Libya and Jordan, where the agriculture sector consumes more than 85% of the country's water resources. The problem of water scarcity in Egypt is further challenged by high levels of urbanization, increasing industrial uses, and the high cost of advanced treatment processes. These challenges lead to the utilization of untreated or poorly treated wastewater for irrigation of agricultural crop fields. Thus, the current study proposes the use of an eco-friendly technology consisting of a constructed wetland planted with Typha latifolia and Cyperus papyrus supported with zeolite substrate for water purification, to curb this challenge. The results showed that, the removal efficiency of COD, BOD, TSS, and ammonia were 68.5%, 71%, 70%, and 82.3%, respectively by Typha latifolia bed. On the other hand, the removal efficiency of COD, BOD, TSS and ammonia were 85.5%, 86.2%, 83.9% and 92.3% respectively by Cyperus papyrus bed. As a result, bacteriological parameters were reduced to 99.9%, and complete removal of Salmonella sp was achieved during three days by Cyperus papyrus. Box-Behnken design was utilized to optimize independent factors, including contact time (24-72h) and initial concentration of metals (15-45 mg L) and their responses. The removal efficiency of Cu and Zn were 72% and 84%, respectively of the optimum reaction time (72 h), with 16 plant stems and an initial metal concentration of 15 mg L.