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助成番号 173148
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

難分解性下水マーカーによる熊本地震前後の地下水質評価法の確立とその応用

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Assessment of groundwater pollution by using persistent sewer tracers after the2016 Kumamoto Earthquake

研究氏
代表名
者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ

ナカタ

ハルヒコ

研究期間 Ｂ

２０１７ ～ ２０２０ 年

漢字 ＣＢ

中田晴彦

報告年度 ＹR

２０１９ 年

Haruhiko

研究機関名

熊本大学

ﾛｰﾏ字 ＣＺ Nakata

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名

熊本大学大学院先端科学研究部

概要2016 年 4 月に発生した熊本地震の影響で、下水管の一部が破損し汚水による地下水汚染の可能性が懸念されている。そこで本研究は、地震前後の地下水に含まれる下水マーカー（人工甘味料のアセスルファム [ACE]）を測定し、地震前後の濃度変化を詳細に比較解析して、下水管の破損規模や早急に修繕を要する地点の把握を試みた。また、地下水を飲用利用する自治体を対象に試料を採取・分析し、災害時の地下水保全管理に資する「減災の備え」となる基礎データの蓄積を目的とした。
熊本市内の約 50 地点から採取した地下水中 ACE 濃度について、熊本地震前後で比較した。その結果、地震後に熊本市中心部と南部および東部の 4 地点で 10 倍以上の濃度上昇が認められ、いずれも 5 ng/L 以上の高値を示した。一方、市中心部の高濃度地点からわずか 150 m の距離にある別の場所で採取した地下水の ACE濃度は 0.50 ng/L と低く、地震前後で濃度差は見られなかった。本結果は、熊本地震の影響で当該地点下水管が破損した可能性を強く示唆しており、得られた知見は熊本市水道局に提供して情報共有を図った。
また、地下水を飲用利用する自治体（熊本県八代市・山鹿市・愛媛県西条市）を対象に、各市役所の協力を得て地下水中 ACE を測定して平時データの取得を行った。その結果、八代市内の浄化槽区域の民家の試料から高濃度の ACE が検出され、浄化槽の不具合による下水漏出の可能性が窺えた。その点を検証するため、当該民家のトイレから高濃度の人工甘味料標準溶液を流して経時的に地下水を採取・分析したところ、実験開始 1 カ月後に地下水中 ACE 濃度が 5 倍も上昇し、その 1 カ月後には元の濃度にまで低下した。再度、人工甘味料溶液をトイレから流し地下水を経時的に分析したところ、その 3 カ月後に平時の約 3 倍の濃度上昇が確認された。得られた知見は、上記の民家で浄化槽の不具合による下水漏出の発生を強く示唆しており、人工甘味料を用いて地下水質を高感度に評価可能な本手法の有用性が示された。

キーワード ＦＡ

熊本地震

下水管破損

アセスルファム

（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -平時データ

発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ

地下水中の人工甘味料を用いた浄化槽の老朽化判定に関する実証的検討

著者名 ＧＡ

山内拓也 他 3 名

雑誌名 ＧＣ第 28 回環境化学討論会 講演要旨集

ページ ＧＦ

9 ～ 10

発行年 ＧＥ

2

雑誌

019巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ

難分解性下水マーカーによる地下インフラのリスク管理に関する基礎研究―大規模災害に備えて

著者名 ＧＡ

石井絵理 他 1 名

雑誌名 ＧＣ第 51 回日本水環境学会年会 講演要旨集

ページ ＧＦ80

発行年 ＧＥ

2

雑誌

19巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ

Sugar-like Chemicals in groundwater may play an important role to identify damaged sewer pipes in Japan:
Application to Myanmar

著者名 ＧＡEri Ishii and other 3co-authors

雑誌名 ＧＣ

Abstract of Joint Seminar on Environmental Chemistry for Collaboration
Research between Myanmar and Japan

ページ ＧＦ

9発行年 ＧＥ

2

雑誌

0018

巻号 ＧＤ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ発行年 ＨＤ総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要
It was suspected that sewer pipes were seriously damaged by the Kumamoto Earthquake in 2016,
resulting in the occurrence of groundwater pollution. This study aimed to identify the location of broken
sewer pipe by measurement of typical sewage tracer, such as acesulfame (ACE), in groundwater before
and after the earthquake. Also, ACE was analyzed in groundwater from several cities to obtain basic
information of ACE concentrations to prepare the event of upcoming disaster.
After the earthquake, ACE concentrations in groundwater increased more than 10 times in four
sampling sites in the central, southern and eastern Kumamoto city. In contrast, ACE concentrations insome locations were less than 0.50 ng/L, and there was no difference of the concentrations between
before and after the earthquake. These results suggest that some sewer pipes were broken by theKumamoto earthquake, and the information was provided to the Kumamoto City Waterworks Bureau toshare information of damaged sewer pipe after the earthquake.
In addition, groundwater samples collected from Yatsushiro, Yamaga and Saijo cities were analyzed
for ACE to prepare for the disaster. As a result, high concentration ACE was detected from a sample of a
private house in the septic tank area in Yatsushiro city. This implies the possibility of sewer leakage from adamaged septic tank. In order to investigate this phenomenon, a high concentration ACE solution wasdischarged from a toilet of the private house, and the levels in groundwater was monitored for 9 months.
Interestingly, ACE concentration in the groundwater increased five times after one month of theexperiment started. Further, ACE levels in groundwater also increased when ACE solution was flushedfrom the toilet again. These results clearly suggest a leakage sewer into groundwater, indicating that ACE
is a sensitive and suitable sewer maker to monitor groundwater pollution.

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