研究者詳細

顔写真

オオイシ　ワカナ
大石　若菜
Wakana Oishi
所属
大学院工学研究科　土木工学専攻　水環境学講座（環境水質工学分野）
職名
助教
学位

  • 博士（工学）（東北大学）

  • 修士（環境工学）（北海道大学）

e-Rad 研究者番号
90965849

経歴 4

  • 2023年4月 ～ 継続中
    北九州市立大学　非常勤講師

  • 2022年4月 ～ 継続中
    東北大学　大学院工学研究科 土木工学専攻　助教

  • 2020年4月 ～ 2022年3月
    東北大学　大学院工学研究科　日本学術振興会特別研究員(DC2)

  • 2016年4月 ～ 2019年2月
    日立造船株式会社　環境事業本部

学歴 3

  • 東北大学　大学院工学研究科　土木工学専攻

    2019年4月 ～ 2022年3月

  • 北海道大学　大学院工学院　環境創成工学専攻

    2014年4月 ～ 2016年3月

  • 北海道大学　工学部　環境社会工学科 衛生環境工学コース

    2010年4月 ～ 2014年3月

委員歴 7

  • 土木学会 環境工学委員会　委員

    2025年4月 ～ 継続中

  • 土木学会 環境システム委員会　委員

    2025年4月 ～ 継続中

  • 土木学会 環境工学委員会 中長期下水道施設システム調査小委員会　委員

    2024年4月 ～ 継続中

  • 土木学会 環境システム委員会　リエゾン委員（環境工学委員会）

    2023年4月 ～ 2025年3月

  • 土木学会 環境工学委員会　副幹事長

    2023年4月 ～ 2025年3月

  • 日本水環境学会 特集企画編集部会　編集委員

    2022年10月 ～ 2025年3月

  • ヤング・ウォーター・プロフェッショナルズ (Japan-YWP)　運営委員

    2018年4月 ～ 2024年3月

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

所属学協会 2

  • 土木学会

    2022年4月 ～ 継続中

  • 日本水環境学会

    2022年4月 ～ 継続中

研究キーワード 3

  • 消毒

  • サニテーション

  • 環境工学

研究分野 2

  • ライフサイエンス / 衛生学、公衆衛生学分野：実験系を含む /

  • 社会基盤（土木・建築・防災） / 土木環境システム /

受賞 7

  1. Best Research Award

    2024年6月　International Society for Food and Environmental Virology　Prediction of COVID-19 cases based on various explanatory variables using machine learning methods

  2. 令和5年度 建設工学研究奨励賞

    2024年5月　一般財団法人建設工学研究振興会　持続可能な水インフラを計画するための数理的研究

  3. 令和3年度 土木学会論文奨励賞

    2022年5月　土木学会　スパース推定法と階層ベイズ推定法による環境水中ウイルス自然死滅モデルの構築

  4. 令和3年度 東北大学 工学研究科長賞

    2022年3月　東北大学工学研究科

  5. 第24回日本水環境学会シンポジウム 博士研究奨励賞（オルガノ賞）優秀賞

    2021年9月　日本水環境学会　予測環境微生物学に基づく資源回収型サニテーションの病原リスク管理手法の構築

  6. 若手研究優秀賞

    2021年4月　東北大学感染症共生システムデザイン学際研究重点拠点　Development of a COVID-19 infection risk map in Sendai city

  7. 第57回環境工学研究フォーラム論文奨励賞

    2021年1月　土木学会 環境工学委員会　スパース推定法と階層ベイズ推定法による環境水中ウイルス自然死滅モデルの構築

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

論文 24

  1. Aptamer-based biosensors for wastewater surveillance of influenza virus, SARS-CoV-2, and norovirus: A comprehensive review

    Yilei Wang, Mohan Amarasiri, Wakana Oishi, Masayasu Kuwahara, Yuka Kataoka, Hiroki Kurita, Fumio Narita, Rong Chen, Qian Li, Daisuke Sano

    Water Research　123484-123484　2025年3月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.watres.2025.123484 　

    ISSN：0043-1354

  2. Quantitative microbial risk assessment of antibiotic-resistant Salmonella enterica contaminating hydroponic leafy vegetables

    Shun Takayama, Qian Zhang, Ye Htut Zwe, Dan Li, Daisuke Sano, Wakana Oishi

    Microbial Risk Analysis　27-28　100330-100330　2024年12月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.mran.2024.100330 　

    ISSN：2352-3522

  3. Quantitative evaluation of water, sanitation, and hygiene measures on COVID-19 pandemic peak reduction in the Philippines. 国際誌

    Sewwandi Bandara, Clyde Dapat, Wakana Oishi, Emmanuel Kagning Tsinda, Mayuko Saito, Daisuke Sano

    The Science of the total environment　949　175055-175055　2024年11月1日

    DOI： 10.1016/j.scitotenv.2024.175055 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    New cases of coronavirus disease 2019 (COVID-19) are continually being recorded worldwide, despite global efforts in implementing non-pharmaceutical interventions and establishing vaccination programs. This trend highlights the need to identify the factors associated with the continued spread of COVID-19. The World Health Organization recommends hand washing as a cost-effective intervention for preventing COVID-19, indicating that water, sanitation, and hygiene (WaSH) are central to the prevention of the disease. However, low- and middle-income countries lack adequate access to WaSH, which increases the risk of contracting COVID-19. The aim of this study was to identify the WaSH factors associated with the incidence of COVID-19 and quantitatively estimate the effects of improvements in WaSH on reducing the incidence of COVID-19 during the peak of the pandemic. Lasso regression and extreme gradient boosting models were used to identify the WaSH factors. Distinct estimation models were developed to assess the effect of WaSH in rural regions under two assumptions: increasing regional basic sanitation coverage up to 25 % and 50%. The reduction in the incidence of COVID-19 during the peak of the pandemic was calculated for each rural region. The results of the analyses indicated that basic sanitation is important for reducing the incidence of COVID-19 in rural regions compared to urban regions in the Philippines. In addition, the results suggested that increasing basic sanitation coverage could reduce the incidence of COVID-19 by 2-66 %, alleviating the burden on healthcare facilities. This study indicates that improved basic sanitation infrastructure are needed in rural Philippines. The results of this study emphasise the significance of WaSH as an indicator of COVID-19 incidence, highlighting the need for its enhancement to enable the achievement of sustainable disease prevention and pandemic preparedness goals.

  4. Identification of environmental, socioeconomic, water, sanitation, and hygiene (WaSH) factors associated with COVID-19 incidence in the Philippines: A nationwide modelling study. 国際誌

    Sewwandi Bandara, Clyde Dapat, Wakana Oishi, Emmanuel Kagning Tsinda, Lea Necitas G Apostol, Naoko Hirayama, Mayuko Saito, Daisuke Sano

    The Science of the total environment　946　174214-174214　2024年10月10日

    DOI： 10.1016/j.scitotenv.2024.174214 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Despite the implementation of non-pharmaceutical interventions, the threat of coronavirus disease 2019 (COVID-19) remains significant on a global scale. Identifying external factors contributing to its spread is crucial, especially given the World Health Organization's recommendation emphasizing access to water, sanitation, and hygiene as essential in curbing COVID-19. There is a notable discrepancy in access to sanitation facilities, particularly evident in low- and middle-income countries. However, there is a lack of quantitative assessments regarding these factors. This study examines various environmental, socioeconomic, water, sanitation, and hygiene factors and their associations with COVID-19 incidence. All regions in the Philippines were categorized into clusters based on socioeconomic factors. A conceptual structural equation model (SEM) was developed using domain knowledge. The best-fitting SEM for each cluster was determined, and associations between factors and COVID-19 incidence were estimated. The correlation analysis revealed that rainfall, minimum temperature, and relative humidity were positively correlated with weekly COVID-19 incidence in urban regions. Maximum temperature, mean temperature, wind speed, and wind direction were negatively correlated with weekly COVID-19 incidence in rural regions, with time lags of 0, 3, and 7 weeks. In urban regions (Cluster 1), factors such as urbanization rate (1.00), area (-0.93), and population (0.54) were found to be associated with weekly COVID-19 incidence. Conversely, in rural regions (Cluster 2), factors including area (0.17), basic sanitation (0.84), and wind direction (0.83) showed associations with weekly COVID-19 incidence. These factors were causally associated with a latent variable reflecting the hidden confounders associated with COVID-19 incidence. It is important to note that sanitation factors were associated only in rural regions. Improving access to sanitation facilities in rural regions of the Philippines is imperative to effectively mitigate disease transmission in future pandemics. Identification of the causal effect of unobserved confounders with COVID-19 incidence is recommended for future research.

  5. Sensitivity Evaluation of Enveloped and Non-enveloped Viruses to Ethanol Using Machine Learning: A Systematic Review

    Aken Puti Wanguyun, Wakana Oishi, Daisuke Sano

    Food and Environmental Virology　16　(1)　1-13　2024年3月

    DOI： 10.1007/s12560-023-09571-2 　

    ISSN：1867-0334

    eISSN：1867-0342

  6. 生活排水処理システムの多面的評価と集中分散ベストミックスのための数理最適化

    大石若菜, 中里悠人, 水谷大二郎, 佐野大輔

    土木学会論文集　80　(25)　2024年

  7. Genetic diversity of murine norovirus populations less susceptible to chlorine

    Aken Puti Wanguyun, Wakana Oishi, Andri Taruna Rachmadi, Kazuhiko Katayama, Daisuke Sano

    Frontiers in Microbiology　15　2024年

    DOI： 10.3389/fmicb.2024.1372641 　

    eISSN：1664-302X

  8. Decay rate estimation of respiratory viruses in aerosols and on surfaces under different environmental conditions

    Sewwandi Bandara, Wakana Oishi, Syun-suke Kadoya, Daisuke Sano

    International Journal of Hygiene and Environmental Health　251　114187-114187　2023年6月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.ijheh.2023.114187 　

    ISSN：1438-4639

    eISSN：1618-131X

  9. Resource recovery technologies as microbial risk barriers: towards safe use of excreta in agriculture based on hazard analysis and critical control point

    Wakana Oishi, Björn Vinnerås, Daisuke Sano

    Environmental Science: Water Research and Technology　9　(4)　1008-1029　2023年3月1日

    DOI： 10.1039/d2ew00832g 　

    ISSN：2053-1400

    eISSN：2053-1419

  10. Estimation of alkali dosage and contact time for treating human excreta containing viruses as an emergency response: a systematic review

    Wakana Oishi, Daisuke Sano

    Frontiers in Public Health　11　2023年

    DOI： 10.3389/fpubh.2023.1286595 　

    eISSN：2296-2565

  11. Comparison of five polyethylene glycol precipitation procedures for the RT-qPCR based recovery of murine hepatitis virus, bacteriophage phi6, and pepper mild mottle virus as a surrogate for SARS-CoV-2 from wastewater. 国際誌

    Shotaro Torii, Wakana Oishi, Yifan Zhu, Ocean Thakali, Bikash Malla, Zaizhi Yu, Bo Zhao, Chisato Arakawa, Masaaki Kitajima, Akihiko Hata, Masaru Ihara, Shigeru Kyuwa, Daisuke Sano, Eiji Haramoto, Hiroyuki Katayama

    The Science of the total environment　807　(Pt 2)　150722-150722　2022年2月10日

    DOI： 10.1016/j.scitotenv.2021.150722 　

    ISSN：0048-9697

    eISSN：1879-1026

  12. COVID-19 case prediction via wastewater surveillance in a low-prevalence urban community: a modeling approach. 国際誌

    Yifan Zhu, Wakana Oishi, Chikako Maruo, Sewwandi Bandara, Mu Lin, Mayuko Saito, Masaaki Kitajima, Daisuke Sano

    Journal of water and health　20　(2)　459-470　2022年2月

    DOI： 10.2166/wh.2022.183 　

    ISSN：1477-8920

    eISSN：1996-7829

  13. PROJECTING VIRUS INACTIVATION EFFICIENCY IN CHLORINE DISINFECTION TOWARDS HYGIENIC SAFETY MANAGEMENT OF WASTEWATER EFFLUENT WITH AN ENVIRONMENAL PREDICTIVE MICROBIOLOGICAL APPROACH

    Atsuhiro ISHII, Wakana OISHI, Syun-suke KADOYA, Daisuke SANO

    Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research)　78　(7)　III_11-III_21　2022年

    出版者・発行元： Japan Society of Civil Engineers

    DOI： 10.2208/jscejer.78.7_iii_11 　

    eISSN：2185-6648

  14. Experimental Adaptation of Murine Norovirus to Calcium Hydroxide. 国際誌

    Wakana Oishi, Mikiko Sato, Kengo Kubota, Ryoka Ishiyama, Reiko Takai-Todaka, Kei Haga, Kazuhiko Katayama, Daisuke Sano

    Frontiers in microbiology　13　848439-848439　2022年

    DOI： 10.3389/fmicb.2022.848439 　

    eISSN：1664-302X

  15. Predictive Environmental Microbiology for Safe Use of Sanitation Products in Agriculture: Challenges and Perspectives

    Wakana Oishi, Björn Vinnerås, Joan B. Rose, Daisuke Sano

    Environmental Science & Technology Letters　8　(11)　924-931　2021年11月9日

    出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.estlett.1c00537 　

    ISSN：2328-8930

    eISSN：2328-8930

  16. Early warning of COVID-19 in Tokyo via wastewater-based epidemiology: How feasible it really is? 査読有り

    Yifan Zhu, Wakana Oishi, Mayuko Saito, Masaaki Kitajima, Daisuke Sano

    Journal of Water and Environment Technology　19　(3)　170-183　2021年6月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2965/jwet.21-024 　

    eISSN：1348-2165

  17. Early warning of COVID-19 via wastewater-based epidemiology: potential and bottlenecks. 国際誌

    Yifan Zhu, Wakana Oishi, Chikako Maruo, Mayuko Saito, Rong Chen, Masaaki Kitajima, Daisuke Sano

    The Science of the total environment　767　145124-145124　2021年5月1日

    DOI： 10.1016/j.scitotenv.2021.145124 　

    ISSN：0048-9697

    eISSN：1879-1026

  18. Hierarchical Bayesian modeling for predictive environmental microbiology toward a safe use of human excreta: Systematic review and meta-analysis. 国際誌

    Wakana Oishi, Syun-Suke Kadoya, Osamu Nishimura, Joan B Rose, Daisuke Sano

    Journal of environmental management　284　112088-112088　2021年4月15日

    DOI： 10.1016/j.jenvman.2021.112088 　

    ISSN：0301-4797

    eISSN：1095-8630

  19. Viral Interference as a Factor of False-Negative in the Infectious Adenovirus Detection Using Integrated Cell Culture-PCR with a BGM Cell Line. 国際誌

    Daisuke Sano, Ryosuke Watanabe, Wakana Oishi, Mohan Amarasiri, Masaaki Kitajima, Satoshi Okabe

    Food and environmental virology　13　(1)　84-92　2021年3月

    DOI： 10.1007/s12560-020-09453-x 　

    ISSN：1867-0334

    eISSN：1867-0342

  20. ウイルス感染症流行制御のための下水疫学調査のエッセンス

    大石 若菜, Zhu Yifan, 丸尾 知佳子, 斉藤 繭子, 北島 正章, 佐野 大輔

    水環境学会誌　44　(5)　125-133　2021年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本水環境学会

    DOI： 10.2965/jswe.44.125 　

    ISSN：0916-8958

    eISSN：1881-3690

    詳細を見る 詳細を閉じる

    新型コロナウイルス感染症の世界的な大流行の中, 下水疫学調査による感染流行規模の把握や変異株の早期検知が期待されている。本稿では, ウイルス感染症対策における下水疫学調査の実装に必要な要素および課題を解説した。下水疫学調査の実装のためには, 下水試料の採取方法と濃縮方法の最適化および下水中ウイルス濃度に基づく感染者数推定モデルの構築が必須である。日本国内においては, 感染症が定点把握疾患に分類される場合において, 下水処理場の流入下水の分析結果を用いて早期検知が可能である。感染者数推定モデルの構築においては, 感染症に共通の変数と感染症ごとに特有の変数が存在する。感染者のウイルス排出プロファイル等の個人差や処理区域人口の日内変動等に起因する変数の変動性や不確実性に対応可能なモデルの構築に引き続き取り組んでいく必要がある。

  21. Inactivation kinetics modeling of Escherichia coli in concentrated urine for implementing predictive environmental microbiology in sanitation safety planning. 国際誌

    Wakana Oishi, Ikuo Kato, Nowaki Hijikata, Ken Ushijima, Ryusei Ito, Naoyuki Funamizu, Osamu Nishimura, Daisuke Sano

    Journal of environmental management　268　110672-110672　2020年8月15日

    DOI： 10.1016/j.jenvman.2020.110672 　

    ISSN：0301-4797

    eISSN：1095-8630

  22. スパース推定法と階層ベイズ推定法による環境水中ウイルス自然死滅モデルの構築

    大石 若菜, 加藤 郁生, 西村 修, 佐野 大輔

    土木学会論文集Ｇ（環境）　76　(7)　III_449-III_460　2020年

    出版者・発行元： 公益社団法人 土木学会

    DOI： 10.2208/jscejer.76.7_iii_449 　 10.2208/jscejer.78.7_iii_11_references_DOI_MM1xoWWJ81rVG1P9Wjd9uvbueQm 　

    ISSN：1341-5115

    eISSN：2185-6648

    詳細を見る 詳細を閉じる

    環境水中における病原体の自然死滅モデルは，環境水の利用における微生物学的安全性の予測的管理に必要である．本研究では，多様な環境条件下にある環境水中において適用可能なウイルス自然死滅モデルの構築を試みた．系統的文献検索により収集した水質条件とウイルス不活化速度のデータセットにスパース推定法を適用することで説明変数の選択を行なった．その結果，環境水中のウイルス不活化速度定数は，ウイルス初期濃度，アルカリ性側pH，酸性側pHの二乗項，及び水温の二乗項の関数として表された．さらに，階層ベイズ推定法を適用し，任意の水質条件におけるウイルス濃度の経時変化を推定した．構築したモデルの検証実験をエンテロウイルスを用いて行ったところ，ウイルス濃度は予測値の95%信用区間内に収まることが示された．

  23. Sign-constrained linear regression for prediction of microbe concentration based on water quality datasets. 国際誌

    Tsuyoshi Kato, Ayano Kobayashi, Wakana Oishi, Syun-Suke Kadoya, Satoshi Okabe, Naoya Ohta, Mohan Amarasiri, Daisuke Sano

    Journal of water and health　17　(3)　404-415　2019年6月

    DOI： 10.2166/wh.2019.001 　

    ISSN：1477-8920

    eISSN：1996-7829

  24. Identification of the inactivating factors and mechanisms exerted on MS2 coliphage in concentrated synthetic urine. 国際誌

    Wakana Oishi, Daisuke Sano, Loic Decrey, Syunsuke Kadoya, Tamar Kohn, Naoyuki Funamizu

    The Science of the total environment　598　213-219　2017年11月15日

    DOI： 10.1016/j.scitotenv.2017.04.088 　

    ISSN：0048-9697

    eISSN：1879-1026

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

MISC 2

  1. 私の体験談と将来の展望

    大石若菜

    日本水環境学会誌　47A　(11)　408-409　2024年11月

  2. 環境予測微生物学

    大石若菜

    日本水環境学会誌　46A　(12)　427-428　2023年12月

書籍等出版物 1

  1. 講座 サニテーション学4 サニテーションと健康

    原田, 英典, 山内, 太郎, 三島, 伸介, 佐井, 旭, 中澤, 港, 杉田, 映理, 五味, 良太, 大石, 若菜, 佐野, 大輔, 浅田, 安廣, 神原, 咲子

    北海道大学出版会　2023年3月

    ISBN: 9784832929548

講演・口頭発表等 16

  1. 多視点に基づく集中分散ベストミックスの数理的探索 招待有り

    大石若菜

    土木学会環境工学委員会中長期下水道施設システム調査小委員会・国土交通省主催講演会「下水の道を極める−破−」　2025年2月7日

  2. 生活排水処理システムの多面的評価と集中分散ベストミックスのための数理最適化

    大石若菜, 中里悠人, 水谷大二郎, 佐野大輔

    第61回環境工学研究フォーラム　2024年11月28日

  3. 多面的評価に基づく生活排水処理システムの集合処理・個別処理の組み合わせ最適化

    大石若菜, 中里悠人, 水谷大二郎, 佐野大輔

    第52回環境システム研究論文発表会　2024年11月3日

  4. 健康を支える土木 招待有り

    大石若菜

    東北大学・教養教育院・ILAS コロキウム2023「若手研究者が語る『知』の最前線」　2023年11月14日

  5. 定量・検出限界値の考え方 招待有り

    佐野大輔, 大石若菜

    日本下水道新技術機構・下水疫学における最新の動向に関するWEBセミナー　2023年6月21日

  6. Revealing the spatial and temporal dynamics of COVID-19 by wastewater surveillance

    Oishi, W, Hara, Y, Iryo, T, Sano, D

    2022 International Conference on the “Challenges in Environmental Science and Engineering”(CESE-2022)

  7. ウイルス感染症流行制御のための下水疫学調査 招待有り

    大石若菜

    NPO 法人廃棄物地盤工学研究会令和3年度セミナー　2022年3月15日

  8. 病原体不活化モデルに基づくし尿の衛生学的安全管理手法の確立

    大石若菜, 佐野大輔

    第13回廃棄物資源循環学会東北支部・第9回日本水環境学会東北支部 合同研究発表会　2022年2月19日

  9. Hierarchical Bayesian modeling for predictive environmental microbiology towards safe resource recovery from human excreta

    Wakana Oishi, Syun-suke Kadoya, Osamu Nishimura, Daisuke Sano

    2021 International Conference on the “Challenges in Environmental Science and Engineering”

  10. 予測環境微生物学に基づく資源回収型サニテーションの病原リスク管理手法の構築

    大石若菜, 西村修, 片山和彦, 戸高玲子, 芳賀慧, 佐野大輔

    第24回日本水環境学会シンポジウム

  11. Inactivation kinetic modelling of Escherichia coli in the concentrated synthetic urine

    Oishi, W, Kato, I, Nishimura, O, Sano, D

    IWA Digital World Water Congress　2021年

  12. スパース推定法と階層ベイズ推定法による環境水中ウイルス自然死滅モデルの構築

    大石若菜, 加藤郁夫, 西村修, 佐野大輔

    第57回環境工学研究フォーラム

  13. Natural inactivation kinetics modeling of a waterborne enteric virus in surface water by sparse regression and hierarchical Bayesian estimation

    Oishi, W, Kato, I, Nishimura, O, Sano, D

    Water Environment and Technology Conference 2020

  14. Hierarchical Bayesian modeling for predictive environmental microbiology towards safe resource recovery from human excreta

    Oishi, W, Kadoya, S, Nishimura, O, Sano, D

    2nd Sustainable Waste Management Conference

  15. Inactivation and damage to bacteriophage MS2 by ammonia in human excreta

    Oishi, W, Decrey, L. Tezuka, R, Sano, D, Kohn, T, Funamizu, N

    11th IWA Specialist Group Conference on Wastewater Pond Technologies

  16. Inactivation of pathogenic bacteria in concentrated urine

    Oishi, W, Tezuka, R, Hijikata, N, Ito, R, Ushijima, K, Funamizu, N

    12th specialized conference on small water and Wastewater Systems & 4th specialized conference on resource-oriented sanitation

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

共同研究・競争的資金等の研究課題 5

  1. アフリカ都市周縁貧困地域の水・衛生由来下痢リスク構造と気候変動影響の解明

    原田 英典, 佐藤 圭輔, 五味 良太, 松田 知成, 浅田 安廣, 佐野 大輔, 大石 若菜

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Kyoto University

    2024年4月1日 ～ 2028年3月31日

  2. 水インフラによる持続可能な感染リスク制御のためのウイルス消毒適応メカニズムの解明

    大石 若菜

    2023年4月1日 ～ 2028年3月31日

  3. 熱帯湖沼におけるラジカルの光生成とその炭素動態への影響の解明

    吉村 千洋, 小松 一弘, 千賀 有希子, 大石 若菜

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)

    研究機関：Tokyo Institute of Technology

    2023年9月8日 ～ 2027年3月31日

  4. ヒト健康と生態系健全性に基づくサニテーションシステムの最適化

    大石 若菜

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

    研究機関：Tohoku University

    2022年8月31日 ～ 2024年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    サニテーションシステムの構築において、「ヒトの健康」及び「生態系健全度」をシステム全体の持続可能性評価に組み込む必要がある。しかし、既存の評価手法であるライフサイクルアセスメント（LCA）では、サニテーションシステムが重要な役割を担う水系感染症のリスク低減効果や生物多様性への寄与が評価の対象に含まれていない。本研究では、サニテーションシステムがヒトの健康及び生態系健全度にもたらす正負の影響を指標化し、モデル化することにより両方を達成可能なシステムを設計するための枠組みの構築を試みた。 水系感染症の疾病負荷を定式化するための第一段階として、資源回収型のサニテーションシステムにおける水系感染症リスク低減効果に関する文献調査を実施した。分散型サニテーションシステムに適用される処理プロセスを特定し、各々の処理プロセスについて、水系感染症の原因となる病原体の不活化効率を調査した。論文から抽出した処理条件に関するプロセスデータ及び対応する病原体対数不活化率のデータに回帰木モデルを適用することで、病原体を目標濃度まで不活化するために必要な処理条件を推定した。また、ヒト健康の達成に最適な処理条件では、生態系への影響や資源回収率の低下が懸念される処理プロセスを特定した。以上の成果を国際学術誌で発表した。 サニテーションシステムがヒトの健康にもたらす価値のひとつとして、下水中病原体監視による感染症蔓延の防止に着目した。し尿の発生源付近で試料を採取することによる早期検知の可能性を検証した結果、病原体が検出されるタイミングは下水処理場と変わらないものの、し尿の発生源付近では下水処理場よりも高濃度で検出されることが明らかになった。以上の成果を国際学会で発表した。

  5. ウイルス不活化モデルに基づくし尿の衛生学的安全管理手法の確立

    大石 若菜

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関：Tohoku University

    2020年4月24日 ～ 2022年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    し尿の利用における微生物学的安全性を担保するための消毒剤添加率及び処理時間の監視基準値の設定には、し尿中病原体不活化モデルが必要である。病原体不活化速度は温度やpH等の環境条件に依存することから、様々な性状のし尿に適用可能なモデルが必要である。また、消毒耐性ウイルスの出現も想定し、監視基準値を設定する必要があるが、ウイルスの消毒耐性メカニズムが明らかになっておらず、想定すべき消毒耐性のレベルを推定できていない。本研究では、病原体不活化モデルの構築および消毒剤低感受性マウスノロウイルスの消毒耐性メカニズムの解明を試みた。 文献の系統的文献検索から得た病原体の不活化率と環境条件に対して、スパースモデリングおよび階層ベイズモデリングを適用し、病原体不活化モデルを作成した。環境条件と反応時間をモデル式の説明変数とすることで、任意の条件と処理時間における病原体の不活化率を予測することに成功した。7種類の病原体とサロゲートについて、不活化モデルを構築し、し尿中における耐性を比較することで、重点的に管理すべき病原体と推奨される環境条件および処理時間を提言した。以上の成果を国際誌と国際学会で発表した。 胃腸炎ウイルスの代表であるノロウイルスのサロゲートとして、マウスノロウイルスを用い、消毒剤としてpH12に調整した水酸化カルシウム水溶液を使用して、消毒剤への曝露と細胞培養を5サイクル繰り返す実験進化を実施した。水酸化カルシウム水溶液への感受性試験を実施した結果、消毒と培養を繰り返して得られたマウスノロウイルスは、消毒剤へ曝露されなかったコントロールのマウスノロウイルスと比較して、水酸化カルシウム水溶液中での不活化速度が低下することが明らかとなった。次世代シーケンサーを用いて低感受性株と感受性株のゲノム配列を解析した結果、消毒剤低感受性株の構造タンパクに特異的な変異が検出された。

社会貢献活動 1

  1. 講話 泥遊びの実践

    ソニー幼児教育支援プログラム 2022年度優秀園 論文「この水って飲めるのかな」―泥遊びからはじまる きれいな水への探求―

    2022年8月29日 ～