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Seasonal biodegradation of the artificial sweetener acesulfame enhances its use as a transient wastewater tracer.

人工甘味料アセスルファムの季節的生物分解が廃水トレーサーとしての利用を強化する (機械翻訳の邦題)

Water research2023Marazuela MA, Formentin G, Erlmeier K, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

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研究デザイン
その他の原著論文
対象
未確定
出版年
2023
出典
doi.org
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出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

人工甘味料アセスルファムカリウム(ACE)は廃水処理や環境中での持続性から廃水トレーサーとして広く用いられてきたが、近年の生分解性がその妥当性を疑問視している。本研究では、約8年間の河川水と地下水のサンプリングデータに基づき、ACEを廃水マーカーとしてだけでなく、混合比や移動時間の算出、地下水モデルの較正に利用できる過渡トレーサーとして評価した。その結果、ACE濃度は温度に依存し、季節変動が大きいことが示された。河川水中のACE負荷は低温期(12月〜6月)に1.5〜4 mg/s、高温期(7月〜11月)に0〜0.5 mg/sと変動し、その変動幅は600%以上で、帯水層内でも3km以上保存された。この季節変動は他の甘味料や塩化物と比較して大きく、ACEが廃水流入や河岸濾過の過渡トレーサーとして利用可能であることを示した。さらに、ACE濃度ピークの到達時間から地下水流速や混合比を推定でき、数値モデルの較正に有用である。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

The persistence of the artificial sweetener acesulfame potassium (ACE) during wastewater treatment and subsequently in the aquatic environment has made it a widely used tracer of wastewater inputs to both surface water and groundwater. However, the recently observed biodegradation of ACE during wastewater treatment has questioned the validity of this application. In this study, we assessed the use of ACE not only as a marker of wastewater, but also as a transient wastewater tracer that allows both the calculation of mixing ratios and travel times through the aquifer as well as the calibration of transient groundwater flow and mass transport models. Our analysis was based on data obtained in a nearly 8-year river water and groundwater sampling campaign along a confirmed wastewater-receiving riverbank filtration site located close to a drinking water supply system. We provide evidence that temperature controls ACE concentration and thus its seasonal oscillation. River water data showed that ACE loads decreased from 1.5-4 mg·s-1 in the cold season (December to June; T<10 °C) to 0-0.5 mg·s-1 in the warm season (July to November; T>10 °C). This seasonal variability of >600% was detectable in the aquifer and preserved >3 km, with ACE concentrations oscillating between -1 in the cold season. The large seasonal variation in ACE concentrations during wastewater treatment, compared to the other sweeteners (sucralose, cyclamate, and saccharin) and chloride enables its use as a transient tracer of wastewater inflows and riverbank filtration. In addition, the arrival time of the ACE concentration peak can be used to estimate groundwater flow velocity and mixing ratios, thereby demonstrating its potential in the calibration of groundwater numerical models.

MeSH

Environmental MonitoringGroundwaterSeasonsSweetening AgentsThiazinesWastewaterWaterWater Pollutants, Chemical

DOI 10.1016/j.watres.2023.119670

PMID 36731204

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