はじめに
水環境は，水質・水量・生物・底質・水辺・景観など多様な要素から構成されており，それら水環境の全体が保全される必要がある。そのためには，水環境や水循環を俯瞰した統合的流域水管理の手法を構築しなければならない。また，水環境を保全し，水循環を再生するためには，下水処理場と云った地域水施設の果たす役割が重要になってくる。さらに，水環境を直接的に浄化することも必要になる場合がある。都市環境工学研究室では，
環境浄化・生態系保全・総合水管理・廃水処理
といった各種の技術・システムを用いて水環境を総合的に保全することに取り組んでいる。
研究内容詳細
環境浄化
生態系保全
富栄養化が進行した湖沼で問題となるアオコに注目し，アオコを浄化するための研究を進めています。アオコとは微細生物の藍藻が異常増殖することにより水面を緑色に染める現象で国内外で発生し，利水上の問題や生態系の劣化を引き起こしています。当研究室では生態系の機能を活用することで，省エネで持続的なアオコ抑制技術の開発を目指しています。具体的には
① 珪藻を利用したアオコ抑制技術の開発
② 食物連鎖を有効活用したアオコ抑制技術の開発
といった研究に取り組んでいます。
健全な生態系はヒトの持続的発展に不可欠な生態系サービスを提供してくれるとともに，生態工学的手法開発の基盤としても大切なため，生態系保全を進めていくことはとても重要です。当研究室ではとくに水圏生態系に注目し，生物多様性（様々な種が共存できる健全な生態系の姿）を維持していくためにどのような対策が必要か明らかにするために，九州地方の湖沼や河川などを対象として，フィールド調査を行うとともに，水生動物の飼育実験などを進めています。
図 環境浄化-1 福岡県内のため池（左）や中国の太湖（右）で発生したアオコの様子
図 環境浄化-2 アオコを形成する藍藻Microcystis属 のコロニー内に珪藻Nitzschia paleaが侵入している様子。珪藻のこの性質をアオコ対策に活用することを目指している。
図 環境浄化-3 アオコが発生する秋田県八郎湖を対象に食物網を調べた結果。ゾウミジンコがアオコを食べていることが明らかになったが，ゾウミジンコはワカサギに選択的に食べられていた。ワカサギ漁獲量を増やせば，ゾウミジンコが増え，アオコ抑制につながる可能性がある。
図 生態系保全-1 佐賀県北山貯水池に生息する魚類（ワカサギ：左），動物プランクトン（上段），植物プランクトン（下段）。水生生物の生息状況をもとに湖沼の健康状態を評価するとともに，各水生生物の化学組成（脂肪酸組成，炭素・窒素安定同位体比，炭素・窒素・リン含有量など）を分析し，生態系の構造についても解析を行い，健全な生態系を保全するための管理方針の提言を目指している。
図 生態系保全-2 大型緑藻Micrasterias hardyi（上）はオーストラリアやニュージーランドの固有種であるが琵琶湖で大量発生しており在来の生態系への悪影響が懸念されている。当研究室では本種の生理・生態や九州地方の侵入状況を調べている。
在来巻貝のマルタニシ（下）は個体数が激減し絶滅危惧種に指定されている。当研究室ではマルタニシの生態系に果たす役割（水質浄化など）や保全対策について研究を進めている。
総合水管理
廃水処理
地域の水環境や水循環における廃水処理施設が果たす役割は非常に大きく，適切な管理・運転は総合的な水環境保全に不可欠です。当研究室では，九州大学伊都キャンパス内にある再生水処理施設の運転最適化に関する研究や，瑞梅寺川下流域に位置する下水処理施設の処理水が生態系の一次生産や生態系構造に与える影響などについて研究を進めております。
図 総合水管理-1 再生水処理施設の処理フロー。キャンパス内で発生する実験室廃水，食堂廃水などを再生水として，キャンパス内で再利用している。当研究室では運転管理の最適化を目指して，調査やシミュレーションモデルの開発を行っている。
引用元：九州大学 環境安全センターHP
http://kan-an.jimu.kyushu-u.ac.jp/01-center.html
図 総合水管理-2 下水処理水が流入する瑞梅寺川流域の調査風景。上段：ドローンによる植生調査の様子，下段：処理水放流口付近における採水調査の様子。
福島第一原子力発電所事故以降，放射性セシウムの除去技術の開発が廃水処理分野における喫緊の課題となっています。他方，下水処理施設で発生する汚泥の処理も問題となっています。当研究室では，下水処理施設で発生する下水汚泥溶融スラグを原材料とした高性能なセシウム吸着材の開発を行うことで，これらの問題を同時に解決することを目指しています。
また，活性炭や竹炭から作成したセシウム吸着材をプラズマ処理することによって性能を改善する取り組みも進めています。
図 廃水処理-1 下水汚泥溶融スラグ（上段）と電界放出形走査電子顕微鏡によって観察されたスラグ表面の様子（下段）。
当研究室ではスラグに熱アルカリ処理を施すことによって，より吸着能の高い吸着剤の開発を目指している。
図 廃水処理-2 プラズマ発生装置（上段）とプラズマ処理後の活性炭および竹炭由来吸着剤表面の官能基量（左下）と形状（右下）の様子。プラズマ処理によってセシウムの吸着量が増加することがこれまでの研究から分かっている。プラズマ処理を行うことによって官能基量や表面の状態が変化する様子が確認できることから，これらの変化が吸着能の違いを生み出していると考えられる。