残留塩素に依存しない水道の水質管理手法に関する研究

文献情報

• 文献番号: 200738011A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 残留塩素に依存しない水道の水質管理手法に関する研究
• 課題番号: H17-健康-一般-025
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 国包 章一(国立保健医療科学院 水道工学部)

研究分担者(所属機関)

• 伊藤　禎彦(京都大学大学院　工学研究科)
• 大瀧　雅寛(お茶の水女子大学大学院　人間文化研究科)
• 島崎　大(国立保健医療科学院　水道工学部)
• 西村　和之(県立広島大学　生命環境学部)
• 船水　尚行(北海道大学大学院　工学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究 地域健康危機管理研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究費: 11,050,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

今日の水道における残留塩素保持の意義と必要性をわが国の水道の現状と最新の知見に照らして再検討し、残留塩素に依存しない新しい水道水質管理のあり方を明らかにすることにより、水道水の安全性及び快適性のより一層の向上を図ることを目的とする。

研究方法

水道原水中の病原微生物による汚染実態の把握、紫外線照射およびオゾン処理の消毒機構の比較と管理手法の開発、消毒副生成物による健康リスクの総括的評価、塩素処理と免疫毒性との関連性の検討、残留塩素に依存しない水道システムにおける健康リスク評価シミュレーションモデルの構築、水道の配水管路内における微生物再増殖の制御手法の検討などを行った。

結果と考察

配水管網や給水系内における微生物の再増殖のシミュレーション法、および、病原微生物と消毒副生成物による健康リスクの推算とそのDALY値を用いた比較方法を確立し、消毒剤の残留効果が無い場合を想定した健康影響リスク推算を行った。水中天然由来有機物標準試料の塩素処理により生成する全有機ハロゲン化合物(TOX)の毒性はジクロロ酢酸と同程度かより強いことを示し、TOXを指標とした消毒副生成物リスクの総括的評価の重要性を提示した。酪農地域におけるクリプトスポリジウム等病原微生物の河川流出量を調査し、定量的に明らかにした。塩素、紫外線、オゾンおよび二酸化塩素を用いた消毒における大腸菌の損傷作用機構を検討し、各々が大腸菌に与える損傷レベルを推定した。紫外線照射装置の不活化効率を測定するための生物線量計として、原水中の一般細菌をそのまま用いる方法を提案した。配水過程における微生物再増殖につき室内実験を行い、付着微生物量が2～3週間で定常状態に達すること、定常状態における付着微生物量や細菌種は水中の残留塩素濃度や壁面の材質および粗度に応じて異なること等を明らかにした。

結論

以上の成果をふまえ、給配水過程において水道水の水質を良好な状態に保つための必要かつ重要な条件は、1.浄水処理における消毒が十分であること、2.配水水質並びに配水システムの内面が良好な状態に保たれていて、腐食や生物再増殖による水質悪化が問題とならないこと、3.配水過程における外部からの再汚染のおそれがないこと、4.給水栓水の定期的な水質検査などが適切に行われていること等となるものと考えられた。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-04-22
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200738011B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 残留塩素に依存しない水道の水質管理手法に関する研究
• 課題番号: H17-健康-一般-025
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 国包 章一(国立保健医療科学院 水道工学部)

研究分担者(所属機関)

• 伊藤　禎彦(京都大学大学院　工学研究科)
• 大瀧　雅寛(お茶の水女子大学大学院　人間文化研究科)
• 島崎　大(国立保健医療科学院　水道工学部)
• 西村　和之(県立広島大学　生命環境学部)
• 船水　尚行(北海道大学大学院　工学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究 地域健康危機管理研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

今日の水道における残留塩素保持の意義と必要性をわが国の水道の現状と最新の知見に照らして再検討し、残留塩素に依存しない新しい水道水質管理のあり方を明らかにすることにより、水道水の安全性及び快適性のより一層の向上を図ることを目的とする。

研究方法

諸外国の水道における消毒及び給配水水質管理に関する文献調査、水道原水中の病原微生物による汚染実態の把握、各種消毒処理における消毒機構の比較と管理手法の開発、消毒副生成物による健康リスクの総括的評価、塩素処理と免疫毒性との関連性の検討、残留塩素に依存しない水道システムにおける健康リスク評価シミュレーションモデルの構築、水道の配水管路内における微生物再増殖の制御手法の検討、水道原水および生物活性炭表面における微生物群集構造の比較などを行った。

結果と考察

給配水系内における微生物再増殖のシミュレーション法、および、病原微生物と消毒副生成物による健康リスクの推算とそのDALY値を用いた比較方法を確立し、消毒剤の残留効果が無い場合を想定した健康影響リスク推算を行った。水中天然由来有機物標準試料の塩素処理により生成する全有機ハロゲン化合物(TOX)の毒性はジクロロ酢酸と同程度かより強いことを示し、TOXを指標とした消毒副生成物リスクの総括的評価の重要性を示した。酪農地域における病原微生物の河川流出量を調査し、定量的に明らかにした。塩素、紫外線、オゾンおよび二酸化塩素を用いた消毒における大腸菌の損傷作用機構を検討し、各々が大腸菌に与える損傷レベルを推定した。配水過程における微生物再増殖につき室内実験を行い、定常状態の付着微生物量や細菌種は水中の残留塩素濃度や壁面の材質および粗度に応じて異なること等を明らかにした。オゾン－生物活性炭処理を導入している浄水場では、活性炭表面上に類似した微生物群集構造が形成されることを示した。

結論

給配水過程において水道水の水質を良好な状態に保つためには、1.浄水処理における消毒が十分であること、2.配水水質並びに配水システムの内面が良好な状態に保たれていて、腐食や生物再増殖による水質悪化が問題とならないこと、3.配水過程における外部からの再汚染のおそれがないこと、4.給水栓水の定期的な水質検査などが適切に行われていること等が重要な条件となるものと考えられた。これらの点に関する定量的な検討が今後の研究における重要な課題となるであろう。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-04-22
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200738011C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 水道における塩素消毒と残留塩素保持は、わが国では義務とされているが、これらを義務としている国は世界的に見て非常に限られている。本研究では、あえてこれらのことを正面から取り上げて、そのわが国における今日的意義と問題点につき科学的に再検討した。この結果、結論にはまだ到達し得ていないものの、検討すべき課題の概要とその取り組み方法につき明らかにすることができた。本研究の成果は、専門的および学術的観点から見て重大な意義を有するものである。
• 臨床的観点からの成果: 本研究は、必ずしも臨床的観点と直接結びつくものではない。しかし、水道水の塩素消毒と残留塩素保持は、水系感染症の集団発生と関連があると考えられることから、今後はこのような観点からの諸外国の状況を含めた情報の収集と解析も、並行して行う必要があるものと考えられた。
• ガイドライン等の開発: 水道の給配水過程において水道水の水質を良好な状態に保つためには、1.浄水処理における消毒が十分であること、2.配水水質並びに配水システム（特に管路）の内面が良好な状態に保たれていて、腐食や生物再増殖による水質悪化が問題とならないこと、3.配水過程における外部からの汚染のおそれがないこと、4.給水栓水の定期的な水質検査などが行われていること等が、重要な条件となることを明らかにした。これらは、今後、給配水過程における適切な水質管理のためのガイドラインを策定する上で、骨子となるものである。
• その他行政的観点からの成果: 折しも平成19年に水道法の制定50周年を迎え、本研究は、厚生労働省の水道行政担当者らに水道における残留塩素保持義務の今日的意義の再確認を促す上で、またとない素材を提供するものとなった。本研究は残留塩素保持の有用性を否定するものではないが、水道法制定当時に比べてその有用性は明らかに低下してきており、今後、より望ましい水道水質を確保するためには、残留塩素に依存した給配水過程での水質管理から脱却することが必要である。そのような意味において、本研究の果たす役割は極めて重要である。
• その他のインパクト: 平成19年9月6日に国立保健医療科学院において一般向け研究成果発表会「残留塩素に依存しない新しい水道システムの構築に向けて」を開催し、当該研究における成果を中心に、水道における塩素消毒の意義および残留塩素に依存しない水道を実現する上での技術的課題等につき、水道分野に関連する技術者を含めた一般の方々を対象に、情報発信と普及啓発のための活動を行った。当日は、台風接近による荒天にもかかわらず多数（約150名）の参加者があり、本研究課題に対する関心の高さが伺えた。

発表件数

• 原著論文（和文）: 3件
• 原著論文（英文等）: 3件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 14件
• 学会発表(国際学会等): 2件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Itoh, S., Nakano, A., Araki, T.; Reevaluation of the toxicity of chlorinated water and the usefulness of MX as an index; Journal of Water and Health , 4 , 523-531 (2006)
• 原著論文2: 廣戸裕子，大瀧雅寛; 流水式紫外線照射装置における一般細菌を用いた生物線量計の実用性; 用水と廃水 , 48 (11) , 989-993 (2006)
• 原著論文3: Itoh, S., Murakami, H., Fukuhara, M. et al.; Limitaions of chlorine dioxide as an alternative disinfectant in comparison with chlorine from the viewpoint of mutagenicity; Journal of Water Supply: Research and Technology-AQUA , 56 (2) , 95-104 (2007)
• 原著論文4: I. Kasuga, D. Shimazaki, S. Kunikane; Influence of backwashing on the microbial community in a biofilm developed on biological activated carbon used in a drinking water treatment plant; Water Science & Technology , 55 , 173-180 (2007)
• 原著論文5: 大河内由美子，石川卓，伊藤禎彦 他; 水環境におけるエンドトキシンの変動要因と浄水処理過程におけるエンドトキシン除去特性; 環境工学研究論文集 , 44 , 247-253 (2007)
• 原著論文6: 春日郁朗，島崎大，国包章一; 分子生物学的手法を用いた細菌群集構造解析による従属栄養細菌の指標性の評価 －生物活性炭を対象として－; 水道協会雑誌 , 77 (5) (2008)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-11-24
• 更新日: -