文献情報
文献番号
201726001A
報告書区分
総括
研究課題名
大規模災害および気候変動に伴う利水障害に対応した環境調和型水道システムの構築に関する研究
課題番号
H27-健危-一般-003
研究年度
平成29(2017)年度
研究代表者(所属機関)
秋葉 道宏(国立保健医療科学院)
研究分担者(所属機関)
- 西村 修(東北大学大学院)
- 柳橋 泰生(福岡大学大学院)
- 藤本 尚志(東京農業大学)
- 高梨 啓和(鹿児島大学学術研究院)
- 清水 和哉(筑波大学)
- 下ヶ橋雅樹(国立保健医療科学院 )
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分野 健康安全・危機管理対策総合研究
研究開始年度
平成27(2015)年度
研究終了予定年度
平成29(2017)年度
研究費
4,493,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
大規模災害や気候変動に伴う利水障害に対応した環境調和型水道システムの提案を目指し，流域システム，生物障害対策，及び水道の環境調和・持続可能性の評価に関する研究を実施した。
研究方法
ピコ植物プランクトン及びポリスチレン系粒子懸濁液を用いて凝集実験を行い，凝集沈殿除去特性を検討した。
ダム貯水池の濁水長期化，H12～27年度の全国浄水場での濁水増加傾向及びH29年九州北部豪雨での水道原水の濁度上昇と水道事業体の対応を調査した。
次世代シーケンサーにより浄水場ろ過水中にみられた細菌の実ダム湖内消長，ならびにろ過漏出原因微生物の給配水系での挙動を調査した。
におい嗅ぎシステムを装備したGC/MSにて生ぐさ臭を分析した。また生ぐさ臭の原因生物であるウログレナ発生時の水道原水と，ウログレナの培養液を分析した。
カビ臭物質合成遺伝子の確認と簡易なカビ臭物質産生藍藻類の定量方法を検討した。geoA遺伝子を用いた，ジェオスミン産生・非産生藍藻類の簡易な識別法を検討した。
全国21か所の水道原水中での2-MIBの粉末活性炭（粉炭）への平衡吸着量を実測した。5種類の粉炭に対するGeosminと2-MIBの吸着量を確認した。各浄水場の位置と，活性炭生産拠点のデータベースを作成した。
平成28年台風10号にて被害をうけた岩手県岩泉町の視察，及び北海道での簡易水道被害と降水の関係を可視化した。
過去15年間に世界で発生した大規模災害時の感染症の発生状況やその対策に関する情報を整理した。
ダム貯水池の濁水長期化，H12～27年度の全国浄水場での濁水増加傾向及びH29年九州北部豪雨での水道原水の濁度上昇と水道事業体の対応を調査した。
次世代シーケンサーにより浄水場ろ過水中にみられた細菌の実ダム湖内消長，ならびにろ過漏出原因微生物の給配水系での挙動を調査した。
におい嗅ぎシステムを装備したGC/MSにて生ぐさ臭を分析した。また生ぐさ臭の原因生物であるウログレナ発生時の水道原水と，ウログレナの培養液を分析した。
カビ臭物質合成遺伝子の確認と簡易なカビ臭物質産生藍藻類の定量方法を検討した。geoA遺伝子を用いた，ジェオスミン産生・非産生藍藻類の簡易な識別法を検討した。
全国21か所の水道原水中での2-MIBの粉末活性炭（粉炭）への平衡吸着量を実測した。5種類の粉炭に対するGeosminと2-MIBの吸着量を確認した。各浄水場の位置と，活性炭生産拠点のデータベースを作成した。
平成28年台風10号にて被害をうけた岩手県岩泉町の視察，及び北海道での簡易水道被害と降水の関係を可視化した。
過去15年間に世界で発生した大規模災害時の感染症の発生状況やその対策に関する情報を整理した。
結果と考察
ピコ植物プランクトン及びポリスチレン系粒子に対して，凝集剤適正添加量までは凝集沈殿効果が高まるものの過剰な添加は未凝集の粒子数を増加させた。またピコ植物プランクトンのゼータ電位は凝集剤の適正添加によっても凝集の適正範囲に到達せず，凝集沈殿除去性を低下させていた。
濁水長期化はダム貯水池により大きな差があった。ここ16年間で原水濁度の最高値が高かった浄水場数の増加傾向は認められなかった。九州北部豪雨では筑後川の水位が上昇し原水濁度が増加したが，PAC注入率の増量や別水源の活用等により浄水の濁度の上昇等を回避することができた。
長沢浄水場ろ過水から検出された18属のうち，Flavobacterium属，Sediminibacterium属，Limnohabitans属，Crenothrix属，Methylocaldum属は宮ヶ瀬湖の細菌群集における主要な構成細菌と考えられた。浄水場ろ過水における主要な細菌は種類によって実湖沼の深度方向の分布が異なっていた。また給配水系において，Proteobacteriaが高い割合を示した。綱レベルではAlphaproteobacteria綱(Rhizobiales目)が優占した。
ウログレナが発生した際に採取した水道原水とウログレナの培養液を分析した結果，共通する臭気成分が3成分発見された。
ジェオスミン，2-MIBを産生するNIES株藍藻において，ジェオスミンは藻体内，2-MIBは藻体外に局在していた。また，2-MIB合成に関与するメチルトランスフェレース遺伝子発現量は，増殖初期に最大となり，増殖後期では低下する傾向が確認された。さらに，ジェオスミン産生・非産生藍藻類を簡易に識別する方法としてgeoA遺伝子を標的としたwhole-cell PCR法が開発できた。
超純水中に比べて，水道原水では2-MIBの粉炭平衡吸着量が38～75%に低下した。5種類の粉炭に対しては，Geosminのほうが2-MIBより吸着されやすかった。さらに，各浄水場と活性炭生産拠点のデータベースを作成し，これを活用した薬品調達の脆弱性評価手法を確立した。
岩泉町の視察により，山間部の小河川の急激な水位変化が水道施設被害の誘因となることがわかった。また北海道で被害のあった簡易水道水源流域での降水量を可視化した。
2004年のスマトラ島沖地震津波，2005年のハリケーン・カトリーナ，2011年の東北地方太平洋沖地震後の水系感染の状況が整理された。
濁水長期化はダム貯水池により大きな差があった。ここ16年間で原水濁度の最高値が高かった浄水場数の増加傾向は認められなかった。九州北部豪雨では筑後川の水位が上昇し原水濁度が増加したが，PAC注入率の増量や別水源の活用等により浄水の濁度の上昇等を回避することができた。
長沢浄水場ろ過水から検出された18属のうち，Flavobacterium属，Sediminibacterium属，Limnohabitans属，Crenothrix属，Methylocaldum属は宮ヶ瀬湖の細菌群集における主要な構成細菌と考えられた。浄水場ろ過水における主要な細菌は種類によって実湖沼の深度方向の分布が異なっていた。また給配水系において，Proteobacteriaが高い割合を示した。綱レベルではAlphaproteobacteria綱(Rhizobiales目)が優占した。
ウログレナが発生した際に採取した水道原水とウログレナの培養液を分析した結果，共通する臭気成分が3成分発見された。
ジェオスミン，2-MIBを産生するNIES株藍藻において，ジェオスミンは藻体内，2-MIBは藻体外に局在していた。また，2-MIB合成に関与するメチルトランスフェレース遺伝子発現量は，増殖初期に最大となり，増殖後期では低下する傾向が確認された。さらに，ジェオスミン産生・非産生藍藻類を簡易に識別する方法としてgeoA遺伝子を標的としたwhole-cell PCR法が開発できた。
超純水中に比べて，水道原水では2-MIBの粉炭平衡吸着量が38～75%に低下した。5種類の粉炭に対しては，Geosminのほうが2-MIBより吸着されやすかった。さらに，各浄水場と活性炭生産拠点のデータベースを作成し，これを活用した薬品調達の脆弱性評価手法を確立した。
岩泉町の視察により，山間部の小河川の急激な水位変化が水道施設被害の誘因となることがわかった。また北海道で被害のあった簡易水道水源流域での降水量を可視化した。
2004年のスマトラ島沖地震津波，2005年のハリケーン・カトリーナ，2011年の東北地方太平洋沖地震後の水系感染の状況が整理された。
結論
ピコ植物プランクトン凝集沈殿除去特性が整理された。
濁水長期化に関する知見や九州北部豪雨での対応状況を整理できた。
浄水場ろ過水中の細菌のダム湖内挙動及びろ過漏出原因微生物の給配水系での挙動が確認できた。
ウログレナ由来の3臭気成分を発見した。
ジェオスミン産生・非産生藍藻類の簡易な識別法が開発された。
粉炭のカビ臭原因物質吸着特性を整理した。活性炭調達の脆弱性評価のためのデータベースが作成できた。
台風10号による岩泉町での被害状況の詳細や北海道での簡易水道流域での降水状況が明らかとなった。
世界での大規模災害時の感染症の発生状況やその管理に関する近年の状況が整理できた。
濁水長期化に関する知見や九州北部豪雨での対応状況を整理できた。
浄水場ろ過水中の細菌のダム湖内挙動及びろ過漏出原因微生物の給配水系での挙動が確認できた。
ウログレナ由来の3臭気成分を発見した。
ジェオスミン産生・非産生藍藻類の簡易な識別法が開発された。
粉炭のカビ臭原因物質吸着特性を整理した。活性炭調達の脆弱性評価のためのデータベースが作成できた。
台風10号による岩泉町での被害状況の詳細や北海道での簡易水道流域での降水状況が明らかとなった。
世界での大規模災害時の感染症の発生状況やその管理に関する近年の状況が整理できた。
公開日・更新日
公開日
2018-07-11
更新日
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