文献情報
文献番号
201927002A
報告書区分
総括
研究課題名
小規模水供給システムの安定性及び安全性確保に関する統合的研究
課題番号
H29-健危-一般-004
研究年度
令和1(2019)年度
研究代表者(所属機関)
浅見 真理(国立保健医療科学院 生活環境研究部)
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)
- 島崎 大(国立保健医療科学院 生活環境研究部)
- 小熊 久美子(東京大学 大学院 工学系研究科 )
- 増田 貴則(鳥取大学 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分野 健康安全・危機管理対策総合研究
研究開始年度
平成29(2017)年度
研究終了予定年度
令和1(2019)年度
研究費
7,760,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
全国数千の地域において、水道管路等で構成される水道（上水道、簡易水道）及び飲料水供給施設等（以下、水供給システム）を維持することが困難となりつつある。水供給維持困難地域を含む地域において衛生的な水を持続的に供給可能とするための具体的方策の検討を実施すべく検討を行った。
研究方法
小規模水供給施設の取組み、簡易水道が大規模水道事業体に繰り入れられた場合その他について聞き取り調査を実施し、制度上の課題等について整理を行った。また、地域管理型水道の事例について、文献調査や事例調査を行った。経済的で維持管理が容易な小規模で簡易な上向流式緩速ろ過の濁度及び大腸菌の除去特性の検証を行った。小規模水供給システムに適した小型紫外線消毒装置の候補として、紫外発光ダイオード（UV-LED）を光源とする流水殺菌装置２機種を選定し、山間の沢水を未処理で供給する給水栓にUV-LED装置を設置して約1年間の実証試験を行った。更に安価な小型UV-LED消毒装置についても実験を行った。錠剤型消毒剤を充填した浮遊式塩素供給器や小規模水供給システムを想定した簡易消毒手法の適用性に関する実験的検討を行った。飲料水供給施設相当規模の水供給システムを利用・管理している集落を対象に、集落外の団体との維持管理作業における連携・協力状況、および、水供給システムの維持管理や断水等のトラブル発生の現状を把握するとともに、集落役員が点検や清掃などの管理作業に対して感じている負担感や作業負担の重い項目、設備の点検管理記録や財政の将来見通しの有無、行政や他の集落との連携状況、研修会等の有無、水供給システムに対して感じている不安を整理することを目的とした質問紙調査を行った。
結果と考察
飲料水供給施設や飲用井戸等の小規模水供給システムを指導する職員に向けた情報の提供が必要であることが確認されたため、小規模水供給システムに対して、相談・指導時に活用可能な相談記録や現地調査票等の資料の作成を行った。静岡県静岡市等において、地元管理されている水道施設の調査を行い、諸点を指摘した。地域自律管理型水道の成功事例では、住民による持続的管理を可能とするための主要な要件が整理されており、地元住民とコミュニケーションする際の重要ポイントを提示しており、住民らが重要視している点に対して重点的に支援を行うことが有効と考えられた。
小型緩速ろ過実験装置を用いて、ろ過方向やろ過速度、原水濁度を変更して、ろ過水濁度及び微粒子の除去率を測定したところ、クリプトスポリジウム等対策指針のろ過水濁度0.1度以下を満たすには、原水濁度やろ過速度、ろ過層の成熟度の制約を受けるが、上向流式の緩速ろ過においてろ過層の洗浄後安定した処理条件では原虫の大きさの粒子では3～5logの除去、大腸菌についても洗浄後安定したろ過では2.7～2.9logの除去を行うことができた。
UV-LED実証実験では、未処理の原水では散発的ながら大腸菌陽性の場合や従属栄養細菌が水道水質管理目標値を超過する場合があり、常時飲用には消毒が望まれた。一方、UV-LED処理水では細菌濃度、検出率とも低下し、試験期間を通じて大腸菌不検出を達成した機種もあった。装置による従属栄養細菌の不活化率に運転時間経過に伴う低下傾向は認められず、供用後の装置内部に顕著なスケール生成等も見られなかった。更に安価な小型UV-LED装置では、定格最大流量の条件下で98.73%ないし99.82%の大腸菌不活化性能を有することが確認できた。錠剤型消毒剤は、大腸菌の消毒効果は確保できたものの、残留塩素濃度を長時間にわたり均一的に保持することは困難であること、接触槽内の水を循環する等の濃度制御の手段が課題となることが明らかとなった。
地域において管理を行っている集落を対象とした回答結果より、集落外の団体と連携・協力をして維持管理作業を行っている集落は2割弱にすぎず、水の安定供給や施設の維持管理に様々な困難を抱えていることが把握できた。また、断水の頻度や維持管理において負担の重い作業項目と作業に要する時間、維持管理等記録の有無状況、研修会のメリット等が確認できた。
小型緩速ろ過実験装置を用いて、ろ過方向やろ過速度、原水濁度を変更して、ろ過水濁度及び微粒子の除去率を測定したところ、クリプトスポリジウム等対策指針のろ過水濁度0.1度以下を満たすには、原水濁度やろ過速度、ろ過層の成熟度の制約を受けるが、上向流式の緩速ろ過においてろ過層の洗浄後安定した処理条件では原虫の大きさの粒子では3～5logの除去、大腸菌についても洗浄後安定したろ過では2.7～2.9logの除去を行うことができた。
UV-LED実証実験では、未処理の原水では散発的ながら大腸菌陽性の場合や従属栄養細菌が水道水質管理目標値を超過する場合があり、常時飲用には消毒が望まれた。一方、UV-LED処理水では細菌濃度、検出率とも低下し、試験期間を通じて大腸菌不検出を達成した機種もあった。装置による従属栄養細菌の不活化率に運転時間経過に伴う低下傾向は認められず、供用後の装置内部に顕著なスケール生成等も見られなかった。更に安価な小型UV-LED装置では、定格最大流量の条件下で98.73%ないし99.82%の大腸菌不活化性能を有することが確認できた。錠剤型消毒剤は、大腸菌の消毒効果は確保できたものの、残留塩素濃度を長時間にわたり均一的に保持することは困難であること、接触槽内の水を循環する等の濃度制御の手段が課題となることが明らかとなった。
地域において管理を行っている集落を対象とした回答結果より、集落外の団体と連携・協力をして維持管理作業を行っている集落は2割弱にすぎず、水の安定供給や施設の維持管理に様々な困難を抱えていることが把握できた。また、断水の頻度や維持管理において負担の重い作業項目と作業に要する時間、維持管理等記録の有無状況、研修会のメリット等が確認できた。
結論
これらの知見から、今後更に衛生行政、水道部局、住民、関連団体の連携を図り、技術面、制度面、財政面の改善が図られるよう情報共有の方法を改善する必要がある。本研究により、分散型水処理技術として、上向流式緩速ろ過やUV-LED装置を活用する可能性が示された。このような管理が容易な技術や地域で管理できる仕組みの導入が、小規模水供給システムにおいて効果的であると考えられた。
公開日・更新日
公開日
2021-06-14
更新日
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