原水中の固形粒子を24時間かけて自然沈殿させた後、
砂層を1日5mくらいの速さで通過させ
砂層表面に棲む微生物の生物分解により生物化学的に汚染物質を除去します。
ですから、取水して浄水になるまでに約34時間かかります。

この濾過には時間はかかるものの、コレラ、チフス、赤痢等の病原菌あるいは
鉄、マンガン、アンモニア、合成洗剤やカビ臭までも除去でき、
塩素等の化学薬品を使用しない自然の力を利用した浄水濾過方法と言えます。

日本においては、明治32年に導入されましたが、浄水に時間がかかりすぎること、
また広い敷地が必要なことから、現在ではほとんど利用されておらず、
急速濾過が主流をなしています。
しかし、ヨーロッパでは今でも緩速濾過が多く見られます。

急速濾過は、薬品の力を使って機械的に浄水するため、
短時間に大量の原水を浄水でき、緩速濾過のような広大な敷地も必要ありません。
大量の給水を必要とする現代においては、
急速濾過は必要不可欠な方法となっています。

ちなみに、敷地は1/6に縮小し、
取水から給水までの時間は5～6時間で済むようになりました。
実際は、濁った原水に含まれている泥のような固形不純物を早く沈殿させるために、
それらを集合させる凝集剤（硫酸バンド：Al2(SO4)3、
ポリ塩化アルミニウム：[Al2(OH)mCl6-m]n）を加えます。

次に沈殿池で浮遊物を沈殿させ、
上澄みを120～150m/日の速さで急速濾過池で濾過します。
急速濾過では、濁りや色はよく除かれ澄んだ水になりますが、
砂層中の微生物による分解・浄化が追いつかず、
細菌に対しては除去が充分とは言えません。
そのため、必ず殺菌のために塩素消毒をする必要があります。

また、アンモニア、マンガン、臭気、合成洗剤はもとより農薬、
工場廃水中の化学物質等も除去することができません。

更に、濾過砂層を速いスピードで通過させるため、
凝集沈殿しきれなかったプランクトン、
藻類や小動物が水道水中に入ることになります。
プランクトンは水道水中に５％残り、ダムや湖を原水にしている水道では、
コップ1杯の水に数千～数万個の藻類が入っています。

カビ臭やトリハロメタン等の問題を少しでも改善しようと、
高度浄水処理システムが東京都金町浄水場、大阪の神埼浄水場、
千葉県の柏井浄水場に導入されています。

浄水場での水の流れは次のようになります。
原水→凝集沈殿→オゾン→粒状活性炭処理→塩素注入→給水管。
ここで、オゾンによる殺菌および粒状活性炭処理による
有機物の除去が高度浄水処理に当たります。
オゾンの寿命はとても短いので、殺菌効果を持続させるためには、
依然として塩素注入は実施されています。

ここで問題になることは、その効果の程です。
オゾンは強力な酸化剤であり、臭気物、マンガンの酸化・生物分解性の
向上等には効果がありますが、
通常の浄水処理の注入量では有機物の分解にはそれほど期待はできません。

そこで、厚生省はオゾン処理の後に粒状活性炭処理を推奨しています。
大阪市は、高度浄水処理により、
市内の水はかなりきれいになったと言っていますが、これにはトリックがあります。
活性炭の使い始めは、吸着能力が高いので、有機物の除去率は高くなります。
そこで、この時のデータを計算に入れて、見かけ上除去率を上げている訳で、
大阪市が言っているほど高くはありません。

高度浄水処理の歴史が深いヨーロッパの例を見ますと、
有機物の除去率は25～50%で、
高度浄水処理と言えども万全ではないことが分かります。

塩素は安価で殺菌力が強く、効果も持続することから、
水道法により末端給水栓において遊離塩素を
0.1ppm（0.1mg/１リットル）以上保つことが要求されています。

これは、極端に言えば0.1ppm以上であれば幾らでもよいことを意味しており、
東京、大阪、神奈川等の大都市では地域により1.0～1.5ppm、
他の地方都市においても0.5～1.0ppmの高濃度の塩素が含まれています
（新しい水道基準によると、上限は1ppm程度との表現で
最大値を通知していますが、基準ではありません）。

一方、外国では水がきれいなこともあり、塩素が注入されていないか、
あってもほとんどの場合0.1ppm以下と規定されています。
日本の原水はかなり汚れていること、さらには浄水場において
急速ろ過方式が採られていることもあって、
水道当局は大量の塩素を注入し浄化に努めています。
その結果、世界でも類を見ない高濃度の塩素が水道水に含まれており、
諸外国と比較しても5～15倍程度多いと考えられます。

塩素は気化しやすいため(25℃でガス化)、
シャワーを浴びる過程で有毒な塩素ガスが発生し、
狭い浴室で吸引することになります。

更に、塩素は皮膚からも吸収されます。
ですから、シャワーを浴びると呼吸ならびに
皮膚吸収により塩素が体内に取り込まれ、
その摂取量は水道水を飲んだ場合のそれと比較すると、6～100倍と高く、
人体への影響は無視できないと報告されています。（米国化学学会、1986年）
最近の報告によると、塩素はアトピーを
悪化させる要因の一つとして注目されており、
如何にして塩素から身を守るかが重要となっています。

以上のように、日本の水道水の塩素濃度は欧米諸国と比べても
異常に高いことを考えた時、何らかの対策を講じる必要があると考えます。

塩素は水と反応し次亜塩素酸を生じ、
続いて塩酸(HCl)と発生期の酸素(O)に分解します。
この発生期の酸素は他の物質に対して強い酸化作用を及ぼし、
殺菌あるいは漂白等の有益な作用を示すと同時に、
細胞を破壊し人体に悪影響を及ぼします。

Cl2+H2O→HClO+HCl
HClO→HCl＋O

塩素に触れたり、吸ったりした場合この発生期の酸素は皮膚や
のどの粘膜から水分を奪います。

例えば、塩素のきついプールで泳ぐと、髪の毛や皮膚がかさかさし
ドライスキンになりますし、小じわの原因にもなります。
ですから、アトピーにとっても塩素は大敵なのです。

塩素はまた呼吸器の粘膜を傷つけ、
喘息等の呼吸器疾患をさらに悪化させることになります。

その他、塩素は血管障害を引き起こし、
心臓病や脳卒中の原因にもなると言われていますし、
アレルギー疾患との関連も取りざたされています。

さらに、塩素は水道中に存在する有機物と反応し、
発ガン性物質であるトリハロメタンを生成します。
トリハロメタンは塩素の量に比例して生成することから、
必然的に諸外国と比べ高い濃度となります。
シャワーの水を飲むわけではありませんが
余り気持ちのいいものではありません。

一般に浄水の過程では、2ヶ所で塩素を注入します。
一つは凝集沈殿の前の時点、
もう一方は濾過処理を済ませて送水する前の時点です。

最初の塩素注入を前塩素、後の方を後塩素注入と呼びます。
前塩素注入は、原水中の鉄、マンガンやアンモニア性窒素のような
被酸化性物質と反応させ除去することだけでなく、
殺藻・殺菌効果により沈殿池などでの生物増殖を防ぐことが目的です。

後塩素は、給水栓へ送配水する
途中での衛生的状態を保持するために注入します。
例えば、断水時には汚水を吸い込む危険性があり、
そのような場合に備えて残留塩素を一定濃度に保ち、
殺菌する必要がある訳です。法的規定ではありませんが、
水道法第16では、末端給水栓において残留塩素を0.1mg/l以上としており、
広域水道の配水区域では浄水場から家庭の蛇口まで
二，三日以上かかるところもあることから
一番遠い所を目標に塩素を入れることにしています。

0.1mg/l以上ということは、
理屈の上では幾らでも塩素をいれてもよいことになり、
従ってどうしても高めの注入なってしまいます
（新しい水道基準によると、上限は1mg/l程度との表現で最大値を設けた）。

飲料水の残留塩素基準

 

	残留塩素の基準
ＥＵ	安全に支障がないこと
ドイツ	少なくとも0.1mg/lを超えないこと
オランダ	国の基準には記載なし 0.2mg/lを超えないこと(オランダ水道協会基準)
スイス	0.1mg/lを超えないこと
ベルギー	0.25mg/lを超えないこと
日本	0.1mg/l以上(水道法弟16条衛生上必要な措置) 1.0mg/l程度以下(快適水質項目として通知)

表に示すように、他国と比較しても
日本の基準がかなり高めに設定されていることが分かります。
その背景には、戦後マッカサーの命令で米軍（野戦）で採用されている
高濃度の塩素注入が導入された経緯があります。
さらに高度成長期を境に水質の悪化に拍車がかかり、
世界でも類を見ない塩素使用となっています。

・塩素イオン：Cl-　200mg/l以下（基準値）
塩素イオンとは、水中に溶解している
塩化物（NaCl, KCl, CaCl2）中の塩素分をいい、
自然界に広く存在し、水に溶解し、塩素イオンとして測定されます。
水道水中の塩素イオンは、天然由来のものが多く、
表流水中では一般に数mg/l～十数mg/l程度です。
水中の塩素イオンの味への影響は陽イオンにより異なり、
NaClでは210mg/l、KClでは310mg/l、
CaCl2では222mg/lであると言われています。

・遊離残留塩素：HClO（次亜塩素酸）、ClO-（次亜塩素酸イオン）の2種類。
微量にして迅速な殺菌効果。
0.1ppm以上～1ppm程度(基準値)。

・結合残留塩素：NH2Cl（クロラミン）、NHCl2(ジクロラミン)、
NCl3（３塩化窒素）などアンモニアと結合したもの。
ゆっくり反応するため殺菌力は弱いが残留性は高い。0.4ppm以上（基準値）

塩素要求量：水中のアンモニア、有機物の酸化に消費される
殺菌要求量：赤痢菌、チフス菌等の殺菌
赤痢菌、チフス菌等の消化器系伝染病原細菌の殺菌に対しては0.2ppm、
ウイルスでは0.6ppm以上でないと不活性化できない。

塩素は水と反応し、次亜塩素酸と塩酸を生じます。

Cl2　+　H2O　→　HClO　+　HCl
（塩素）　（水）（次亜塩素酸）（塩酸）
HClO → HCl　+　O
（発生期の酸素）

塩素に触れたり吸ったりすると、皮膚や喉の粘膜から水分を奪い、
次亜塩素酸と塩酸を生じ、強い刺激を与え、細胞を破壊します。
その主役は発生期の酸素であり、これには殺菌作用および漂白作用があります。
浄水場においては、殺菌のみならず鉄、マンガン、アンモニア等を酸化除去し、
水をきれいにする目的で使われています。

安価で殺菌力が強く、効果も持続しますので、
大量に確実に殺菌する方法としては塩素が最も適しています。

しかしながら、
1.塩素はビタミンを破壊したり
2.動脈硬化症や心臓病といった循環器障害を引き起こすことが報告されています。
3.塩素はまた、水道水中の有機物（フミン酸；植物の腐敗、
トイレの排水が細菌や微生物の分解能力を超えた時にできる有機物）
と反応しトリハロメタンを生成します。

4種類のトリハロメタンは発ガン性、変異原性があるとし
1981年規制項目として水質基準に加えられました。
残留塩素の測定法としてはオルトトリジン(OT)法及び
ジフェニル-p-フェニレンジアミン法が指定されています。

1.ビタミン破壊

水道水中の塩素は食物に含まれるビタミンを
破壊してしまうことが分かっています。
お茶や野菜に含まれるビタミンCは、
水道水中の塩素と反応して瞬時に
アスコルビン酸-酸化体と塩酸に変わり破壊されます。
水道水でお米炊くとビタミンB1が破壊され半減しますが、
塩素のない水ではほとんど壊れないことが証明されています（京都大学、糸川教授）。

2.成人病

塩素は血管壁の動脈硬化を引き起こし、心臓発作や脳血管障害を
引き起こす可能性が指摘されています。
水道水に塩素を多く入れていない1920年以前には
心臓病は注目されていませんでしたが、
塩素を本格的に使用し始めてから10年後(1930年代)に統計的にも
重大な病気として認められるようになりました。

ミネラルの多い硬水地区では、
動脈硬化による心臓病の発生率は低いと報告されています。
ミネラルは塩素と反応して塩素を無毒化すると考えられます。

朝鮮戦争及びベトナム戦争で戦死した
若い兵士（20歳前半）を検死解剖したところ、
極めて高いアテローム性動脈硬化症が見出されました。
これは、戦場においては衛生上の問題から高濃度の塩素を飲料水として
飲まざるを得なかったことも一因と考えられています。

3.トリハロメタンについては、水道水中の汚染物質の項を参照して下さい。

●水道水を汚染している原因は次の三つに分類されます。

1.原水段階で汚染されていて、浄水処理でも完全に除去できないもの。
2.浄水処理過程で生成されたり、混入されたもの。
3.浄水場から蛇口までの過程で汚染されたもの。

●水道水から検出された化学物質

水道水からは、多数の化学物質が検出されています。
トリハロメタン、ダイオキシン、PCB等の発ガン物質は氷山の一角と見られ、
さらに多くの有害物質、発ガン物質が存在することは明らかです。
これらは、無味無臭でありチェックのしようがありません。
今後さらに規制を強めると同時に、我々自身浄水機等で
自己防衛せねばならぬ時代になってしまいました。

●全有機ハロゲン化合物（TOX；Total organic halogenated）

塩素と反応してできる有機塩素化合物は
トリハロメタンだけではありません。
塩素と反応する他の有機化合物全体を表して
全有機ハロゲン化合物（TOX）と言います。

トリハロメタンはその中の一部でありTOX全体の2割を占めますが、
残りの8割は正体不明の物質で、危険なのはむしろこちらの方と言われています。

トリハロメタンは比較的低沸点の物質であるので、煮沸すれば揮発しますが、
他の正体不明の有機塩素化合物は沸点が高く不揮発性なので
煮沸するとかえって濃度が高くなります。

トリハロメタン以外の塩素化合物としては
クロロ酢酸類、アセトニトリル、クロロアセトン類等が確認されており、
いずれも発ガン性、変異原性が認められています。

塩素処理副生成物（金町モデル）

 

物質名	水道水中の 濃度(ppb)	新基準値 (ppb)	発ガン率 (10万人に対する人数)	ADIdに 対する割合(倍)
総トリハロメタン	50	100	-	-
クロロホルム	27.5	60	0.5[1.0]*	-
ブロモジクロロメタン	15	30	0.5[1.1]*	-
ジブロモクロロメタン	7.5	100	-	0.075
ブロモホルム	0	90	-	0
ジクロロ酢酸	18	40	-[0.6]**	0.45
トリクロロ酢酸	15	300	-[1.2]**	0.05
抱水クロラール	14	30	-	0.47
クロロアセトニトリル	30	80	-	0.38
クロロピクリン	2	-	-	-
1.1-ジクロロ-2-プロパノン	10	-	-	-
シアン化塩素	-	-	-	-
ＭＸ	-	-	-	-
ホルムアルデヒド	10	80	-[1.3]**	0.125
全ＴＯＸ	200	-	-[1.3]**	-

[]* シャワー効果を含む
[]** 発ガンポテンシーによる計算値
ADId:1日許容摂取量に対する割合

●金属類：鉛、砒素、アルミニウムの毒性

鉛は毒性の強い金属で、血中の濃度が一定値以上を超えると、
貧血や消化器系の症状やもろもろの神経障害を引き起こします。
乳幼児の鉛血中濃度と水道水中の鉛には一定の因果関係が認められています。

従って、乳幼児のグループをベースにして基準値を設定する必要があります
（鉛を発育期に一定以上摂取すると知能が低下すると言われている）。
鉛の発生源は鉛の給水管や給水設備の鉛管等が考えられます。

鉛は、水道水質を考える上で絶対に避けては通れない危険物質でありますが、
慣れ親しんだ名前と広範囲な使用状況から
危険性を過小評価しがちな毒性物質でもあります。

現在の水質基準は0.05mg/l以下ですが、
米国やWHOの基準と比べればずっと緩やかです。
その理由は、WHOの基準0.01mg/lに合わせると
殆どの浄水施設は基準違反となるため、
現在の基準値に妥協せざるを得なかったからです。

92年度は、全国の施設のうち1/4に当たる25%が水質基準値である
0.05mg/lのボーダーラインにあり、5%が基準値を上回っていましたが、
現在ではこのようなことはなくなり、
WHOの基準値0.01mg/lを上回る施設は
全施設の１％に当たる49ヶ所となっています。
ところが、これで安心してはいけません。

鉛は浄水場を出た後の配管、特に屋敷内の鉛管から溶出し、
水道水に混入しますので、その濃度は上昇することになります。
ですから、朝一番の水道水は避けて、数分間流してから使用するのがよいでしょう。

砒素は、海藻や海老等にに多く含まれていますが、
これらは有機砒素と呼ばれ、体内に入っても排泄されるので無害です。
一方、水道中の砒素は無機砒素と呼ばれ有害で、
皮膚ガンや肺ガンを引き起こします。

その他、物質代謝、神経系、細胞にまで広く毒性を示し、
慢性的には中枢神経系や末梢神経系の神経障害が知られています。
日本は火山国ですが、特に火山から吹き出る熱水に多く含まれており、
河川に流れ出る場合は、注意が必要です。

アルミニウムは最近、痴呆のアルツハイマー病との関係で
因果関係が指摘されており問題となっています。
水道は浄水処理の過程で水をきれいにするために凝集剤として
アルミニウムの薬剤（ポリ塩化アルミニウム）を加えており、
水道中のアルミニウム濃度とアルツハイマー病の関係が議論されています。

水道水には、多数の化学物質が含まれており、それらの危険性を考える時、
それぞれの危険リスクの総和として総合的に捉える必要があります。
発ガン性のリスクは、10万人中に
何人が発ガンしたかと言う発ガン率で示されますので
理解しやすいですが、非ガン性物質のリスクを評価することは大変難しいです。
そこで、ここでは発ガン性のリスクだけを評価し、総合リスクとします。

水道水の塩素処理による発ガン率は、10万人中9.5人ですが、
これにはクロロアセトニトリルと抱水クロラールの発ガン率
及び未解明のTOXの発ガン率は含まれていません。

農薬については、先に述べたように除草剤の3剤を基準にして
殺虫剤、殺菌剤の発ガン率を推測し、1.5人とします。
しかし、この計算は除草剤3剤の発ガン率0.5人を単に3倍しただけであり、
6200種に上る他の農薬のリスクについては考慮していません。

 

 

リスク要因	発ガン率 (10万人中の人数)
トリハロメタン	1
ｸﾛﾛ酢酸類+ホルムアルデヒドﾞ	8.5
クロロアセトニトリル+抱水クロラール	発がん性であるが不明
未解明TOX	発がん性であるが不明
水道水に含まれる砒素のリスク	23.5
水道水に含まれる農薬のリスク	1.5
総計	34.5

表に示すように、水道水の発ガン率は10万人中約35人ですが、
発ガン性物質はこれら以外にも数多く認められおり、
これらのリスクを加えれば発ガン率はさらに高くなります。

ここでの発ガン率は最低の見積もりであり、
これは決して小さな値ではありません。
しかも、これらには発ガン性は認められていませんが、
有害な鉛、水銀、カドミウム等の重金属、多数の無機物質、
有機物質等の一般毒性は含まれていないことは留意すべきです。