病原微生物感染リスクと渇水リスクとのトレードオフによる下水処理水再利用の最適化

通过病原微生物感染风险和干旱风险之间的权衡优化处理后污水的回用

基本信息

批准号：
14750455
负责人：
渡部徹
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,下水処理水再利用による渇水リスクの低減と感染リスクの増大というリスク・トレードオフにより,下水処理水再利用システムの最適化手法を構築することにある。昨年度は,阿武隈川を水道水源とする福島市を対象とし,確率マトリクスを用いて取水点付近の河川流量を予測する手法を開発した。これを利用して,流量が少ない渇水時には河川からの取水を制限し,不足分を下水処理水により補填するというシナリオのもとで,水道水を介した感染リスクを評価した。その結果,塩素消毒を施した処理水を再利用する場合には,感染リスクを上昇させることなく,渇水被害を低減することが可能であった。しかし,下水処理水中には発ガン性の塩素消毒副生成物が存在するため,その再利用による発ガンリスク増大が懸念された。この成果をふまえて,本年度は,以下の項目について研究を行った。1.発ガンリスク評価:下水処理水中の消毒副生成物として,トリハロメタン(THM)4物質を採用した。下水処理水由来のTHM濃度は,仙台市下水処理場の二次処理水に対するTHM生成能実験と揮発率測定実験から決定した(THM生成能347.2μg/L,揮発率65.9%)。河川水由来のTHM濃度は,阿武隈川のTHM生成能データ(n=12,平均107μg/L)から,濃度分布が対数正規分布に従うと仮定した。発ガンリスク評価の結果,下水処理水再利用にともなう発ガンリスクの上昇はほとんど見られなかった。2.健康リスク評価:下水処理水再利用による感染と発ガンのリスクを総合化するために,DALY(障害調整生存年)という健康指標を採用した。再利用によって引き起こされるDALYは9〜13年であった。そのうち,感染によるDALYは2年程度であるのに対して,発ガンによるDALYは7〜11年と高く,発ガンによる健康被害の方が社会的優先度の高い懸案事項であることが分かった。

本研究的目的是开发一种污水处理水回用系统的优化方法，该方法基于污水处理水回用降低干旱风险和增加感染风险的风险权衡。去年，我们针对以阿武隈川为水源的福岛市，开发了一种利用概率矩阵预测取水点附近河水流量的方法。利用这一点，我们评估了在干旱期间流量低时限制河流取水并通过处理后的污水弥补短缺的情况下通过自来水感染的风险。结果表明，当氯化处理过的水重新使用时，可以减少干旱损害而不增加感染风险。然而，由于处理后的污水中存在致癌的氯消毒副产物，人们担心重复使用会增加患癌症的风险。基于这些结果，今年我们进行了以下项目的研究。 1.癌症风险评估：在处理后的污水中采用了四种三卤甲烷（THM）物质作为消毒副产物。处理后的污水中的THM浓度是通过仙台市污水处理厂二级处理水的THM生产能力实验和挥发率测量实验确定的（THM生产能力347.2μg/L，挥发率65.9%）。根据阿武隈川的 THM 生产能力数据（n=12，平均 107 μg/L），假设河水中的 THM 浓度分布遵循对数正态分布。癌症风险评估的结果显示，经过处理的污水的再利用几乎没有增加癌症风险。 2.健康风险评估：为了综合评估处理后的污水回用造成感染和癌症的风险，采用了DALY（残疾调整生命年）健康指数。因重复使用而造成的伤残调整寿命年 (DALY) 为 9 至 13 年。其中，因感染引起的DALY约为2年，而因癌症引起的DALY较高，为7至11年，表明癌症引起的健康损害是社会优先关注的问题。