水の供給・水質と水に関連する感染症（水資源・水源・浄水・微生物学的指標・5分類・水系流行）

🧠 全体像：水の衛生は、量（水資源・使用量・入手しやすさ）、質（水源・浄水・微生物学的指標）、感染症（水に関連する5つの感染経路・水系流行）の3つで考える。水は水循環で大気にも地下にもあるので、汚染は広く及ぶ。感染症は、「汚染水を飲む」だけでなく、「洗う水が足りない」「病原体が水中で育つ」「蚊が水辺で増える」「水のしぶきを吸う」でも起こる。

水衛生の定義と、安全な水の重要性

水衛生は、水中の自然および人為的な汚染物質（土壌から、降水を通じた大気から、化学物質chemical substance化学物質（chemical substance）chemical substance（化学物質）、廃棄物、下水）が、人の健康に与える影響を扱う。

世界の現状

2022年に、安全に管理された飲料水を使えない人は22億人で、少なくとも17億人が糞便に汚染された水源を使っていた。汚染された飲料水は、年間約50.5万人の下痢死亡の原因と推定され、下痢・コレラcholeraコレラ（cholera）cholera（コレラ）・赤痢・腸チフスtyphoid fever腸チフス（typhoid fever）typhoid fever（腸チフス）・ポリオを伝播しうる¹。

「安全に管理された」飲料水とは、次の3条件を満たす水である¹。

• 改善された水源から得られ、敷地内にある。
• 必要なときに使える。
• 糞便と優先化学物質 chemical substance 化学物質（chemical substance） chemical substance（化学物質） に汚染されていない。

⚠️ 授業資料との差：授業資料の「安全な水で毎年防げる死（小児の下痢140万、マラリア50万、小児の栄養不良86万、溺水drowning 溺水（drowning）drowning（溺水） 28万）」「清潔な水が使えない人が15億人超」「清潔な水源まで3時間以上かかる人が10億人超」「途上国の疾病の約80%が水に関連し、約300万人が早期に死亡、毎日5,000人の子どもが下痢で死亡」、および「さらにリンパ系フィラリア症 lymphatic filariasis リンパ系フィラリア症（lymphatic filariasis） lymphatic filariasis（リンパ系フィラリア症） とトラコーマ trachoma トラコーマ（trachoma） trachoma（トラコーマ） で重い障害を防げる人が各500万人」は、いずれも古い年次の推計である。地図の凡例にある「改善された水源」は旧来の指標の言葉で、現在は上記の「安全に管理された」水が基準になる（その地図では、アフガニスタン・チャド・エチオピア・カンボジア・パプアニューギニアなどが、改善された水源を使える人口が40%未満の最低の階級 rank 階級（rank） rank（階級） だった）。現行値は世界保健機関 World Health Organization, WHO 世界保健機関（World Health Organization, WHO） World Health Organization, WHO（世界保健機関） などの最新の報告で確かめる。

世界保健機関の役割

水・衛生・衛生習慣の分野（いわゆるWASH）での世界保健機関 World Health Organization, WHO 世界保健機関（World Health Organization, WHO） World Health Organization, WHO（世界保健機関） の役割は、次の6つである。

世界保健機関World Health Organization, WHO 世界保健機関（World Health Organization, WHO）World Health Organization, WHO（世界保健機関） の「飲料水水質ガイドライン」（第4版・第1・第2追補を含む、2022年）は、各国の規制 Regulation 規制（Regulation） Regulation（規制） と基準を設ける権威ある基礎とされている²。

水資源と使用量

地球の水の分布

💡 掛け合わせると、人が使いやすい河川と湖の水は全水量の0.01%にも満たない。一方、地下水は全水量の約0.75%で、利用可能な淡水 fresh water 淡水（fresh water） fresh water（淡水） の中心になる。

使用量

• 世界の取水の用途別：農業約69%、工業約19%、生活約12%（国連食糧農業機関）³。授業資料は70%・20%・10%で、先進工業国では工業用水の割合が大きく、約半分に達する国もある。
• 工業用水の用途別（地域・年次は不明の円グラフ）：製紙38%、金属33%、化学9%、石油・石炭8%、食品7%、その他5%。
• 淡水fresh water 淡水（fresh water）fresh water（淡水） の需要は年に約640億m³ずつ増えるとされた（授業資料の古い推計）。

個人の水需要

1人1日あたりの生活用水量には国で大きな差がある（年次不明の図）。米国380 L、カナダ329 L、イタリア250 L、スウェーデン200 L、フランス150 L、イスラエル135 Lである。また、仮想水（食品や製品の生産に使われた間接的な水）の例として、ハンバーガー1個（サラダ・肉・パン）の生産に合計約2,400 Lの水が必要とされる。

水ストレス

1人あたりの年間の水資源量が少ないほど水が逼迫する。図で用いられた区分は次のとおりである。

アフリカの国々では、1990年から2025年（予測）にかけて、人口増加のため1人あたりの水資源量が下がり、ジブチ・ケニア・ブルンジ・ルワンダ・マラウイ・ソマリア・エジプトなど多くの国が「水不足」の側に入ると予測された。

飲料水の水源

大規模genome mutation 大規模（genome mutation）genome mutation（大規模） な給水は地表水に、小規模な給水は地下水に頼りやすい。米国の人口の半分強が地下水を飲んでいる（国による差が大きい）。

flowchart TD
    A["雨や雪が涵養域で地下に浸透"] --> B["地下水面の下の不圧<span class='jp-term jp-term-diagram' title='aquifer'>帯水層</span><br>滞留は日〜年"]
    B --> C["難透<span class='jp-term jp-term-diagram' title='aqueous layer'>水層</span>"]
    C --> D["被圧<span class='jp-term jp-term-diagram' title='aquifer'>帯水層</span><br>滞留は世紀〜千年"]
    B --> E["流出域で川や湧水へ出る"]
    D --> E
    B --> F["浅井戸"]
    D --> G["掘り抜き井戸"]

💡 河岸ろ過は、川の近くの井戸が、河床の堆積物でろ過された水を取る方法である（川と井戸の距離は数十〜100フィート程度が目安）。堆積物が粒子や一部の微生物を減らすが、授業資料の言う「安全」ではなく、処理は必要である。深い被圧帯水層 aquifer 帯水層（aquifer） aquifer（帯水層） の水は、滞留時間が長く人為汚染を受けにくい一方、いったん汚染されると回復に長い時間がかかる。

浄水と水質の管理

飲料水の品質要件

• 有害な化学的・生物学的因子がない。
• ミネラルを含む。
• 冷たくさわやかで、温度は約12℃。
• 透明で、無臭、無味。
• 安価で、大量に入手できる。

浄水の工程

flowchart TD
    A["取水（河川・湖・貯水池・地下水）"] --> B["前塩素処理と曝気<br>藻類・生物増殖の抑制／溶存鉄・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='manganese'>マンガン</span>の除去"]
    B --> C["凝集<br>凝集剤でフロックを作る（補助剤でより厚く）"]
    C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='precipitation'>沈殿</span><br>フロックに捕らえた<span class='jp-term jp-term-diagram' title='buoyancy'>浮遊</span>物を沈めて除く"]
    D --> E["ろ過<br>粒子の除去"]
    E --> F["消毒<br>病原体を不活化"]
    F --> G["配水<br>管内の高い水圧で水質を保つ"]

塩分の多い水源では、これに脱塩（塩分の除去）が加わる。採水から家庭まで水質を保つ安全対策として、取水施設で定期的に採水して検査する（製造量が多いほど回数が多い）、施設の周辺を農業や廃棄物処分に使わせない、管の中では全行程で高い水圧を保つ、がある。

日本の水質基準

日本では、水道水は、水道法第4条に基づく水質基準に関する省令の水質基準に適合しなければならない。水質基準は52項目で、2026年4月1日にPFOSとPFOAが加わった⁴。

水道行政は、2024年4月1日に厚生労働省から国土交通省と環境省へ移管され、水質の基準の策定は環境省が担う⁵。給水栓でも、消毒の効果を示す残留塩素が一定以上に保たれていなければならない。水道法施行規則第17条は、給水栓の水が遊離残留塩素0.1 mg/L以上（結合残留塩素なら0.4 mg/L以上）を保つように塩素消毒 chlorination 塩素消毒（chlorination） chlorination（塩素消毒） することを求め、供給する水が病原生物に著しく汚染されるおそれがある場合などは遊離残留塩素0.2 mg/L以上（結合残留塩素なら1.5 mg/L以上）とする⁶。

水質の微生物学的指標

指標菌は通常、大腸菌群coliforms大腸菌群（coliforms）coliforms（大腸菌群）・大腸菌・緑膿菌の3つが選ばれる。

💡 大腸菌が検出されれば糞便汚染と読む。日本の基準は「検出されないこと」である。一方、指標菌が陰性でも病原体が存在しないとは限らない。一般に、ウイルスや原虫は細菌より塩素に強い。

水に関連する感染症の5分類

古典的なブラッドリー分類（1972年）は、水に関連する疾患の伝播経路を、水系・水洗い不足型・水生活環型・水関連（媒介昆虫insect vector媒介昆虫（insect vector）insect vector（媒介昆虫））の4つに整理した⁷。授業は、これにレジオネラ Legionella レジオネラ（Legionella） Legionella（レジオネラ） などの水分散型を加えた5つを示した。

💡 同じ病気が複数の分類に属する（腸チフスtyphoid fever腸チフス（typhoid fever）typhoid fever（腸チフス）・アメーバ症amebiasis アメーバ症（amebiasis）amebiasis（アメーバ症） は、飲む水でも、水不足による衛生不備でも広がる）。分類は感染経路に着目したもので、病名に1対1で対応しない。

水系流行の見分け方と事例

水を介した流行（水系流行）には、次の特徴がある。

• 流行地域endemic region 流行地域（endemic region）endemic region（流行地域） が、特定の給水区域と一致する。
• 突然、多数の症例が出る。
• 原因物質causative agent 原因物質（causative agent）causative agent（原因物質） が水から検出される。
• 汚染源を止めると、症例が急に減る。

flowchart TD
    A["特定の給水区域で急に多数の患者"] --> B["曝露を受けた集団が給水区域に一致するかを確認"]
    B --> C["水から<span class='jp-term jp-term-diagram' title='causative agent'>原因物質</span>を検出"]
    C --> D["汚染源の遮断・安全な水の提供"]
    D --> E["症例が急減すれば、水系流行の根拠が強まる"]

19世紀のジョン・スノウによるコレラ cholera コレラ（cholera） cholera（コレラ） の調査が、この考え方の原点である。調査の進め方はアウトブレイク調査outbreak investigationアウトブレイク調査（outbreak investigation）outbreak investigation（アウトブレイク調査）を参照する。

事例：2006年ミスコルツ（ハンガリー）

水源はカルスト水だった。大雨でカルスト水の量が増え、自浄self-cleaning 自浄（self-cleaning）self-cleaning（自浄） の力が足りず、汚染された水が給水系に入って流行を起こした⁸。

流行曲線（胃腸炎の症例、2006年6月、459人）の読み方は次のとおりである。

• 推定される曝露の期間は、おおよそ6月3日〜8日。
• 発症は6月7日から急増し、6月8日と9日にピーク（1日約100人）となり、その後は数日かけて減った。
• 2001〜2005年の同時期の1日あたりの中央値はほぼ0で、この流行が通常の発生ではないことが分かる。

⭐ 短期間に多数の症例が出る点源（共通の水源）型の流行曲線の典型例である。極端な降雨が、脆弱な水源を襲った。水源の保護区域内に複数の汚染源がありうること、水道事業者が極端な気象に備えていなかったことが課題として挙げられ、気候変動に伴う極端な水の現象への備えが重要になる⁸。

水の物理的な汚染

まとめ

• 水衛生は量・質・感染症で考える。安全に管理された飲料水を使えない人は2022年に22億人で、授業資料の15億人などの数値は古い。
• 淡水fresh water 淡水（fresh water）fresh water（淡水） は全水量の2.5%で、そのうち使いやすい河川・湖の水はごくわずかである。水源は地表水と地下水（不圧・被圧）で、不圧帯水層 aquifer 帯水層（aquifer） aquifer（帯水層） は汚染されやすく、被圧帯水層 aquifer 帯水層（aquifer） aquifer（帯水層） は自然由来のヒ素 arsenic ヒ素（arsenic） arsenic（ヒ素） などに注意する。
• 浄水は、凝集→沈殿 precipitation 沈殿（precipitation） precipitation（沈殿） →ろ過→消毒→配水が基本である。日本の水質基準は52項目で、一般細菌100集落/mL以下、大腸菌は検出されないことが微生物学的な基準である。
• 水に関連する感染症は、水系・水洗い不足型・水生活環型・水関連の媒介生物型・水分散型の5つに整理できる。水系流行は、給水区域との一致・突然の多数症例・水からの検出・遮断後の急減で見分ける。