科学者が飲料水の安全性を確保するためにどれほどの努力をしているかご存知ですか?

私たちが毎日飲んでいる水はどこから来るのでしょうか？

私たちが毎日飲んでいる水はどこから来るのかご存知ですか？川、湖、貯水池、地下水？水がどこから来るかに関係なく、飲料水源という統一された概念があります。

飲料水源とは、都市住民の生活や公共サービス（政府機関、企業、施設、病院、学校、飲食業、観光業などへの水など）に水を供給する水源地域をまとめたものです。給水人口を境に、パイプラインで給水している人口1,000人未満のものは分散型飲料水源、1,000人以上のものは集中型飲料水源となります。

「中華人民共和国水法」および「中華人民共和国水質汚染防止法」によれば、飲料水を供給するすべての水源は保護区に指定され、実際の状況に基づいて第1級保護区、第2級保護区、準保護区の3つのレベルに分けられます。

飲料水中の天然リスク物質の同定、変換および制御メカニズム

飲料水源については保護地域が指定されていますが、自然発生源からのリスク物質は環境中に広く存在し、飲料水の感覚品質や人間の健康に影響を及ぼしており、世界的な飲料水安全管理の重要な目標となっています。藻類物質、天然有機消毒副産物、無機陰イオンのヒ素とフッ素は、典型的な天然リスク物質です。これらは生物地球化学的循環の中で生成され、種類が多く複雑な構成をしており、環境管理によって発生源から遮断することが困難です。これらの物質の特定と規制は、飲料水の安全性を確保する上で難しい問題です。

中国科学院生態環境科学センター研究員ヤン・ミン氏が主導する「飲料水中の天然源リスク物質の特定、変換および制御メカニズム」プロジェクトは、飲料水中の天然源リスク物質の特定、形成メカニズム、制御原理などの重要な科学的問題について体系的な研究を行い、一連の革新的な成果を達成した。藍藻が催奇形性レチノイン酸毒素を生成することが世界で初めて発見されました。我が国の表層水源では魚臭が主要な悪臭であることが確認され、硫化物による魚臭汚染の普遍性が明らかになった。凝固・消毒過程における天然有機物の分子変換メカニズムを解明した。ナノAl13強化凝固により消毒副産物の形成を効果的に阻止できることがわかった。複合金属酸化物の多位置複合吸着によるヒ素とフッ化物の除去強化の原理が提案されました。

このプロジェクトの藻類レチノイドに関する結果は世界自然保護連合両生類専門家グループの報告書に含まれ、自然リスク物質に関わる環境問題に対する国民の意識を高めました。嗅覚検査の結果は飲料水の主要な臭気問題の解決を裏付けました。消毒副産物の制御結果により、1日あたり合計330万トンの処理能力を持つ複数の場所の飲料水処理プラントにおける凝固プロセスの最適化に成功しました。 2017年国家自然科学賞準賞を受賞。

研究で重要な匂い物質が発見される

研究チームは、中国の55都市にある209の水処理施設で、臭気の特定と臭気を発生する藻類のその場での制御に関する調査を実施し、地表水源の80％以上と処理施設から排出される水のほぼ半分にさまざまな程度の臭気があり、魚臭と土臭が主な臭気の種類であることを発見した。感覚ガスクロマトグラフィーに基づくと、無錫での嗅覚事故における主な臭気物質はジメチルトリスルフィドなどの硫化物であることが判明しました。例えば、長期にわたる研究で、研究チームは黄浦江の水源には土臭さと魚臭さという2つの臭いがあることを発見しました。包括的な二次元ガスクロマトグラフィー高解像度質量分析と感覚ガスクロマトグラフィーを組み合わせることで、黄浦江水源で 15 種類の臭気物質を特定することに成功しました。嗅覚活性値を順位付けし、嗅覚を再構築したところ、硫化物物質が魚臭の主な臭気物質であり、土臭やカビ臭物質が硫化物物質による魚臭を増強する可能性があることがわかりました。全国調査により、全国の水中の主な悪臭物質は硫化物であることが判明した。

2-メチルイソボルネオール (MIB) は、水源に土っぽいかび臭い臭いを生じさせる主な物質であり、主に糸状シアノバクテリアによって生成されます。藻類の生態学的モデルを確立し、それをテストすることで、十分な栄養条件下では、光エネルギーが水域の藻類群集の構造変化を促進する主な要因であることが証明されました。さらに、嗅覚藻類は底層や表層下での成長に適していると推測されます。

飲料水の安全性は常に国家経済と国民生活に関係しています。このプロジェクトでは、飲料水中の自然発生リスク物質汚染の新たな問題を発見し、自然発生リスク物質の除去を強化するための規制原則を提案しました。それは飲料水の安全性に関する重要な理論的・技術的基礎を提供し、環境科学技術の基礎分野の発展を促進しました。

（文：張燕芳、査読専門家：楊敏、中国科学院生態環境研究センター研究員）

中国科学技術協会科学普及部

新華網

共同制作