下水道の氾濫

下水道のオーバーフロー（SSO ）は、未処理の下水が下水処理施設に到達する前に下水道から環境に排出される状態です。降雨によって引き起こされる場合は、雨天オーバーフローとも呼ばれます。下水道のオーバーフローの原因には、下水道管の閉塞、大雨時の下水道管への過剰な雨水の浸入/流入、ポンプ場のリフトの故障または停電、下水道管の破損などがあります。このようなオーバーフローを防ぐには、定期的なメンテナンスとインフラストラクチャのタイムリーなアップグレードが必要です。

SSO は、胃腸疾患(水系感染症) を引き起こしたり、ビーチの閉鎖や魚介類の消費制限を引き起こしたりする可能性があります。

米国、カナダ、ほとんどの西ヨーロッパ諸国（イタリアやフランスなど）、オーストラリア、シンガポール、韓国、日本などの先進国は、SSO 予防の公衆衛生問題に取り組んでいます。問題の重大さは、ほとんどの発展途上国では非常に大きいです。

米国環境保護庁(EPA) は、米国では毎年少なくとも 23,000 ～ 75,000 件の SSO イベントが発生していると推定しています。^[1] EPA は、オーバーフロー イベントの頻度を 5 年に 1 回以下に減らすためにすべての自治体の処理および収集システムをアップグレードするには、2004 年時点で約 880 億ドルの費用がかかると推定しています。 ^[2]このコストは、すでに投資されている約 100 億ドルに追加されることになります。環境に排出される未処理下水の量は、米国の処理済み下水全体の 0.01 パーセント未満ですが、その総量は年間数十億ガロンに達し、毎年何千もの胃腸疾患の原因となっています。^{[2] : Ch. 6}

先進ヨーロッパ諸国と日本では、米国と比較してSSOイベントの割合が同程度か、やや高い^[要出典]

発展途上国では、ほとんどの廃水は未だに未処理のまま環境に排出されている。中華人民共和国は、2001年時点で、全下水の約55%を何ら処理せずに排出している。^[3]イランのような比較的発展した中東の国では、テヘランの人口の大部分は、全く処理されていない下水を都市の地下水に注入されている。 ^{[4]廃水処理に関しては}南米の平均以下の国であるベネズエラでは、国内の下水の97%が未処理のまま環境に排出されている。^[5]

多くの国では、一般市民、海水浴客、貝類漁業者に警告するために、リアルタイムテレメトリーを使用して SSO の発生を測定し報告する義務があります。 ^{[引用が必要]}

都市化の初期段階で建設された下水道は、通常、下水処理が実施される前に建設されました。^{[6]初期の下水道は、}表面流出水とそれに含まれる可能性のある廃棄物を除去するための単純な排水システムでした。これらの排水システムは、台所、浴室、トイレからの下水が加わり、排出物が悪臭を放つようになったときに合流式下水道になりました。初期の下水処理場は、乾燥した天候の間に下水を処理するために建設されましたが、雨天時に合流式下水道からの大量の混合下水と降水流出水を処理することは現実的ではありませんでした。一部の都市では、下水が表面流出水と混ざらないように衛生下水道を建設し、雨天と晴天の両方で下水を効率的に処理できるようにしました。^[7]（米国の約860のコミュニティが引き続き合流式下水道を使用しています。^[8]）

乾燥した天候での分散型の故障は、主に集合下水管の詰まりが原因で発生し、これはゴミの詰まりや管自体への木の根の侵入によって発生することがあります。米国の SSO の約半数は、詰まりが原因です。^{[2] : p. 4–26} 米国の SSO の約半数は、詰まりが原因で油脂が原因​​であり、残りの 25 パーセントは固形ゴミが原因です。根は、詰まりが原因である米国の SSO の約 4 分の 1 の要因となっています。油脂の堆積は、調理用油脂を温水で液化させて下水管に排出することで発生します。これらの油脂は、より冷たい下水管で固形堆積物として凝固します。固形ゴミには、ゴミ箱に捨てずにトイレに流した汚れた衣類、おむつ、生理用ナプキンが含まれます。 ^{[2] : p. 4–28}

米国の多くの自治体では、レストランや食品加工業者にグリース遮断装置の使用を義務付け、下水道への脂肪、油、グリースの廃棄を規制している。^[9]

分散型ラインの故障の主な問題の一つは、オーバーフローの場所を特定するのが難しいことです。典型的な都市システムには何千マイルもの集水管があり、高価な監視装置を設置しない限り、中央処理施設はすべてのラインと通信する方法がありません。英国の企業は、下水道に吊り下げられたバルク誘電トランスデューサーを広く配備し、高レベルを検出して固定無線データネットワークを介してイベントを報告しています。特定の場所では、この方法により汚染イベントを最大 60 パーセント削減できました。^{[引用が必要]}

合流式下水道では、乾燥した天候による閉塞は起こりにくいです。これは、追加の表面流出量に対応するように設計された合流式下水道が、衛生下水道よりもはるかに大きいためです。合流式下水道の雨水調節器は、ゴミによる閉塞の影響を受けやすい場合がありますが、そのような閉塞によるオーバーフローは通常、私有地または公共の土地への浸水を避けるために、転流口に流れ込みます。

米国のSSOの約4分の1は、大雨の際に発生しており、これにより、集水システムの低地にある建物や揚水ステーションの破損、不適切な接続、浸水により、下水道に雨水が流入する可能性があります。下水と雨水を合わせた流量は下水道システムの容量を超え、下水が住宅、事業所、通りに排出されます。 ^{[2] ：p. 4–26}この状況は、地下インフラがかなり古い古い都市で最も多く見られ、パリ、ロンドン、ストックホルム、^[10]ニューヨーク市、ワシントンDC、カリフォルニア州オークランド^[11]はそのような場所の典型的な例です。下水道管への流入は、地下管の木の根の破裂、または経年劣化とトラックや建物からの過圧による機械的破損によって引き起こされることがあります。

システム障害のもう 1 つのモードは停電です。停電により揚水ポンプが機能しなくなり、揚水ステーションのウェット ウェルから下水が溢れることがあります。揚水ステーションの機械的または電源の故障は、米国の SSO の約 10% の原因です。このタイプの排出は、下水と雨水の合計量により揚水ステーションの使用が妨げられるため、合流式下水道ではまれです。米国の SSO の約 10% は、下水管の破損が原因です。^{[2] : p. 4–27}

停電、人為的ミス、機械の故障などにより、下水処理場から未処理または部分的に処理された下水が同様に排出されることがあります。しかし、これは通常、下水道の氾濫ではなく、下水処理場の故障とみなされます。下水処理場は、故障したユニットからの溢れ水を捕らえて別の処理施設に排出するように設計されている場合があります。私有地または公共の土地の浸水は通常、処理済み下水の排出用に設計された排水口に溢れ水を排出することで回避されます。^{[2] : p. ES–3}

人間の健康への影響としては、毎年かなりの数の胃腸疾患が発生しているが、1回の氾濫で死亡することはまれである。追加的な人的影響としては、氾濫後の海岸の閉鎖、遊泳制限、特定の水生動物（特に特定の軟体動物）の食用禁止などがある。生態学的影響としては、魚の死、プランクトンやその他の水生微生物相や微小動物相への被害などがある。流入水域の濁度上昇や溶存酸素減少は、水生生態系への明らかな病原性誘発性損傷を超えた顕著な影響につながる可能性がある。特定のアザラシやアシカは病原性損傷のピークを経験することが知られているため、海洋哺乳類などの高等生物が影響を受ける可能性がある。 ^[12]

SSO 封じ込めバルブの概念は英国で先駆的に導入され、降雨データと SSO 流出活動を相関させることでドライ スピルを軽減するために設置されています。^{[引用が必要]}

中世以来、統治者たちは環境に不適切に排出された未処理下水の影響を認識していた。16世紀のイギリスで処理システムが存在する以前、ヘンリー8世は、下水がテムズ川に到達する前にロンドンで停滞しないように、下水溝を流し続けるよう命じた（ロンドン下水道システム）。^[要出典]

19 世紀に、米国とヨーロッパの一部で下水処理場が初めて開発され、設置され、SSO の概念が認識されました。SSO は、1960 年代に環境意識が高まるまで、広範囲にわたる環境問題として認識されていませんでした。その頃、米国の政府機関は、SSO の場所と頻度を体系的に特定し始めました。地方自治体は住民の苦情を聞き、公衆衛生へのリスクを軽減するためにビーチ閉鎖プロトコルが体系化されました。

1972年に水質浄化法が可決された後、米国は下水処理場の改修に数十億ドルを費やし、それに伴う修理や、オーバーフローが発生する関連収集システムの改良も行いました。EPAは、クリーンウォーター州回転基金を通じて、SSO問題に対処するためにコミュニティに低利融資の資金を提供し続けています。^[13]

1990年代に日本、英国、その他多くのヨーロッパ諸国は、自国のオーバーフロー問題のいくつかについて真剣に調査を始めました。^[要出典]

• ファットバーグ（下水道の詰まり）
• 水質汚染

• 技術レポートと追加の SSO リソース - EPA