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水質汚染（または水質汚染）は、水域が汚染され、その利用に悪影響を与えることです。[1] : 6 これは通常、人間の活動の結果です。水域には、湖、川、海洋、帯水層、貯水池、地下水が含まれます。水質汚染は、汚染物質がこれらの水域に混ざることで発生します。汚染物質は、下水排出、産業活動、農業活動、および雨水を含む都市流出水の4つの主な発生源のいずれかから発生します。[2]水質汚染は、表層水または地下水のいずれかに影響を及ぼす可能性があります。この形態の汚染は、多くの問題を引き起こす可能性があります。1つは、水生生態系の劣化です。もう1つは、人々が汚染された水を飲料水や灌漑に使用したときに水系感染症が蔓延することです。[3]水質汚染は、水資源によって提供される飲料水などの生態系サービスも低下させます。
水質汚染の原因は、点源と非点源のいずれかです。[4]点源には、雨水排水管、廃水処理場、油流出など、特定可能な原因が 1 つあります。非点源はより拡散しています。例としては、 農業用流出水があります。[5]汚染は、時間の経過とともに蓄積された影響の結果です。汚染には多くの形があります。1 つは、油、金属、プラスチック、農薬、残留性有機汚染物質、産業廃棄物などの有毒物質です。もう 1 つは、 pHの変化、低酸素症または無酸素症、温度の上昇、過度の濁度、塩分濃度の変化などのストレスの多い条件です。病原体の導入もその 1 つです。汚染物質には、有機物質と無機物質が含まれます。熱汚染の一般的な原因は、発電所や工業メーカーが水を冷却剤として使用することです。
水質汚染の制御には、適切なインフラと管理計画、および法律が必要です。技術的解決策には、衛生の改善、下水処理、産業廃水処理、農業廃水処理、浸食制御、堆積物制御、都市流出水の制御（雨水管理を含む）などがあります。
意味
水質汚染の実際的な定義は、「水質汚染とは、水域の性質を直接的または間接的に変化させ、その正当な用途に悪影響を及ぼすような物質またはエネルギー形態の添加である」である。[1] : 6 水は、人為的な汚染物質によって損なわれた場合に、通常、汚染されているとみなされる。これらの汚染物質により、水は飲料水などの特定の人間の用途をサポートできなくなるか、魚などの生物群集をサポートする能力に著しい変化が生じる。
汚染物質
下水由来の汚染物質
以下の化合物はすべて、未処理の下水または処理済み下水の排出を通じて水域に到達する可能性があります。
- 個人衛生用品や化粧品に含まれるさまざまな化学物質。
- 化学的に消毒された 飲料水に含まれる消毒副産物（これらの化学物質は水道管網の汚染物質となる可能性があるが、揮発性が高いため、通常は環境水中には存在しない）。[6]
- ホルモン（畜産由来および人間のホルモン避妊法の残留物）および作用がホルモンを模倣するフタル酸エステルなどの合成物質。これらは、非常に低濃度であっても自然界の生物に悪影響を及ぼす可能性があり、水が処理されて飲料水として利用された場合は人間にも悪影響を及ぼす可能性があります。[7] [8] [9]
- 殺虫剤や除草剤、多くの場合は農業排水から発生します。
- 肝ウイルスAのような病原体（HAVは処理された排水や受水域に存在する可能性があるが、飲料水のさらなる処理中に大部分が除去される[10]）
適切に処理されていない廃水は、栄養素、病原体、異質の浮遊物質、有機糞便を運ぶ可能性がある。[1] : 6
病原体
細菌、ウイルス、原生動物、寄生虫は、廃水中に存在する病原体の例である。[1] : 47 実際には、病原体濃度が低いため、水サンプル中の病原体の検出は困難でコストがかかることから、指標生物が水の病原性汚染の調査に使用されている。最も一般的に使用される水サンプルの糞便汚染の指標（細菌指標）は、総大腸菌群（TC）または糞便性大腸菌群（FC）であり、後者は大腸菌などの耐熱性大腸菌群とも呼ばれる。[1] : 52–53
病原体は、人間や動物の宿主に水系感染症を引き起こす可能性があります。[12]汚染された表層水で時々発見され、人間の健康問題を引き起こした微生物には、ブルクホルデリア・シュードマレイ、 クリプトスポリジウム・パルバム、 ジアルジア・ランブリア、 サルモネラ、 ノロウイルスやその他のウイルス、および住血吸虫型を含む寄生虫などがあります。[13]
水域における高レベルの病原体の発生源は、人糞（野外排泄による）、下水、汚水、または水域に流入した肥料である可能性がある。その原因としては、衛生手順の欠如または機能不全のオンサイト衛生システム（浄化槽、汲み取り式トイレ）、消毒手順のない下水処理場、暴風雨時の下水道の溢水および合流式下水道（CSO）[14]、および集約農業（管理の不十分な畜産経営）などが考えられる。
有機化合物
水域に流入する有機物質は有毒であることが多い。[15] : 229
- 石油炭化水素、燃料（ガソリン、ディーゼル燃料、ジェット燃料、燃料油）と潤滑油（エンジンオイル）、および燃料の燃焼副産物を含む、油流出または雨水流出による[16]
- 揮発性有機化合物、例えば不適切に保管された工業用溶剤など。問題となる物質としては、ポリ塩化ビフェニル（PCB）や一般的な溶剤であるトリクロロエチレンなどの有機塩素化合物があります。
パーフルオロアルキル化合物（PFAS）は残留性有機汚染物質である。[17] [18]
無機汚染物質
無機水質汚染物質には、例えば以下のものがあります。
- 食品加工廃棄物からのアンモニア
- 自動車からの重金属（都市部の雨水流出経由）[16] [19]および酸性鉱山排水
- 下水や農業由来の硝酸塩とリン酸塩（栄養汚染を参照 ）
- 建設現場や下水、伐採、焼畑農業、開墾現場からの流出水に含まれるシルト（堆積物）。
- 塩分：淡水の塩分化は、塩分を含んだ流出水が淡水生態系を汚染するプロセスです。[20]人為的な塩分化は二次的な塩分化と呼ばれ、最も一般的な流出形態は道路の凍結防止塩の使用です。[21] [22]
医薬品汚染物質
医薬品およびパーソナルケア製品（PPCP）の環境への影響は、少なくとも1990年代から調査されてきました。PPCPには、個人の健康や美容上の理由で個人が使用する物質や、家畜の成長や健康を促進するために農業企業が使用する製品が含まれます。毎年2000万トン以上のPPCPが生産されています。[23]欧州連合は、水や土壌を汚染する可能性のある医薬品残留物を「優先物質」と宣言しています。 [3]
PPCPは世界中の水域で検出されています。毒性、残留性、生体内蓄積のリスクを評価するにはさらなる研究が必要ですが、現在の研究では、パーソナルケア製品が環境やサンゴ礁[24] [25] [26]や魚類[27]などの他の種に影響を与えることが示されています。[28] PPCPは環境残留性医薬品汚染物質（EPPP）を包含し、残留性有機汚染物質の一種です。従来の下水処理場では除去されず、多くの処理場が備えていない第4段階の処理が必要です。[23]
2022年に行われた世界の河川の医薬品汚染に関する最も包括的な調査では、調査対象となった場所の4分の1以上で「環境や人間の健康」が脅かされていることが判明した。調査では104か国の258の河川沿いの1,052のサンプリング地点を調査し、4億7000万人の河川汚染を代表している。調査では「最も汚染された場所は低所得国から中所得国にあり、廃水や廃棄物管理インフラが貧弱で医薬品製造が行き届いていない地域に関連している」ことが判明し、最も頻繁に検出され濃縮された医薬品がリストアップされている。[29] [30]- 環境中の残留性医薬品汚染物質には、抗うつ薬、抗生物質、避妊薬など、さまざまな医薬品とその代謝物が含まれます(薬物汚染も参照 ) 。
- 違法薬物の代謝物（廃水疫学も参照）、例えばメタンフェタミンやエクスタシーなど。[31] [32]
固形廃棄物とプラスチック
固形廃棄物は、未処理の下水、合流式下水道のオーバーフロー、都市の流出水、人々が環境にゴミを捨てる、埋め立て地から都市固形廃棄物を運ぶ風などを通じて水域に流入する可能性があります。その結果、目に見える大きな物体が水を汚染するマクロ汚染だけでなく、直接目に見えないマイクロプラスチック汚染も発生します。海洋ゴミや海洋プラスチック汚染という用語は、海洋の汚染の文脈で使用されます。
マイクロプラスチックは環境中に高濃度で残留し、特に水生および海洋生態系では水質汚染を引き起こします。[33]海洋マイクロプラスチックの35%は繊維/衣類由来で、主にポリエステル、アクリル、ナイロンベースの衣類が洗濯の過程で侵食されることが原因です。[34]
雨水、未処理の下水、風は、マイクロプラスチックが陸から海へ運ばれる主な経路です。合成繊維、タイヤ、都市のほこりがマイクロプラスチックの最も一般的な発生源です。これら3つの発生源が、マイクロプラスチック汚染の80％以上を占めています。[35] [36]
表面水汚染の種類
表面水汚染には、河川、湖沼、海洋の汚染が含まれます。表面水汚染のサブセットは、海洋に影響を及ぼす海洋汚染です。栄養素汚染は、栄養素の過剰流入による汚染を指します。
水供給と衛生に関する合同監視プログラムの推計によると、2017年時点で世界で約45億人が安全に管理された衛生設備を利用できていない。[37]衛生設備を利用できないことは懸念事項であり、例えば野外排泄の習慣を通じて水質汚染につながることが多い。雨や洪水の際には、人間の排泄物が地面に堆積していた場所から表層水へと移動する。雨が降ると、単純な汲み取り式トイレも浸水する可能性がある。
2022年現在、ヨーロッパと中央アジアは、海洋に排出される世界のマイクロプラスチックの約16％を占めており、 [35] [38]プラスチック廃棄物の管理とリサイクルは世界的に改善しているものの、生産・廃棄されるプラスチックの量が多いため、プラスチック汚染の絶対量は増加し続けています。[39] たとえ海洋プラスチック汚染が完全に止まったとしても、海洋表層のマイクロプラスチック汚染は増加し続けると予測されています。[39]
海洋汚染
海洋汚染は、産業廃棄物、農業廃棄物、家庭 廃棄物、粒子状物質、騒音、過剰な二酸化炭素、侵入生物など、人間が使用または拡散した物質が海に入り、有害な影響を及ぼす場合に発生します。この廃棄物の大部分（80%）は陸上活動に起因しますが、海上輸送も大きく貢献しています。[40] これは化学物質とゴミの組み合わせであり、そのほとんどは陸源から発生し、海に洗い流されたり吹き飛ばされたりします。この汚染は、環境、すべての生物の健康、および世界中の経済構造に損害をもたらします。[41]ほとんどの入力は、河川、下水、または大気を介して陸から発生するため、大陸棚は汚染に対してより脆弱であることを意味します。大気汚染も、鉄、炭酸ガス、窒素、ケイ素、硫黄、農薬、または塵粒子を海に運び去ることで、一因となっています。 [42]汚染は、農業流出物、風で飛ばされた残骸、ほこりなどの非点源から発生することがよくあります。これらの非点源は主に河川から海に流入する流出水によるものですが、風で運ばれたゴミやほこりも、これらの汚染物質が水路や海に沈殿する可能性があるため、役割を果たす可能性があります。[43]汚染の経路には、直接排出、陸上流出、船舶汚染、ビルジ汚染、大気汚染、そして潜在的には深海採掘が含まれます。
栄養汚染
熱汚染
水温の上昇は酸素濃度を低下させる（溶存酸素濃度の低下により、ガスは温かい液体に溶けにくいため）、魚が死んで（その後腐敗する可能性がある）、食物連鎖の構成が変化し、種の多様性が減少し、新しい好熱菌種の侵入を促進する可能性がある。[48] ：179 [15] ：375
生物学的汚染
水生外来生物の導入も水質汚染の一形態であり、生物学的汚染を引き起こします。[49]
地下水汚染
地下水汚染（地下水汚染とも呼ばれる）は、汚染物質が地面に放出され、地下水に流れ込むことで発生します。このタイプの水質汚染は、地下水中の微量で望ましくない成分、汚染物質、または不純物の存在により自然に発生することもあり、その場合は汚染ではなく汚染と呼ばれる可能性が高くなります。地下水汚染は、オンサイト衛生システム、埋立地浸出水、廃水処理場からの排水、下水道の漏水、ガソリンスタンド、水圧破砕（フラッキング）、または農業における肥料の過剰使用によって発生する可能性があります。汚染（または汚染）は、ヒ素やフッ化物などの自然発生する汚染物質によっても発生する可能性があります。[50]汚染された地下水を使用すると、中毒や病気（水系感染症）の蔓延により公衆衛生に危険をもたらします。
世界の多くの地域では、地下水汚染が人々の健康や生態系に危険をもたらしています。世界の人口の4分の1が飲料水を地下水に依存していますが、集中的な涵養により短寿命の汚染物質が炭酸塩帯水層に運ばれ、その水の純度が危険にさらされることが知られています。[51]
点源からの汚染
点源水質汚染とは、パイプや溝など、単一の特定可能な発生源から水路に入る汚染物質を指します。このカテゴリの発生源の例には、下水処理場、工場、都市の雨水排水溝からの排出が含まれます。
米国水質浄化法（CWA）は、規制執行の目的で点源を定義しています（米国の点源水質汚染規制を参照 ）。[52] CWAの点源の定義は1987年に改正され、建設現場などの産業雨水だけでなく、自治体の雨水下水道システムも含まれるようになりました。[53]
下水
下水は通常、99.9%の水と0.1%の固形物で構成されています。[54]下水は、富栄養化につながる多くの種類の栄養素を供給します。例えば、リン酸塩の主な発生源です。[55]下水は、個人衛生用品、化粧品、医薬品（薬物汚染も参照）、およびその代謝物に含まれるさまざまな化合物で汚染されていることがよくあります。 [56] [32]環境中の残留性医薬品汚染物質による水質汚染は、広範囲にわたる結果をもたらす可能性があります。暴風雨時に下水道が溢れると、未処理の下水による水質汚染につながる可能性があります。このような事象は、衛生下水道の溢れ水または合流式下水道の溢れ水と呼ばれます。
産業廃水
水を使用する工業プロセスでは、廃水も発生します。これは産業廃水と呼ばれます。米国を例にとると、水の主な産業消費者（総消費量の60％以上を使用）は、発電所、石油精製所、鉄鋼工場、パルプ・製紙工場、食品加工産業です。[2]一部の産業では、溶剤や重金属（有毒）などの有害な汚染物質を含む化学廃棄物を排出します。
産業廃水が適切に処理および管理されない場合、受水域に以下の汚染物質が混入する可能性があります。
- 水銀、鉛、クロムなどの重金属
- 食品廃棄物などの有機物や栄養素：特定の産業（食品加工、屠畜場廃棄物、紙繊維、植物性物質など）は、高濃度のBOD、アンモニア性窒素、油脂を排出します。[58] : 180 [15]
- 砂、砂利、金属粒子、タイヤのゴム残留物、セラミックなどの無機粒子。
- 農薬、毒物、除草剤などの毒素。
- 医薬品、内分泌かく乱物質、ホルモン、フッ素化合物、シロキサン、乱用薬物およびその他の有害物質[59] [60] [61]
- ポリエチレンやポリプロピレンビーズ、ポリエステル、ポリアミドなどのマイクロプラスチック[62]
- 発電所や工業メーカーからの熱汚染
- ウラン採掘、核燃料の処理、原子炉の運転、または放射性廃棄物の処分から生じる放射性核種。
- 産業排出物の中には、パーフルオロアルキル化合物（PFAS）などの残留性有機汚染物質が含まれているものもあります。[17] [18]
石油流出
非点源からの汚染
非点源汚染（NPS）とは、単一の個別発生源に由来しない水または空気の拡散汚染（または汚染）を指します。このタイプの汚染は、多くの場合、広い地域から集まった少量の汚染物質の累積的な影響です。これは、単一の発生源から生じる点源汚染とは対照的です。非点源汚染は通常、土地からの流出、降水、大気沈着、排水、浸透、または水文学的変化（降雨および雪解け）によって発生し、汚染を単一の発生源にまでさかのぼることは困難です。 [63]非点源水質汚染は、農業地域から川に流れ込む汚染された流出水や、風で運ばれた残骸が海に吹き飛ばされるなどの発生源から水域に影響を及ぼします。非点源大気汚染は、煙突や車の排気管などの発生源から空気の質に影響を及ぼします。これらの汚染物質は点源から発生していますが、汚染物質の長距離輸送能力と複数の発生源により、非点源汚染となります。排出が水域または大気中に単一の場所で発生した場合、汚染は単一点になります。
農業
農業は非点源からの水質汚染の主な原因です。肥料の使用や、農場、牧草地、飼育場からの表面流出は、栄養汚染につながります。[64]植物中心の農業に加えて、養魚業も汚染源です。さらに、農業流出水には高濃度の農薬が含まれていることがよくあります。[2]
大気汚染（大気汚染）
大気沈着とは、産業または自然発生源からの大気汚染物質が水域に沈着するプロセスです。沈着により、発生源の近く、または数千マイル離れた場所の水が汚染される可能性があります。産業大気沈着に起因する水質汚染物質として最も頻繁に観察されるのは、硫黄化合物、窒素化合物、水銀化合物、その他の重金属、および一部の農薬と産業副産物です。大気沈着の自然発生源には、森林火災や微生物活動などがあります。[65]
酸性雨は二酸化硫黄と窒素酸化物の排出によって引き起こされ、大気中の水分子と反応して酸を生成します。[66]一部の政府は1970年代から大気中への二酸化硫黄と窒素酸化物の放出を削減する取り組みを行ってきました。酸性雨をもたらす硫黄と窒素化合物の主な発生源は人為的ですが、窒素酸化物は落雷によって自然に生成されることもあり、二酸化硫黄は火山の噴火によって生成されます。[67]酸性雨は植物、水生生態系、インフラに有害な影響を及ぼす可能性があります。[68] [69]
大気中の二酸化炭素濃度は、 1850年代以降、人為的影響（温室効果ガスの排出）により増加しています。[70]これは海洋酸性化につながり、大気からの寄与による水質汚染のもう一つの形です。[71]
サンプリング、測定、分析
水質汚染は、物理的、化学的、生物学的な方法といういくつかの広範なカテゴリーで分析することができます。温度などのいくつかの方法は、サンプルを採取せずに現場で実施することができます。他の方法は、サンプルを収集し、その後、実験室で専門的な分析テストを行うものです。水と廃水サンプルの標準化され、検証された分析テスト方法が公開されています。[72]
水の一般的な物理的試験には、温度、比電気伝導度（EC）、固形物濃度（例：全浮遊固形物（TSS））、濁度などがあります。水サンプルは、分析化学方法を使用して検査される場合があります。有機化合物と無機化合物の両方について、多くの公開された試験方法が利用できます。定量化される頻繁に使用されるパラメーターは、pH、BOD、[73] ：102 化学的酸素要求量（COD）、[73] ：104 溶存酸素（DO）、全硬度、栄養素（窒素およびリン化合物、例：硝酸塩およびオルトリン酸塩）、金属（銅、亜鉛、カドミウム、鉛、水銀を含む）、油およびグリース、総石油炭化水素（TPH）、界面活性剤および農薬です。
バイオモニターまたはバイオ指標の使用は、生物学的モニタリングと呼ばれます。これは、周囲の物理的および化学的環境に関する情報を取得するために、生物の特定の特性を測定することを指します。[74]生物学的試験には、水生生態系の健全性を監視するための植物、動物、または微生物の指標の使用が含まれます。これらは、機能、個体数、または状態によって、生態系または環境の完全性の程度を明らかにすることができる生物種または種のグループです。[75]バイオ指標のグループの1つの例は、多くの水域に存在するカイアシ類やその他の小さな水生甲殻類です。このような生物は、生態系内の問題を示す可能性のある変化（生化学的、生理学的、または行動的）がないか監視できます。
影響
エコシステム
水質汚染は、淡水、沿岸水、海洋水など、すべての水生生態系の劣化につながる可能性があるため、地球規模の大きな環境問題となっている。 [76]水質汚染につながる具体的な汚染物質には、化学物質、病原体、温度上昇などの物理的変化など、さまざまなものがある。規制対象となる化学物質や物質の多くは天然に存在するもの（カルシウム、ナトリウム、鉄、マンガンなど）であるが、通常は濃度によって、何が水の天然成分で何が汚染物質かが決まる。天然物質の高濃度は、水生動植物に悪影響を及ぼす可能性がある。酸素を枯渇させる物質は、植物質（葉や草など）などの天然物質だけでなく、人工化学物質である可能性がある。その他の天然物質や人為的物質は、濁り（曇り）を引き起こし、光を遮って植物の成長を妨げ、一部の魚種のえらを詰まらせる可能性がある。 [77]
公衆衛生と水系感染症
2017年に発表された研究では、「汚染された水が胃腸疾患や寄生虫感染症を広め、180万人が死亡した」と述べられています（これらは水媒介性疾患とも呼ばれます）。[78]水を介して汚染物質に持続的にさらされると、環境健康に害を及ぼし、がんやその他の疾患を発症する可能性が高まります。[79]
窒素汚染による富栄養化
窒素汚染は、特に湖沼で富栄養化を引き起こす可能性があります。富栄養化とは、生態系内の化学栄養素の濃度が上昇し、生態系の一次生産性が増加することです。その後、無酸素症（酸素欠乏）や水質の深刻な低下などの環境への悪影響が発生する可能性があります。 [1] ：131 これは魚類やその他の動物の個体群に害を及ぼす可能性があります。
海洋酸性化
海洋酸性化は水質汚染のもう一つの影響である。海洋酸性化とは、大気中の二酸化炭素（CO2 ）の吸収によって引き起こされる、地球の海洋のpH値の継続的な低下である。 [70]
有病率
国別
例えば、インドと中国では水質汚染が広範囲に及んでいる。中国の都市の水の約90％が汚染されている。[84]
制御と削減
汚染制御の哲学
環境保護の一側面は強制的な規制であるが、これは解決策の一部にすぎない。汚染制御におけるその他の重要な手段には、環境教育、経済的手段、市場原理、より厳格な施行などがある。基準は「正確な」（汚染物質の定量化可能な最小値または最大値を定義）場合もあれば、「不正確な」場合もあり、その場合は利用可能な最善の技術（BAT）または実行可能な最善の環境オプション（BPEO）の使用が必要となる。汚染制御のための市場ベースの経済的手段には、課金、補助金、デポジットまたは返金制度、汚染クレジットの市場の創出、施行インセンティブなどがある。[85]
化学物質汚染制御における総合的アプローチへの移行は、統合制御措置、国境を越えた考慮、補完的かつ補足的な制御措置、ライフサイクルの考慮、化学物質混合物の影響などのアプローチを組み合わせたものである。[85]
水質汚染の制御には、適切なインフラストラクチャと管理計画が必要です。インフラストラクチャには、下水処理場や産業廃水処理場などの廃水処理場が含まれる場合があります。農場の農業廃水処理や建設現場での浸食防止も、水質汚染の防止に役立ちます。都市部の流出水を効果的に制御するには、流速と流量を減らすことが含まれます。
水質汚染には、あらゆるレベル（国際レベルから個々の帯水層や井戸まで）で 水資源政策を継続的に評価し、改訂することが必要です。
衛生と下水処理
都市下水は、集中型下水処理場、分散型下水処理システム、自然ベースのソリューション[86]、またはオンサイト下水施設や浄化槽で処理できます。たとえば、廃棄物安定化池は、下水の低コストの処理オプションになり得ます。[1] : 182 紫外線（太陽光）は、廃棄物安定化池（下水ラグーン）内の一部の汚染物質を分解するために使用できます。[87]安全に管理された衛生サービスを使用することで、衛生設備へのアクセス不足によって引き起こされる水質汚染を防ぐことができます。[37]
適切に設計され、適切に運用されているシステム（二次処理段階またはより高度な三次処理段階を含む）は、下水中の汚染物質負荷の90％以上を除去できます。 [88]一部の処理施設では、栄養素や病原体を除去するための追加システムを備えています。このような高度な処理技術は、間違いなく微量汚染物質の排出を削減しますが、多額の費用がかかるだけでなく、エネルギー消費と温室効果ガス排出量の環境的に望ましくない増加につながる可能性があります。[89]
暴風雨時の下水道の氾濫は、下水道システムの適時のメンテナンスとアップグレードによって対処できます。米国では、大規模な合流式システムを持つ都市は、コストが高いためシステム全体の分離プロジェクトを追求していませんが、[90]部分的な分離プロジェクトとグリーンインフラストラクチャアプローチを実施しています。[91]一部の自治体では、追加のCSO貯蔵施設を設置したり[92]、下水処理能力を拡大したりしています。[93]
産業廃水処理
産業廃水処理とは、産業によって望ましくない副産物として生成される廃水を処理するために使用されるプロセスを指します。処理後、処理された産業廃水（または排水）は再利用されるか、下水道または環境中の表層水に放出されます。一部の産業施設では、下水処理場で処理できる廃水が発生します。石油精製所、化学および石油化学プラントなどのほとんどの産業プロセスでは、処理済み廃水中の汚染物質濃度が下水道または河川、湖沼、海洋への廃水処分に関する規制に準拠するように、廃水を処理する専用の施設があります。[94] ：1412 これは、高濃度の有機物（油やグリースなど）、有毒汚染物質（重金属、揮発性有機化合物など）、またはアンモニアなどの栄養素を含む廃水を生成する産業に適用されます。 [ 95] : 180 一部の産業では、汚染物質（毒性化合物など）を除去するための前処理システムを設置し、部分的に処理された廃水を市の下水道に排出しています。[96] : 60
農業廃水処理
農業廃水処理は、農場管理の課題であり、肥料、農薬、動物のスラリー、作物の残渣、または灌漑用水に含まれる化学物質によって汚染されている可能性のある、飼育施設での動物の飼育や地表流出による汚染を制御することです。農業廃水処理は、牛乳や卵の生産など、飼育施設での継続的な動物の飼育に必要です。これは、産業廃水処理に使用されるものと同様の機械化された処理装置を使用して工場で行うことができます。池、沈殿池、および通性ラグーン用の土地がある場合、繁殖や収穫サイクルからの季節的な使用条件では、運用コストが低くなる可能性があります。[97] ：6–8 動物のスラリーは通常、嫌気性ラグーンに封じ込めて処理され、その後、草地に噴霧または滴下して処分されます。人工湿地は、動物の排泄物の処理を容易にするために使用されることがあります。
侵食と堆積物の制御の管理
建設現場からの堆積物は、マルチングやハイドロシーディングなどの侵食防止策、沈殿池やシルトフェンスなどの堆積防止策の設置によって管理できます。[98]自動車燃料やコンクリートの流出などの有毒化学物質の排出は、流出防止および管理計画、特別に設計された容器（コンクリートの流出用など）、オーバーフロー制御や転流堤などの構造物の使用によって防止できます。[99]
森林破壊や水文学の変化（水の流出による土壌の損失）によって引き起こされる侵食も堆積物の損失につながり、水質汚染を引き起こす可能性があります。[100] [101]
都市流出水（雨水）の制御
都市流出水の効果的な制御には、雨水の速度と流れを減らすこと、および汚染物質の排出を減らすことが含まれます。地方自治体は、都市流出の影響を軽減するためにさまざまな雨水管理技術を使用しています。一部の国では水質汚染に対する最善の管理方法（BMP）と呼ばれるこれらの技術は、水量の制御に焦点を当てている場合もあれば、水質の改善に焦点を当てている場合もあります。また、両方の機能を実行するものもあります。[102]
汚染防止対策には、低影響開発（LID）やグリーンインフラ技術（英国では持続可能な排水システム（SuDS） 、オーストラリアと中東では水に配慮した都市設計（WSUD）として知られている）があり、緑の屋根の設置や化学物質の取り扱いの改善（例：自動車燃料と油、肥料、農薬、道路凍結防止剤の管理）などがある。[103] [104]流出軽減システムには、浸透盆、バイオリテンションシステム、人工湿地、貯留盆、および同様の装置が含まれる。[105] [106]
立法
フィリピン
フィリピンでは、共和国法9275号（別名フィリピン水質浄化法2004年）[107]が廃水管理に関する準拠法となっている。この法律では、淡水、汽水、海水の水質を保護、保全、回復することが国の政策であると規定されており、廃水管理は特に重要な役割を果たしている。[107]
イギリス
2024年、英国王立工学アカデミーは、英国における廃水が公衆衛生に与える影響についての研究を発表しました。[108]この研究はメディアの注目を集め、クリス・ウィッティ卿を含む英国の主要な医療専門家からのコメントが寄せられました。この研究では、川や湖などの水路の水質を改善することで公衆衛生リスクを大幅に削減するための、英国のさまざまな機関への15の推奨事項が概説されています。
報告書の発表後、ガーディアン紙はウィッティ氏にインタビューし、水質と下水処理の改善は高いレベルで重要であり、「公衆衛生上の優先事項」であるべきだと述べた。彼はこれを、 19世紀に下水処理ネットワークの改善によって国内でコレラが根絶されたことと比較した。[109]この研究では、川の水量が少ないときには下水の濃度が高く、洪水や大雨の時期もあることも明らかにした。大雨は常に小川や川への下水の溢れと関連付けられてきたが、英国のメディアは暖かい季節に浅い川でカヌーを漕ぐことの危険性について親たちに警告するまでになった。[110]
ウィッティ氏のコメントは、英国では沿岸水域や内陸水域をレクリエーションに利用する人の数が増加しているという調査結果を受けて出された。これは、オープンウォータースイミングやその他のウォータースポーツへの関心の高まりと関係している可能性がある。[111]レクリエーション活動の増加にもかかわらず、水質が悪いため、競技中に体調を崩す人もいた。[112]最も顕著なのは、2024年のパリオリンピックで、セーヌ川の下水レベルが高かったため、トライアスロンなど水泳を中心とした多くの競技を延期しなければならなかったことだ。[113]
アメリカ合衆国
清浄水法は
、米国における表層水の水質汚染を規制する主要な連邦法である。[114] 1972年のCWA改正により、水質改善のための広範な規制枠組みが確立された。この法律は、汚染管理の手順と、表層水中の汚染物質の基準と標準の策定を定義している。[115]この法律は、環境保護庁が州政府機関と連携して米国の表層水汚染を規制することを認めている。1972年以前は、水質汚染物質の検査や除去を行わずに汚水を表層水に排出することは合法であった。CWAは1981年と1987年に改正され、地方自治体に対する建設助成金の連邦の割合を調整し、自治体の雨水排水を規制し、後にクリーンウォーター州回転基金を設立した。この基金は、自治体の下水処理システムを改善し、その他の水質改善に資金を提供するための低金利ローンを提供している。[116]
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、水質汚染に関連するメディアがあります。
- 世界の水質汚染への取り組み – 国連環境計画