ナイル川の飲料水中に含まれる天然放射性物質を低減するための従来型表流水処理プロセスの有効性

河川水の浄化が重要な理由

エジプトにとって、ナイル川は単なる象徴ではなく、国の主要な飲料水源です。堆積物や病原体とともに、この川の水には岩石や土壌由来の微量の放射性原子が自然に含まれます。通常はその濃度は低いものの、人々は何年にもわたって毎日この水を飲みます。本研究は、上エジプトのナイル川沿いにある一般的な浄水場がこれらの天然放射性物質をどの程度除去できるか、また処理後の水が国際的な健康基準を十分に下回っているかを明らかにすることを目的としました。

飲料水に潜む目に見えない存在

研究者らは、表流水に一般的に現れる4つの天然放射性物質に注目しました。そのうち3つは岩石中にある長寿命の元素に関連しており、2種のラジウムと1種のカリウムが含まれます。4つ目は気体であるラドンで、岩石からしみ出して水に溶け込みます。家庭で水を使うとき、ラドンは室内空気中に放出され呼吸によって取り込まれやすく、ラジウムや他の粒子は主に飲み込まれます。河川中の量はごく微量ですが、長期被ばくは肺や消化管を中心としたごくわずかながんリスクの上乗せと関連しているため、国際機関は飲料水中のこれら物質の注意深い監視を推奨しています。

浄水場の処理はどう機能するか

放射性物質が水の浄化過程でどう変化するかを調べるために、研究チームは上エジプトのケナ（Qena）およびルクソール（Luxor）地域にある10カ所の大規模浄水場を採取地点として選びました。これらの浄水場はすべて同様の4段階の処理を行います：ナイルからの原水取水、薬剤を加えて汚れを凝集・沈降させる工程、砂ろ過、そして貯留と消毒を行って各家庭へ供給する工程です。研究者らは、取水口から蛇口を通じた最終水まで各段階で採水し、合計40試料を採取しました。ラドンガスとガンマ線を放出する3種の放射性元素の濃度は、専門の検出器を用いて測定されました。

浄化中に放射性物質はどう変わるか

研究は、処理工程がすべての放射性物質に同じように影響しないことを明らかにしました。ラドンは気体であるため、かくはん、噴霧、または開放タンクでの滞留によって最も容易に水から放散します。全工程を通じて、元のラドンの約4分の3が消失し、消費者に届く前に減少しました。ラジウムの2形態は水中の微細な粒子に付着しやすいため異なる振る舞いを示しました。混和槽で薬剤が加えられると、これらの粒子は大きな「フロック（凝集物）」を形成して沈降し、その後砂ろ過でとらえられます。沈降とろ過の組み合わせにより、あるラジウム種はほぼ半分、もう一方は約3分の1が除去されました。カリウムは一般的な溶解塩に近い挙動を示し、日常的な処理で除去されたのは約5分の1程度にとどまりました。

最終的な水はどのくらい安全か

処理後の水の測定値を用いて、研究者らはナイル由来の水道水を飲むことで成人、子ども、乳児が1年間に受ける放射線等価線量を推定しました。地元での典型的な水摂取量と国際機関が用いる標準的な健康モデルを組み合わせて算出しています。すべての年齢層で、処理後の年間線量は飲料水中の単一の起源からの100マイクロシーベルト/年という広く用いられる健康指針を十分に下回っていました。実際、処理により成人と子どもの被ばく線量は半分以上、より感受性が高く全体的に水摂取量の少ない乳児では約70%削減されました。

日常生活への意味

今回の結果は、上エジプトのナイル沿いにある既存の多段階浄水場が、天然放射能を世界基準で安全と見なされるレベルまで低減するという点で機能していることを示しています。かくはん、沈降、ろ過、貯留の組み合わせは、特にラドンと一方のラジウムに対して強力な障壁を形成します。一方で、カリウムのような溶解した元素は標準的な方法では除去が難しいことも明らかになりました。現時点で大きな懸念はないものの、河川の自然背景放射能が上昇した場合にはより高度な処理法が必要になる可能性があると著者らは指摘しています。現状では、本研究はこの区間の取水から供給される水道水が、毎日何百万もの人々が依存しているにもかかわらず、放射線学的リスクは非常に小さいという安心できる証拠を提供しています。

引用: Ali, K., Matar, Z.S., Harb, S. et al. Effectiveness of conventional surface water treatment processes in reducing natural radionuclides in Nile River drinking water. Sci Rep 16, 9802 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36428-y

キーワード: 飲料水の安全性, ナイル川, 水処理, 天然放射能, ラドンとラジウム