水質汚染：汚染物質、原因、結果 - 環境

水または水の汚染は、その物理化学的特性または環境や生命に生物学的に有害な変化です。それは水質汚染とも呼ばれ、汚染物質の存在によって決定されます。

汚染物質は化学的、物理的または生物学的であり、化学物質が最も一般的です。これらは、排水、流出、廃棄物、および直接または間接的な堆積物を介して水に到達し、そこに生息または消費する生物に損傷を与えます。

ケニア、ナイロビのコロゴチョ川における糞便物質による水質汚染出典：
ドリーン・ムバロ

水質汚染物質には、洗剤、油、石油とその誘導体、肥料と農薬、重金属、プラスチックなどがあります。汚染の主な原因は、大都市、産業、石油活動、鉱業、農業、海や川による交通です。

水質汚染の問題を解決するための解決策は複雑であり、科学的調査や一般の意識向上キャンペーンの実施を含みます。さらに、下水を適切に処理し、厳しい環境規制を確立する必要があります。

世界中の水質汚染

ラテンアメリカでは深刻な水質汚染問題があり、そのほとんどは未処理の都市および産業排水および鉱業に起因しています。

メキシコでは、国の北部は主に重金属による水質汚染が最も多い地域の1つです。この地域では、汚染源は都市、産業、鉱業、農業排水です。

コロンビアでは、水質汚染は基本的に都市部の廃水と農業活動に起因しています。これにより、ボゴタやメデジンなどの一部の河川は今日生物学的に死んだと考えられています。

アルゼンチンは、農業および都市活動による水質汚染の影響を強く受けている別のラテンアメリカの国です。一方、一部の州では、鉱業は重金属による汚染という深刻な問題を引き起こしています。

ペルーのほとんどの河川は、重金属によるある程度の汚染を示しています。国内の主な汚染源は、鉱業、冶金、都市、産業、農業、炭化水素の開発です。

養魚と銅鉱山廃棄物の汚染はチリの水域に影響を与えます。さらに、チリの水のその他の汚染源は都市および産業排水です。

ヨーロッパ大陸では、スペインは農業活動と未処理の廃水排出による深刻な水質汚染問題を抱えています。アストゥリアスでは、鉱業活動による汚染が目立ち、エブロ川で高レベルの薬物が検出されています。

主な水質汚濁物質（化学成分）

米国アイオワ州の農場における農業水質汚染。出典：
Lynn Betts、写真家

水質汚染物質は、問題の生態系にとっての異物であるだけでなく、それ自体の成分でもあります。たとえば、リンと窒素は自然界では非常に重要ですが、過剰になると富栄養化を引き起こす可能性があります。

要するに、汚染物質とは、水の特性や組成を変化させ、その有用性に影響を与える物質のことです。

洗剤

これらは、未処理の下水を通って水域に到達する石鹸と界面活性剤です。洗剤は最も生命を脅かす汚染物質の1つであり、細胞膜の表面張力を破壊します。

さらに、洗剤には、石灰石、アミン、漂白剤、消泡剤、着色剤、香水、殺菌剤、酵素などの他の水質汚染物質が含まれています。

洗剤の悪影響には、酸素の拡散と、水中のホウ素（漂白剤としての過ホウ酸塩）とリン酸塩の量の増加があります。

油脂

油脂は水よりも密度が低く、水と混和しない（水に溶けない）性質があります。このため、いったん水域に排出されると、深刻な汚染物質になります。

これは、それらが酸素の拡散を妨げる表面的な膜を形成し、多くの海洋生物の窒息による死をもたらすために発生します。

プラスチック

多くの家庭用品は、廃棄物になる容器やバッグなどのプラスチックでできています。さらに、そのプレゼンテーションのほとんどでプラスチックは非常にゆっくりと生分解します。

高日射と侵食の条件に曝されるプラスチックは、ダイオキシンや生命に危険な他の物質を生成します。

ヘビーメタル

重金属によって引き起こされる主な人間の健康問題は、鉛、水銀、カドミウム、ヒ素による汚染に関連しています。これらおよびその他の重金属は、未処理の都市および産業廃水を通って水に入ります。

水星

この重金属は汚染された水を飲むことで吸収され、体内に蓄積され、深刻な健康問題を引き起こします。水銀の損傷には、知的障害、視力および聴力の低下、神経系障害、腎臓の損傷などがあります。

水銀汚染の主な経路の1つは、汚染された魚の摂取です。

砒素

それは、最も一般的には自然の源からのヒ酸塩、または産業および都市の排出物からのヒ酸塩として水中に見られます。この半金属の摂取は、さまざまな種類の癌、特に皮膚に関連しています。

石油とその誘導体

ガリシアでの「プレステージ」の災害（2002）

水質汚染物質として環境に最も深刻なダメージを与える化合物の1つは油です。海や川での原油またはその誘導体（ガソリン、潤滑油）の流出は、水生生物に大混乱をもたらし、水の飲用能力を無効にします。

この水質汚染物質の最も深刻な問題の1つは、流出油の高コストと修復の困難さです。

肥料

灌漑用水または雨で洗い流された肥料、地表および地下水域を汚染します。それらの配合に応じて、主に窒素、リン、カリウムのさまざまな比率を提供します。

同様に、カルシウム、マグネシウム、硫黄（硫酸塩）などの二次主要栄養素は、肥料から放出されます。さらに、鉄、銅、マンガン、亜鉛、ホウ素、モリブデン、塩素などの微量栄養素を生成できます。

これらの要素はすべて植物にとって不可欠ですが、大量に放出されると、水生生態系に悪影響を及ぼします。一方、帯水層にこれらの元素が含まれていると、飲料水の可能性が大幅に低下します。

場合によっては、亜硝酸塩とリン酸塩が富栄養化を引き起こします（藻類の成長が増加し、溶存酸素の量が減少します）。酸素レベルを低下させることにより、生態系の他の構成要素が影響を受け、死ぬ可能性があります。

農薬

農業害虫の防除に使用される化学物質は非常に多様です。これらの化学物質は、灌漑水や雨によって水域に運ばれることがよくあります。

農薬汚染は非常に有毒な化合物であるため、その影響は深刻なものになる可能性があります。これらの中には、ヒ素、有機塩素、有機リン酸塩、有機金属、カルバメートがあります。

世界で最も広く使用されている除草剤の1つは、アトラジンです。これは、地表および地下水の多数の物体で検出されています。

米国や一部の欧州共同体などの国では、アトラジンの使用が制限されています。ただし、メキシコなど、規制なしで使用されています。

放射性廃棄物

放射性汚染は水中の放射性物質の存在によって引き起こされます。それらは、代謝を一時的に刺激する少量と、身体に徐々に損傷を与えて突然変異を引き起こす大量で存在する可能性があります。

放射能の発生源は、原子力発電所で使用される放射性堆積物や水です。それらはまた、放射性ミネラルの開発および医学的および研究目的のための放射性同位元素の使用から生じ得る。

新興の汚染物質

新興の汚染物質は、環境汚染物質としての影響が十分に知られていない、異なる起源の一連の化合物と呼ばれます。

これらの新しい水質汚染物質は、より優れた、より感度の高い分析方法の開発により検出されました。

これらのいくつかは、臭素系難燃剤、クロロアルカン、極性、ペルフルオロ農薬および薬物（とりわけ抗生物質）です。

水質汚染の原因

ニューリバー、アメリカ、メキシコの下水および工業用水。出典：
CNRC

水にはさまざまな用途があり、水を使用する各プロセスでは、水が汚染されやすくなります。

汚染源と汚染経路が明確に特定できる場合、汚染源は特定です。非点汚染源の場合、汚染物質の正確な排出点を特定することは不可能です。

いくつかの地形の形成の侵食から来る重金属など、いくつかの自然汚染源があります。しかし、最も重要で深刻な汚染源は人間の活動によるものです。

都市活動

家庭ではさまざまな物質が使用されており、適切に処分されないと排水になって水域に流れ込みます。

国内活動の結果としての固形廃棄物は、適切に管理されないと帯水層に移動する可能性があります。

電子機器、バッテリー、その他のコンポーネントの廃棄物は、水銀、鉛、カドミウムなどの重金属を発生させます。これらの廃棄物は直接または間接的に地表または地下の水域に到達する可能性があります。

産業活動

工業地域で生産される化学物質は非常に多様で、重金属、石油誘導体、窒素および硫黄酸化物、脂肪、油、洗剤を見つけることができます。

たとえば、エレクトロニクス業界では、トランジスタ、レーザー、半導体の製造にヒ素を使用しています。これらの化合物は、ガラス、繊維、紙、鉱業などでも使用されています。

産業廃水が処理されない場合、ヒ素は水域に到達する可能性があります。その後、汚染された水や魚介類を消費することで、人間の健康に影響を与える可能性があります。

業界はまた、酸性雨を引き起こし、水に窒素と硫黄化合物を運ぶガス排出を生成します。同様に、土壌の酸性化が発生し、流出によって間接的にアルミニウムが水に導かれます。

オイル活動

油とその誘導体の抽出、保管、輸送は、水質汚染の最も危険な原因の1つです。

海や川の油流出は、酸素の拡散を妨げる広範な層を生成し、水生動物の死を引き起こします。水鳥の特定のケースでは、羽毛に油が染み込んでいるときに非常に影響を受けます。

一方、修復作業は高価で困難であり、その汚染効果は長期間続きます。

鉱業

特に金の抽出のための露天掘りは、河川や湖沼で最も汚染されている活動の1つです。

岩の多い基板から金を分離するために、水銀、シアン化物、ヒ素が適用され、これらは洗浄されて水路に入ります。

採掘活動に関連する水を汚染する他の要素は、セレン、亜鉛、カドミウム、銅です。

さらに、これらの鉱山では、岩石と土壌の化学的および物理的風化が鉱物を抽出するために行われます。この活動は重金属を放出し、最終的に地下水と地表水路（川と湖）の両方を汚染します。

農業活動

集中農業では、除草剤、殺虫剤、殺菌剤、肥料などの大量の化学物質が使用されます。綿などの一部の地域では、成長サイクル全体にわたる殺虫剤の散布数が膨大です。

これらの製品またはそれらの二次代謝産物の多くは、最終的に水域に洗い流されます。

畜産地域では、養豚は最も汚染されている活動の1つです。養豚場では大量の有機性廃棄物が発生し、豚舎から常に洗い流されています。

適切な処理技術が適用されない場合、これらの廃棄物は最終的に地表や地下水を汚染します。

海上輸送

海上交通は、世界の海洋を汚染する廃棄物の最も重要な発生源の1つです。固体と液体の廃棄物は、大型貨物船、定期船、漁船から海に捨てられます。

海には、海流によって濃縮されたごみの真の島があります。これらの島々は、海上交通からの固形廃棄物と沿岸都市からの貢献によって形成されています。

一方、船は海にさまざまな物質、特に燃料、潤滑油、塗料の残留物を投棄します。

大気排出

大気は、汚染物質が海に到達するもう1つの方法です。ほこりや破片の軽い部分は、風に吸収されて海に吹き込まれます。多数のダスト粒子が金属の痕跡を運び、このように分布します。

海洋環境に影響を与える2つ目のタイプの大気汚染は温室効果ガスで、地球を加熱することで海洋の温度も上昇します。

副次的な結果として、大気中のCO ₂濃度の増加が海洋の酸性化に寄与しているようです。第3に、（自動車のエンジンのような）燃焼プロセスは、かなりの量のSO ₂とNO _{2も生成し}ます。これにより、酸性雨の発生が増加します。

流出と土地流出

保護されていない農場は、大雨が発生したときに表土や農場の肥料やその他の潜在的な汚染物質をもたらします。

農業および工業プロセスからの水には、高レベルの窒素とリンが含まれています。アメリカ合衆国環境保護局（EPA）によると、アメリカ合衆国西部の流域の40％以上が海に到達する金属で汚染されています。

環境への影響

ベネズエラのマラカイボ湖のゴミ
出典：写真家

公衆衛生

水質汚染の主な環境影響の1つは、公衆衛生への影響です。水質の損失は、人間と家庭および産業活動の両方での水の消費を制限します。

生分解性ではないため、最大の問題の1つは重金属です。したがって、それらは体内に蓄積して、とりわけ神経系、内分泌系、腎臓系に損傷を与えます。

糞便による汚染は、さまざまな病気を引き起こす病原体の存在の可能性をもたらします。

病気

制御されていない川、湖、水は、胃腸疾患のあるスイマーや入浴者の健康を危険にさらす可能性があります。

胃腸疾患は、淡水中の大腸菌と淡水と海水中の腸球菌糞便によって引き起こされます。水質を測定する値の範囲は、100 mlあたり30インジケーターの間で変動します。

観光およびレクリエーション活動への影響

水域に排出される固形廃棄物と液体廃棄物は、レクリエーション目的での使用に悪影響を及ぼします。

汚染された海域では健康に深刻なリスクがあるため、水生レクリエーション活動は制限されています。また、汚染物質による悪臭や景観の悪化が観光客の価値を制限しています。

工業用および農業用の制限

水質汚染により、灌漑や一部の産業活動での使用が制限されています。重金属や殺生物剤で汚染された水源は、農業や食品産業では使用できません。

植物と動物

フローラ

富栄養化

富栄養化は特定の藻類の成長を引き起こしますが、その正味の影響は水生生態系のバランスに非常に深刻です。体を水で飽和させることにより、水中の水生植物が酸素と太陽光を使用するのを防ぎます。

マングローブ

これらの生態系は、特に油流出による水質汚染の影響を非常に受けやすくなっています。油は気孔（マングローブ通気根）を覆っているため、植物は無酸素状態（酸素不足）で死ぬ。

また、芳香族化合物は細胞膜を損傷し、細胞の機能を停止させます。

酸性水

汚染による水の酸性化は、分解する生物（細菌および真菌）の個体数を減らします。したがって、栄養素の利用可能性が影響を受け、多くの水生植物の死を引き起こします。

リン酸過剰

洗剤やその他の汚染物質は、水中のリン酸塩のレベルを高めます。リン酸化合物は根に浸透し、植物の成長に影響を与えます。

動物相

水中の汚染物質の多くは、野生生物を直接殺します。他の人は内分泌かく乱を引き起こし、生殖、成長、行動の問題につながります。

塩素化パラフィンタイプの汚染物質の生物濃縮は、北極圏の魚だけでなく、鳥類や海洋哺乳類でも検出されています。これは、水中でのこのタイプの汚染物質の動員能力を示しています。

油流出、洗剤、油、グリースは、水中の溶存酸素に影響を与えます。また、魚のえらや海鳥の羽に油が付着して直接死ぬこともある。

メキシコ、コロンビア、アルゼンチン、ペルー、チリ、スペインの水質汚染。

リオデバ、バスク国（スペイン）。出典：
機械可読の著者は提供されていません。Txoを想定（著作権の主張に基づく）。

メキシコ

メキシコでは、他の発展途上国と同様に、水処理システムが不足しています。最も影響を受ける地域の1つは国の北部で、重金属による汚染の深刻な問題があります。

他のケースの中で、エルモシヨ（ソノラ）にあるアベラルドL.ロドリゲス水ダムについて言及することができます。ソノラ川流域の水はこのダムに達し、鉱山、産業、農業活動から大量の汚染物質をもたらします。

一方、メキシコ北部の29の都市で実施された調査では、そのうちの20の都市で重金属のレベルが心配されていることがわかりました。検出された金属は、鉛、銅、水銀、ヒ素、カドミウムでした。

同様に、メキシコシティと大都市圏の一部の水質は低く、問題を軽減するために処理が適用されることはほとんどありません。

コロンビア

コロンビアの2つの大都市に近いメデリン川とボゴタ川は生物学的に死んでいると考えられています。この状況は、未処理の排水による高レベルの汚染の結果です。

キンディオ、アンティオキア、トリマ、リサラルダのコーヒー栽培地域とメタの田んぼでは、農薬が広い地域を汚染しています。

ソガモサ渓谷、マグダレナ川、ダグア川、ネチ川の水は、産業や鉱業によって汚染されています。

コロンビアのカリブ海流域を流れる河川には、リン、硝酸塩、カリウム、農薬（DDT、DDE）、有機性廃棄物などの汚染物質が大量に含まれています。

アルゼンチン

ブエノスアイレス州の沿岸地帯では、主な汚染源は都市化と観光活動によるものです。この国のもう一つの重要な問題は、農業活動からの水の汚染です。

アルゼンチン北西部（エントレリオスとコリエンテス州）には、水田に変わった古い湿地（自然湿地）があります。この地域では、農薬や肥料を無差別に使用することで、深刻な水質汚染が発生しています。

フフイ、トゥクマン、カタマルカおよびその他の地域では、銅および金鉱山からの排水によって排出された銅および硫酸塩による帯水層の汚染が検出されています。

ペルー

ペルーの水管理に関する全国報告によれば、水路の多くは未処理の排水で汚染されています。

主な汚染源には、鉱業、冶金、都市、産業、農業、および炭化水素の開発があります。

たとえば、ペルーの22の河川の水はカドミウムの許容レベルを超えており、35の河川には銅が多く含まれています。

太平洋の斜面では、モッシュ川またはカニェテ川は、分析されたすべての重金属で許可されているレベルを超えています。さらに、チチカカ盆地の川には、許容できないレベルの銅と亜鉛があります。

チリ

2016年チリの環境パフォーマンス評価によると、帯水層の主な汚染源は都市および産業廃水です。

同様に、魚の養殖と魚の加工、農業、食品産業も汚染源です。

国の中心部では、農地からの流出の結果として富栄養化の問題があります。これは沿岸のラグーン、河口、湿地の肥料汚染を引き起こしました。

南部地域では、フィヨルドに抗生物質による汚染があり、富栄養化も起こっています。この状況は、サケ養殖や他の養殖部門からの廃棄物が原因で発生します。

マイポ川は、サンティアゴとバルパライソの大都市圏における主な飲料水と灌漑用水の供給源です。しかし、現在、鉱山活動の結果として、銅汚染がかなりのレベルになっています。

スペイン

グリーンピースのスペイン子会社による報告によると、スペインのほとんどの河川流域は水の化学的汚染の影響を受けています。

この調査は、スペインの70の都市が廃水処理に関するヨーロッパの基準に準拠していないことを示しています。さらに彼は、最も汚染された河川の中に、ハラマ川、リョブレガート川、セグラ川があると指摘しています。

エブロ川

エブロ川はスペインの主要河川であり、その流域には激しい農業と家畜の活動、都市開発といくつかの産業活動があります。

ヨーロッパのプロジェクト「アクアテラ」の枠組みの中で実施された調査で、最も関連性の高い汚染物質が特定されました。調査の結果、最も豊富なのは医薬品と農業活動による農薬です。

農薬の中で最も頻繁に使用されるのは、トウモロコシとブドウに使用されるアトラジンとシマジンです。これらの農薬は、河川に年間800 kg、500 kgの負荷を与えています。

エブロ海域で最も一般的な薬物には、アセトアミノフェン（パラセタモール）、アテノロール（ベータ遮断薬）、カルバマゼピン（抗てんかん薬）、およびイブプロフェン（抗炎症薬）があります。

合計で約30の薬物が監視されており、年間排出量は3トンです。

出羽川

デバ川（バスク国）では、産業排水により、堆積物中に非常に有毒な化合物の存在が検出されています。これらには、DDT、PAH（多環式芳香族炭化水素）、AOX（吸収性有機ハロゲン化物）、エチルベンゼン、およびトルエンが含まれます。

オソナ川

カタルーニャのオソナ川流域には、高濃度の牧場があります。放流水と流出水は大量の硝酸塩を発生させるため、急流や河川の水は消費に適していません。

ソリューション

知識を向上させ、意識を高める

水質汚染と同じくらい複雑な問題の解決策の出発点は知識です。

そのため、関連するすべての変数を理解するには科学的研究が不可欠です。これらの研究から、市民意識向上プログラムと適切な代替技術の生成のための情報を生成できます。

下水処理

最も効果的な対策の1つは、下水または廃水の処理です。したがって、自然環境に戻す前に水を浄化する処理プラントを設置することが不可欠です。

最も高度な処理プラントには、物理的、化学的、生物学的プロセスの組み合わせが含まれます。これらのプロセスにより、汚染された水からほとんどの汚染物質を抽出できます。

このために、硫酸アルミニウムなどの凝固剤が使用され、水を凝固、凝集、沈殿、ろ過、最後に塩素化します。

産業排出および排出の規制

ほとんどの発展途上国では、産業界からの排出と排出を規制する適切な法律がないか、施行されていません。この状況は、これらの国々の水質汚染の問題を悪化させます。

したがって、産業を厳密に管理し、環境への影響を減らすよう義務付けることができる法律を制定する必要があります。

農業における農薬および肥料の使用に関する制限

肥料や農薬の合理的な使用は、水質汚染を防ぐために非常に重要です。生態学的な意味での良い農業慣行の実施は、生産のための化学製品への依存を減らすことに貢献します。

鉱業活動の制限と管理

採掘は、特に露天掘りで、水質に大きな影響を与えます。帯水層の近くのエリアでこの活動を制限し、環境で最も積極的な技術的慣行を禁止することが不可欠です。

炭化水素の抽出、保管、輸送の管理

最も汚染されている産業の1つは、石油とその誘導体（石油化学製品、プラスチックなど）の産業です。抽出段階では、重金属に富む汚泥の流出と蓄積により、表面と地下水が汚染されます。

そして、輸送中には、軽微な流出や重大な事故さえも頻繁に発生します。したがって、その潜在的な環境への影響の観点から、石油活動のより厳密な管理が必要です。

優先リストと許容最大レベル

人間の健康に危険と見なされる化学物質を含むリストを生成し続けることは非常に重要です。これらでは、人間が消費するために水中で許容される最大レベルが定義されています。

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水質汚染：汚染物質、原因、結果 - 環境 - 2025