Analysis of Microbial Pollution in Shallow Groundwater and Its Health Impact at Household Level in a Developing Country 利用統計を見る

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氏名 Sadhana Shrestha 博士の専攻分野の名称博士（工学）学位記番号医工博甲第３００号学位授与年月日平成２６年９月２５日学位授与の要件学位規則第４条第１項該当専攻名環境社会創成工学専攻

学位論文題目 Analysis of Microbial Pollution in Shallow Groundwater and Its Health Impact at Household Level in a Developing Country

（開発途上国における浅層地下水の微生物汚染と世帯レベルの健康影響の解析）論文審査委員主査准教授西田継教授坂本康教授風間ふたば教授新藤純子准教授石平博准教授市川温

学位論文内容の要旨

上水供給体制の不足は開発途上国、特に人口増加が著しいネパール・カトマンズ盆地のような都市部では深刻な問題である。浅層地下水を取得するための開放井戸や掘り抜き井戸は、設置と維持が容易かつ安価であることから各世帯の私的水源として広く普及しているが、政府や地域の各種公式統計から除外されていることが珍しくない。地下水の使用目的は、飲料水の場合もあるが、多くは水浴、家事等である。地下水の微生物学的汚染は多くの開発途上国で報告され、同時に下痢症発症が重大な健康問題となっている一方で、空間分布や季節変動を踏まえた効果的な地下水汚染対策を支援するための十分な研究成果は得られていない。また、世界保健機関により、あらゆる種類の水源に対する公衆衛生学的な安全性の評価が推奨されているが、汚染地下水を利用することによる健康リスクの定量化については議論の余地がある。特に、地下水の微生物学的水質と下痢症発症の関係を世帯レベルで検証した例はこれまでほとんど無いと言って良い。上記のような背景に基づき、本研究の目標を次のように設定した。a）ネパールカトマン

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ズ地域における浅層地下水の微生物学的水質の空間分布と季節変動の把握及びその機構の

検討（第3 章）、b）地下水中の腸管系病原微生物による下痢症発症リスクの推定（第 4 章）、

c）世帯レベルで潜在要因を調整した地下水の微生物学的水質と下痢症発症の関係解析（第 5 章）。2009 年から 2012 年までの乾季と雨季に、開放井戸と掘り抜き井戸の水に含まれる

大腸菌（

Escherichia coli: E. coli

）と総大腸菌群を定量した。2009 年と 2010 年の雨季に

ついては、数地点の井戸水データを対象に、腸管系病原微生物であるジアルジア（Giardia）シストとクリプトスポリジウム（Cryptosporidium）オーシストを定量した。第 1 章では、開発途上国における水不足と地下水汚染の現状を整理し、本論文での研究スキームを設定した。第２章では、研究対象地域、地下水採取、微生物学的分析等の基礎データの取得方法を記述した。第３章では、浅層地下水中の微生物濃度が乾季に比べて雨季に有意に高いことを示した。異なる季節で降雨量と大腸菌濃度を比較した結果、一つの可能性として、高濃度の糞便由来物質が雨季に地下浸透して季節変動を示しているとした。また、大腸菌と地下水位の間に中程度から強度の相関が見られたことから、別の可能性として、雨季の水位上昇が地表近い汚染源と地下水の接触を増大させるとした。第４章では、飲料と水浴の両方の暴露経路について、開放井戸に含まれる腸管系病原性大腸菌（EPEC）と、開放井戸と掘り抜き井戸の両方に含まれる原虫（クリプトスポリジウムおよびジアルジア）による下痢症発症は世界保健機関の指針（10−4_{／人・年以下）を超過} していることを示した。また、これらの原虫は大腸菌に比べて健康リスクが 1 万倍高いため、これを無視することは全体の水系感染リスクの深刻な過小評価につながること、水浴は健康リスクを顕著に増加させること、使用時点での水処理は健康リスクを1/6 に下げ、全体のリスク低減に大きな効果があることを示した。第 5 章では、地理情報システム上で疫学データを投影させる解析手法を開発し、データ不足地域を対象とした研究の可能性を広げた。地下水を利用する世帯は、それ以外の水源を利用する世帯と比べて下痢症発症の確率が有為に高く、強度に汚染された地下水を水浴目的で使用している世帯は、さらに高いリスク（調整オッズ比＝5.21）を負っていた。本論文を通して得られた成果は、当該地域における地下水の微生物学的水質が重要な健康リスク要因であることを支持していた。また、水浴が重要な暴露経路であることも示し、下痢症発症リスクを低減する方策を開発するために、小規模介入研究の導入を提案した。

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論文審査結果の要旨

本論文は、上水道事業の体制が貧弱なために代替水源に高く依存する開発後進国において、生活用水の汚染原因と住民の健康影響を定量的に解析することを目的としている。研究対象は、人口集中により主要な代替水源である浅井戸の汚染が著しいネパールのカトマンズ地域である。現地調査で取得したデータを用いて浅井戸水汚染の主要因を抽出すること、現地の生活様式を適用した場合の個人レベルの健康影響を推定すること、浅井戸水汚染と世帯レベルの健康影響の関係を明らかにすることが、研究の骨子である。主たる研究の成果とその意義は以下の通りである。（1）2008 年に自ら開拓した井戸水観測地点を基に、2009 年から 2012 年の雨季と乾季における開放井戸と掘り抜き井戸の合計 50 地点以上の長期水質データを、当該地で初めて提示した。実測値からは指標細菌濃度の空間分布を系統的に説明することはできないが、雨季に有意に高くなる季節性を示した。これに3 地点の連続水位データと気象観測所の雨量データを併せ、雨水浸透と地下水位上昇のいずれかまたは両方が、浅井戸水の指標細菌濃度を増加させる要因であると推測した。（2）320 人を対象に行ったアンケート調査から住民の平均的な水摂取量を算出し、指標細菌と原虫の測定結果、および、家庭での簡易水処理で想定される病原体除去率と既報の用量−反応関係を用いて確率モデルを作成し、個人の下痢症発症リスクを推定した。全てのケースで推定結果は国際保健機関の指針値を上回った。特に、原虫が腸管系病原性大腸菌より高いリスクを持ち、サイズの大きい原虫に対して使用時点の簡易濾過処理が有効であること、未処理水で水浴することでリスクが高まることを示した。（3）限られたデータで水汚染と健康影響の関係の実態を解析するため、指標細菌データを地理情報システムに入力、モデルを適用して空間データを内挿し、過去のアジア開発銀行による世帯別の下痢症発症データと比較した。代替水源として井戸水を利用する世帯は他と比べて有意に健康リスクが高く、上記の個人レベル解析で示された水浴に井戸水を利用している場合にリスクが最も高くなることを明らかにした。本論文の内容は2 編の筆頭著者論文として国際学術誌に掲載されている。以上より、本審査委員会は本論文の学術的貢献度が高いものと判断し、博士（工学）論文に値するものであると判断した。