JPH10146584A - 水道水に残留するアルミニウムの除去機能をもつ浄水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最近のアルツハイマー病の研究の結果、飲料
水に含まれる「アルミニウム原因説」がますます濃厚に
なってきているのに、従来の浄水器には、水道水中に比
較的多量に含まれるアルミニウム除去の配慮がなされて
いない。本発明は、水道水に残留しているアルミニウム
を除去する目的と機能を付加補填することにより、アル
ツハイマー病の予防に役立つ浄水装置を提供する。 【解決手段】体内に入った後、鉄結合蛋白質と結合して
脳に侵入しやすい化合物をつくるアルミニウム・イオン
を、水道水から除去することにより、アルミニウムの脳
内への侵入と蓄積を防ぐことで、アルツハイマー病を予
防する。このため本発明は、金属イオンを選択的に捕集
するキレート樹脂に着目し、本発明の目的に叶う捕捉特
性をもつイミノジ酢酸型のキレート樹脂による捕捉層を
透過させることで、残留アルミニウム・イオンを選択的
に除去する新機能を発現させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水の浄水装置に係
わるものであり、特に水道水中に残留するアルミニウム
除去の目的と機能を発現する浄水装置に係わるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の水道水の浄水装置は、主として水
道水に含まれる塩素分と塩素臭の除去や発癌性物質とい
われるトリハロメタン等の塩素化合物等を除去すること
を主たる目的とした浄水装置であり、これによる水道水
の美味化および安全性改善の目的と機能を謳っている。
しかし、安全性改善の目的と機能は、それだけでは不充
分であり、なぜ不充分であるかの理由について、以下に
説明する。

【０００３】高齢化社会の到来とともに、老人性痴呆症
の研究が進んできている。加齢とともに発生率が高まる
痴呆症は、大別して、脳血管障害型の痴呆症とアルツハ
イマー型の痴呆症（以下、アルツハイマー病という）と
に分けられる。脳血管障害型の痴呆症の原因について
は、高脂血症や脳血管の老化による動脈硬化や高血圧症
等による多発的な脳血管の梗塞や出血等により、脳神経
細胞の一部が虚血の状態となって壊死することから、痴
呆の症状が進むことが判っており、原因が判っているだ
けに、予防の対策がしやすい。これに対して、アルツハ
イマー病の原因については、まだ明確な原因や発症の機
序が不明であり、その原因と考えられる幾つかの危険因
子が、指摘されているが、その解明はいまだに研究の途
上にある。しかし、最近の医療現場での経験や疫学的な
研究、動物実験的な研究等により、その有力な危険因子
として、アルミニウムの神経毒性が指摘され、危険因子
の疑いが極めて濃厚となりつつある。

【０００４】アルミニウムとアルツハイマー病との相関
関係を示唆する報告や疫学的なデータは、国際的に多く
示されている。また日本の著書としては、黒田洋一郎氏
の著書「ボケの原因を探る」（岩波新書、１９９２年１
１月２０日初版）に詳しく記載され、また、日本化学会
編「季刊化学総説・Ｎｏ．２７，１９９５」「微量金属
の生体作用・金属イオンの生理機能と薬理作用解明をめ
ざして」の特集で、川原正博・黒田洋一郎両氏が「アル
ミニウムとアルツハイマー病」について詳細な研究論文
を報告しており、特に飲料水に含まれるアルミニウムの
危険性に関する報告として、欧米における疫学研究調査
の結果について、次のような記述がある。「アルミニウ
ムの疫学研究は、主として飲料水との関係から調べられ
ている。痴呆の発生率と飲料水中のアルミニウム濃度と
が相関する（ノルウェー，１９８６年）などの前駆的の
研究の後で、１９８９年にイギリスにおいて８８個所の
地域の飲料水中のアルミニウム濃度とＣＴスキャンなど
からアルツハイマー病と判定された症例の発症率との関
係が調べられた。その結果、飲料水中のアルミニウム濃
度が０．１１μｇ／リットル以上の地域は、０．０１μ
ｇ／リットル以下の地域に比べ発症率が１．５倍以上高
いという事実が判明した。この結果は多くの研究者の注
目を引き、その後、フランス、カナダ、ノルウェーなど
で同様な研究が行われ、そのほとんどで飲料水中のアル
ミニウム濃度と記憶障害とが関連するという報告がなさ
れている。カナダでは２１の都市での疫学研究を総合し
た結果、飲料水中のアルミニウムの濃度依存的にアルツ
ハイマー病の危険率が増大すると報告されている。」

【０００５】日本の上水道の浄水場では、取水した原水
の濁りを沈殿濾過するために、凝集剤として「ポリ塩化
アルミニウム」や「硫酸アルミニウム」等のアルミ剤を
人為的に投入している。これらのアルミ剤は、濁りの不
純物と凝集して沈殿濾過されるために、大部分が濾過層
で除去されるものと認識され、浄水後の水道水のアルミ
ニウム・イオンの残留については、これまでもあまり問
題視されてはいないようである。また、水道法で定めら
れた水道水の水質基準には、２８項目のチェック項目が
示されているが、残留アルミニウム・イオンについての
チェック項目は示されていない。したがって、残留アル
ミニウム・イオンの濃度については、ＷＨＯ（世界保健
機構）の基準値の「０．２ｐｐｍ」以下を一応の目安と
しているが、この濃度は、前記に引用した疫学研究調査
では、危険率が有意に出ている濃度をはるかに超えた値
であり、水道水の有害性が憂慮される。しかし実際には
「０．２ｐｐｍ」以上の浄水場がかなり多数あったとい
う調査報告もあり、上水道当局のアルミニウムの有害性
対する認識は甘いようである。

【０００６】人体への毒の作用には、すぐに中毒症状を
呈して効くものと、じわじわと時間をかけて効いてくる
ものとがある。アルミニウムの神経毒性とアルツハイマ
ー病との相関関係は、じわじわと時間をかけて効いてく
るものと考えられる。水道水になんらかのかたちで含ま
れるアルミニウムに、そのリスクの疑いがあるのであれ
ば、本来ならば、国や自治体などが水道水に含まれるア
ルミニウム関連の有害物について、的確な試験や分析等
の調査を組織的に行い、リスク除去の改善を行うべきで
あるが、現在のところ、その認識は甘く、改善は図られ
ていない。しかし改善を待つあいだでも、水道水は飲料
水等に広く使われざるをえない。したがって個別の防御
手段として、老後の健康に配慮し、アルツハイマー病を
防ぐためにも、アルミニウム関連の危険因子を除去する
ことが、疫学的・公衆衛生的な見地から、急務であると
考える。にもかかわらず、家庭レベルでの個別の防御手
段である従来の浄水器に、アルミニウム関連の有害物除
去を目的とする機能的配慮がなされていないのは、飲料
水のリスク除去を目的とする浄水器としては機能の欠如
であり、欠陥商品と言わざるを得ない。

【０００７】次に、現在市販されている浄水器・清水器
等の技術についての所見の要点を、以下に述べる。 （イ）浄水機能の基本的な構造は、繊維質からなるフィ
ルター層と活性炭素層との組み合せとなっていて、浄化
の主たる目的は、水道水に消毒剤として添加された塩素
および塩素臭の除去と、発癌性があるとされているトリ
ハロメタン等の塩素化合物の除去を目的としている。 （ロ）差別化のための付加機能のあるものもあるが、フ
イルター層を多孔質の繊維束にする等の濾過材の改良
や、フイルター材料や活性炭素材に抗菌加工を施すなど
の、浄化・滅菌効果の強化を目的にしたもので、残留ア
ルミニウム・イオンの除去を目的とした付加機能をもつ
ものは見当たらない。 （ハ）ごく少数例として、「イオン交換膜」を付加した
ものがあるが、硫酸基イオンや塩素基イオンなどの陰イ
オンとカルシウム・イオンやマグネシウム・イオンなど
の陽イオンとを分別して、陽イオンのみを通過させるの
が目的であり、本発明が主張する有害なアルミニウム・
イオンの通過を、逆に助長させる結果になりかねない。 （ニ）またごく少数の例として、フィルター繊維や活性
炭素層に「イオン交換樹脂加工」を施したものもある
が、鉛などの有害な重金属イオンの除去を目的としたも
ので、本発明が主張する有害な残留アルミニウム・イオ
ンの除去にはふれておらず、目的意識もうかがえない。 （ホ）上記の浄水器・清水器・アルカリイオン水生成器
等の説明カタログや宣伝チラシ等を見る限り、水道水に
残留するアルミニウム・イオンの存在もしくは存在の可
能性にふれたものは、一つもなく、また、水道水に残留
するアルミニウム・イオンがアルツハイマー病の原因と
して疑いが濃いことにふれたものも、一つもない。 （ヘ）したがって、これらの浄水器・清水器・アルカリ
イオン水生成器等の商品化政策や、各メーカーのマーチ
ャンダイジング姿勢には、水道水の安全化の目的を謳い
ながら、アルツハイマー病の危険性が指摘されている残
留アルミニウム・イオンを、除去する認識も目的意識も
また皆無であったと思われる。

【０００８】

【発明の概要】本発明は、前述のアルミニウムとアルツ
ハイマー病との相関関係において、ますます疑惑が濃く
なりつつある「アルミニウム原因説」および水道水に含
まれる残留アルミニウム・イオンの危険性の指摘に鑑
み、超高齢化社会の到来とともに深刻化しつつあるアル
ツハイマー病を、可能な限り予防したいがために、創案
したものであり、従来、家庭レベルで普及しいてた浄水
器等に、本発明のアルミニウム除去機能を付加・補填す
ることにより、アルツハイマー病の予防にも有効な浄水
装置を提供する。

【０００９】前述の「季刊化学総説」の報告を引例した
通り、すでに欧米では、飲料水中のアルミニウムと痴呆
との関連についての疫学的研究調査の結果、アルミニウ
ムのアルツハイマー病原因説が、極めて濃厚になってき
ている。また、上水道でのアルミ剤の混入で凝集沈殿処
理された飲料水中のアルミニウム濃度の許容基準値
「０．２ｐｐｍ＝１リットル中０．２ｍｇ」について
も、同報告では、「疫学調査では危険率が充分有意に出
ている範囲内の値である」としている。したがって本発
明では、浄水処理後に含まれるアルミニウム濃度を、少
なくとも危険率が有意に出ている範囲の数値以下にま
で、抑えたい。

【００１０】アルミニウムが、便利な金属としてこの１
世紀の間に、われわれの日常生活の身近に使われてきた
ことは、事実である。ナベ・カマ・ヤカン等の調理器具
類、缶ビールや缶ジュース等の包装容器類には金属アル
ミニウムが使われ、あるいは制酸剤等の医薬品類にもア
ルミニウム化合物が使われてきた。したがってアルミニ
ウムがなんらかのかたちで、体内に入ってきているの
も、事実であろう。しかし、人間にとって非常に大切な
器官である脳には、防御本能があって、有害な異物の侵
入を防ぐ血液脳関門があるために、アルミニウムの脳神
経に対する有害性については、前向きな研究が等閑にさ
れてきたようである。ところが、最近のアルミニウムの
研究では、体内で「鉄」と結合して鉄を運ぶ鉄結合蛋白
質「トランスフェリン」とアルミニウムが強く結合する
ことにより、微量ながら脳内に侵入すると考えられてい
る。飲料水中のアルミニウムがアルツハイマー病の危険
因子として、疫学的にも重視されるのは、飲料水中に含
まれるアルミニウムが、安定したアルミニウム化合物と
してではなく、アルミニウムの単体で、活性の高い「ア
ルミニウム・イオン＝Ａｌ^＋＋＋」として存在し、鉄結
合蛋白質「トランスフェリン」と結合することにより、
脳内への移行を促すからだと考えられる。したがって、
本発明による水道水の浄化は、水道水に残留する「アル
ミニウム・イオン」を、選択的に除去することにより、
「トランスフェリン」と結合して脳内に蓄積する危険性
の高いアルミニウムの体内への侵入を、可及的に防ぐこ
とを目的とし、この目的を効率的に達成することによ
り、極めて憂慮されるアルツハイマー病の発症を防ぐこ
とを、究極の目的とする。

【００１１】次に、水道水に残留する「アルミニウム・
イオン」を、選択的に除去する本発明の原理について、
以下に説明する。 （イ）アルカリ金属イオンから重金属イオンまで、多種
類の金属イオンが混在するなかから、「アルミニウム・
イオン」のみを選択的に捕集するイオン交換樹脂は、ま
だ実用に供するには至っていないので、その開発と実用
化については、今後の研究課題であると、考える。 （ロ）代わりに本発明では、重金属イオンからアルカリ
土類金属イオンまで、段階的な捕捉力の差異を示す「キ
レート樹脂」に着目し、現時点で実用化が可能なキレー
ト樹脂について、それぞれの捕捉特性を検討した結果、
「イミノジ酢酸」型の官能基をもつ「キレート樹脂」を
が好適と考え、適用した。 （ハ）「イミノジ酢酸型キレート樹脂」の金属イオン捕
捉特性は、捕捉力の強い順に、Ｈｇ＞Ｃｕ＞Ｐｂ＞Ｆｅ
＞Ａｌ＞Ｃｒ＞Ｎｉ＞Ｚｎ＞Ａｇ＞Ｃｏ＞Ｃｄ＞Ｆｅ＞
Ｍｎ＞Ｂａ＞Ｃａ＞Ｓｒ＞Ｍｇ＞Ｎａという順序になっ
ており、カルシウムやマグネシウムやナトリウム等が下
位にあるのに対して、アルミニウムはかなり上位にあ
る。したがって、カルシウムやマグネシウム等の「有用
なイオン」を通過させて、除去したい「アルミニウム・
イオン」を優先的に捕捉することを可能とする。また、
水銀や鉛等の「有害な重金属イオン」が存在していた場
合には、いずれもアルミニウムより上位にあるので、こ
れらも優先して捕捉され、安全性の改善効果がさらに向
上する利点もともなう。 （ニ）なお、現行の浄水器の大部分のものが、濾過層や
活性炭素の吸着層部を交換可能なカートリッジ方式と
し、一定期間使用して、濾過吸着効力が低下すると、新
品のカートリッジと差し替える方式をとっている。本発
明も、使用経過にともなう捕捉力の低下に応じて、新し
いものと交換するために、カートリッジ方式を採用し
た。 （ホ）本発明に関してカートリッジ方式の利点について
述べると、一つは本発明が目的とするアルミニウム・イ
オンの有効な捕捉除去機能を、手軽なカートリッジの交
換により、その効力を継続して発現させることができる
こと。もう一つは、交換時に使用済みのカートリッジを
回収することにより、再生・再使用の処理がメーカー側
でできることである。 （ヘ）すなわち、一定期間、金属イオンを捕捉して、捕
捉力の低下した使用済みのキレート樹脂は、初めに酸で
処理し、次にアルカリで処理することにより、捕捉機能
を再生し、再使用が可能となる。この再生処理による回
転使用ができることは、メーカー側にとっても、ユーザ
ー側にとっても、経済効果が高い利点がある。なお、従
来のカートリッジ方式の浄水器と連結させる場合に、本
発明のキレート樹脂による捕捉濾過層の部分を、独立し
て着脱できるカートリッジ方式にしたことは、上記の再
生処理を単独でしやすくする配慮に基づくものである。

【００１２】

【発明の効果】これまでわが国の痴呆症患者は、欧米の
先進国に比べて、脳血管障害型の痴呆の比率が高く、ア
ルツハイマー型の痴呆は比較的に少なかった。しかし、
近年、アルツハイマー病は、増加の一途をたどり、だん
だんと欧米先進国型の痴呆に近づきつつある。また、痴
呆症状の進行の過程も、発症の初期は脳血管障害型の痴
呆の症状と酷似しているが、次第にアルツハイマー病と
して特徴づけられる見当識障害、計算力障害、感情・性
格障害、徘徊彷徨等の異状行動、著しい人格破壊を伴う
精神異常というように痴呆の症状が、重症化する。この
ことは、患者本人にとっても誠に悲惨であるが、介護に
当たる家族や肉親の精神的・肉体的・経済的な負担と苦
痛もまた大きい。同時に、特殊養護老人ホーム等の介護
施設の負担や公的介護保険システム関連の対応も、今後
ますます深刻化することが予測されている。したがっ
て、アルツハイマー病においても、脳ドックや精神神経
病院のモノ忘れ外来等における早期の検診による早期発
見と早期リハビリが、奨励されているが、それ以前に重
要で奨励されるべきことは、その可能な限りの予防に努
め、早期から適切に予防の措置を講ずることであろう。
特に最近のアルツハイマー病の研究の成果として、飲料
水に含まれるアルミニウム原因説が極めて濃厚になった
からには、いかして神経毒としてのアルミニウムの脳へ
の侵入を防ぐか、また脳内へのアルミニウムの蓄積をく
い止めるかが、アルツハイマー病の予防の最も有力かつ
効果的なテーマであり、その実行に向けて追究すべき方
法と考える。また、アルツハイマー病の特性として、親
子・兄弟姉妹のような近親者の発症率が、個別の発症率
よりも高いことが指摘されているが、近親者が生活をと
もにして、長らく同じ飲料水を飲み続けたからではない
か、ということも、原因が飲料水中に含まれるアルミニ
ウムによるものと考えれば、首肯できる。その意味から
も、予防に向けて本発明の利・活用の効果が期待される
ものと考える。また、日本の現在の医療制度では、予防
の医療には健康保険制度が適用されないので、脳ドック
等での検診を受ける人は必ずしも多くはないために、早
期発見・早期リハビリのチャンスを逃して、アルツハイ
マー病の進行をくい止められなかった例症もよくみられ
る。したがって、そうならないためにも、日頃から本発
明を利・活用することにより、アルツハイマー病の適切
かつ有効な予防の措置を講ずることは、個人の健康保持
と生活防衛のために必要なものと考えるとともに、来る
べき超高齢化社会への対応としても有意義なものと考え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミニウム・イオンを選択的に捕集・除去す
るキレート樹脂による捕捉濾過層からなる浄水装置の内
部の基本的横造を説明する断面図。従来の浄水器に連結
させることにより、従来の浄水器では期待できなかった
残留アルミニウム除去機能を付加補填する。

【図２】脱塩素類を主目的とした従来の浄水器のカート
リッジに、本発明の残留アルミニウム・イオン除去機能
をもつカートリッジを連結させた一体型の改良浄水装置
の内部の基本的な構成と構造を説明する断面図。

【符号の説明】

１ 水流。流入した水がキレート樹脂によるアルミニウ
ム・イオン捕捉濾過層を透過して、浄水となって流出す
る基本的な水流の経路を矢印で示す ２ 浄水装置本体の外郭 ３ カートリッジ交換のために本体を開口するネジ蓋式
の着脱部 ４ 交換用カートリツジの外郭 ５ 通水孔 ６ 抗菌フィルター材などの濾過層 ７ 活性炭素材の吸着層 ８ 浄水装置本体の外郭とカートリツジを着脱・固定す
るネジ部 ９ カートリッジの従来の濾過・吸着層部分と、本発明
のキレート樹脂によるアルミニウム・イオン捕捉濾過部
分とを、着脱・固定するネジ部 １０ アルミニウム・イオンを選択的に捕集・除去する
キレート樹脂による捕捉濾過層 １１ 従来の浄水器と本発明の浄水装置をつなげる連結
パーツ １２ 脱塩素類を主目的とした従来の浄水器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水道水中に残留するアルミニウム・イオ
   ンを除去する目的と機能を的確に発現させるために、金
   属イオンに対して選択性をもち、アルミニウム・イオン
   に対しても優先的な捕捉力をもつイオン交換樹脂の一種
   であるキレート樹脂による捕捉濾過層を、透過させるこ
   とにより、アルミニウム・イオンを選択的に捕捉し、か
   つ効率的に除去する目的と機能を発現する浄水装置。
2. 【請求項２】 上記の浄水装置のアルミニウム除去機能
   を発現する捕捉濾過層部を独立したカートリッジとし、
   脱塩素等を主たる目的とした従来の浄水器の濾過吸着部
   カートリッジに連結させて、従来の浄水器では期待でき
   なかった残留アルミニウム・イオンを除去する機能を、
   付加補填する浄水装置。