ポビドンヨードによる飲料水の消毒に関する濃度の検討


旅行医学の教科書によると、水の衛生が確認できない場合のポビドンヨードによる水の消毒方法は下記のとおり。

●推奨濃度 

1Lの水に対し
2%ヨウ素溶液 0.2ml 5滴
10%ポビドンヨード溶液 0.35ml 8滴

●温度別推奨処理時間(分)

5℃ 15℃ 30℃
4ppm 180 60 45
8ppm 60 30 15

●注意・禁忌
 高山など、衛生的な水が確保できない場合の緊急避難の水の消毒方法。
 短期〜数ヶ月以下の使用に制限する。
 ヨウ素摂取量が増えるので、中長期使用する場合には定期的な甲状腺機能の検査が望ましい。
 甲状腺機能異常がある人、妊婦、ヨウ素アレルギー者は禁忌。

★ ポビドンヨードの滴下量について

 ポビドンヨードは、ポリビニルピロリドン(PVP)に結合させた水溶性の複合体である。
 ポビドンヨード1g中に含まれる有効ヨウ素は100mgである
 ポビドンヨードは水溶液中で平衡状態を保ち、水中の遊離ヨウ素濃度が減少するにつれて、徐々に遊離ヨウ素を放出する。
 遊離ヨウ素濃度は溶液濃度によって異なる。(下記文献 表48)

10%ポビドンヨード溶液0.35mlを1Lに希釈した場合、
有効ヨウ素濃度は  0.35(ml) x 10% x 0.1 = 0.0035 g/L

有効ヨウ素濃度と遊離ヨウ素濃度の表(表48)をグラフにすると、下記のとおり。



 すると有効ヨウ素濃度が0.0035g/Lの時の遊離ヨウ素濃度は2〜3ppmといったところになります。


参考文献(他サイト)


吉田制約株式会社による「消毒薬テキスト
http://www.yoshida-pharm.com/text/05/5_2_2_1.html

以下関連部分の引用

(1)ポビドンヨード

[3] 作用機序

ポビドンヨードはヨウ素をキャリアであるポリビニルピロリドン(PVP)に結合させた水溶性の複合体である。ポビドンヨード1g中に含まれる有効ヨウ素は100mgであるので、例えば10%ポビドンヨード液は有効ヨウ素1%(10,000ppm:チオ硫酸ナトリウム定量)の液である。ポビドンヨードは水溶液中で平衡状態を保ち、水中の遊離ヨウ素濃度が減少するにつれて、徐々に遊離ヨウ素を放出する。この遊離ヨウ素が殺菌作用を発揮するため、殺菌力は遊離ヨウ素濃度が高いほど強くなる。10%ポビドンヨード液中での遊離ヨウ素濃度は約1ppmであるが、0.1%付近の液では、キャリアの保持力が最も弱くなり、遊離ヨウ素濃度が最大(約25ppm)となる。さらに希釈すると、遊離ヨウ素濃度は低下し、0.001%の水溶液では約1ppmとなる(表48、図4)。

表48 有効ヨウ素1%のポビドンヨード2)(10%ポビドンヨード液)
希釈 有効ヨウ素
(チオ硫酸ナトリウムで定量)
遊離ヨウ素
原液 10,000ppm 1ppm
1/10 1,000ppm 10ppm
1/100 100ppm 25ppm
1/1,000 10ppm 8〜9ppm
1/10,000 1ppm 1ppm


図4 ヨードホールの遊離ヨウ素濃度(文献2より改変)

ヨウ素の作用機序に関する仮説は以下の通りである2)
  1. アミノ酸、ヌクレオチドのN−H結合に作用してN−I誘導体を作り、重要な水素結合を阻害することにより蛋白構造を障害する。
  2. アミノ酸のS−H群を酸化して、蛋白合成の重要な要素である2硫化(S−S)結合による架橋を阻害する。
  3. アミノ酸のフェノール群に対し、1または2個のヨウ素誘導体を作り、そのオルト位置に結合したヨウ素により、フェノールの−OH基による結合を阻害する。
  4. 不飽和脂肪酸のC=C結合に作用して、脂質を変成させる。


ヨウ素による水の消毒について
http://www.high-altitude-medicine.com/water.html#chemical

以下関連部分の引用

Iodine
  Iodine has been used to disinfect water for nearly a century. It has advantages over chlorine in convenience and probably efficacy; many travellers find the taste less offensive as well. It appears safe for short and intermediate length use (3-6 months), but questions remain about its safety in long-term usage. It should not be used by persons with allergy to iodine, persons with active thyroid disease, or pregnant women.

Note that Iodine and other halogens appear to be relatively ineffective at killing cyclospora, a troublesome diarrhea-causing bacteria seen in Nepal only in the late Spring and Summer months. At these times it may be reasonable to pre-filter water to remove the large cyclospora (about the size of Giardia cysts), and then treating with iodine. (See the comment from Dr. Backer)

Iodine is available in numerous forms, which can be confusing to the traveller. A simplified table is presented below; for more complete information refer to (Backer 1995).
 

Iodine Preparations

Preparation

Iodine

Amount/Liter

Iodine Topical Solution

2%

8 drops

Iodine Tincture

2%

8 drops

Lugol's Solution

5%

4 drops

Povidone-Iodine (BetadineR)

10%

4 drops

Tetraglycine hydroperiodide
(GlobalineR, Potable AquaR, EDWGTR)

8 mg

1 tablet



Disinfecting Contact Times

WATER CLARITY WATER TEMPERATURE
5 °C 15 °C

Clear

30 min

15 min

Cloudy

60 min

30 min

 
NOTES:
 

-

final drinking concentrations calculated at 8 mg iodine/liter
 

-

measure with a tuberculin syringe or dropper: 1 drop = 0.05 ml
 

-

In general, if you are in a hurry double the chemical dose and halve the contact time; if you want better flavor halve the dose and double the contact time.
 

-

If you believe the water may be heavily contaminated, double the chemical dose or double the contact time.
 

-

Iodine Topical Solution and Iodine Tincture also contain 2.4% sodium iodide, Lugol's Solution also contains 10% potassium iodide, increasing the dose of iodine ingested.
 

-

Povidone is a non-toxic polymer that binds the iodine and allows higher concentrations in a water-based solution. This complex system provides a sustained-release reservoir of free iodine, and makes calculation of the "strength" of the solution difficult.
 

-

A system comprising iodine crystals in plain water is available, and works well. It lasts an extremely long time. I have not shown it here because the amount of iodine dissolved in the water is highly temperature-dependent, and this is problematic in the universally cold environment of the Himalaya.
 

-

Addition of a small amount of vitamin C (50 mg) to your water after the contact time with the iodine will render the water nearly flavorless!