イスラエルの廃水処理：海水淡水化と廃水の再利用

猛暑の夏、極端な降水量の少なさ、膨大な日照時間など、イスラエルの気候条件が、個人の用事から産業活動に至るまで、日常生活に様々な困難をもたらすことは驚くに値しない。毎年、自治体や家庭の水需要が満たされるかどうかが懸念されているが、慢性的な水不足は、イスラエルの気候に起因する主要な問題だ。

イスラエルの人口と生活水準の向上に伴い、国民の家庭での水の使用に対する需要も増加している。干ばつが頻発し、長期化していることもあり、イスラエルの状況は理想的とは言えない。しかし、利用可能な水の量が減少していることから、多くの産業分野で革新的な節水戦略が展開され、自然水の供給がほとんどない状況を補っている。

イスラエルの代表的な節水方法は、海水淡水化と廃水の再利用だ。国の需要を満たす安全な飲料水を生産するために海水淡水化が行われている。都市の廃水を再生して再利用することは、世界のほとんどの地域で利用可能な淡水の70%を消費している農業部門にとっても素晴らしいことだ。イスラエルの農業部門が消費する水の50％で、年間約10億立方メートルだ。これは非常に一般的な解決策となった。廃水や雨水を再利用して作物を灌漑することで、人々の飲み水を奪うことはない。

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2015年までに、イスラエルは廃水の86％を処理して農業に再利用することに成功し、水再生において世界をリードする国となった。現在、イスラエルでは廃水の約90％を農業用水として再利用しており、そのうち約10％は川の流れを回復させるための活動や火災対策に充てられている。過去20年間ですでに7億ドル以上の投資が行われ、一次、二次処理に加えて高度な三次処理を実施する能力を備えた廃水再生は、イスラエルに経済成長を促す手段を提供するとともに、気候変動がもたらす極端な干ばつへの対応力を強化している。

しかし、これは確かな戦略なのだろうか？5月、エルサレム・ヘブライ大学の研究者たちは、灌漑された排水、土壌、葉物野菜、商業用畑で生産された農産物から、医薬品が大量に検出されたという調査結果を発表した。ここで疑問が生じた。消費者の健康を害することなく、持続可能な農産物の生産を続けるにはどうしたらよいのか？

廃水にもリスクがある排水

これは、砂利やゴミ、油分などの懸濁物質を50〜70％除去する一次処理の後、溶解したバイオソリッドやその他の懸濁物質を分解する二次処理を経て、灌漑用水として利用される。しかし、これらの処理によって廃水の質は改善されるが、農作物を安全に灌漑するには十分な浄化ができないことが多いのだ。十分」というのは、「十分」という意味で、「十分」であっても「誤差」があるということだ。例えば、十分に処理されていない廃水に汚染された製品に人が接触したり、病原菌がスプレー灌漑によって新鮮な食用作物に運ばれたり、十分に処理されていない廃水と飲料水の供給ラインの間で二次汚染が起こる可能性がある。

ダン地域の廃水処理施設（シャフダン）は、この種の施設としてはイスラエルで最大のものだ。

しかし、三次処理では、砂や膜によるろ過を行い、さらに殺菌処理を行って、水に残っている微生物を除去することで、これらのリスクを回避する。このようにして浄化された水は、農作物の灌漑用として農業分野に供給されるほか、製紙業や繊維業など、きれいな水を必要とする多くの産業にも利用される。

しかし、廃水の大部分を再利用している国で、なぜ汚染のリスクが見逃されているのだろうか？ひとつには、廃水再利用のすべての側面が、単一の政府機関ではなく、複数の政府機関によって監督されていることが挙げられる。開発プロジェクトの監督と資金調達、処理済み排水の配分、公衆衛生ガイドラインの作成など、イスラエルの水委員会と各政府省庁が分担している。このような分担は一見理想的に見えるが、実際には、イスラエルの法律が明確でないために責任が重複し、混乱や非効率が生じていることから、プロセスに大きな問題が生じている。しかし、最近の調査結果によると、イスラエルの食用作物は私たちが恐れているほど汚染されていないかもしれない。

調査でわかったこと

エルサレム・ヘブライ大学の新しい研究によると、445の商業用畑のすべての灌漑用水、土壌、生産物のサンプルから医薬品汚染物質が検出された。

しかし、このような事件が起きたのは初めてではない。以前に行われた別の調査では、イスラエルの異なる乳業会社の牛およびヤギのミルクから8種類の残留農薬が検出され、その濃度は1リットルあたり0.03（イブプロフェン）から24（カフェイン残留）マイクログラムだった。これらの物質の起源は、乳製品製造には珍しくない浄化された下水を灌漑して栽培された動物飼料が一因であると考えられた。これを受けて農務省は、牛乳に含まれる物質がもたらす公衆衛生上のリスクは無視できるものであり、消費者の健康を脅かすようなレベルではないことを保証して事態に対処した。

しかし、今回の研究では、イスラエルの干拓地で多く栽培されているニンジン、トマト、オレンジ、ミカン、バナナ、ジャガイモ、アボカド、葉物野菜などの食用の果物や野菜に注目した。化合物検査では、イスラエルで使用されている薬の中から、発熱時に使用されるアセトアミノフェン、抗生物質のエリスロマイシン、カフェインなどを調べた。

調査結果によると、99％の農作物サンプルから定量可能なレベルの医薬品およびその他の新たな懸念材料（CECs）が検出され、中でも葉物野菜からはもっとも多くの化合物が検出された。

もっとも一般的な医薬品の1つである抗痙攣剤（てんかんの発作を防ぐために使用される薬）は、灌漑用水と土壌サンプルの90％以上から検出された。土壌サンプルでは、驚異的な数字が出た。1つの土壌サンプルに1〜21種類、灌漑用水には46種類もの汚染物質が含まれていた。これらが含まれていないサンプルは一つもなかった。一方、作物のサンプルには、6個（バナナ）から18個（葉物野菜）の汚染物質が含まれていた。例えば、ニコチンやカフェインなどの刺激物は、灌漑用水の96％から検出されたが、実際にこれらの化合物が含まれていた土壌サンプルは8％に過ぎなかった。このように、汚染物質が水から土壌へ、そして最終的には私たちが日常的に口にする作物へとどのようにして入っていくのかを解明することは、科学者にとっても興味深い研究成果のひとつだ。

私たちは幸運

今回の研究では、ネゲブ地区の高品質な灌漑用水が土壌-水源処理されていたことで、より少ない濃度の医薬品やCECを含む農作物が栽培されていたことが明らかになった。医薬品とCECは、水、土壌、作物のすべてのサンプルから検出されたが、これらの化合物の植物への取り込みに影響を与える多くの交絡変数や要因が存在する。

残念なことに、高度なろ過システムや処理プロセスを駆使しても、リサイクル排水からすべての汚染物質を完全に取り除くことはできない。また、現在、そしてこれから水不足になる国には、どちらかを選ぶという選択肢はない。ユネスコによると、2050年には世界の人口の40％が深刻な水不足に悩まされると予測されている。医薬品の需要はすぐには変わらないのだから、私たちが口にしている食品に含まれている濃度が、私たちに害を及ぼすとは考えられず、公衆衛生上の顕著なリスクをもたらさないことは、幸運だと考えるべきだろう。

しかし、選択肢がないというわけではない。廃水処理をさらに改善し、有機物の豊富な土壌で作物を栽培し、灌漑廃水の大部分を非食用作物やバイオ燃料用の「エネルギー作物」に振り向けることで、微量の医薬品やCECsの人体への暴露を減らすことができる。

翻訳元：https://nocamels.com/2021/08/wastewater-reclamation-solution-not-perfect/

表題画像：Photo by Scott Rodgerson on Unsplash (改変して使用)