雨水を集めて再生可能水をどのように活用するか

Nov 06, 2023

世界中の子どもたちに人道支援と開発援助を提供する責任を負う国連の機関であるユニセフによると、現在、世界人口のほぼ3分の2に当たる40億人以上が、少なくとも毎年1か月間、深刻な水不足を経験しています。 そして、気候変動やその他の環境要因による水不足により、2030年までに7億人が避難生活に直面する可能性がある。 水不足は生態系の健全性と生態系内の非常に多くの人間の生活を脅かすため、水を再生可能な資源として保存することが不可欠です。

これは大きな問題であり、解決には多くの課題が伴います。 私たちの地球の現在および将来の淡水貯蔵に負担をかける要因の 1 つは、消費者の習慣が逆転する可能性があるということでしょうか? しかし、将来的に水不足を抑制することを期待して、一部のブランドや環境専門家は、特にボトル入り飲料水産業の調達のために、信頼できる再生可能な水源として雨水を利用している。

現在私たちが供給するボトル入り飲料水の約 75% は、泉や井戸などの地上の水源から来ています。しかし、環境専門家によれば、採取された雨水は、利用可能な持続可能な再生可能な水資源の 1 つであると考えられています。

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水の循環がどのように機能するかについて簡単におさらいします。最も単純化すると、液体の水は雨や雪として大気から地球に降りてきて、陸地を横切って流れるか、地中に流れ込みます。 その後、水は湖や川から蒸発して大気中に再吸収されるか、植物によって吸収されて放出されます。 最後に、蒸発した水が凝縮して雲を形成し、このサイクルが再び始まります。

「雨水を捕捉することは、水の供給を維持するための重要な方法の 1 つです。」 —アーロン・パックマン博士、環境エンジニア

雨水を採取するということは、雨が地表に降り注ぐ前に降水を捕捉することを意味します。この水源は、環境保護庁 (EPA) と連邦エネルギー管理プログラム (FEMP) によって実行可能な代替水技術として長い間認識されてきました。雨水収集システムはすぐに利用でき、真水の使用を相殺する機会を提供します。 アリゾナ州ツーソンで2020年に実施された研究でも、水不足の都市では輸入水源を雨水に置き換えることができ、需要の30パーセントを節約できる可能性があることが判明した。 この研究はまた、大量の貯水量を伴う複数年にわたる干ばつ条件下では、雨水が実質ゼロの都市水資源の可能性があること、つまり雨水の採取が大気中への有害な温室効果ガスの排出を可能な限りゼロに近づけることを意味していることも指摘した。

「雨水を捕捉することは、給水を維持するための重要な方法の 1 つです」と、ノースウェスタン大学の土木および環境工学の教授であり、ノースウェスタン水研究センターの所長であるアーロン・パックマン博士は言います。 「世界中の多くの場所、特に人々が屋根の上に貯水槽を置いている地域では、何世紀にもわたって行われてきました。雨水は家の周りだけでなく、作物の灌漑としても利用できます。」

2002 年に設立されたテキサスに本拠を置く会社、リチャーズ レインウォーターは、雨水を採取し、自社製品の再生可能源として利用することに主導権を握っています。ボトル入りおよび缶入りのスパークリングウォーターとスティルウォーターはすべてプラスチックを使用していません。 一般に国内初の「クラウド・トゥ・ボトル」ウォーターボトル事業と呼ばれるリチャーズ・レインウォーターは、これまでに2,000万ドル近くの資金を調達している。 雨水を飲料水源として利用するという概念は決して新しいものではありませんが、このブランドの環境専門家チームはそれをかなり大規模に実行しています。 実際、リチャーズ レインウォーターは 1 月にニューオーリンズに世界最大の飲料用雨水収集場を開設し、年間 200 万ガロン以上の水を収集できると報告しています。 また、ミシシッピ州に拠点を置く Lazy Magnolia 施設とも連携しています。

Richard's Rainwater は余剰の雨水をステンレス鋼のタンクに集めることで機能し、一度に最大 60 万ガロンの雨水を集めることができます。 雨季が多い地域では、タンクは年に何度も空になって補充されます。

「Richard's Rainwater では、文字通り空から降ってくる資源を利用する機会を捉えています」と、同社のサステナビリティ担当ディレクターのセレナ・ディートリッヒ氏は言います。 「そして、雨水が採取されるとき、それは水が可能な限り最も純粋な状態になります。」

パックマン博士は、雨水は土壌、廃水、都市排水などにさらされる地下水よりも汚染のリスクが低いことに同意しているが、雨水にリスクがないわけではない。 「大気中を降下する水はガスや粒子状物質と接触し、雨を汚染する可能性があります。酸性雨を思い浮かべてください。」と彼は言います。 その点、最近の研究では、世界中の雨水中に危険なレベルで検出されているPFAS（パーフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質、別名潜在的に有毒な「永久化学物質」）の存在に対する懸念が高まっています。 このため、Richard's Rainwater のような企業は、空から降ってきた雨を直接飲むことを推奨するのではなく、信頼性の高い濾過システムを採用して、採取した雨水から PFAS やその他の潜在的に有害な汚染物質を効果的に除去しています。 そして、Richard's Rainwater の 2022 年年次水質報告書によると、所定の検出限界を超える PFA レベルはどの製品からも検出されませんでした。

施設内に収集された雨水が最もきれいな状態であることをさらに保証するために、Richard's Rainwater のチームは他のいくつかの浄化プロセスに注目しています。 「雨が降って最初の 15 分が経過すると、空気は完全にきれいになってしまいます。これが、私たちが最初の 30 分間の雨の収集を拒否する理由です。私たちは、その汚染物質がタンクに到達する可能性がわずかにあるのを避けたいのです。」 」とディートリッヒは言う。 最初の 30 分間の降雨後に収穫されたものは、販売用にさらに精製されて瓶詰めされ、これはあらゆる種類の雨水収集の標準的な方法であると彼女は付け加えました。

Richard's Rainwater はプラスチック廃棄物を排除することの重要性も信じています。現在、人々は毎分約 120 万本のペットボトルを使用していますが、その約 91% はリサイクルされていません。 一方、ハワイとカリフォルニアの間に位置する世界最大の海洋プラスチック集積地帯である太平洋ゴミベルト（GPGP）は、160万平方キロメートルに拡大しており、これはテキサス州の2倍、またはフランスの3倍の面積に相当する。 被害の一因となることを避けるため、リチャードのレインウォーターは、リサイクルに優しいガラスまたはアルミニウム缶のみを使用した、持続可能なBPAフリー、プラスチックフリーのパッケージで販売されています。

どのような形態のボトル入り飲料水でも安全に飲めるようにするためには、一連の消毒プロセスを経る必要があります。 地下水と雨水はどちらもオゾン水処理に依存しています。オゾン水処理では、オゾン (無色無臭の反応性ガス) を使用して、酸化によってバクテリア、ウイルス、金属などの汚染物質を除去します。 この迅速かつ効果的で化学薬品を使用しない水を浄化する方法は、特定の種類の歯科処置、創傷、循環器疾患の治療など、消費者の健康に良い影響を与えることに関連しています。

オゾン水処理は別として、2 つの形態の水の消毒はまったく異なります。 雨水消毒には、ほとんどの病原体を死滅させるために紫外線で前処理し、その後、最初のステップの後に残ったものだけを除去するように設計されたフィルターが含まれます。 その後、水はオゾン処理されてボトルに詰められます。 一方、地下水を原料とするボトル入りの水は、都市の水道水などの塩素化された水源から始めて、炭素フィルターを使用して塩素分を除去し、オゾン処理することによって消毒されることがよくあります。

ディートリッヒ氏によると、雨水の浄化には塩素は使用されず、不快な臭いや後味が残る可能性があるという。 （一部の研究者は、塩素を通常の飲料水に添加すると生成される可能性のある有毒で発がん性のある副産物さえ特定しています。）ただし、環境保護庁 (EPA) は、使用される塩素を有害なものとして分類していないことに注意することが重要です。飲料水源を消毒するため。

雨水をパッケージすることで水の無駄も減ります。 「他の瓶詰め方法を使用すると、水の 10 ～ 40 パーセントが無駄になります」とディートリッヒ氏は言います。 「注目すべき点は、競合他社の水使用量の割合が平均して、ボトル入り飲料水 1 リットルに対して 1.39 リットルであるということです。これはほぼ 40 パーセントに相当します。つまり、ボトル入り飲料水 1 リットルをボトルに詰める過程で、0.5 リットル近くの水が無駄になることになります」 」

要約すると、雨水を飲むことには 2 つの大きな潜在的な利点があります。それは、自然に「よりきれいな」飲料水源であり、地下水よりも無駄のない浄化プロセスを必要とします。 しかし、パックマン博士は、採取した雨水をより持続可能な選択肢であると正式に認定する前に、さらに調査する必要があると述べています。

「持続可能な解決策を検討している場合、比較的局所的な水の供給が必要であり、それを持続可能な方法で使用したいと考えており、時間の経過とともに補充され続けるように水を過剰に汲み上げたくないでしょう。」 ――博士。 パックマン

まず、パックマン博士は、特に地球の大部分が年間を通じて一貫して降雨を受けないことを考えると、雨水の捕捉が地球規模で（または全国的にさえ）可能であることがどれほど妥当であるか疑問を抱いています。 これにより、今後の撮影のアクセスしやすさ、入手可能性、さらには持続可能性が制限される可能性が非常に高いと彼は言います。 ディートリッヒ氏もこれに同意し、大量の雨水を供給するには拡張が必要であると指摘する。 「Richard's Rainwater 社の計算によると、雨水収集を年間約 1 億ドルの売り上げが期待できる国家分散型のコンセプトにするためには、全国に約 15 ～ 20 か所の収集場所が必要になります」と彼女は言います。

さらに、パックマン博士は、雨水の調達が他の生態系に与える影響について懸念を表明しています。 「大量の雨水を貯水池に迂回させれば、雨水が下流に流れるのを防ぐことになります。これには当然、多くの疑問が生じます」と彼は言う。 そうは言っても、リチャードのレインウォーターの作戦に関しては当てはまらない可能性が高いと彼は指摘する。 「そのような出来事は、雨水の回収だけでなく、はるかに大規模な人工水抽出と並行して行われる可能性が高い」とパックマン博士は言う。

パックマン博士の観点から見ると、完璧な世界では、最も持続可能な水源は 3 つの主要な項目にチェックを入れます。「持続可能な解決策を検討している場合、比較的局地的な水供給が必要であり、それを持続可能な方法で使用したいと考えています。時間の経過とともに補充され続けるように過剰に描画することは望ましくありません。」 また、発生源は効率的な処理と配布方法を備えている必要があるが、常にそうであるとは限らないと彼は付け加えた。 「説明すべき地域の状況は非常に多くの異なるものがあります」とパックマン博士は言う。

結局のところ、雨水を飲むことがあらゆる場所の水危機に対する唯一の解決策ではありませんが、Richard's Rainwater のような取り組みは、可能な限り雨水を集めるという正しい方向に波を起こしています。 そして、将来の水の供給に関しては、バケツの最後の一滴までが重要です。