ディシプリン（学問領域）に
とらわれない思考を身につけたい
第8回 12月03日 古米 弘明
都市水代謝における排泄と再生
持続可能な社会は、低炭素社会、自然共生社会、そして循環型社会の構築により達成できるものと考えられています。本講義では、水文学的な水循環の中で、社会活動を支えるための水供給、水利用に伴う排出（排泄）とその処理（再生）の過程である「水の代謝」を対象として、水の安全性や水環境保全や水の再生利用のあるべき姿について講義します。水に関わる基礎的な知識から都市環境工学における応用的な内容を含んでいます。
- 水循環と水資源
- 公衆衛生と水の安全性
- 都市の水代謝における上下水道システム
- 水の再生・再利用と水環境保全
まず、水文学的な水循環を理解した上で、水資源確保における課題、都市における水需要に対して、どのようにその量と質を確保し，どのように”水”とつきあっていくのかという課題に焦点をあてます。そして、日本の水道や下水道の歴史を参照しながら、公衆衛生の確保の重要性や水を介した伝染病への対応について説明します。次いで、都市基盤として水供給を担う水道システムと水利用後の汚水を収集・処理する下水道システムについて、その役割や新たなに期待される機能について解説します。最後に、安全な水供給の確保や豊かな水環境の保全の基礎となる「健全な水循環系の構築」を目指すために、都市の水代謝において自然と調和した持続可能な水利用システムを創出することの意義ついて理解を深めてもらいます。
50年先、100年先の上水道、下水道がこうなっていたら良いななどのイメージがあったら書いて下さい。
- 講師紹介
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- 古米 弘明
- 工学系研究科付属水環境制御研究センター教授。 東北大学土木工学科助手、九州大学水土木学科助手、助教授、茨城大学工学部助教授、東京大学工学系研究科助教授、オレゴン州大学及びEAWAG（スイス）客員研究員などを経て、2007年より現職。研究分野は都市雨水流出抑制や雨天時汚濁解析、水道水源としての貯水池や河川の水質評価、小規模下水処理プロセスの解析とモデルによる最適制御である。現在において、都市ノンポイント汚染物質（PAH、重金属など）の存在形態と雨水浸透施設での挙動、合流式下水道雨天時越流水のリアルタイム制御と病原微生物の受水域における動態、衛星画像と都市計画情報を利用した地表面特性の評価及び分布型モデルによる雨水流出解析、水環境における重金属の形態とバイオアッセイによる底質汚染の評価、河川の粒状有機物と河床生態系との相互作用などについて研究をしている。
- 参考文献
- 授業風景
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コメント(最新2件 / 21)
- 2014年12月05日 17:58 reply
水という日常当たり前に利用しているものを特性から捉え直して、湖沼の温度による水の循環など考えたこともなかったことを知ることができて面白かったです。都市水の大きな循環に位置エネルギーの消費と水質の消費という考え方も新鮮でした。
１００年後の水道下水道がどうなってたら良いかを考えると、現実的な実現のためのお金の話などは抜きにして、各地方自治体単位で利用された水の大半を浄化して再利用できる仕組みをつくりより節水ができる都市の仕組みができれば面白いなと思います。家庭からだされる排水にも、トイレからでる排水、台所からでる排水、洗面所からでる排水などでは汚れの程度が異なるので、この汚れの程度も考慮して、より細分化された都市の水道下水道が張り巡らされたら、浄水にかかるエネルギーも減るのかなと思いました。
- 2014年12月09日 11:56 reply
今回の講義では、水循環についての都市の仕組みがわかった。日本でさえ水循環に問題があるが、途上国ではさらに水循環がままならないと思うので、そのような地域に援助を行い水環境を改善していくべきだと思った。
- 2014年12月09日 13:25 reply
１００年後の水道システムの展望を、現実問題を抜きにして理想だけで考えると、まず日本の場合では、各戸建てやマンション毎に水資源循環システムを採用して、フローの水消費量(使用量)を大幅に抑えることができたらいいのではないかと思います。日本の場合では、各家庭は風呂に水を張ったり、食器洗浄機が普及していたりと、水の希少性の認識が薄いと思われる節があるので、水に対しての意識改革を進めるのと同時に、水使用量の多い日本の生活習慣に合った水利用システム、ひいては水道システムを構築できたらよいのではないかと思います。
また、グローバルな視点に立つと、現在の技術では十分であるとは言えませんが、かなりのハイテクノロジーが駆使されていることと思います。従いまして、その最先端の技術を積極的に導入すべきだと思います。途上国等では、水道システムが未整備の地域も多く、試験的な技術利用の余地も十分にあると思われるので、科学的な立場からも有益と言えます。
- 2014年12月09日 14:01 reply
未来の理想の水道についてですが、現在流せない油や生ゴミなども下水道に流せるようになればいいなあ、と思いました。直接流すと下水道の詰まりの原因になるので各家庭に専用の濾過装置のようなものを用意するか下水管が詰まらないような加工をすることが必要になると思いますが、数十年のスパンで考えるなら十分に実現可能だと思います。
- 2014年12月09日 15:14 reply
人間にとって必要不可欠な水の都市におけるお話は非常に興味深かったです。
100年後の水道に関してですが、春夏秋冬、特別な装置なしでも温度が一定に保たれていれば嬉しいです。また、全てが再利用の水で、更には飲料水となりえるようなものが良いと思います。
- 2014年12月10日 12:06 reply
古米教授の講義では、チャートに現れる数字（年間降水量や水収支など）に丁寧な説明がなされており、実感の湧きにくい問題を感覚的に理解できるよう工夫されていた。しかし、この「排泄」がテーマとなっている講義で最も重要な意義は、「見たくないものを見る」ことにあると思う。人間は目にしたくもないようなことは極力忘れていたいし、見たとしても、いかにその現実が危機的なものであっても真面目に考えてみることに二の足を踏んでしまう。私は中世ヨーロッパでは汚物を道に捨てていたことを未開だと思っていたが、「排泄」という問題に今まで不誠実であった点において、私は中世ヨーロッパを笑えるだろうか、自分も同じではないかと反省した。私は未だに、「どうして『排泄』の問題（今回は、下水の再利用について）を学ぶのか」について、認識が甘い部分があると思うので、願わくば、授業の中で、「なにゆえ『排泄』の問題に正面から挑むのか」を、教授の方々から聞くことができたら有難く思います。（今回であれば、「日本では再生水を利用しないとあと何年で水が枯れるか」「水が不足すると何が起こるか」など）
この講義で、上水道、下水道の仕組みが知りたくなった。どの槽で何を取り除いているのか、沈殿池や反応槽の構造にはどういう意味があるのか、など。今の技術では処理が難しいほど汚染された水もあると思うので（酸性の湖沼を中和するとか）、将来は処理技術が向上し、利用できる水が増えればいいなと思う。
- 2014年12月10日 12:08 reply
理系の知識が必要な場面が多々あり、理解するのが難しかったです。100年先には浄化能力が高まって新たに必要となる水の量が減り、ダムが不必要となっていたら良いと思います。ダムによる生態系の変化が元どおりになっていたら良いと思います。上下水道の整備が、地域ごとにあった規模で、世界で利用されるように、その範囲が広がっていていれば良いと思います。
- 2014年12月10日 18:14 reply
100年後の世界では、水が循環する範囲が狭まっていくのではないかと思います。今は都市レベル（あるいは地方レベル）で水が循環していますが、それが各家レベルで循環するのではないでしょうか。高性能な家庭用「浄水器」により下水が処理され、再利用できる。もちろん雨水も利用される。そうなれば面白いなあと思いました。
- 2014年12月12日 23:35 reply
東京のような大都市において、地表がほとんどコンクリートによって舗装されているにもかかわらず雨水が地中に涵養する量が思いことに驚きました。
50年後、100年後の日本の上下水道システムに関してですが、今後日本の人口減少が進むにつれて地方の上下水道インフラを維持管理する必要性がなくなってしまう地域や、あるいは財政上厳しくなってしまうことが増えるかと思います。また、都市部であっても、郊外のスプロール化、ゴーストタウン化などにより、現状の上下水道システムの維持管理が困難になる場合も予想されます。したがって、より高度な素材や仕組みを利用して、維持管理が不要な(ように錆びない)水道管の発達や、かつ再生水としての処理も同時に行えるような水道管が生まれれば理想だと思います。
- Reply from to post 2014年12月14日 12:30 reply
いろいろと講義に興味を持っていただき、うれしい限りです。
水の大事さを理解して、都市における持続的な水利用システムを構築することは大きな課題です。そこで、研究プロジェクト紹介です。
http://www.recwet.t.u-tokyo.ac.jp/crest2009/おまけ：幅広く好奇心を持って物事を見ることは大事ですよね。
- Reply from to てつ 2014年12月14日 12:38 reply
家庭排水は、し尿と生活雑排水に区分できます。し尿には、窒素やリンなど貴重な資源が高濃度にあります。低濃度の雑排水処理に工夫することも考えられる。したがって、し尿分離、バイオトレイなの研究も進められております。
ご参考までに
http://www.novaquatis.eawag.ch/index_EN
http://www.jst.go.jp/kisoken/crest/ryoikiarchive/mizujunkan/activity/sympo-pdf/sympo-pdf0711/sym4-yo-fun.pdf
- Reply from to たこ 2014年12月14日 12:52 reply
すでに、建物単位での水処理再生利用が実施されておりますが、さらに進展できるとよいですね。同時に、そのために必要なエネルギーも考慮しながら。水の大切さを理解することは大事ですね。でも、お風呂に入る水の文化捨てがたい。したがって、お風呂の水を洗濯に使う洗濯機があるように、効率的なカスケード水利用システムができるとよいですね。
- Reply from to taro 2014年12月14日 12:56 reply
米国では、ディスポーザーが利用できて下水道に取り込まれています。日本では、下水道に入れる前に処理することが義務付けられております。しかし、重い生ごみをご老人がすることやごみ収集車による輸送でのエネルギー消費は大きなものです。したがって、下水管をごみの輸送システムとして構築するのは面白い挑戦です。
参考ＵＲＬ
http://www.gesui.metro.tokyo.jp/oshi/infn0226.htm
- Reply from to なな 2014年12月14日 13:00 reply
年間通じた一定水温の水道ですか。きっと、地下水を利用すると可能ですね。江戸時代はきっと皆さん冬もそこそこ暖かい水を利用していたと思います。でも、水道水の水質が変わるのも悪くないような。再生水を飲料水にできる技術はありますが、そのためのエネルギーや環境負荷は小さくないような。はやり、皆さん、飲み水は自然の水でおいしいものを飲みたい気持ちはありますよ。
- Reply from to 藤ノ川 2014年12月14日 13:08 reply
ご指摘ありがとう。確かに、「日本では再生水を利用しないとあと何年で水が枯れるか」「水が不足すると何が起こるか」の議論は面白そうですね。きっと、講義のあとにグループ討議のテーマとしての魅力的かな。少なくとも、先生が質問形式で検討すべき課題を提示する講義にするとよかったのかもしれません。
将来の持続的な水供給と水利用を構想することは大事な課題です。改めて、安全で安定的に水供給することは大事ですが、本当に必要な水の量は、どこまで節水できるのか、そのためにも現在の状況を理解したり、そのためにどの水源を利用して、どの程度環境負が発生しているのか、住民はどのような水を求めているのかなど、いろいろなことを多面的に考える必要がありそうです。
- Reply from to きお 2014年12月14日 13:10 reply
ダムによる環境破壊は大きな問題ですが、水を貯留して安定供給すること、洪水防止、さらには発電利用など、メリットもあります。両方のトレードオフをいかに考えて無駄のないダム建設とダム運用が期待されますね。
- Reply from to 吉井一希 2014年12月14日 13:17 reply
家庭の中での再利用も可能ですね。でも、そのために必要なエネルギー消費も考慮しないといけませんね。また、水質の安全性も今は水道事業体が法の下で安全な水供給を担っております。恵まれた日本です。
また、雨水利用は魅力的オプションですが、渇水の年には利用しにくい水源です。普段は雨水を利用する人が増えて、水道料金収入が減ると水道事業体は少々不安です。というのも、水道システムの将来投資ができないと問題が生じます。したがって、水道事業を持続的に継続することも考える必要があります。水道料金を下げるようなことを公約に掲げるような首長さんもおられますが、本当によいのかなと思いませんか？
- Reply from to あつし 2014年12月14日 13:30 reply
発展途上国における水循環の把握は遅れています。都市だけでなく、流域における水循環の量的理解とともに汚濁量の挙動もわかると、水資源管理や水環境保全に役立つものと思います。
- Reply from to 岡本宇弘 2014年12月14日 13:30 reply
長寿命の水インフラですね。確かに、100年もつ水道管も開発されております。耐震化も大きな課題です。見えにくいインフラなのですが、将来の世代のために投資できるかが大事です。その意味では、水道料金や下水道料金は安すぎませんか？ このあたりの議論がいま大事です。なお、「再生水としての処理も同時に行えるような水道管」に関連して、下水道事業におけるコスト縮減や再生可能エネルギー創出のための技術開発が進められております。
http://www.mlit.go.jp/report/press/mizukokudo13_hh_000240.html
- 2015年01月13日 21:42 reply
日常に不可欠な水についての話で、とても興味がもてた。
百年後の水道は、浄水設備のキャパシティが上がることで、バッファとしてのダムを減らし、環境への負担が少なくなるようなものが望ましいと思う
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資源としての循環の速さから、地下水汚染がどれほど深刻な問題なのかを実感できました。工業用水の水利用量としての少なさは長年非常に疑問に思ってきたのですが、理屈がわかって納得できました。
このように発見が多かったこの講義の中でも、とりわけ水道管に流れている水の量の方が河川を流れている水の量より大きいことには驚きました。「再生水＝資源」という認識は水不足の問題を解決する上での重要なポイントとなりうるように感じたので、今後もこの認識が広まればいいなと思います。