F9ポスター「安全な水を十分に利用できない地域において、簡易浄水器・給水車・井戸整備のどれが、時間・費用・継続性の面で最も有効か」

安全な水を届けるための最適な方法を考える

この世界には、安全な水を利用することができない大勢の人々がいる。その中で、自分たちにできることはないか考えた時、水の供給方法の効率化を考えることで貢献できると思ったから。

安全な水を十分に利用できない地域においては給水車が最も有効な策なのではないか

自作した2種類の簡易ろ過装置による実験結果と、先行研究から得た給水車・井戸整備のデータを比較した。比較の軸は『時間・費用・継続性・安全性』の4点。 簡易ろ過の実験では、海水・麦茶・学校の御書院の水・洗剤水の4種類を用意し、それぞれろ過前後の変化を測定・観察した。簡易ろ過装置は、『実験装置Ⅰ』と『実験装置Ⅱ』を用意した。『実験装置Ⅰ』には市販のろ材のみを使用した。 一方、『実験装置Ⅱ』は、身近にある材料で作ることを想定し、上から礫（れき）、バーミキュライト、砂利、キムワイプ、そして炭をつめた手作りの多層ろ過フィルターとなっている。 この二つの装置を使って、海水、麦茶、御書院の水、洗剤水の4つの液体を検証した。

実験1では海水を使った。 装置Ⅰ・装置Ⅱともに、ろ過した後の見た目は透明で変化がなかった。 しかし、ろ過後の液体を蒸発皿で加熱・蒸発させたところ、どちらからも塩が析出した。 つまり、砂や炭などの物理的なろ過装置では、水にイオンとして溶け込んでいる塩分までは取り除けないことが確認できた。

実験2では麦茶を使った。 装置Ⅰではろ過前よりもわずかに色が薄くなった程度で、色素を完全に取り除くことはできなかった。 また、装置Ⅱではろ過に非常に時間がかかり、中身のろ材の影響もあってか液体の色が濁ってしまうという結果になった。

実験3では実際の自然環境に近い濁り水として、御書院の水で検証した。 ここではろ過装置が本来の力を発揮した。 装置Ⅰでも泥の濁りが薄くなり水質の改善が見られましたが、多層構造にした装置Ⅱではさらに高い精度で泥や浮遊物が除去され、非常にクリアな水にろ過することができた。土や泥などの懸濁物に対しては、簡易ろ過が有効に機能することがわかる。

実験4では洗剤水をつかった。 装置Ⅰではろ過液が透明にはなったものの、泡立ちが残り、界面活性剤成分が抜けきっていないことが確認できた。 さらに装置Ⅱでは、ろ過の通過に全実験中最も長い時間を要し、炭の微粉末などが混ざり逆に液が黒ずんでしまった。 これら4つの実験から、簡易ろ過器は『泥などの濁りは取れるが、塩分や化学物質までは除去できず、飲料水としての安全性には限界がある』という結論が得られた。

当初『給水車が最も有効』と仮説を立てたが、検証の結果、『短期的な効果としては証明されたものの、長期的な継続性・費用の面では反証された』という結論に至った。 証明された点として、給水車は配車されれば直ちに安全な飲料水が確保でき、自作ろ過器のような水質不安がないことが挙げられる。工事期間も不要で、緊急時の供給スピードは最速である。 しかし反証として、走らせるたびに莫大な燃料費や人件費がかかり続けるため長期的な自給には向かず、道路インフラや運搬量の上限にも制限をうける。 一方で井戸整備は初期コストこそ大きいものの、完成すれば半永久的・低コストで自給できる。つまり、場合によって最適な手段は異なるということが浮き彫りになった。

今後へ向けての仮説について、井戸ができるまでにかかる費用の試算や、地質的に井戸が掘れない場所でどうするかといった点もさらに調べるべきだと思った。