淡水化が急成長中。しかし、有毒な塩水はどうなるのでしょうか？

もし人類が海水を飲んでも死ななかったら、水危機に苦しむこともなかったでしょう。死なないためには、まず海水を沸騰させて純粋な蒸気を集めるか、あるいは塩分と、都合よく海の生物までも濾過してくれる高性能な膜を手に入れる必要があります。

大規模な淡水化、つまり海水を人体に害のない液体に変える巨大で高価な施設の背後にある、物議を醸す考え方こそが、この議論の的となっている。淡水化に対する典型的な批判は、海水の処理に膨大なエネルギーが必要であり、必要以上に化石燃料を燃やすべきではないというものだ。しかし、あまり議論されていない問題が、地域環境への影響だ。淡水化の主な副産物は塩水で、施設はこれを海に送り返す。塩水は海底に沈み、生態系に壊滅的な被害をもたらし、酸素レベルを急激に低下させ、塩分濃度を急上昇させる。

残念ながら、科学者たちはこれまで、世界中で稼働中の1万6000カ所の淡水化施設がどれだけの量の淡水を生み出してきたのか、正確には把握していませんでした。しかし、今日、研究者たちは、世界の淡水化施設からの淡水生産量が従来の推定値より50%多い1日あたり1億4150万立方メートルに達し、施設から実際に生産される淡水は9500万立方メートルに過ぎないと報告しました。環境にとっては確かに悪いニュースですが、状況は必ずしも悲惨なわけではありません。淡水化技術は急速に進歩しており、淡水化施設は生産する淡水と使用するエネルギーの両面で、はるかに効率化しています。

淡水化施設は一般的に、熱水式と膜式という2つのタイプに分類されます。熱水式では、海水を吸い込み、加熱して純粋な蒸気を取り出し、残った塩水を海に戻します。膜式では、海水を高圧で複数のフィルターに通し、塩分やその他の汚染物質をすべて除去します。

熱法はより古い方法です。1980年代以前は、淡水化水の84%がこの方法で製造されていました。しかし、2000年代に入ってからは、逆浸透膜（以下、RO膜と略します）と呼ばれる特殊な膜技術が飛躍的に普及しました。現在、RO膜施設は世界中の淡水化水の69%を生産しています。

なぜでしょうか？RO膜はより安価で効率的だからです。膜技術の進歩により、海水をろ過するために必要な圧力、ひいてはエネルギーはますます少なくなっています。さらに、RO膜は海水淡水化のメリットとして、海水淡水化による塩水化も抑えられます。熱水淡水化では、取水した水の75%が塩水として排出される可能性があります。RO膜では、淡水と廃水の割合がほぼ50:50になります。

「それは供給水にも依存します」と、今回の研究の共著者であり、オランダのワーゲニンゲン大学の環境科学者であるエドワード・ジョーンズ氏は言います。「逆浸透膜は、海水のような高塩分水を淡水化する場合、最も効率が悪くなります。そして、供給水の塩分濃度が下がるにつれて、効率はどんどん良くなります。」

これは重要な考慮事項です。なぜなら、すべての淡水化施設が海水を処理しているわけではないからです。実際、上の地図を見ると、多くの淡水化施設が内陸部にあることがわかります。これらの施設は、帯水層や河川から汽水（つまり、わずかに塩分を含む水）を飲料水、産業用、農業用に処理しています。これらの施設は、海水を処理する沿岸部の施設よりも本質的に効率的です。

これが、中東および北アフリカの沿岸部にある淡水化プラントが世界の淡水化塩水の驚くべき割合を生産している理由の一つです。最新の研究によると、合計173の国と地域で淡水化プラントが稼働していますが、サウジアラビア、アラブ首長国連邦、クウェート、カタールのわずか4カ国が世界の淡水化塩水の55%を生産しています。

この乖離の2つ目の理由は、中東では古くて非効率な熱水淡水化プラントが稼働しているのに対し、世界の他の地域ではRO（逆浸透膜）への移行が進んでいることです。「これらのプラントは建設費が非常に高額なので、閉鎖される可能性は低いでしょう」とジョーンズ氏は言います。「そのため、大量の塩水を生産するプラントは依然として稼働しており、特に中東では熱水淡水化プラントのネットワークが確立されています。」

中東諸国は石油マネーは豊富にあるものの水資源に乏しいため、こうしたエネルギーを大量に消費する設備を稼働させ続ける余裕があります。しかし、世界各地で人口が増加し、気候変動による干ばつが深刻化する中、淡水化はますます魅力的な選択肢となっています。（アナリストたちは、少なくとも今後4年間は淡水化産業の年間成長率が9%近くになると予測しています。下のグラフを見れば、近年の淡水化の急成長ぶりが分かります。）例えば昨年、ケープタウンは深刻な干ばつによる都市の衰退を防ぐため、臨時のRO浄水場を急いで稼働させました。

「水不足の深刻化が主な要因です」と、今回の研究の共著者であり、国連大学水・環境・保健研究所の副所長であるマンズール・カディール氏は述べている。「同時に、淡水化が飛躍的に増加している国々を見れば、そうした国々こそが、淡水化に資金力があると言えるでしょう。」

淡水化のブームは、大量の塩水をもたらします。淡水化物質は通常の海水よりも密度が高いため、海底に沈み、活気に満ちた生物群集を混乱させます。生物群は、はるかに少ない塩分とはるかに多くの酸素を必要とするようになります。施設は、例えば、淡水化物質を海水と混合して希釈することで、環境への影響を軽減することができます。また、海流が最も強い場所に副産物を排出するように配慮することで、淡水化物質の消散を早めることもできます。内陸部では、淡水化施設でプールで水を蒸発させ、残りの塩分を運び去ることも可能でしょう。

しかし、かん水は単なる高塩分水ではありません。複雑で高価な施設を汚染するのを防ぐための重金属や化学物質が大量に含まれている可能性があります。「プロセス、特に原水の前処理プロセスで使用される防汚剤は蓄積し、生態系に悪影響を及ぼす可能性のある濃度で環境に排出されます」とジョーンズ氏は言います。希釈は高塩分問題の解決には役立つかもしれませんが、化学毒素を完全に除去するわけではありません。

しかし、ここにチャンスが潜んでいます。排出物にはウランのような貴重な元素も含まれている可能性があります。これは、淡水化処理後の塩水を有害な副産物から収益源へと転換する十分な動機となるかもしれません。あるいは、内陸部の蒸発池を利用して、道路の凍結防止に使える商業用道路塩を生産することも可能かもしれません。そして、資本主義だからこそ、この産業の浄化にも役立つかもしれません。

「経済的なチャンスは間違いなくあります」とジョーンズ氏は言う。「だからこそ、明るいニュースもあると強調したいのです。今は大きな課題に直面していますが、チャンスもあるのです。」

欠点はあるものの、淡水化は今後も廃れることはない。価格が下がるにつれ、導入は拡大していくだろう。中東諸国は淡水化に全面的に依存しており、南カリフォルニアなどの地域では、従来の（そしてますます不安定になりつつある）水源を補うために淡水化を利用している。例えば、ポセイドン・ウォーター社が運営する淡水化プラントは、サンディエゴ郡の水供給量の10%を供給している。

「これは40万人の住民に供給できる水量です」とポセイドンの広報担当者、ジェシカ・ジョーンズ氏は語る。「これはシエラネバダ山脈の積雪や地元の降雨量に依存しない、郡内で唯一の新たな水源です。まさに気候変動に強い水源と言えるでしょう。」

ただし、気候変動による海面上昇は世界中の海辺の淡水化プラントを脅かしているという現実を除けば、状況は変わりません。皮肉なことに、これらの施設は膨大な量のエネルギーを消費し、温室効果ガス排出問題の一因となっています。「環境への影響という観点から見ると、エネルギー集約度は莫大です」と、カリフォルニア大学バークレー校ウィーラー水研究所所長のマイケル・キパルスキー氏は述べています。キパルスキー氏は今回の研究には関与していません。「太陽光や風力といった再生可能エネルギー源で稼働している場合でも、膨大な量のエネルギーを消費しており、そのエネルギーは原理的には化石燃料の消費に代わる別の用途に転用できるはずです。」

「淡水化は万能薬ではありません」とキパルスキー氏は付け加える。カリフォルニアのような場所では、積雪のような従来の水源を補完する手段となり得る。こうしたプラントの効率は向上するだろうが、それでも根本的にエネルギーを大量に消費する技術であることに変わりはない。「海水淡水化で可能なエネルギー強度の削減には理論上の限界があります」とキパルスキー氏は言う。「決して安価にはならないでしょう。」

確かに、これは私たちが自ら築き上げてきた恐ろしい世界です。しかし、もしかしたら、私たちの行いを改めるのにまだ遅くはないのかもしれません。

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