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UCバークレー、天然由来のミネラルを利用して雨水を浄化する技術を発表

カリフォルニア大学バークレー校の研究チームは、マンガン酸化物でコーティングした砂を利用して雨水から有害物質を除去する方法を発表した。水不足に悩む地域において安全で豊富な水源の確保や、河川の汚染防止につながる。研究成果は、2018年8月30日付けの『Environmental Science & Technology』に「Chemical Regeneration of Manganese Oxide-Coated Sand for Oxidation of Organic Stormwater Contaminants」として掲載されている。

水不足に悩む乾燥地域の水源として、地下水が流れる帯水層を利用する方法が考えられる。都市部ではすでに雨水の再利用を一部の地域で行われており、例えばバイオスウェイル(Bioswale)と呼ばれる低湿地やレインガーデンでは、ごみをのぞいて表面の流出をふせぐための砂やマルチを敷いて水を集めている。このように雨水を帯水層に浸透させることができれば、必要になる時期まで貯水することが可能になるが、建物や芝生、道路を流れた雨水には、除草剤や農薬、毒性金属などの有害物質が含まれるため、その水質改善が重要になる。

そこで研究チームは、雨水をマンガン酸化物をコートした砂に通す方法を採用し、受動的で低コスト、非侵襲的に汚染物質を除去する雨水浸透システムを開発した。

土壌のいたるところにあるマンガン酸化物は、安全で環境にやさしい。さらに、除草剤、農薬、内分泌かく乱物質のビスフェノールA(BPA、いわゆる環境ホルモン)といった有機化学物質を分解して毒性を下げ、生分解性を高めることが知られている。

実験で、低濃度のBPAをまぜた雨水を人工砂の柱に浸透させたところ、砂は最初ほとんどのBPAを除去することができた。その効果は時間とともに失われたが、低濃度の塩素を含む溶液(HOCl)を使用することで初期の反応性を取り戻させる「再生」が可能だという。見積もりでは25ppmのHOClを使って50cmの砂の層を再生するのに2日かかるが、砂を掘り起こして交換することなく、その場で再生できるとしている。

今回開発した砂では雨水に含まれる全ての汚染物質を除去できないが、ほかの水質浄化システムと組み合わせて使うことで、より多くの汚染物質を除去できる可能性がある。

研究チームは、雨水の浸透装置を使ってロサンゼルス近郊の46エーカーの砂利採取場を湿地に変える計画に参加している。今後、川の水を使用したフィールドテストを実施する予定だ。

fabcross for エンジニアより転載)

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