クリーンで安全・安心な水はどうやってできているか？──について調べてみた

　ウォーターサーバーの水でもペットボトル入りのミネラルウォーターでも水道水でも、安心して飲める理由の一つに「浄水」がある。特に日本は、世界の中でも水に対する基準は厳しく、それに対応した技術も発達している。梅雨を迎え食品が腐敗しやすい季節になってきたが、ここで飲料水がどのように浄化されているかについて詳しく調べてみた。

◆沈殿から高性能フィルターまで

　自然界には人体に有害な菌が多く存在している。大腸菌や黄色ブドウ球菌が集団食中毒を起こしたという記事を、目にしたことがある人も多いだろう。O157のように、より重い症状を引き起こす強力な菌もある。また、人体に寄生するタイプの原虫などの微生物による感染症も怖い。これらが、私たちの生活を支えている水に含まれ、繁殖していたら大変なことになる。そこで、水をクリーンにするため、さまざまな処理が行われる。

　初歩的な方法の一つが「沈殿」。これは、専用の池や水槽で水に含まれている物質を底に沈めることで、キレイな上澄みと分離することだ。しかし砂のような重いものはすぐに沈んでくれるが、水中に浮遊しているものはなかなか沈んでくれない。そこで、浮遊しているものと結合して重くし、沈みやすくする物質を投入して効率を高めるなどの方法が開発されている。「凝集・沈殿」と呼ばれたりする。

　浄化の精度をさらに高めるために行われるのが「ろ過」。フィルターを通して不要な物質を漉す方法だ。フィルターには浄水の目的によって多くの種類がある。東京都の金町浄水場などでは、フィルタリング用の砂の層を通してろ過を行っている。実は、砂はとても優秀なフィルターで、全国各地の浄水場で用いられている。かび臭さの原因となるニオイ物質を取り除くために、この砂に活性炭を混ぜることもある。

水処理に使われるフィルターの目は、数千～100万分の1ミリクラス

　人工的に作られたフィルターでは「マイクロフィルター」といった、数千分の1ミリクラスの目の細かいろ過装置がある。このレベルになると、フィルター処理だけで取り除ける菌も出てくる。大腸菌は一番細い部分で2000分の1ミリなので、それ以下の目を持つマイクロフィルターならシャットアウトされてしまう。

　さらに高性能なフィルターが「RO膜」だ。目の細かさは100万分の1ミリという大きさ。菌やウイルスはもちろん、重金属や放射性物質などの有害物質のほとんどをろ過してしまい、純水に近い水を精製できる。「アルピナウォーター」や「アクアクララ」の水は、こうした超精密なRO膜を通している。

   

◆熱を使わず菌を退治するハイテク技術も

　不純物を除去するだけではなく、もっと積極的に菌を退治する処理方法もある。いわゆる「殺菌処理」だ。代表的な方法としては、やはり「加熱」だろう。わかりやすい基準が、ミネラルウォーターに対する食品衛生法のガイドラインだ。それによると、85度以上で30分以上の加熱を行うことが義務づけられている。この温度と時間ならば、ほぼすべての菌を無効化することができる。

　一方、熱を使わず菌を倒す「UV（紫外線）殺菌」も、近年多く使われるようになってきた。紫外線は長時間浴びていると、人間の肌や髪、目などにも影響を与えることが知られている。中でも260ナノメートル前後の波長の光線は、菌のDNAに作用して繁殖力を奪ってしまう威力を持っている。「非加熱殺菌」という場合、このUVを使用しているケースが多い。また、UVは殺菌力や消臭力が高いオゾンを作るときにも使われる。熱を加えないUV殺菌は、水に溶け込んでいる酸素や炭酸ガスを損ねないメリットもある。ちなみに「フレシャス」のサーバー「dewo　mini」は、冷水タンク内にUVを照射するLEDを搭載している。

   

太陽光にも含まれる紫外線は殺菌効果が高い

　水道水の場合、すべての水に加熱やUVのような処理を行うと施設の規模が大きくなるばかりか、非常に高いコストがかかってしまうため、1921年から塩素消毒を行っている。塩素は効率よく殺菌できるだけでなく、くみ置きした水の腐敗を遅らせる効果もある。デメリットは、水に残っている塩素（残留塩素）により、カルキ臭と呼ばれる独特の薬臭さが残ってしまうこと。これが気になってしまう人もいるようだ。

　また、残留塩素は化学反応によって「トリハロメタン」という物質を作り出してしまうことがある。世界保健機関（WHO）でも注意を呼びかけている物質だが、水道局でも当然このリスクは把握しており、安全基準を満たす水になるよう監視と調整を行っている。それでも気になる場合は、飲料水はウォーターサーバーやペットボトルのミネラルウォーターにするなど、使い分けをすればいいだろう。

　ちなみに化学反応系の殺菌では「ばっ気」という、水の中に大量の空気を送り込む方法もある。空気が入ると、微生物の分解が促進されるという原理を応用した殺菌法だ。これは上水道の水だけでなく、汚水処理でも使われている。

　最終的に目指す状態にもよるが、日本の水の場合、おおよそこれらの浄化方法が段階を踏んで行われる。目立つゴミを取り除き、さらに小さな不純物をフィルタリングし、最終的に菌を殺すのは、水道にしろウォーターサーバーの水にしろ、ほぼ共通している。こうして浄化方法について知れば、国内で流通している水に関してどれだけ安全とおいしさを両立させる策が講じられているかが理解できるはずだ。