＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
Index　一章　二章　三章　四章　五章　六章　七章　八章　九章　十章　十一章　十二章

二章　土壌浄化法――日本の生んだ独創的な下水処理

1　汚れた水をきれいにする方法 2　微生物が水をきれいにする 3　接触濾床法と散水濾床法 4　一歩すすんだ活性汚泥法 5　下水の二つの問題 6　よりはやく水をきれいに 7　酸素が好きな微生物と嫌いな微生物 8　毛管現象の利用 9　土をみなおす 10　最近までうけ入れられなかった土壌浄化

　1  汚れた水をきれいにする方法 top

　この本を読んでいるみなさんは、自分の家の下水がどこに流れていくか知っているだろうか？
　大都市では、家の下の土管から、地下にうまっている下水道を通って、下水処理場にいく。
　しかし大規模な下水道や大きな処理場のない地方では、町今村の小さな処理場に流れていくところもあるだろう。
　そしてこの小さな処理場のうちには、「土壌浄化法」という処理法で水をきれいにしているところがあるはずである。
　土壌浄化法は、自然の仕組をうまくいかして水をきれいにする（処理する）方法である。
　日本で発明されたこの処理法は、アメリカやヨーロッパでも知られていて、アメリカでは奇蹟の箱とまでいかれている。
　汚れた水をきれいにするためには、昔からいろいろな方法が使われてきた。
　ふるいや綱を通してごみをこしわける、水をしずかに放置して、重い汚れを底に沈ませる、水をにたててよごれをかたまらせる、沸騰させて出てくる水蒸気を冷やレて水にする、汚れを固める薬（ミョウバンなど）をまぜる、などである。
　これらの方法は、現在でも使われている。
　しかし、火や薬や道具を使わないで、にごった水を、人間が飲める透明な水に変える方法としては、土や砂の厚い層を通して、水をこすのが一番よい方法である。
　ふった雨が山肌の土や砂を通ったあとでわきでる、山の清水を思いうかべてみよう。
　上水道の水をきれいにしようとして、砂濾過池を作ったイギリスのシンプソンは、昔からの経験をもとに、この方法を取入れて、水を浄化した。一八二七年のことである（第１章「上水道と人間のくらし」を参照）。
　しかしこの時シンプソンは、なぜ砂で濾過すると水がきれいになるのか、理由はわからなかった。

　2  微生物が水をきれいにする top

　その理由は、それからのち五十年後の一八七七年、フランスの化学者、シュレーディングとミュンツの研究で明らかになった。
　ロンドンにおとらず汚れていたパリの下水をきれいにする研究をしていた二人は、空気（つまり酸素）をたっぷりふくんだ砂に下水を流しつづけると、砂粒のまわりに下水のなかの微生物がくっつき、それが空気を使いながら、下水の汚れをたべてドンドンふえることを発見したのである。
　ふえた微生物は厚い膜になって、さらにいきおいよく汚れをたべる。
　この砂の上に、畑からとってきたよい土をのせると、水がきれいになるスピードは、ずっと早くなった。
　土の中には微生物がたくさんいるからだ。
　この実験がひきがねになって、このあと土や水のなかの微生物の研究がさかんになった。
　一八八六年、イギリスの上水道の水に病気のもとになる細菌がいるかどうか調べたところ、砂濾過池を通った水には、病気を起こす細菌がほとんどいないことがわかった。
　砂のまわりの微生物の膜は大変な大食漢で、自分のなかまの病原菌まで食べてしまうのだった。
　この頃から、下水をきれいにするためには、微生物を使うのが一番よいという声が大きくなった。
　この当時、下水を処理するといっても、沈殿させたり、格子を通して大きな重いゴミをとり、薬品でとけている汚れを固めるしか方法はなく、これでは汚れきった大都市の下水の汚れの二割ぐらいしか、取除くことはできなかった。
　また、費用もかかった。よい下水処理の方法がどうしても必要だった。
　微生物にたよるとすれば、土を通すのが一番よい。
　ロンドンでもパリでも、畑に下水を導き入れる灌漑農場の実験が行われた。
　水は畑のうねのあいだを流れ、土にしみとおってきれいになり、土にとりこまれた汚れが肥料になって、荒れた畑は豊かなよい土に変った。
　ヨーロッパには、今でも下水の灌漑農場が残っている。
　だが大都市には、下水を全部処理できる広い土地はない。
　土にはたよれないのだ。土にたよらず、微生物を使う下水処理の妙法はないだろうか。

　4  一歩すすんだ活性汚泥法 top

　時代がうつると、下水処理の世界にもう一つの新しい技術が登場した。
　一九一四年にイギリスのファウラーをリーダーとするグループが発表した、活性汚泥法である。
　現在、各国でもっとも広く使われているこの方法も、微生物の力をかりる点では、以前の方法と同じだが、この方法は砂や石のまわりに微生物の膜をつくらせるのではなく、水のなかに空気をドンドンふきこんで微生物をふやし、ふえた微生物を集めて、空気と一緒に新しい下水にまぜるというやり方をとる。
　以前の二つの方法とくらべて良い点は、土地がさらに少なくてよい、嫌な臭いやハエなどが前より少ないことである。
　こうして十九世紀のヨーロッパを出発点に、下水処行の技術は発達し、地下を通る下水道も大きく長くつながっていった。
　日本は遅れて近代国家の仲間入りをしたので、下水道のように国の予算をたくさん使っても、戦争や貿易の役に立たないものはあとまわしにされ、最近まで大都市でも下水道がない地区が多かったが、現在ではかなり下水道の網が広がってきている。

　5  下水の二つの問題 top

　ところが第二次大戦後、急に新しい産業が発達し、人々の生活がそれ以前とかわってしまったので、下水はさまざまなむずかしい問題をかかえるようになってしまった。
　そして世界の人々は、そのむずかしい問題の解決に知恵をしぼっている。
　この問題の一つは、下水の量がふえたことである。日本でそのようすをみよう。
　昔は土がむきだしで、雨がふればぬかるみになった道が、今は小さな裏道まで舗装され、雑草のしげった野草や小さな丘には、びっしり家がたてこんでしまった。
　したがって、その部分の土にしみこんでいた雨水が、全部下水道に流れこむ。
　水洗便所がふえ、洗濯機を各家庭が使えば、厖大な量の水が使われ、それが下水道に流れる。
　問題の二つめは、水の汚れの内容が変ったことである。
　昔は田畑の肥料として、うまく自然にかえしていた大小便が、今は水洗便所から下水道にでて、下水の有機物の量をふやしている。
　産業の発達につれて工場からでる有害な金属や化合物がふえ、それが下水にまざる。
　昔は微生物が分解できる石鹸を使っていた家庭が、今は微生物が分解しきれない合成洗剤を使い下水に大量に流れこむ。
　このように昔とちがう量と内容の下水は、活性汚泥の処理場では汚れをとりきれないし、処理場からでるかすの汚泥が大量になって捨て場所がなくなる。
　この処理場からでた水を上水に使うために、塩素をたくさん入れて殺菌すると、この塩素と汚れが結びついて、ガンをひき起こす物質ができることがある。
　また、活性汚泥ではとりきれない重金属や有機物は、川や海にでて、自然をよごす。
　この二つのむずかしい問題はまだしばらくとけそうもないが、その危険に気づいた人々が、解決への道をいまさがしている最中である。
　そして土壌浄化法が、この問題解決への大きなてがかりになりそうだと、人々の注目を集めている技術なのである。

　6  より早く水をきれいに top

　そこで、活性汚泥を入れた容器の底に砂をしいて、そこで汚泥をこしとる装置を作ってみた。
　ここに下水を流しこんでみると、初めはうまいぐあいにきれいな水がドンドンでてくるのだが、しばらくたつと急に水の流れが遅くなり、ついにはいらいらするほどノロノロとしか流れてこなくなった。
　どうも砂に何かがつまってしまうらしい。何がつまるのか調べるために、新見はこのときこんな実験をしてみた。
　直径十センチぐらいの透明な塩化ビニールの管に砂を長さ三十センチぐらいつめ、上からドンドン下水を流し入れてみたのだ。
　一ヵ月か二ヵ月これをつづけると、砂の一番上の部分、が三センチほど黒くなって、下水の通る速度がぐんと遅くなり、嫌な臭いがプーンとしてきた。
　微生物の知識がある新見は、やっぱりそうかとうなずいた。砂のあいだに微生物がつまったのだ。
それも、空気のないところでふえる秤類の微生物だ。

　7  酸素が好きな微生物ときらいな微生物 top

　シンプソンの砂濾過池、下水の接触訪床法、散水訪床法、活性汚泥法では、どれも砂や砂利の表面にできた微生物が活躍して、水の汚れをたべたのだった。
　そしてこの時には、どの方法でも、空気を水中に充分に取入れる工夫がしてあった。
　それは、空気のあるところでふえる微生物を利用したかったからである。
　微生物のなかには、酸素（空気）が好きな種類（好気性）と、きらいな種類（嫌気性）があって、水をきれいにする力は、好気性微生物のほうがずっと強い。
　一方、空気のないところでしか生きられない嫌気性微生物の水をきれいにする力は弱く、この微生物が働くと嫌な臭いがでる。
　新見の実験では、水のなかに空気を通さなかったので、砂のあいだに嫌気性最近がふえ、黒くなり嫌な臭いがでたのだ。
　ためしに下水に殺菌剤をまぜてみると、その黒い色が消え、水がどんどん通るようになった。
　微生物が死んだのである。
　砂のあいだに纐気性微生物がふえないような工夫が必要だった。
　それには、砂のあいだにいつも空気があればよい。何かうまい方法はないだろうか。

　8  毛管現象の利用 top

　新見は勉強家たった。自分の研究分野以外の論文にも、よく目を通していた。
　この時、新見の記憶のなかから一つの論文がうかびあがってきた。
　自分の恩師秋葉博士と、その弟子の山崎博士の論文である。
　イネをつくる水田では、水が水田の土にどのように入りこんでゆくか、よく研究しておく必要がある。
　田圃の地面の下辛、田のまわりにもれてしまっては困るからだ。
　秋葉・山崎博士たち日本の農学者の土と水の関係の研究は、世界でも指おりの水準にたっしていた。
　新見が研究活動を始めた戦後は、食糧不足をおぎなうために、新しい水田をドンドン作っていた時代だったので、この研究は特に大切だった。
　秋葉・山崎博士の論文にはこんなことが書いてあったはずだ。
　「バケツに水を入れ、ぞうきんをバケツのへりにかけておくと、バケツのなかの水につかっているぞうきんの端から水がぞうきんにしみて上にのぼり、外側の端から水がしたたり、バケツの水はへりをこえて外側にこぼれてしまう。
　これは布の織り目の細いすきま（毛管）を水がのぼっていく、毛管現象のせいである。
　ところが、への字に曲げた管に土をつめてぞうきんのかわりにバケツのふちにかけても、同じことが起こる。
　土のすきまが毛管となるのだ。
　水をはった田のまわりに、土で畔（あぜ）をこしらえたとき、水面より高い畔を通して水がもれるのはこのためである。
　この時よく調べてみると、水は毛管のなかいっぱいにつまっているのではなく、いつも空気が残っている」
　新見のさがしている答え「砂をつめた管の中を水が通りぬけながら、砂のあいだにはいつも空気があるような工夫」にぴったりの研究であった。
　だが、そのほかに新見が心を動かされたことがあった。「土」という言葉である。
　活性汚泥法の研究からここまでたどりついたのだが、活性汚泥にこだわる必要があるのだろうか。
　土で下水をきれいにすることはできないのだろうかと考えたのである。

　9  土をみなおす top

　ところが日本の土は粒があらく、水を通しやすいので、深い穴の水は、土を通って下にしみだし、汚い水が地下水に流れこんでしまう。
　まわりの井戸はこの地下水を汲み上げるのだから大変迷惑する。
　そこで役所は、下水を土の中に流しこんではいけないと決めてしまったのだ。
　新見は、土の性質をもういちど考えなおしてみた。台所からでるゴミ、落ち葉、動物の死がいを土にうめると、匂いもしないし、ハエもたからない。
　そして、しばらくすると分解してなくなってしまう。
　昔、電柱が木だったころ、電柱の土の中の部分は腐ってしまって、困ったものだった。
　だがよくみると、ひどく腐っているのは、地表に近い部分で、地下深くになると、腐り方はそれほどひどくない。
　つまり、物を腐らせたり分解したりする力がもっとも強いのは、土の表面の部分なのだ。
　土の表面から下三十センチぐらいの部分には、クモ、オケラ、ミミズ、モダラ、木や草の根など、たくさんの生き物のほかに、無数の微生物がすんでいる。大部分は好気性の微生物だ。
　この部分には空気が入りこめるので、好気性の微生物がたくさんいて、土の中の有機物、つまり生ゴミ、木、下水の汚れなどをドンドン分解してしまうのだ。
　それより深く地中に入ると、空気が入りこめないので、微生物も少なくなり、有機物は分解しにくくなる。
　深い穴に下水を流しこむと汚れが分解されなくて、地下水を汚したのはこのせいだった。
　だから正に下水を流すのなら、地表に近い部分だけに下水を通せばいいのだ。
　こうして新見は、土壌浄化法という、新しい下水処理法を考えだした。土の中に幅三十センチ、深さ五十センチほどの溝を掘り、底に水を通さないビニール膜をしき、泥にたまった下水が地下深くに浸入しないようにする。
　膜の上に砂を入れ、その上に土管をならべ、小石を外側につめ、金網をかぶせて、その上に土をのせて埋め戻す。
　土管に下水を通すと、土管と土管の継ぎ目から水がもれだし、底の膜の上にたまるが、砂のあいだの毛管をつたわって上にのぼり、土の中にしみだす。
　その後、上の中の空気をふくんだ毛管をつたって、下水が土の中にしみこんでいくあいだに、好気性細菌は汚れをたべてドンドンふえ、土の中を一メートルもつたわらないうちに、水はすっかりきれいになってしまう。
　この方法だと汚泥はほとんどでないし、自然界の水をよごすリンや窒素を土が吸収してしまう。
　嫌な臭いはでない。ハエもたからない。手がるにつくれる。
　水は最後には地下水になるので、地下水が豊かになる。
　そしてなによりも水がとてもきれいになるのだ。
　土にしみこませるだけの灌漑処理法にくらべると、場所も少なくてすむ。

　10  最近まで受入れられなかった土壌浄化法 top

　しかし、今から二十年ほどまえに発表された土壌浄化法は、最近まで専門家には受入れてもらえなかった。
　機械を使った、立派そうにみえるものなら信用するが、民間の研究者が考えだした素朴な方法など、信用できなかったのだろう。
　役所も、法律をたてにとって、下水を土に流してはいけないといいつづけた。
　しかし下水の量がふえ、汚れがひどくなった最近では、エネルギーやお金をたくさん使う方法はよくないという人々も現れ、土壌浄化法も広く受入れられるようになった。
　特に農村では、この方法を使えば、水洗便所をそなえられるので、喜ばれている。
　土壌浄化法はこのようにすばらしい下水処理法だが、万能というわけではない。
　家がたてこんで土が少ないところでは、つくれない。土の種類によっては、使えない。
　微生物を使う方法についてはどれにもいえることだが、重金属はとれない。
　土の科学がすすんでいないので、土が下水をきれいにする仕組が完全にわかったとは、まだいえない。
　この方法については、いまドンドン研究がすすめられているところだ。
　現代の下水がかかえている問題はたくさんあって、一つのよい方法がでれば、それで全部の問題が解決するというわけにはいかない。
　しかし土壌浄化法が、問題解決のてが刈り取なることはたしかである。