河川水の処理方法とは？

河川は多様な利用価値を持ち、その中でも飲料水の供給源として重要です。米カリフォルニア州では、2300万人がサクラメント・サンホアキンデルタの水を飲料水として利用しています。河川水を安全にするためには、汚染物質を除去する処理が不可欠です。以下に、代表的な河川水処理方法を紹介します。

オゾン処理

オゾン処理は河川水の一般的な浄化手法です。オゾンは酸素3原子からなる化合物で、大規模な水系の浄化に利用されます。オゾンは有機化合物や病原体を酸化させ、活性を失わせます。商業用オゾンは、オゾン発生装置のチャンバー内で圧縮酸素を変換して生成されます。このプロセスは有害な化学物質の輸送や保管を必要とせず、塩素処理と比べ副生成物が少なく、残留もありません。

塩素処理

塩素処理は公衆衛生の歴史において画期的な水質改善手段です。塩素は微生物の再増殖を防ぎ、河川水の処理で最も広く用いられています。ただし、トリハロメタンなどの消毒副生成物（DBP）が生成されます。塩素は有機物と激しく反応し、専門家の取り扱いが必要です。水中のアンモニアと反応するとクロラミンが生成し、長時間にわたって緩やかに消毒効果を発揮します。オゾンや紫外線と組み合わせることでDBPの生成を抑えることができます。

太陽光照射（ソーラー放射）

太陽光を直接当てるだけでも、有害な細菌や有機汚染物質を除去できます。世界では汚染された飲料水が年間6〜60億件の胃腸疾患を引き起こしています。太陽光は水中に浸透し、微生物を不活化し、有機化合物を分解しますが、光は水深が深くなるほど散乱し強度が低下します。そのため、人工的な紫外線光を併用して光強度を高める手法が重要です。

河岸帯ろ過（リバーバンクフィルトレーション）

河岸帯ろ過は、地下水が帯水層を通過する際にろ過、微生物分解、吸着、希釈などの浄化プロセスが自然に行われる手法です。帯水層は河川と水理的に接続できます。RBFは糞便汚染などの有機汚染物質を除去できますが、インドで実施された調査では、処理後の水質が飲料水基準を満たさないケースが報告されています。従って、他の処理技術と組み合わせて品質向上を図ることが推奨されます。

曝気（エアレーション）

曝気は河川底層の水を表層へ、逆に表層の水を底層へ循環させることで、酸素を多く取り込みます。これにより底層の有毒ガスが中和され、有機化合物が酸化します。また、底層の嫌気性病原体も太陽光や酸素により不活化されます。市販の曝気装置を導入すれば、河川水の処理が可能です。