いえの 蛇口じゃぐちから 出る 水は、川や みずうみなどから 取った 水を、浄水場じょうすいじょうで きれいに した ものです。いくつもの 道を とおって きれいに なります。

かながわけんの ある 浄水場じょうすいじょうでは、川から 入った 水が、まず 水を おちつかせる ばしょに 入ります。つぎに、つぶを かたまりに して しずめる 池、すなの 池、塩素えんそを まぜる ばしょ、ためて おく 池と すすみます。ぜんぶで 5時間ほど かかります［2］。

ただし、5時間は この 1つの 浄水場じょうすいじょうの れいです。ほかの ところは、やり方も 時間も ちがいます。

順番と、かかる時間

神奈川県企業庁の浄水場の急速ろ過方式は、着水井、フロック形成池、沈殿池、急速ろ過池、滅菌井、浄水池の順に進みます。川から取り入れた水が、浄水池に着くまで、全体で約5時間かかります［2］。

横浜市の浄水場も同じ流れです。沈でん池で薬品を入れて浮遊物を沈め、沈み残った細かいものは砂と砂利の層で取り、最後に消毒します［3］。

ただし、約5時間は1つの浄水場の例です。浄水場ごとに、工程も時間もちがいます。

神奈川県企業庁の急速ろ過方式は、着水井→フロック形成池→沈殿池→急速ろ過池→滅菌井→浄水池の順で、全体で約5時間とされる［2］。横浜市水道局の説明も、沈でん池で凝集剤（PAC）を注入して浮遊物をフロックとして沈め、取りきれない微細な浮遊物を砂と砂利の層で除き、次亜塩素酸ナトリウムで消毒する流れで、両者は整合する［3］。

この5時間は一つの浄水場の値で、全国共通ではない。高度浄水処理や膜ろ過を持つ浄水場もあり、工程は水源と施設で変わる。以下では、この標準的な流れのうち、沈殿・ろ過・消毒の3段の理由を順に見る。

にごった 水を コップに いれて おくと、大きな どろは しずみます。でも、とても 小さい つぶは、なかなか しずみません。

この つぶは、どれも おなじ 電気を もって いて、おたがいに はねかえし あいます［1］。おなじ きょくどうしの じしゃくを ちかづけると はなれる ようすに にて います。ただし ほんとうは、じしゃくでは なく、電気の はなしです。

そこで、浄水場じょうすいじょうでは くすりを 入れて、つぶを くっつけます。くっついた つぶは 大きな かたまりに なって、しずみやすく なります［1］。

反発を弱めて、固まりにする

水の中の濁りの粒は、表面がマイナスの電気を帯びています。同じ電気どうしなので反発し合い、小さな粒どうしはくっつかず、沈みにくいままです［1］。

そこで水道では、凝集剤という薬品を使います。神奈川県企業庁の説明では、凝集剤として使うのはポリ塩化アルミニウム（PAC）です。小さな粒どうしをくっつけて、フロックと呼ばれる大きな固まりにし、沈みやすくします［1］。

粒を「重くする」のではなく、「反発を弱めて、寄り集まらせる」という考え方です。

濁りの粒子は表面が負に帯電しているため互いに反発し、粒子同士は付着しない［1］。水道で使われる凝集剤はポリ塩化アルミニウム（PAC）で、微小な粒子を凝集させ、フロックと呼ばれる大きな塊にして沈降を助ける［1］。

沈まない理由が重さではなく電気的な反発にあり、薬品はその反発を弱めて粒子を集める、という順序が、この工程の要点になる。沈殿池では、フロックが沈んで上澄みが得られる［3］。

しずめても、とても 小さい にごりは のこります。それを とるのが、すなと じゃりの そうです［3］。

水は、すなの あいだを とおる とき、ゆっくり 下へ すすみます。かながわけんの 池では、1日に 140メートル ほどの はやさです。1時間に すると、6メートル ぐらいです［2］。ただし これは、池の 水面が 下がる はやさに なおした 数字で、水が すなの 中を ほんとうに すすむ はやさでは ありません。

つかい つづけると、すなの あいだに にごりが たまります。そこで 3日に 1回 ほど、下から 上へ 水を ながして、すなを あらいます［2］。ざるに つまった ごみを、うらから 水で ながして とる ようすに にて います。

砂と砂利の層を通す

沈殿池で沈まなかった細かい浮遊物は、砂と砂利の層を通すことで取り除かれます［3］。

神奈川県企業庁の浄水場の急速ろ過池では、ろ過の速さは1日に140メートルです。1時間あたりにすると、約6メートルにあたります。ただしこれは、ろ過池の水面が下がる高さに換算した値で、水が砂の中を実際に進む速さではありません。使い続けると砂の層に濁りがたまるので、おおむね3日に1度、下から上へ水を流して砂を洗います（逆流洗浄）［2］。

網に詰まったごみを、裏側から水で流して落とす作業に似ています。

沈殿で除けなかった微細な浮遊物は、砂と砂利の層で除去される［3］。神奈川県企業庁の急速ろ過池は、ろ過速度が140m/日（約5.8m/時）で、砂層に濁りが蓄積するため、概ね3日に1度、下から上へ通水して砂層を洗浄する（逆流洗浄）［2］。

ろ過速度の140m/日は、ろ過池の水面が1日に下がる高さに換算した値で、砂の中を水が実際に進む速さではない。この方式が「急速」と呼ばれるのは、次章の緩速ろ過に比べて速度がずっと大きいためで、その差は薬品による凝集沈殿を前段に置くことで成り立つ［5］。

もう 1つ、ちがう やり方が あります。すなの 池の 水を、とても ゆっくり とおす 方ほうです。かんそくろかと いいます。

この 方ほうは、川の 水を そのまま すなに とおします。くすりは 使いません。すなの 中に 育つ 微生物びせいぶつが、にごりだけでなく、かび の においの もとまで 分かいする ことも できると いわれます［4］。

はやさは、1日に 4〜5メートル ほどと いわれます。さっきの 140メートルの、30ぶんの 1 くらいです［5］。

ずっと 使うと、すなの おもてが ふさがります。そこで、うすく けずって、なおします［4］。

1829年に生まれた、いちばん古い方法

緩速ろ過は、近代水道の始まりから使われてきた、最も古い処理方法です。イギリスで1829年に開発され、コレラなどの伝染病の対策として、ヨーロッパなどへ広がったと言われます［4］。

砂の表面の微生物が働く

薬品は使わず、設備も単純です。砂の層にふえる微生物が、濁りだけでなく、アンモニア態窒素やかび臭のもとになる物質も分解できます［4］。

速さは1日に約4〜5メートルとされ、急速ろ過の約120〜150メートルの、およそ30分の1です［5］。ろ過を続けると砂の表面がふさがるので、厚さ1〜2センチほどを削り取って、ろ過の力を戻します［4］。

気候の影響を受けやすく、プランクトンやユスリカなどの生き物の管理には、経験にもとづく技術が大切だとされます［4］。

緩速ろ過は近代水道の開始以来最も古い処理方法で、英国で1829年に開発され、コレラなどの伝染病対策として欧州などに広がったと言われる［4］。薬品を使わず設備が単純で、砂層に繁殖する微生物が、濁りに加えてアンモニア態窒素やかび臭物質も分解できる［4］。

ろ過速度は一般に緩速が約4〜5m/日、急速が約120〜150m/日とされ、比は30倍前後の幅のある概数である［5］。浮遊物の蓄積と生物膜で砂面が閉塞するため、厚さ1〜2cmで砂面を削り取ってろ過能力を回復させる［4］。急速ろ過が数日ごとの逆洗なのに対し、緩速ろ過は1〜数か月ごとの削り取りが必要とされる［5］。

気候など自然の影響を受けやすく、プランクトンやユスリカなどの生物管理は経験に基づく技術が重要と整理されている［4］。

さいごに、塩素えんそで 消毒しょうどくします。日本の 水道で 塩素えんそを 入れたのは、1922年に 東京と 横浜よこはまの 浄水場じょうすいじょうで 行われたのが はじめと いわれます。その ころは、びょうきが はやった ときに かぎられて いました［6］。

いまは、浄水場じょうすいじょうを 出たあと、蛇口じゃぐちの 水にも 塩素えんそが 少し のこって いる ように きまって います。1リットルの 水に 0.1ミリグラム いじょうです［7］。1円玉の 1万ぶんの 1ほどの おもさです。

これは、蛇口じゃぐちで のこって いる はずの 下の かぎりで、入れる りょうでは ありません。のこった 塩素えんそが、すいどうの くだの 中で ばいきんが ふえるのを ふせぎます［8］。

1922年の塩素、いまの決まり

日本の水道で塩素の注入が行われた例として、1922年（大正11年）の東京市の淀橋浄水場と、横浜市の野毛山浄水場があります。当初は、感染症が流行したときに限られていました［6］。

いまは、浄水場を出た水が蛇口に着くまでの間も、消毒の効果が続くことが求められます。水道法施行規則は、蛇口の水が、遊離残留塩素を1リットルあたり0.1ミリグラム以上保つように塩素消毒することを求めています。結合残留塩素の場合は、0.4ミリグラム以上です［7］。

0.1ミリグラムは、1円玉（1グラム）の1万分の1です。しかもこれは、蛇口で残っているべき下限であって、入れる量ではありません。水に残った塩素は消毒の効果を保ち、雑菌が増えるのを防ぎます［8］。

日本の水道の塩素注入は、1922年（大正11年）に東京市淀橋浄水場と横浜市野毛山浄水場で行われ、当初は感染症の流行時に限られた［6］。現在は水道法施行規則が、給水栓の水が遊離残留塩素0.1mg/L（結合残留塩素は0.4mg/L）以上を保持するよう塩素消毒することを求める［7］。

0.1mg/Lは注入率でなく、蛇口で残っているべき下限である。1mgは1gの千分の1なので、1Lあたり0.1mgは、1円玉（1g）の1万分の1にあたる。塩素は水中に残ることで消毒効果を持続させ、雑菌の発生を防ぐ［8］。浄水場の出口の消毒だけでは、配水管や給水装置の中の長い時間をカバーできないため、残留塩素の基準が置かれているのだと考えられる。

ビルや マンションには、貯水槽ちょすいそうという 水を ためる タンクが あります。夏は 気おんが 高いので、水が ためられて いる うちに、のこった 塩素えんそが とくに 消えやすく なります［8］。

塩素えんそが なくなると、水の 中で 微生物びせいぶつが ふえて、水が わるく なる もとに なります［8］。だから、はかって かくにんする ことが 大切です。

いっぽう、塩素えんそは 川の 水に ふくまれる よごれと はんのうして、べつの ものを つくる ことも あります。この ため、水道では きじゅんを きめて、りょうを みはって います［7］。

夏は残留塩素が減りやすい

東京都保健医療局の説明では、夏は気温が高く、水が貯水槽にたまっている間に、消毒のための残留塩素が特に消えやすくなります。残留塩素がなくなると、水の中で微生物が増えて、水質が悪くなる原因になると説明されています［8］。

塩素がつくる別の物質

塩素は、水の中の有機物と反応して、トリハロメタン類などの消毒副生成物をつくることがあります。これは水質基準で管理されています［7］。

2012年（平成24年）5月には、利根川水系で、川に流れ込んだ物質が塩素と反応してホルムアルデヒドが基準を超え、広い範囲で取水停止や断水が起きました［7］。基準を超えた水を送らないために、水道が止まった、という出来事でもあります。

夏は気温が高く、貯水槽内に滞留する間に消毒用の残留塩素が特に消失しやすい。消失すると微生物が繁殖し、水質悪化の原因になる［8］。

一方、塩素は有機物と反応してトリハロメタン類などの消毒副生成物を生じうるため、水質基準で管理される［7］。2012年（平成24年）5月には、利根川水系の浄水場でホルムアルデヒドが水質基準値を超える水質事故が起き、広範囲で取水停止・断水に至った［7］。塩素そのものが危険という話ではなく、微生物の増殖を防ぐ効果と、副生成物を基準内に抑える管理の両方を、同じ水道の中で調整している例として読める。

すきとおった ペットボトルに 水を 入れます。にわの つちを スプーンで 1ぱい くわえて、ふたを して よく ふります。

ふって すぐと、10分あと、1時間あと、つぎの 日の あさで、水の ようすを くらべて みましょう。大きな つぶは すぐ しずみます。上の 水が まだ にごって みえるか、どれくらいで すきとおるか、かくにんして みてください。

この 水は、ぜったいに のまないで ください。ろ紙や すなで こしても、のめる 水には なりません。

もっと しりたく なったら、じぶんの まちの 水道局の ホームページを ひらいて、浄水場じょうすいじょうの 工ていを さがして みましょう。

透明なペットボトルに水を入れ、庭の土をスプーン1杯加えて、ふたをしてよく振ります。振った直後、10分後、1時間後、翌朝で、水のようすを比べてみましょう。大きな粒はすぐ沈みます。上の水がいつまで濁って見えるか、翌朝までの変化をノートに記録してみてください。

この水は、絶対に飲まないでください。砂やろ紙でこしても、飲める水にはなりません。

自分の町の水道局のホームページには、浄水場の工程を説明したページがあることがあります。急速ろ過なのか、緩速ろ過なのか、それとも別の処理なのか、確かめてみましょう。神奈川県企業庁［2］や横浜市水道局［3］の説明と、読み比べるのもおすすめです。

観察実験として、透明なペットボトルの水に庭土を少量加えて振り、直後・10分後・1時間後・翌朝の濁りを記録する。大きな粒は先に沈むが、細かい粒がどのくらい残るかを、時間ごとに比べる。実験に使った水は飲用にしない。

資料の読みどころは3つある。1つ目は神奈川県企業庁の凝集剤の説明［1］で、粒子が沈まない理由が電気的な反発だと書かれている点。2つ目は水道技術研究センターのQ&A［4］［7］で、緩速ろ過の生物膜の管理と、塩素の副生成物の扱いが載っている点。3つ目は東京都保健医療局のページ［8］で、貯水槽の残留塩素の管理が書かれている点である。自分の町の浄水場が急速か緩速か、水源は何か、を公式サイトで調べ、ここでの整理と比べてみるとよい。