TED日本語 - デイビッド・セドラック: 壊滅的な水不足を避ける4つの方法

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TED日本語 - デイビッド・セドラック: 壊滅的な水不足を避ける4つの方法

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壊滅的な水不足を避ける4つの方法
4 ways we can avoid a catastrophic drought
デイビッド・セドラック
David Sedlak

内容

世界の気候パターンが予想も付かない変化を続ける中、今まで飲み水が豊富にあった場所でも、貯水池が枯渇し、地下水が激減するかもしれません。このトークでは、市民環境エンジニアのデイビッド・セドラックが、進行中の都市の水問題を解決する4つの実用的な解決策を紹介します。彼の目標は、私たちの水源を、地域内の新しい水源に移行して、気候変動により将来起こるかもしれないあらゆる困難に耐えるシステムを作り上げることです。

Script

Our grandparents' generation created an amazing system of canals and reservoirs that made it possible for people to live in places where there wasn't a lot of water. For example, during the Great Depression, they created the Hoover Dam, which in turn, created Lake Mead and made it possible for the cities of Las Vegas and Phoenix and Los Angeles to provide water for people who lived in a really dry place.

In the 20th century, we literally spent trillions of dollars building infrastructure to get water to our cities. In terms of economic development, it was a great investment. But in the last decade, we've seen the combined effects of climate change, population growth and competition for water resources threaten these vital lifelines and water resources.

This figure shows you the change in the lake level of Lake Mead that happened in the last 15 years. You can see starting around the year 2000, the lake level started to drop. And it was dropping at such a rate that it would have left the drinking water intakes for Las Vegas high and dry. The city became so concerned about this that they recently constructed a new drinking water intake structure that they referred to as the "Third Straw" to pull water out of the greater depths of the lake.

The challenges associated with providing water to a modern city are not restricted to the American Southwest. In the year 2007, the third largest city in Australia, Brisbane, came within 6 months of running out of water. A similar drama is playing out today in Sao Paulo, Brazil, where the main reservoir for the city has gone from being completely full in 2010, to being nearly empty today as the city approaches the 2016 Summer Olympics.

For those of us who are fortunate enough to live in one of the world's great cities, we've never truly experienced the effects of a catastrophic drought. We like to complain about the navy showers we have to take. We like our neighbors to see our dirty cars and our brown lawns. But we've never really faced the prospect of turning on the tap and having nothing come out. And that's because when things have gotten bad in the past, it's always been possible to expand a reservoir or dig a few more groundwater wells. Well, in a time when all of the water resources are spoken for, it's not going to be possible to rely on this tried and true way of providing ourselves with water.

Some people think that we're going to solve the urban water problem by taking water from our rural neighbors. But that's an approach that's fraught with political, legal and social dangers. And even if we succeed in grabbing the water from our rural neighbors, we're just transferring the problem to someone else and there's a good chance it will come back and bite us in the form of higher food prices and damage to the aquatic ecosystems that already rely upon that water.

I think that there's a better way to solve our urban water crisis and I think that's to open up four new local sources of water that I liken to faucets. If we can make smart investments in these new sources of water in the coming years, we can solve our urban water problem and decrease the likelihood that we'll ever run across the effects of a catastrophic drought.

Now, if you told me 20 years ago that a modern city could exist without a supply of imported water, I probably would have dismissed you as an unrealistic and uninformed dreamer. But my own experiences working with some of the world's most water-starved cities in the last decades have shown me that we have the technologies and the management skills to actually transition away from imported water, and that's what I want to tell you about tonight.

The first source of local water supply that we need to develop to solve our urban water problem will flow with the rainwater that falls in our cities. One of the great tragedies of urban development is that as our cities grew, we started covering all the surfaces with concrete and asphalt. And when we did that, we had to build storm sewers to get the water that fell on the cities out before it could cause flooding, and that's a waste of a vital water resource. Let me give you an example.

This figure here shows you the volume of water that could be collected in the city of San Jose if they could harvest the stormwater that fell within the city limits. You can see from the intersection of the blue line and the black dotted line that if San Jose could just capture half of the water that fell within the city, they'd have enough water to get them through an entire year.

Now, I know what some of you are probably thinking. "The answer to our problem is to start building great big tanks and attaching them to the downspouts of our roof gutters, rainwater harvesting." Now, that's an idea that might work in some places. But if you live in a place where it mainly rains in the winter time and most of the water demand is in the summertime, it's not a very cost-effective way to solve a water problem. And if you experience the effects of a multiyear drought, like California's currently experiencing, you just can't build a rainwater tank that's big enough to solve your problem.

I think there's a lot more practical way to harvest the stormwater and the rainwater that falls in our cities, and that's to capture it and let it percolate into the ground. After all, many of our cities are sitting on top of a natural water storage system that can accommodate huge volumes of water.

For example, historically, Los Angeles has obtained about a third of its water supply from a massive aquifer that underlies the San Fernando Valley. Now, when you look at the water that comes off of your roof and runs off of your lawn and flows down the gutter, you might say to yourself, "Do I really want to drink that stuff?" Well, the answer is you don't want to drink it until it's been treated a little bit. And so the challenge that we face in urban water harvesting is to capture the water, clean the water and get it underground.

And that's exactly what the city of Los Angeles is doing with a new project that they're building in Burbank, California. This figure here shows the stormwater park that they're building by hooking a series of stormwater collection systems, or storm sewers, and routing that water into an abandoned gravel quarry. The water that's captured in the quarry is slowly passed through a man-made wetland, and then it goes into that ball field there and percolates into the ground, recharging the drinking water aquifer of the city.

And in the process of passing through the wetland and percolating through the ground, the water encounters microbes that live on the surfaces of the plants and the surfaces of the soil, and that purifies the water. And if the water's still not clean enough to drink after it's been through this natural treatment process, the city can treat it again when they pump if back out of the groundwater aquifers before they deliver it to people to drink.

The second tap that we need to open up to solve our urban water problem will flow with the wastewater that comes out of our sewage treatment plants. Now, many of you are probably familiar with the concept of recycled water. You've probably seen signs like this that tell you that the shrubbery and the highway median and the local golf course is being watered with water that used to be in a sewage treatment plant. We've been doing this for a couple of decades now. But what we're learning from our experience is that this approach is much more expensive that we expected it to be. Because once we build the first few water recycling systems close to the sewage treatment plant, we have to build longer and longer pipe networks to get that water to where it needs to go. And that becomes prohibitive in terms of cost.

What we're finding is that a much more cost-effective and practical way of recycling wastewater is to turn treated wastewater into drinking water through a two-step process. In the first step in this process we pressurize the water and pass it through a reverse osmosis membrane: a thin, permeable plastic membrane that allows water molecules to pass through but traps and retains the salts, the viruses and the organic chemicals that might be present in the wastewater.

In the second step in the process, we add a small amount of hydrogen peroxide and shine ultraviolet light on the water. The ultraviolet light cleaves the hydrogen peroxide into two parts that are called hydroxyl radicals, and these hydroxyl radicals are very potent forms of oxygen that break down most organic chemicals.

After the water's been through this two-stage process, it's safe to drink. I know, I've been studying recycled water using every measurement technique known to modern science for the past 15 years. We've detected some chemicals that can make it through the first step in the process, but by the time we get to the second step, the advanced oxidation process, we rarely see any chemicals present. And that's in stark contrast to the taken-for-granted water supplies that we regularly drink all the time.

There's another way we can recycle water. This is an engineered treatment wetland that we recently built on the Santa Ana River in Southern California. The treatment wetland receives water from a part of the Santa Ana River that in the summertime consists almost entirely of wastewater effluent from cities like Riverside and San Bernardino. The water comes into our treatment wetland, it's exposed to sunlight and algae and those break down the organic chemicals, remove the nutrients and inactivate the waterborne pathogens. The water gets put back in the Santa Ana River, it flows down to Anaheim, gets taken out at Anaheim and percolated into the ground, and becomes the drinking water of the city of Anaheim, completing the trip from the sewers of Riverside County to the drinking water supply of Orange County.

Now, you might think that this idea of drinking wastewater is some sort of futuristic fantasy or not commonly done. Well, in California, we already recycle about 40 billion gallons a year of wastewater through the two-stage advanced treatment process I was telling you about. That's enough water to be the supply of about a million people if it were their sole water supply.

The third tap that we need to open up will not be a tap at all, it will be a kind of virtual tap, it will be the water conservation that we manage to do. And the place where we need to think about water conservation is outdoors because in California and other modern American cities, about half of our water use happens outdoors.

In the current drought, we've seen that it's possible to have our lawns survive and our plants survive with about half as much water. So there's no need to start painting concrete green and putting in Astroturf and buying cactuses. We can have California-friendly landscaping with soil moisture detectors and smart irrigation controllers and have beautiful green landscapes in our cities.

The fourth and final water tap that we need to open up to solve our urban water problem will flow with desalinated seawater. Now, I know what you probably heard people say about seawater desalination. "It's a great thing to do if you have lots of oil, not a lot of water and you don't care about climate change." Seawater desalination is energy-intensive no matter how you slice it. But that characterization of seawater desalination as being a nonstarter is hopelessly out of date. We've made tremendous progress in seawater desalination in the past two decades.

This picture shows you the largest seawater desalination plant in the Western hemisphere that's currently being built north of San Diego. Compared to the seawater desalination plant that was built in Santa Barbara 25 years ago, this treatment plant will use about half the energy to produce a gallon of water.

But just because seawater desalination has become less energy-intensive, doesn't mean we should start building desalination plants everywhere. Among the different choices we have, it's probably the most energy-intensive and potentially environmentally damaging of the options to create a local water supply.

So there it is. With these four sources of water, we can move away from our reliance on imported water. Through reform in the way we landscape our surfaces and our properties, we can reduce outdoor water use by about 50 percent, thereby increasing the water supply by 25 percent. We can recycle the water that makes it into the sewer, thereby increasing our water supply by 40 percent. And we can make up the difference through a combination of stormwater harvesting and seawater desalination.

So, let's create a water supply that will be able to withstand any of the challenges that climate change throws at us in the coming years. Let's create a water supply that uses local sources and leaves more water in the environment for fish and for food. Let's create a water system that's consistent with out environmental values. And let's do it for our children and our grandchildren and let's tell them this is the system that they have to take care of in the future because it's our last chance to create a new kind of water system.

Thank you very much for your attention.

(Applause)

私たちの祖父母の世代は 驚くべきシステムを作り上げました 運河や貯水池を用いて 水が豊富ではなかった土地でも 人々が住むことを可能にしました 例えば世界大恐慌の最中に フーバー・ダムを建設して ミード湖を作り ラスベガスやフェニックス ロサンゼルスなどの とても乾燥した場所に住む人達に 水を供給することを可能にしました

私たちは 20世紀に 文字通り何兆ドルも費やして 都市部に水を届ける インフラを建設しました 経済発展の観点からは 素晴らしい投資でした しかし過去10年間 私たちは気候変動、人口増加や 水の奪い合いなどにより これらのライフラインと水資源が 脅やかされるのを目にして来ました

このグラフは ミード湖の水位の 過去15年間の変化を示しています 2000年頃から湖の水位が 下がり始めていることが分かります このような速さで水位が下がったために ラスベガスの飲料用の取水口が 水面より上になる可能性が生じ ラスベガスはこの事態を非常に心配して 最近新しい取水口を建設しました 「3本目のストロー」と呼ばれており 湖のより深い場所から 水を吸い上げるものです

水を近代都市に届けるという困難な課題は アメリカの南西部だけではありません 2007年にはオーストラリアで 3番目に大きな都市のブリズベンで 6ヶ月間の水不足が起こりました 現在 同じようなドラマが ブラジルのサンパウロで起こっています この都市の最大の貯水池は 2010年に満杯であったにも関わらず 2016年の夏季オリンピックが近づくにつれ 今日ではほとんど空になっています

世界有数の都市に住む 幸運な私たちは 今まで悲惨な旱魃の影響を 本当の意味で経験したことはありません 私たちは海軍式にシャワーを 短時間に終わらせることを愚痴ったり ご近所が私たちの汚れた車と枯れた芝を見ても 気にしないかも知れません しかし水道の蛇口をひねって 本当に何も出てこなかったことは なかったと思います これは今まで事態がひどかったときは 貯水池を拡張したり 井戸を追加で掘ることが できたからなのです 全ての水資源が使われてしまった時に 今までに立証済の方法には 頼れないかもしれません

周辺の田舎から水を引っ張ってくれば 都市部の水不足は解決すると 考える人達もいます しかしこの方法は 政治的 法律的 社会的な危険を伴います そして周辺の田舎から 水を獲得することに成功したとしても それは問題を他人に 押し付けているだけであり 結果的には自分達に跳ね返ってくる 可能性が高いのです 食糧価格の高騰や すでにその水に依存している 水界生態系への影響などによってです

私は都市の水不足の危機を解決する より良い方法があると考えています それは 蛇口に例えられる 4つの新しい域内の水資源を 活用することだと考えています 私たちが 今後何年かの間に この新しい水資源に 賢く投資できれば 都市の水不足は解決することができ 私たちが 壊滅的な旱魃の被害に見舞われる 可能性は減少するでしょう

もし20年前に皆さんが私に 近代都市は水の輸入なしに 存続できるといったなら 私は非現実的で無知な夢想家だと 片付けたかもしれません しかし 過去数十年の間 最も水が不足している都市で働き 私が経験したのは 私たちには 水の輸入を見送るだけの 技術と管理能力があるということです それが私が皆さんに 今夜お話したいことです

都市の水不足を解決するために 最初に開発すべき水資源は 都市に降る雨水に関係しています 都市開発の大きな悲劇の1つは 都市の成長と共に 都市の表面がコンクリートや アスファルトで覆われたことです その結果として 都市に降って来た雨を 洪水になる前に排出するための 排水管の建設が必要になりました これは大切な水資源の 大きな無駄遣いです 1つの例を紹介させてください

このグラフはサンノゼの町で 市内に降った 雨水を回収した場合に 利用できる水の量を示しています 青い線と黒い点線の交差は サンノゼでは市に降る雨の半分を 活用できたら 1年に必要な全ての水を 賄うことができることを示しています

皆さんの中にはこう考えている人も いることでしょう 「水不足を解決するには 屋根の雨どいに 大きなタンクを取り付けて 雨を回収すればよいのだな」 それはいくつかの場所では 機能するでしょう しかし冬に大部分の降水量があり 水の需要の大半が夏に集中する街に 皆さんが住んでいる場合 その方法は 水問題を解決するために 費用効率が良いとは言えません また現在のカリフォルニアのように 数年間にわたる 旱魃の被害を受ける場合には 問題解決に必要なタンクは 大きすぎて建てることすら叶わないでしょう

私は自分の街に降る流出雨水と 雨水を回収するもっと実用的な方法が 他にもあると考えています それは雨水を集めた後に 土の中にしみこませる方法です 私たちの都市の大半は 大量の水を貯蔵することができる 天然の水貯蔵システムの上にあるのです

たとえば歴史的にロサンゼルスは 水供給の3分の1を サンフェルナンド・バレーの下にある 巨大な帯水層から得ていました さて 屋根の雨どい 芝生の上や 排水溝を流れる水を見て 「こんなものを本当に飲みたいのか?」と皆さん思うかもしれません 多少の処理を施さなければ 答えは「ノー」でしょう そのため 都市の水回収で 私たちが直面する課題も 水を集め 浄化し 地下に送る方法になります

そして それこそが ロサンゼルス市が カリフォルニア州のバーバンクで 手がけている新しいプロジェクトです この図は建設中の流出雨水処理場です いくつもの雨水回収システムと 排水溝システムをあわせ 雨水は砂利の石場に通されます 石場に蓄えられた水は 人工の湿地帯をゆっくりと通った後 野球場などで撒かれて 地中を浸透し 飲み水となる都市の帯水層を補います

そして湿地帯を通る過程と 地下を浸透する過程で 水は植物の表面や土壌に住む 水を浄化する 微生物に出会います この自然の浄化作用を通じても 水が飲めるほどに清潔でない場合には 都市が人々に 飲料用の水を送り届けるために 地下の帯水層からポンプでくみ出す際に 再び処理を行うのです

都市の水問題を解決するための 2つ目の蛇口は 汚水処理設備から出てくる 排水の利用です 皆さんの多くは排水リサイクルという 概念はご存知でしょう このような標識も 見たことがあるでしょうか 植え込みや高速道路の分離帯や 地域のゴルフコースで 排水処理後の水で 水遣りがされていることを 示しています これは何十年も行われています しかし過去の経験から この方法は 思ったよりもずっと金がかかる ということが分かりました なぜなら汚水処理設備の近くの いくつかの水再利用システムを 作り上げた後は 水が必要な場所に向かって 徐々に長いパイプラインを 敷設しなければならず コストが合わなくなってしまいます

私たちが研究している よりコスト効率的で実用的な 水のリサイクル方法は 2段階の処理を経て 処理後の水を 飲み水に変える方法です 最初のステップでは 水に圧力をかけ 逆浸透膜を通します 薄い透過性のプラスチックで 水分子を通す一方 排水の中に含まれている 塩やウイルスや 有機化学品は通さない膜です

2番目のプロセスでは 水に少量の過酸化水素を加え 紫外線を照射します 紫外線は過酸化水素を 2つの水酸ラジカルに分解します 水酸ラジカルは 酸素のとても強力な形で ほとんどの有機化学品を分解します

この2つの過程を経ることにより 水は安心して飲むことができます もちろん 過去15年間において 現代科学で可能な限りの分析技術を用いて 水のリサイクルを 研究してきました いくつかの化合物は この1つ目の段階では 処理できないことを突き止めました しかし2つ目の段階 高度の酸化プロセスを通すと ほとんど化合物は残りません これは今までずっと 当たり前と思われてきた 飲料水の供給方法とは対照的です

水を再利用する方法は 他にもあります これは最近南カリフォルニアの サンタ・アナ川のほとりに作られた 人工的な水処理用の湿地です この処理用の湿地は サンタ・アナ川の一部から水を引き 夏季には排水のほとんど全てを リバーサイド市や サン・ベルナルディノ市等の 都市から引っ張ってきます 水は処理用の湿地に流れ込み 太陽と藻の力で 有機化合物が分解され 栄養分や水媒介性の病原菌が 取り除かれます 水がサンタ・アナ川に戻され アナハイム市に流れ着くと 土の中に浸透され アナハイム市の飲料水になります リバーサイド郡の排水は 旅路の末に オレンジ郡の飲料水となるのです

皆さんは排水を飲む このアイディアを 未来の幻想か局所的なものだと 思うかもしれません しかし カリフォルニアでは 既に1500億リットルもの排水が 皆さんにご説明した 2つのステージの新しい処理プロセスにより 再生されたのです この水だけを使っても 100万人を養える量です

3番目の蛇口は 決して開かれない蛇口 仮想の蛇口です 水を節約することです 私たちが考えなければいけないのは アウトドアでの水の節約です カリフォルニアや 多くの近代的なアメリカの都市では 水の半分は屋外で使われています

現在の旱魃では 私たちは 芝や植物たちは 今までの半分の量でも 枯れないことを知りました コンクリートを緑に塗ったり 人工芝を置いたり サボテンを買ったりする必要はないのです 土壌の水分検知器と 潅漑コントロール器を用いて カリフォルニアの景観を無理なく守り 美しい緑を維持することができます

都市の水問題を解決するための 4番目 最後の蛇口は 海水の淡水化です 皆さんは海水の淡水化について このように言われるのを聞いたかもしれません 「水がなくて原油がたくさんあり 気候変動に関心がなければ いいアイディアかもしれないね」 海水の淡水化には エネルギーが必要であることは事実です しかし海水の淡水化を 起こりえないと考えるのは 全くの時代遅れです 過去20年間に 海水の淡水化技術は 目覚しい進化を遂げました

この写真は サンディエゴの北部に建設されている 欧米最大の淡水化プラントです この淡水化プラントは 25年前にサンタ・バーバラで 建設されたものです 新しい処理設備では 1ガロンの水を作るのに 半分の量のエネルギーで出来ます

しかし海水の淡水化が 昔ほどエネルギーを必要としないといっても 淡水化プラントをあらゆるところに 建てるべきということにはなりません 地域に水を供給するための いろいろな選択肢の中では おそらく最もエネルギーを必要とし 環境に与える影響も大きい方法でしょう

現状はこんなところです これら4つの方法を使えば 水を輸入する必要はありません 地表や住宅地の緑化を推進することで 屋外の水の使用量を50%削減 言い変えれば 水の供給量を 25%増やすことができます 下水管に流れ込む水を再利用することで 水の供給量を 40%増やすことができます さらに流出雨水の回収や 海水の淡水化の組み合わせで 不足分を補うことができます

だから 将来の気候変動がもたらす あらゆる困難に耐えることができる 水供給源を作りましょう 地域内の水を使って 水資源を生み出し 魚や食べ物の環境のために より多くの水を残しましょう 私たちの環境価値に合う 水システムを作りましょう 子供達や孫の世代のために行い そして伝えましょう この水のシステムは 君達が将来 守っていかなければならないと なぜならこれが新しい水システムを作る 最後のチャンスだからです

ご清聴ありがとうございました

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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