地球の水の97.5％を占める海の水を利用できないか

　海の水はしょっぱい。「海の底で塩をひく石うすがまわっているから」という昔話が世界各地に残っているが、実際には、塩素イオンやナトリウムイオンなど、自然界にある92の元素が溶け込んでいて、これがしょっぱさの原因。それゆえ飲んだり、使ったりすることができない。

　青い地球は「水の惑星」と言われるが、その97.5％は海の水で、量は13億8600万立方キロメートルあるというが、正直どのくらいなのか想像できない。

　そこで地球の水の量を家庭用のおふろ１杯分（200リットル）と考えてみよう。

　97.5％が海の水だから、200リットルのうち、195リットルが海の水。

　一方、人間が飲んだり、生活に使ったり、農業や工業に使ったりする水のことを「淡水（真水）」という。おふろ１杯分の水で考えると、200リットルのうち５リットルで、だいたい洗面器２杯弱くらいだ（洗面器の容量を３リットルとして）。

　で、この５リットルが、そのまま使えるかというと、そうではない。

　淡水の約70％はこおっている。５リットル中3.5リットルが極地や高地でこおっている。こおっていない淡水のほとんどは地下水なのだが、そのうちの半分は地面のかなり深い場所にあって、使うことができない。

　人間が利用できる淡水は、比較的浅いところにある地下水と、川や湖の水。これは地球全体の水の0.01％。おふろ１杯分のうち使える水は20ミリリットルで、スプーン１杯ほどになる。

　現在、世界人口の40％が深刻な水不足に直面しており、国連によると、その数は2025年までに60％まで増加すると推定されている。そこで注目されているのが海の水だ。地球の水の97.5％を占める海の水が利用できるようになれば、水不足は解消されるのではないか。

海の水を真水に変える２つの方法

　世界に目を広げると、海の水を真水に変えるプロジェクトが行われている。「海水淡水化」という。

　初期は熱を利用していた。海水を沸騰させ、発生した蒸気から淡水を生産した。これは以下のようなサバイバル技術と原理は同じだ。

　この技術は、石油が豊富で水が不足する中東などに集中していた。運転や維持管理が比較的簡単で、使用する電力コストも相対的に少なかったが、発電量が下がると造水量も連動して減ってしまうという弱点があった。

　1980年代になると逆浸透（以下ＲＯ＝Reverse Osmosis）膜による分離技術が台頭した。ＲＯ膜は原子力潜水艦の中での飲料水確保、スペースシャトルで生活排水をリサイクルして飲み水にする場合などにも活用されている。浄水処理のほか、半導体や液晶ディスプレイなど電子部品の製造に使う超純水や、下水の再生利用にも使用される。

　ＲＯ膜の穴は１ナノメートル（ナノは10億分の１）ほどの粒子も通さない。ふつう水分子は、溶液の濃度の薄いほうから濃いほうへ移動するが、この膜で双方を隔てて濃いほうに高圧をかけると、水分子だけが薄いほうに移動する。

　ＲＯ膜を通過できるのは水分子だけ。

　このしくみによって海の水に含まれるナトリウムやカルシウムなどの金属イオン、塩素や硫酸などの陰イオンなどを分離することができる。

　現在ＲＯ膜を利用したプラントで生成される水は、全世界で１日6550万トンに達し、海水淡水化の69％を占めるまでになった。

ＲＯ膜の普及を妨げる２つの課題

　だが、ＲＯ膜を利用する技術には２つの課題がある。

　１つはエネルギー使用量が大きいこと。近年はＡＩを活用した省エネ技術も開発されているが、エネルギーコストの問題が普及を妨げている。

　もう１つはブラインの問題だ。海の水から淡水を除くと濃い海水（ブライン）が残る。国連の報告書によると、淡水１リットルをつくったときのブラインの発生量は平均1.5リットルと推定される。

　ブラインは、海、地表水、下水へ排出されたり、地下に埋められたりしている。海に近い海水淡水化プラントからは未処理のブラインを直接放流されることがあり、海洋生物と海洋生態系への影響が懸念されている。

　海水淡水化の効率を上げてブラインの発生量を減らす、ブラインを資源として活用するなどの試みがあるが、経済コストとエネルギー消費が高い点が大きな障壁となって普及拡大を妨げている。

　海の水を飲むのはなかなか難しい。0.01％の淡水を大切に使いたい。