従来より1000万倍以上も効果的な水の消毒法が開発される、空気中の酸素を使ってその場で実行可能

「空気中の酸素を使って汚染された水をその場で消毒する方法」を、イギリスやアメリカ、シンガポールの研究者からなる国際的なチームが開発しました。この方法は従来の水の消毒方法より1000万倍以上も効率的に細菌を殺し、安全な水へのアクセスが不足する地域において、水の消毒技術に革命をもたらす可能性があるとのことです。

A residue-free approach to water disinfection using catalytic in situ generation of reactive oxygen species | Nature Catalysis
https://www.nature.com/articles/s41929-021-00642-w

Instant water cleaning method ‘millions of times’ better than commercial approach - News - Cardiff University
https://www.cardiff.ac.uk/news/view/2530949-instant-water-cleaning-method-millions-of-times-better-than-commercial-approach

Instant water disinfectant 'millions of times more effective' than commercial purification - UPI.com
https://www.upi.com/Science_News/2021/07/01/wales-instant-water-disinfectant/7311625156929/

人間が生きていく上できれいな水の確保は重要ですが、ユニセフの推定によると、2017年の時点で22億人が安全に管理された水を利用できず、7億8500万人が自宅から遠く離れた場所の水や汚染されている可能性がある水、あるいは水源から直接くみ取った水を利用しているとのこと。

水を浄化する一般的な方法としては、強い漂白・殺菌作用を持つ塩素を用いた塩素消毒が挙げられます。しかし、塩素は水に含まれる天然成分と反応してトリハロメタンなどの消毒副生成物を生成することが知られており、高用量だと人体に有害な影響を与える場合があります。

また、別の方法としては過酸化水素を用いた消毒方法が挙げられます。過酸化水素は高レベルの消毒剤として機能するだけでなく、副産物を残さずに水に分解され、人体への悪影響も少ないとのこと。ところが、工場で製造された過酸化水素は輸送や保管の際に安定剤が添加されるため、消毒剤としての有効性は塩素消毒よりも低いそうです。

そこで研究チームは、金とパラジウムから作られる触媒を用いることで、空気中の酸素と水に含まれる水素を反応させ、瞬時に過酸化水素を生成する手法を開発しました。実際にこの手法が水の消毒に有効かどうかを確かめるため、研究チームは水に含まれる大腸菌を殺す効果やプロセスについて、市販の過酸化水素や塩素消毒の効果と比較するテストを行いました。

テストでは、新たに開発された手法が水素と酸素から過酸化水素を作り出すと同時に、活性酸素として知られている化合物も生成していることが判明し、この活性酸素が水の消毒において大きな役割を果たしていることも判明しました。また、触媒ベースの消毒手法は、同等の条件下でテストされた過酸化水素と比較して1000万倍以上、塩素による消毒と比較して1億倍以上も効率的に大腸菌を殺すことが示されたとのこと。

論文の共著者であるカーディフ大学のグラハム・ハッチングス教授は、「私たちは今、触媒に加えて汚染された水と電気を加えることが、消毒を達成するために必要な唯一のステップであることを証明しました」とコメント。研究チームは、「このアプローチは、特に既存の浄水手法や飲料水へのアクセスが不足しているコミュニティにおいて、水の消毒方法における代替技術の基盤をなす可能性があります」と述べました。