太陽の郷温水プールの水質管理

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太陽の郷温水プールの水質管理

20年前の写真です。1983年当地2代目温水プール（太陽の郷スポーツガーデンプール）が竣工し、水質管理がようやく軌道にのり、安定した時期のもので、デジタルカメラも、写真処理ソフトも到底望めない時期にフィルムカメラで撮影したものです。

写真1　遊泳者の水中像と水面反射(1)

写真2　遊泳者の水中像と水面反射(2)

明るさと水のきれいさが十分なため、このような写真を撮ることが出来たと思います。
TVで放映される最近の水中写真を思い浮かべ比較していただくと、次の相違点に気付かされます。

(1)	水着の赤い色が、鮮やかに映っていること。
(2)	水面の裏側に、波にゆれる遊泳者の反射像が、色鮮やかに広がっていることです。

写真3は、2007年に開設した３代目プール（太陽の郷リハビリテーション研究室プール（以下、リハ研プール））で撮った写真です。プールに入る階段を真上から見ています。階段の灰色タイルの色が、深さにより徐々に水色が濃くなって見えますが、赤が水に吸収される現象です。
写真1、2は、この水に吸収される赤を、フィルターで補正し撮影したものです。

写真3　タイルの色が変わる

横からのストロボ撮影では写せない水面裏側の波にゆれる反射像も、上からの強烈な日射により写すことができました。プール水の透明度の良さの証でもあります。

水をきれいにしておくと、衛生面でよいばかりでなく、視覚的にも楽しめます。
3代目プール（リハ研プール）では、日射の角度によって、水面の波が虹のように色づくことがあります。（写真4）

写真4　水面の虹

２　水質管理の歴史的背景

温水プールとの出会いは、伊豆半島伊東の温泉プールが最初でした。60年前、日大水泳部が、古橋広之進選手をはじめ世界の強豪を揃えて日本水泳界をリードしていたころの春、この温泉プールで合宿があり、私も参加しました。食べ物のない時代でしたので、おやつのふかし芋やピーナツなどの印象が強く残っているのと、初めての温水プールの泳ぎ難さと、疲れのひどさだけが合宿時の思い出です。
水温を下げるため、太いホースで水を入れて泳ぎましたが、冷たい水に慣れたものには、決してよい環境とは思えませんでしたし、水がきれいだったか汚かったのかも覚えていません。
その後、敗戦の混乱から繁栄の時代が訪れ、温水プールは急激にその数を増し、昭和50年代後半には、水泳教室と一般遊泳者用のプールが数多く建設されるようになりました。
ここ太陽の郷の地には、80年以上も昔の南湖院時代に、掛け流し方式のプールを建設し管理した歴史があります（「南湖院プール」参照）。1979年に有料老人ホーム太陽の郷を開設し運営していく中で、お住まいのお年寄りにとっては、年間を通じて使用できる温水プールが健康増進に最適な施設であると考え、維持管理費がかからない施設で、年間を通じて快適に泳げるプールを造ることにしました。
ここから、私のプール造りの仕事が始まります。

２－１　遊泳者として感じたこと

当時調査した記憶を辿り、温水プールの衛生面・管理面で気付いたことを列挙します。

(1)	温水プールの建物に近づくと、まず変な臭いに出会います。
(2)	この臭い（いわゆる塩素臭）は、ロッカー室に入るとさらに強くなります。更衣室の内部は、全体にあまり衛生的とはいえない施設が多かったようです。
(3)	水着に着替え、廊下からプールに近づくと、突然通路の一部が腰の深さの水槽（腰洗い槽）となり、臭く汚い水たまりを通らないとプールに達しません。避けては通れないこの水たまりの役割は不明でしたが、後に厚生省の指示であることが分かりました。
(4)	プール棟に入ると、室内は薄暗く、けたたましい反響音と冷たい風に迎えられ、濡れた床はぬるぬるして滑り易く、転ばないよう注意が必要でした。
(5)	屋内プール水の濁りは、土埃や藻が主となる屋外プールとは様子が違います。太陽光で見る濁りは白く、夜間照明では色は分かりませんが、泳いでいると、突然5ｍ先に遊泳者が現れるほどの透明度の悪さで、きれいな水とは到底言えない状態でした。
(6)	遊泳中の水温は適温です。しかし、プールサイドに上がってからは、寒さを感じたり顔が火照るなど、場所によって感じ方が違う施設が殆どでした。暖房の温風を送るための風やその吹出し口に原因があるようです。
(7)	泳いだ後の体には、シャワーでは洗い流せない変な臭いが残り、運動後のさわやかさの邪魔になります。
(8)	建物の大きさや立派さはいろいろですが、なぜか施設内部の環境は、程度の差はあってもどこも同じです。

臭くなく、きれいな水の温水プールは見つかりませんでした。
運転費用を十分にかけていないのか、維持管理技術に問題があるのか。
プール利用者の願望は、「きれいな水のプールで、快適に泳ぎたい」です。実現出来ないのでしょうか。

２－２　不思議な現象

太陽の郷に温水プールを建設することを決心しましたが、良好な水質を維持する手法が見つかりません。
設計者が変われば、建物の形や設備は変わります。しかし、プールの水質や室内環境には施設差がなく、あたかも設計者が同一人物であるかのような不思議な現象に気づきました。参考になるプールはないか、あちこちの施設で泳いでみても、衛生環境・温熱環境は大同小異で参考にはなりません。建築計画は暗礁にのりあげます。
悩み続けていたとき、一つの光明に出会います。それは、たまたま入手したドイツの水質管理基準（KOK基準）（現在のDIN基準）の合理性です。
そこで、旧厚生省が指導するプールの設置運営指針の非合理性を明らかにした上で、道理にかなった自己流のプールをつくる決心をします。しかし、困ったことに自己流のプールの建設を引き受けてくれる会社が見つかりません。理由は厚生省が指導するプールの設置運営指針に沿っていないからです。
着工に至るまでにはかなりの時間を要しましたが、何とか計画を実施することができました。太陽の郷の環境整備・水質管理へのこだわりの昔話です。

２－３　水の汚れ（水を汚す犯人探し）

旧厚生省の設置運営指針とドイツのKOK基準とは、全く異質のものです。水質管理に対する考え方が根本的に違うため、個々の数値を比較することはできません。
今から20年以上前のことです。プールを汚す犯人を特定するためのキャンペーンが、厚生省主導で始まりました。
週刊誌やマスメディアは、スイミングスクール生こそ「プール汚しの犯人」であると決めつけて宣伝します。
記事内容は、にたりよったり、汚れや臭いや透明度の悪さは、練習中にスクール生がする「水中へのオシッコが原因」でした。水に溶けるものは、透明度とは無関係なのに不思議なことです。
記事は続きます。「このような事態が起こっているのは、厚生省が指示する設置運営指針をプール管理者が忠実に実施しないためであり、公衆衛生上管理者の責任は重大であり、管理者は今後とも設置運営指針を忠実に実施すべきである。」
しかし、水質管理計画に悩み、いろいろと調査を進めていた私には、キャンペーンの結論は意図的なものであり、きれいな水のプールがない理由は、「合理性に乏しい設置運営指針の強要が元凶であり、公衆衛生上の責任は、指針を強制する厚生省が負うべきである」と強く感じました。
その後、行政による監視監督を強化した指導指針が、都道府県に通知されます。
恐らく、犯人捜しのキャンペーンは、「指針が正しいことを強調し、指導の遵守を徹底させる」ためであったのでしょう。
指針の不備の責任を肩代わりさせられたスクール生、指導を真面目に実施したため非難された管理者にとっては、大変な迷惑なことです。
問題の指導指針はその後2～3回の改定を重ねていますが、2003年2月6日のNHKの番組、「クローズアップ現代」で取上げた温泉浴槽のレジオネラ菌問題を見る限りでは、厚生労働省の「唯一絶対至上主義」（造語です）は、依然変わっていないようです。（「クローズアップ現代を見て」参照）

２－４　プールを汚すもの

プールの汚れは何か、水質管理に必要な具体的事項を検証します。汚れとして問題となるものを大別しますと、水に溶けるものと溶けないもの、及び、遊泳者に有害なものと無害なものなどがありますが、ここでは、プールの水質管理上必要なものに止めます。
水が濁るのは、目に見える水の汚れの代表です。

(1)

濁りの色は、屋内プールは白色、戸外プール（日照のあるところ）は淡い緑色です。


写真5　浮遊細菌と2分裂像	写真6　珪藻類

(2)

プール水の濁りを、微細な目のフィルターで集めますと、白色の濁りは細菌であり（写真5）、淡緑色の戸外プールの濁りは葉緑素を持った藻類（写真6）が多いようです。
以下、屋内温水プールを中心に話を進めます。

(3)	屋内温水プールでは、浮遊状態の細菌（生菌）（写真5）と、沈殿している細菌（死菌）（写真7）が濁りの本体です。死菌は静止状態では沈澱しますが、攪拌すると浮遊して水を濁します。浮遊状態の死菌は、水に流されて移動し、性能のよいろ過器で凝集剤等を使用すると除去できますが、水の流れが止まる（よどむ）とその場に沈殿してろ過器での除去は出来ません。なお、生菌（生きている細菌）は、浮遊状態で水の流れで移動しますが、個体のサイズがきわめて小さく、ろ過器を通過してしまうので取り除くことは出来ません。

写真7　死菌の塊

(4)

外部から侵入した汚れ（ゴミ）のうち、水面に浮かぶものや水中に浮遊するものは、水の流れでろ過器に運ばれ、微生物を除けばろ過器で排除できます。

(5)	外部から侵入してプールの底に沈むものにはろ過器は無効ですが、水の濁りには関係しません。
(6)	水に溶けるもの（例えば前述のスクール生のオシッコ）が外部から侵入しても、水の濁りには無関係ですが、水質には関係しますので、水を加えて希釈する必要があります。（ろ過器は無効です）
(7)	なお、浮遊状態の細菌（生菌）は、モルタル面等の粗面を足場に増殖、コロニーを形成します。（写真8）

写真8　モルタル面の細菌（生菌）

コロニー（細菌集団）の表面には、自己防衛（バリヤー）物質（ポリサッカライド）ができ、これが床などを「ぬるぬる」にして滑り易くなる原因です。

３　水質管理の実際

屋内温水プールの濁りは、細菌数の増加により起こります。屋内プールで増殖する細菌は、葉緑素を持っていませんが、光を反射しますので、多量になると透視を妨げ白色の濁りとなって確認されます。試験管の太さでも、10

/mlの細菌が浮遊していると、水は濁って見えるとのことです。従って、細菌の分裂増殖を阻止することが、水質管理・濁りのない水を維持する基本となります。
プールの水をきれいに維持するには、無生物を対象とした希釈法のみでは解決できず、生物（細菌）を管理対象としたプールをつくる（設計する）ことが第一の条件です。厚生労働省や業界の一般的認識である「プールの汚れや濁りは、外部からプールに持ち込まれたもの（生物でないもの）」としていたのでは、維持管理に多くの費用を投入しても十分な結果は得られません。
行政が指示し指導する希釈浄化法では、濁りの原因である微生物への対策にならない理由は、

a)	浮遊状態の細菌（生菌）は、サイズが小さく、現在一般に使用されているプールのろ過器では、排除することはできない。
b)	プール内の細菌が分裂増殖する速度は、プール内のゴミ（汚れ物質）の密度を減少させる希釈速度より桁違いに速いため、希釈で濁りをなくすことはできない。

すなわち、希釈法のみに頼っていたのでは、プールの水の濁りをなくすことは出来ません。

以上のことを踏まえ、太陽の郷の水質管理全般についてお話します。
プールの水をきれいに維持するには、水に溶けるものと、溶けないものへの対処が別々に必要です。具体的には、

a)	水に溶けるものには、希釈法が有効です。
b)	水に溶けないものは、水に浮くものと沈むものとで対処法が異なります。
c)	水に浮くものは、水流でろ過器まで運びろ過して除去できますが、沈むものは、ろ過器に運べませんので、沈んでいる場所で吸い出して排除します。
d)	ただし、浮遊状態の微生物（特に生きている細菌）は、水流によってろ過器に運ぶことはできますが、非常に小さいため、前述のように現状のろ過器では取り除くことができません。
e)	ろ過器で取り除けない微生物（細菌、特に生菌）には、細菌の分裂増殖を阻止し、自然消滅を図る必要があります。有害な生物への対策としては、増えてから駆除するのでなく、増やさない対策をとるのが一般的です。
f)	そこで、プールの水質管理にも、細菌の分裂増殖阻止作戦をとることにしました。細菌は、至適環境下では2分裂を繰り返して急激に増加しますが、一端分裂に適さない環境になると、分裂増殖できず自滅します。（プールに一般的に見られる桿菌の場合）
g)	20数年前に知ったドイツのKOK基準の合理性はここにあります。KOK基準は、分裂阻止環境の指標に、酸化力の程度を示す酸化還元電位（ORPと略す）を利用する明快な方法です。
h)	太陽の郷は、東西科学（株）の志水真人さんの指導協力を得て、ORP値を利用した監視システムを作りました。遊離残留塩素濃度とｐHによって決定されるこの値は、水質管理にはきわめて便利な指標となります。
i)	2代目プールで確立したこのシステムは、20余年間の検証により、公共水道の基準である「飲料水適」の諸条件をプール水で長期間維持できる実績を得ることができました。

３－１　水質管理のためのプール施設の必須条件

細菌の分裂増殖を阻止できれば、プール水に濁りは発生しないことについて述べてきました。
分裂増殖に適する条件、すなわち、細菌にとっての至適環境の場がプールのどこかにできると、その部分から細菌の増殖がはじまります。十分な注意が必要です。プールの大容量の水すべてと、この水に接するものの表面すべてが、細菌の分裂を阻止できる環境であり続ける設計が求められます。細菌の分裂増殖を阻止するORP値が、プールにくまなく行き渡り続けるようなプール水循環にすることがポイントとなります。加えて、プール水の加温と循環に対する省エネ（CO2排出抑制）対策が、地球環境対策と経費削減に直結することから、考慮されるべきです。

３－１－１　設計の要件

一般の屋内温水プールは、水温を維持するため多量の燃料を消費しています。この温めたプール水を排水すれば、即、化石燃料の消費（CO2排出増加）につながります。
温めた水を無駄なく利用するため、汚れた水を再利用するための浄化装置を持つことは必須条件になります。浄化装置を通ったプール水は、プールに送られますが、流水経路設計の良否がその後の管理のし易さに、大きな影響を与えます。
設計の要点は、

大容量のプール水を、よどみなく均等に流すことです。大容量の水には、様々な負荷が程度や場所を変えて発生します。これを常時均一な状態に維持するためには、プール水をよどみなく均等に流すことと、遊離残留塩素濃度やｐHの変化（不足や余剰）を早期に補正することが効果的手段です。
補正には、細菌増殖阻止剤（次亜塩素酸ソーダ等）の過不足を常時監視し、適正な補充ができるよう仕組みます。

細菌増殖阻止を考慮した設計においては、水に接するものの表面性状と流速の関係が問題になります。川の中央と辺縁の岸近くでは流速が大きく異なるように、プールの壁面性状（タイルやモルタル等）特に粗面の流速は減少しています。一方、浮遊状態の細菌は、粗面を足場に固着して増殖することが分かっていますので、粗面に対する考慮が必要になります。（写真8は、モルタル面での実験結果です）

生物を対象に水質管理を実施する場合は、管理のし易さ・確実さ・費用のかからないこと等が要件ですが、遊離残留塩素濃度やｐH値など変化に即応して処理する必要があるものには、自動化が望まれます。

３－１－２　次亜塩素酸ソーダについて

「○○温水プールに近づくと、嫌な臭いがする。あれは消毒剤（塩素剤）を使い過ぎるためだ。」しばしば耳にする風評です。しかし、「塩素剤の使い過ぎによる塩素臭」との一般常識は、誤った情報により形成された誤解です。　
塩素剤としてよく使われている次亜塩素酸ソーダは、原液でも希釈液でも臭いは殆どありません。逆に新しいポリバケツの臭いをなくす脱臭効果があります。では、あの臭い「いわゆる塩素臭」は、どこから来るのか。

a)	臭いは、プール関係設備から発生する結合型の残留塩素「クロラミン」の臭いであり、塩素の臭いではありません。
b)	いわゆる塩素臭（クロラミン臭）のあるプール水に、次亜塩素酸ソーダを加え続けていくと、クロラミンは結合型から遊離型の残留塩素となるため、クロラミン臭はなくなります。（図1）

図1　投入塩素量と残留塩素濃度

「温水プールの外にまで出てくる臭いは、塩素剤の使い過ぎではなく、逆に塩素剤の使用量が適正でない（必要量に達しない）ためにおこる現象です」。
なお、次亜塩素酸ソーダの効果は、水のｐHによって大きく変化します。アルカリ領域では効果が弱まりますので、プール躯体からのアルカリの溶出と、次亜塩素酸ソーダの安定剤である苛性ソーダに対する注意が必要です。ここでは、詳細を省略します。

図2　各ｐH値におけるHOCIとOCI

の量の関係

３－１－３　感覚による管理のすすめ

生物（水質管理の場合は細菌）を対象にした水質管理は、設計時点からの十分な配慮があれば、管理者の日常作業は大幅に減少します。
当リハ研の例では、薬剤タンクの次亜塩素酸ソーダ、及び中和剤の残量のチェックと、水質監視装置のORP値の確認のみです。プール全体に臭いがなく、水に濁りがなければ管理上の問題はないはずですので、通常は嗅覚と視覚で十分な管理ができます。
一般的には、次の三項目の監視が必要でしょう。

a)	換気口・予備槽・排水槽に臭いのないこと（予備槽とは、プール槽と並列に設けられているプール水のバッファー槽）
		臭いがないことは、結合型塩素がないことを示し、遊離残留塩素がプール施設全体に行き渡っていることの証です。
b)	プールのオーバーフロー水受けの側溝壁に「ぬるぬる」がないこと
		側溝壁のプールとの反対面は、オーバーフロー水で洗われることがなく、遊離型の残留塩素が到達し難い場所です。特に、壁面がタイルでなくモルタル面である場合には、細菌増殖が起こりやすい場所なので、監視が必要です。
c)	プール水に濁りがないこと
		プールが濁れば、透視度が悪くなります。水中で対岸のモルタル目地がはっきり見えることが必要ですが、暗い場所で光束を絞った懐中電灯の光を当て、チンダル現象による光路が見えなければ、ＯＫです。

４　最後に

「無理が通れば道理が引っ込む。」と云われますが、現代の世情は「長く無理に支配されたため、道理が失われてしまった。」ように見えます。道理にかなった設計・管理の普及が望まれます。
また、「道理を破る法はあれども、法を破る道理なし。」とも云われます。法を破る道理がなければ、「法を道理のかなったものにする努力が必要」ではないでしょうか。
前途遼遠。先ず手始めに、「環境（人間（生物）と相互に作用し合う外界）問題から、道理を見つけては」と思います。

高田　準三（平成２１年１１月）

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