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2023年4月12日

”飲める”本: 水は命

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【要旨】

本は本来、情報や知識の普及のために読まれ、使われることを前提に作られるものだが、テレサ・ダンコビッチ博士の考えは違う。ダンコビッチ博士は、非政府組織Water is Lifeと共同で、銀を含浸させたページを持つ本をデザインし、汚染された水をろ過するために使用することができるようにしました。この「飲める本」の各ページは、最大100リットルの飲料水をろ過できる可能性があります。

アフリカでは、南アフリカのリンポポのような小さなコミュニティで水不足が深刻化しており、腸チフス、下痢、コレラなどの病気にかかりやすい地域住民にとって、水を媒介とする病気が急速に蔓延し、未来が見えない状態になっています。地域社会が直面する水問題や深刻な衛生問題に対する安価で持続可能な解決策がないことが、アフリカの多くの人々の生活をさらに危険にさらしています。
したがって、地域の人々に適切な衛生習慣を教育するだけでなく、水を浄化するソリューションを作るというユニークな介入は、アフリカの水問題に取り組み、水危機に対する持続可能な解決策を提供するための賞賛に値するアプローチであることに変わりはありません。

【SDGsチャート 】

【要点】

-問題
●安全でない飲料水、衛生設備、手指衛生の結果、毎年842,000人が下痢で死亡していると推定されています。

●アフリカのほとんどの国は経済的に脆弱であり、一人当たりの平均年間所得成長率は0.5%未満である。

●経済活動に加え、脆弱なインフラ、改善された政策の欠如、公的説明責任、弱い規制が、利用可能な水源の汚染に大きく寄与しています。

-その背景
●南アフリカの西ケープ州は、水不足と根深い不平等の影響を受けている地域のひとつです。

●南アフリカ西ケープ州では、降水量が減少し、ケープタウンで過去最悪の干ばつが発生しました。

●水不足のため、風呂やシャワーの水を再利用したり、大量の水を必要とする活動を制限するようになりました。

-解決策
●銀を含浸させたページを持つ本で、地域の人々に正しい衛生習慣を教育し、水を浄化することができるようになります。

●銀ナノ粒子と比較的安価な銅ナノ粒子を含浸させたセルロース製の「飲める本」です。

●この本の各ページで水をろ過すると、コレラ菌、大腸菌、腸チフス菌の99.99%を捕捉することができると報告されています。

-活動による影響
●地域の人々がより良い生活を送るために、適切な衛生習慣を実行する方法について適切な知識を提供する。

●大腸菌やコレラなど、水を媒介とする病気の原因となるバクテリアの存在を減少させる。

●4年間で1人あたり5000リットル以上の水を供給します。

●SGDsの目標4、6、17に取り組んでいます。

-システムの視点
●水の危機と劣悪な衛生環境に対する2つのアプローチ。

●特にアフリカの水と衛生の衛生状態が悪い地域で、より多くの地域コミュニティで「飲める本」のテストを拡大する。

【概要】

-問題
アフリカでは、水を媒介とする感染症が増加しており、水不足がその主な要因となっています。世界保健機関(WHO)のアフリカ地域事務所によると、安全ではない飲料水、衛生設備、手の衛生状態が原因で、毎年約84万2000人が下痢で命を落とすと推測されています。

アフリカ全域のコミュニティが利用できる水の質の低下は、その持続可能な開発に対する大きな脅威となっています。アフリカでは、115 peopleが不適切な衛生状態、劣悪な衛生環境、汚染された水に関連した疾病で死亡しています。また、国内外から排出される廃水を処理することができないため、廃水が淡水域に流れ込み、水質汚濁を引き起こす可能性があります。

UN-DESA は、アフリカにおいて水は社会・経済発展の強い足掛かりになっている。アフリカの人口は世界人口の約17%にあたる約13.7億人であり、水危機はほとんどのアフリカ諸国が経済やGDPを向上させる能力を損なう可能性があります。

世界銀行は最近の報告書で、「ほとんどのアフリカ諸国は経済的に脆弱で、一人当たりの年間平均所得成長率は0.5%未満」と述べており、これはパンデミック関連の影響、食料価格のインフレ、水や気候による災害などが続いているためである。

一方、水のある地域では、採掘、農業、森林破壊などの経済活動が、脆弱なインフラ、改善された政策や公的説明責任の欠如、脆弱な規制と相まって、それらの水源の汚染に大きく寄与している。

-背景
南アフリカは長年にわたり、さまざまな地域で水不足と欠乏に直面してきた。水不足の増加は、環境正義と公平性の懸念に著しく高い影響を及ぼしています。水不足と根強い不平等の両方の影響を受けている地域のひとつが、南アフリカ共和国の西ケープ州である。

2015年から2018年にかけて、南アフリカの西ケープ州では降雨量の減少を記録し、ケープタウンで記録上最悪の干ばつが発生した。市営水道と水道の停止を見た干ばつDay Zeroの危機は、急性ショックをもたらし、6つの大規模ダムに大きく依存する水供給システムの大きな脆弱性を浮き彫りにしました。

水不足の状況や水の供給不足を考えると、汚れた水源から濾過や浄化をしたり、廃水を再利用する必要性が高まっています。そこで、南アフリカの西ケープ州、特にケープタウンでは、風呂やシャワーの水を再利用することから、資源を大量に必要とする活動の制限を行うようになりました。

-解決策
The Drinkable Bookは、テクノロジーを駆使した水質浄化の革新的ソリューションです。Theresa Danko vichが率いる米国の研究者グループが、非政府組織Water is Lifeと共同で、銀を含浸させたページを持つ本をデザインし、汚染された水をろ過するために使用することができるようにしました。この「飲める本」の1ページで、最大100リットルの飲料水をろ過することができます。

銀が有効な抗菌剤であることを発見したカーネギーメロン大学のダンコビッチは、このアイデアをもとに、新しいウォーターソリューション・プロジェクトを立ち上げました。カーネギーメロン大学のダンコビッチ氏は、このアイデアをもとに、新しいウォーター・ソリューション・プロジェクトを立ち上げました。

「飲める本」は、銀のナノ粒子を含浸させたセルロースでできています。この紙には、比較的安価な銅のナノ粒子も同様にドープされています。この紙は非常に厚く頑丈に作られているので、銀の含有量は1重量パーセント以下です。このため、紙を通過した細菌は銀イオンを吸収して死滅します。

ダンコビッチによると、厚手のコーヒーフィルターに似たフィルターページを含む25ページのドリンクブックの各ページを破って濾過に使用することができる。ただし、このページには、地域社会への衛生的なアドバイスが刻まれている。1ページで5000リットル以上のきれいな飲料水を、理論的には1年~4年間ろ過することができます。

つまり、本の各ページを水のろ過に使用すると、コレラ、大腸菌、腸チフスに見られる細菌の99.99%を捕捉できると報告されており、深刻な衛生問題に苦しむ地域にとって、安価で持続可能なソリューションとなり得るのです。一方、本のデザインは、Brian Gartsideが担当しました。

【その影響】

南アフリカの西ケープ州に浄水ソリューション「Drinkable Book」を導入したことで、大規模な干ばつ危機の中、清潔で飲みやすい水へのアクセスが改善される道が開かれました。

革新的なプロジェクトとして、南アフリカでその成果が試されました。この革新的なプロジェクトは、地元と都市の両方のコミュニティに、汚れた水に代わる清潔な水を提供する試みです。

●南アフリカのリンポポ州では、都市部の衛生状態の悪い小川をサンプルとしてテストが行われました。記録された結果は

処理水中の大腸菌を、100mlあたり約20万CFUから10CFU未満に低減することができました。

● 採取した水から水系感染症に感染する可能性を低減しました。

● それでも、「飲める本」の主な影響として、以下の3つが挙げられます。

● 水不足に悩む地域に安価で持続可能な水ソリューションを提供するサニタリーチャレンジ

● 適切な衛生管理の方法について、地域の人々への十分な知識提供を実践することで、彼らの幸福感を高めています。

● 大腸菌とコレラのような水系感染症などの原因菌の存在を低減する。

4年間で1人あたり5000リットル以上の水を提供します。

● 有害な化学物質を使用する必要がない。

「飲める本」イノベーションの明確な成功は、浄水やろ過に使用される地域の水問題を解決する技術の能力を意味します。

興味深いことに、Northern GhanaとSan Jose el Negritoの山奥の村で行われた同様の実験では、銀ドープ紙がサンプルに含まれるE-coliバクテリアを99.9%まで除去できることが示されました。

【体制】

南アフリカをはじめ、干ばつや水不足に悩む途上国や低所得国の水問題に対して、「Drinkable Book」の技術を採用することは、皮肉にもほとんど不可能と思われるかもしれませんが、革新的で持続可能な対応策です。

水と衛生に対する2つの側面からのアプローチは、大きな可能性を秘めたユニークで画期的なイノベーションです。費用対効果が高く、持続可能でありながら、決して巨大なものではなく、水不足が続く地方や半都市のさまざまな地域で容易に適応することができます。

「飲める本」の開発では、地域の人々の教育や感化と水の浄化が交差することで、異なる分野を横断する刺激的なコンセプトの余地が生まれます。ブレンドされたアプローチとして、相互受粉の方法は、この水ソリューションに重要な進出を与えています。

本が人の命を救う水質浄化の道具になるなんて、誰が想像したでしょうか。

一方、「飲める本」の小規模なテストは、その潜在的な影響を明確に示していますが、より決定的な結果を得るためには、大規模なテストが必要です。また、地域や都市部での利用も可能であり、より広範囲に活用することができます。

NGO「ウォーター・イズ・ライフ」とのコラボレーションは、製品の使用方法を学び、理解するために、より多くの地域/コミュニティが参加する余地を提供します。

水不足と水不足に対する地域住民の脆弱性を克服するためのユニークな能力が証明されたので、「飲める本」のテストを、特に水と衛生の衛生状態が悪いアフリカの地域により多くの地域コミュニティに拡大することを提案します。

【参考リンク】

https://youtu.be/qYTif9F188E

https://www.cnet.com/science/drinkable-book-provides-safe-drinking-water/

https://www.scientificamerican.com/article/drinkable-book-turns-dirty-water-clean-for-a-thirsty-world/

● Website: https://briangartsi.de/the-drinkable-book

● Facebook: https://www.facebook.com/teri.dankovich

Apr 12, 2023

The Drinkable Book: Water is Life

#sustainable#climate-change#water#water-tech#water-management#resource-management

【Abstract】

Although books are originally designed and produced to be read and used in the dissemination of information and knowledge, Dr Theresa Dankovich thinks differently. Dankovich in collaboration with a non-governmental organization Water is Life has designed a book with silver-impregnated pages that can be used to filter contaminated water. Each of the pages of this innovation -Drinkable Book- can be used to potentially filter up to 100 litres of drinking water.

With a growing water crisis in Africa in small communities like Limpopo in South Africa, water borne diseases are fast becoming an epidemic with a blurry future to the local dwellers who are often vulnerable to these diseases like Typhoid, diarrhea and cholera. The lack of cheap and sustainable solutions to water issues faced by communities and the severe sanitation problems has further endangered the lives of many in Africa.
Hence, the unique intervention of creating a solution that not only educates local people on proper sanitation practices but also purifies water remains a laudable approach to tackling the water challenges in Africa and providing a sustainable solution to the water crisis.

【Sustainable Development Goals Chart】

【Main Highlights】

-The problem
● 842,000 people are estimated to die each year from diarrhea as a result of unsafe drinking-water, sanitation and hand hygiene.

● Most African states are economically fragile, with average annual per capita income growth of less than 0,5%

● Economic activities combined with weak infrastructure, lack of improved policy, public accountability and weak regulation have significantly contributed to the pollution of available water sources.

-The context
●Western Cape of South Africa is one region impacted by both water scarcity and deep-seated inequality.

●Western Cape of South Africa, recorded a decline in rainfall which resulted in Cape Town’s worst drought on record.

●Shortage of water led to the reusing of bath and shower water, and enforcing a limit on activities that required large amounts of the resources.

-The solution
●A book with silver-impregnated pages that can be used to educate local people on their proper sanitation practices and also purify water.

●The Drinkable Book is made from cellulose, impregnated with silver nanoparticles and also doped with relatively inexpensive copper nanoparticles.

●Each page of the book, when used to filter water, can trap a reported 99.99% of the bacteria found in cholera, E.coli and typhoid.

-Impact Statement
● Provide local people with adequate knowledge on how to carry out proper sanitation practices for their improved well being.

● Reduce the presence of bacteria causing organism found in water borne diseases such as E -coli and cholera

● Provides over 5000 litres of water for one person in over four years.

● Tackles SGDs Goal 4, 6 and 17

-Systems Perspective
● A two-pronged approach to the water crisis and poor sanitation.

● Scaling up of testing of the Drinkable Book in more local communities especially in regions of Africa submerged in poor water and sanitation hygiene.

【Case Overview】

-The Problem
Water scarcity remains a major driver of the increasing cases of water borne diseases in Africa. According to the World Health Organization’s (WHO) Regional Office in Africa, some 842,000 people are estimated to die each year from diarrhea as a result of unsafe drinking-water, sanitation and hand hygiene.

The decline in the quality of water available to communities across Africa is a major threat to its sustainable development. In Africa, 115 people die from diseases linked to improper hygiene, poor sanitation and contaminated water. Inability to treat wastewater generated both domestically and industrially creates room for them to find their way into the freshwater bodies causing water pollution.

According to UN-DESA, water strongly underpins the social and economic development of Africa. With the African population constituting about 17% of the world population at about 1.37 billion people, the water crisis could undermine the ability of most African countries to boost their economy and GDP.

The World Bank in a recent report stated that ‘most African states are economically fragile, with average annual per capita income growth of less than 0,5%’ as a result of the ongoing pandemic-related impacts, food price inflation, water and climate induced disasters and other factors.

Meanwhile, in areas where there is water, economic activities such as mining, farming and deforestation, combined with weak infrastructure, lack of improved policy and public accountability and weak regulation have significantly contributed to the pollution of those sources.

-Context
South Africa over the years has faced water shortages and scarcity in different regions. The increase in water shortages has significantly high implications for environmental justice and equity concerns. One such region impacted by both water scarcity and deep-seated inequality is the Western Cape of South Africa.

Between 2015 and 2018, the Western Cape of South Africa, recorded a decline in rainfall which resulted in Cape Town’s worst drought on record. The crippling drought Day Zero crisis which saw the shutting off of the municipal water supply and taps, presented an acute shock and highlighted major vulnerabilities in the water supply system which relies largely on six large dams.

Given a water stressed situation and the shortage in the supply of water, there is a growing need for filtration or purification of water from unclean water sources and also the reuse of waste water. Hence, the Western Cape of South Africa, specifically Cape Town, went from the reusing of bath and shower water, to enforcing a limit on activities that require large amounts of the resources.

-The Solution
The Drinkable Book is an innovative technology driven solution to water purification. A group of researchers from the United States, led by Theresa Danko vich and in collaboration with Water is Life, a non-governmental organization, designed a book with silver-impregnated pages that can be used to filter contaminated water. One page from this ‘drinkable book’ can be used in filtering up to 100 litres of drinking water.

Having discovered that silver is an effective antimicrobial, the brain behind the innovation Dankovich from Carnegie Mellon University used the idea to launch the new water solution project. By developing the concept of a book that will not only educate local people on their proper sanitation practices but also purify water.

The Drinkable Book is made from cellulose, impregnated with silver nanoparticles. These papers are equally doped with relatively inexpensive copper nanoparticles. The paper is made so thick and sturdy that it has less than one weight percent of silver in it. This implies that bacteria percolate that passes through it absorbs silver ions and as a result end up dying.

According to Dankovich, each page of the 25-page drinkable book which contains the filter pages, resembling a thick coffee filter, can be torn out to be used for filtration. However, this page is also inscribed on it, informative sanitary advice for local communities. One page could theoretically filter over 5000 litres of clean drinking water for one up to four years.

In other words, each page of the book, when used to filter water, can trap a reported 99.99% of the bacteria found in cholera, E.coli and typhoid and may provide a cheap, sustainable solution for communities suffering from severe sanitation problems. Meanwhile, the book’s design was done by Brian Gartside.

【Impact Statement】

The introduction of the Drinkable Book water purification solution to Western Cape of South Africa paved the way for a better access to clean and drinkable water amidst a huge drought crisis.

As an innovative project, the outcome of the project was tested in South Africa. The innovation is an attempt to give communities both local and urban an alternative to unclean water which is clean water.

As tested in Limpopo province in South Africa, a sample location of a poorly sanitized urban stream was used. The recorded result was

● The filter pages were able to bring the level of E coli in a treated water down to less than 10 colony-forming units (CFU_ per 100ml from an initial value of approximately 200,000 CFU per 100 ml

● Reduced the chances of contracted water borne diseases from the water collected.

● Nonetheless, the three main impacts of the Drinkable Book include

● Providing cheap and sustainable water solutions for communities facing water and
sanitation challenges.

● Provide local people with adequate knowledge on how to carry out proper sanitation
practices for their improved wellbeing.

● Reduce the presence of bacteria causing organism found in water borne diseases such as
E coli and cholera

Provides over 5000 litres of water for one person in over four years.

● Does not require use of any form of harmful chemicals.

The clear success of the Drinkable Book innovation signifies the capacity of the technology to resolve water issues in the areas where they are used for water purification and/or filtration.

Interestingly, similar experiment carried out in northern Ghana and in a remote mountain village of San Jose el Negrito has shown that the silver-doped paper can remove up to 99.9% of the E-coli bacteria present in a sample.

【Systems Perspective】

As ironic and almost impossible as it may sound, employing the Drinkable Book technology remains an innovative and sustainable response to the water crisis in South Africa, and other developing and low income countries plagued with drought situations and water shortages.

Its two-pronged approach to water and sanitation remains a unique and groundbreaking innovation with huge potential. While being cost effective and equally sustainable, it is not humongous in any way and as such easily adaptable in different local and semi-urban areas where water scarcity persists.

The intersection of education and sensitization of local people and the purification of water in the development of Drinkable Book creates room for thought provoking concepts that cuts across different disciplines. As a blended approach, the cross-pollination method gives this water solution a significant inroad.

It is simple, who would have thought that a book can also serve as a water purification tool saving lives.

Meanwhile, while the small scale test of the Drinkable Book clearly documents its potential impacts, extensive testing is required for more conclusive results. It can also be useful in both the local and urban areas making it more far reaching.

The collaboration with the non-governmental organization – Water is Life – provides room for more local/community participation in learning and understanding the use of the product.

Haven proven its unique capacity to curbing water scarcity and vulnerability of local people to water scarcity, I recommend that the the testing of the Drinkable Book be scaled up to more local communities especially in regions of Africa submerged in poor water and sanitation hygiene.

【Links and Contact Information】

https://youtu.be/qYTif9F188E

https://www.cnet.com/science/drinkable-book-provides-safe-drinking-water/

https://www.scientificamerican.com/article/drinkable-book-turns-dirty-water-clean-for-a-thirsty-world/

● Website: https://briangartsi.de/the-drinkable-book

● Facebook: https://www.facebook.com/teri.dankovich