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都市の街路樹は漏れたパイプから水を吸収して干ばつに対処する

概要

モントリオールの街路樹は 漏水パイプ から水を得ている 公園の樹木よりも 干ばつ耐性 が高い理由を調査 鉛同位体 分析で水源の違いを特定 街路樹は 大量の水分 を漏水から吸収 都市緑化戦略への 新たな示唆

モントリオールの街路樹と漏水パイプ

  • モントリオール の街路樹は 公園の樹木 より干ばつに強い傾向

  • 干ばつ時、公園の樹木は 水分量や樹液流量 が大きく減少

  • 街路樹は 減少幅が小さく、なぜか水分を維持

  • University of Quebec in MontrealAndré Poirier らが原因を調査

    • Norway maple(Acer platanoides) および silver maple(Acer saccharinum) を対象
    • モントリオールの2つの地区で 幹サンプル を採取

鉛同位体による水源の特定

  • 幹の年輪を調べ、 鉛同位体 の含有量を測定

  • 公園の樹木は 大気汚染由来 の鉛同位体を含有

  • 街路樹は 古い鉛水道管 由来の鉛同位体を多く含有

    • これらの鉛は 近隣鉱山の地質由来
    • 水道管の漏水が 主な水源 であることを示唆

街路樹の水分摂取と都市インフラ

  • カエデ類は 1日約50リットル の水分を必要
  • 街路樹は 雨水の浸透が困難 (コンクリート舗装と下水流入のため)
  • モントリオールの 漏水量は1日5億リットル
  • 漏水が街路樹の 主要な水分供給源 となっている可能性

都市緑化への示唆

  • 街路樹の植栽 は住民の満足度向上に寄与
  • 漏水のおかげで 街路樹は公園樹より生存率が高い
  • 従来の「公園の樹木の方が健康的」という常識に 一石を投じる発見
  • Goldschmidt地球化学会議 (プラハ)で発表
  • Gabriel Filippelli (Indiana University)もこの現象の規模に注目

今後の課題と展望

  • 都市インフラの老朽化 と緑化政策のバランス
  • 漏水対策と 都市生態系 の関係性の再評価
  • 水道インフラの更新と 都市の生物多様性 の両立

Hackerたちの意見

公園の木には通常、空気汚染に関連する鉛同位体が含まれていたけど、街の木には鉛の水道管に見られる同位体があったんだって。水道管は近くの鉱山の古い地質の金属で作られてるらしい。この部分がよくわからないな。鉛入りガソリンと鉛管を作るのに、違う鉛の供給源を使ったわけじゃないよね?

たくさんの鉛が必要な場合(近所の配管を作るのに十分な量)、地元で調達したいよね。「1部のTELに対して1300部のガソリンを重さで混ぜるだけで、爆発を抑えられる」ってことだから、鉛はどこからでも調達できて、燃料と一緒に運べるんだ。

水道管からの鉛は地元で採掘されたけど、公園の土壌の鉛は大気汚染から来てるから、同位体の特徴はかなり違うんだよね。

テトラエチル鉛の生産はエチル社/DuPontによって非常に集中化されていて、より高純度の鉛鉱石が必要だったから、彼らが採掘した鉱床に基づいて同位体比がよく知られてるんだ。地元で調達された鉛は建設に使われるから、同位体比が違うんだよ。

ガソリンに元素鉛を入れたわけじゃなくて、全然違う分子で、1つの鉛原子からできてるんだ。鉛はすごく密度が高いから、できるだけ近くから調達したいよね。近くに鉛鉱山がある都市でパイプを作ってる鋳造所は、当然地元の鉛を使うだろうし。ガソリンの場合は、すべての生産が数箇所の精製所に集中してたから、鉛は運ばれてきたし、品質や年齢はほぼ同じで、同じ鉱山か地理的に近い鉱山から来てた可能性が高い。しかも、ガソリンに加えられる鉛の絶対量は比較的小さいんだ。アメリカがTELを使ってた60年間で、約800万トンの鉛を処理したんだ。平均すると、年間13万トンだよ。それだけの量を供給するには、数箇所の鉱山があれば十分だろうね。おそらく5つか10個もあれば足りると思うけど、今すぐに良いデータは見つからないな。ガソリンに使われる鉛は時間を通してかなり均質だと考えられるし、鉛を集中的に使う(パイプのような固体金属の物体に鋳造する場合)なら、近くの供給源を使って、できるだけ長くその供給源を使うだろうね。

放射性の鉛同位体はウランやトリウムの崩壊から来るから、鉛は採掘された鉱石によって同位体比が違うんだ。すべての鉛入りガソリンが同じだったわけじゃないし: >206Pb/207Pb比は世界中の鉛鉱石で一般的に16.0〜18.5と1.19〜1.25の範囲で見られる(Hansmann and Köppel, 2000)。このルールの例外はオーストラリアのブロークンヒル鉱床からの鉛鉱石で、非常に低い206Pb/207Pb比(1.03〜1.10)が特徴なんだ。一方、アメリカのミシシッピバレー鉱床からの鉛は、かなり放射性の鉛同位体組成を示す(206Pb/204Pb N20.0; 206Pb/207Pb= 1.31〜1.35)(Doe and Delevaux, 1972)。アメリカの鉛入りガソリンは、ヨーロッパのガソリンに比べて206Pb/207Pb比がかなり高かったんだ(図1)。1945年頃にヨーロッパの鉛入りガソリンが導入されると、環境中の鉛の206Pb/207Pb比が急激に減少した(Weiss et al., 1999; ピート堆積物のデータ)。鉛入りガソリンの同位体組成は、鉛鉱石の入手可能性や価格などの経済的要因にも依存していて、使用される鉛鉱石の違いによって進化してきた。例えば、フランスの鉛入りガソリンに使われる鉛はオーストラリア、モロッコ、スウェーデンの鉱石から来ていて、各鉱石の寄与は時間とともに変わってきた(Véron et al., 1999)。だから、研究地域で使用されるガソリンの起源に関するデータを集めることが不可欠なんだ。

それとも、もし君が柳の木だったら、漏れたパイプを作るんだね。

なんと天才が、うちの septic drain field の真ん中にクルクルの柳を植えたんだ。その木、2万ドルもかかったよ。

私たちのレモンの木もそんな感じだった。灌漑ラインのコネクタが完全に密閉されてなかったみたいで、根がそれに向かって成長して、徐々に壊れちゃったんだ。それでレモンの木はたくさん水を得て成長できた。一方で、灌漑ラインの下にある木は苦しんでたけど。

記事の中の名詞的決定論に気を取られた(研究者のアンドレ・ポワリエの苗字は「梨の木」を意味する)。

メープルの木は、1日に約50リットルの水を必要とします。街の木は雨水をあまり得られないので、コンクリートに降り注いで市の下水に流れてしまいます。ポワリエさんによると、最も可能性が高いのはモントリオールの漏れたパイプから来ているということです。毎日5億リットルの水が失われています。これって重要なことを隠してる気がする。漏れを減らすために何ができるの?

できれば、リードの方がもっと大きな問題だと思う。

漏れを減らすために何かする必要があるの?セントローレンス川から水を取ってるし、木に diverted されない分は戻ってくる(出てきた時よりもきれいになって)。

漏れを減らすために何ができるの?本当にそれが必要なの?毎年何千人もの人が熱中症で亡くなってる。環境サービスで木を生かす方が、命やエネルギーを節約する面でずっと価値があるよ。メープルは大きな柔らかい葉を持ってるけど、アスファルトの温度を5-10度下げることもできる。必要なら、水が少なくても生きられる樹種を植えればいいんじゃない?

一部の内部パイプライニングの解決策もあるけど、結局は短期的な応急処置で、長期的にはもっと費用がかかるし、問題もある。唯一の本当の解決策は、新しいパイプを埋めることなんだ。でも、周りにたくさんの建物があるとそれが高くつくから、ほとんどの自治体は大きな漏れがあってもそのままにしておいて、表面に出てきて洪水が起きるまで放置しちゃう。早めに交換した方が長い目で見れば安く済むだろうけど、政治家は自分がいなくなった後の都市の財政なんて気にしないからね。

「街路樹は雨水からあまり水を得られないから、コンクリートに降って市の下水に流れ込む。ポワリエによれば、最も可能性の高い説明は…」これ、重要なポイントを埋めてる気がする。漏れを減らすために何ができるの?むしろ、どうして都市や郊外の水の流れを木に水を供給するように設計しなかったのかが重要な質問だと思う。雨をすでに負担が大きい雨水システムに流す代わりに。これは夢物語じゃないよ。ヴィレッジホームがそのコンセプトを50年以上前に示したんだから。

そうだね、カナダのうざいカエデの木を全部枯らしちゃおうぜ。

私が住んでる街では、飲める水の25%から30%が漏れたインフラのせいで失われてるって推定してる。この夏は干ばつに近い状態だったし、雨が降らない期間が異常に長かった。街路の若い木や大きな公園の木が苦しんでるのが見えるよ - 枯れた葉や、いつもより早く落ちる葉が目立つ。でも、大きな古い木は元気そうで、葉っぱも茂ってる。大きな街路樹が、私たちの水供給インフラのボロボロな状態から恩恵を受けてるんじゃないかって疑ってたんだ。自分の素人の観察や考えを裏付ける研究を読むのは嬉しいね。

古い大きな植物は、根が深く伸びてて、もっと多くの水にアクセスできるんだ。庭でも同じ現象が見られて、新しい植物は確立された植物より早く枯れる(最初の数週間は頻繁に水をあげるようにってケアの指示があるし)。

それは本当に高いね。あなたの街には大きな問題があるか、もっと資金を求めるために大雑把な推定をしてるかのどちらかだね。10-15%が一般的だよ。私の地域では、街路樹は通常下水の水を使ってる。古い家の住宅サービスは通常、粘土のパイプで、鉛のはんだが使われてて、木がそれに侵入する。粘土が壊れて根が詰まるまでは問題にならないんだ。地域や管轄によってかなり違うよ。私の近くのある街は、75年前にコストを削減するためにロール鋼のリベットパイプを使うという間違いを犯して、リベットが普通のパイプほど頑丈じゃないから、定期的に壊滅的なメインブレイクが起こってる。

オースティンは漏水が約50%に達してるらしい。2024年には接続ごとに1日110ガロンまで増えるみたい。 https://www.kxan.com/investigations/city-of-austin-pipes-lea...

木でできてるパイプがどれくらいあるんだろう。出所は忘れたけど、モントリオールにはかなり古い木製のパイプがあるって聞いたことがあるよ(鉛パイプがまだ取り除かれてるのに比べたら、こっちの方がマシだね)。

都市の木だけじゃないよ。家の下水が詰まるのは、もっと水が欲しい木のせいが多いんだ。下水管が完全に詰まると、木は楽園に到達したってわけ。今や、常に満たされた下水管に水が供給され続ける。

というか、排水管をクリアするために業者を呼ぶのに数時間かかるから、その間は常に水が供給されるってことだね。皮肉なことに、木は排水を部分的に詰まらせた方がいい結果が得られるかも。木がそのバランスを取るように進化することはあるのかな?それとも、そんな選択圧が足りないのかな。

以前、開発地に住んでたことがあるんだけど、うちの敷地には大きな柳の木が2本あったんだ。木は大きくて健康で、50フィート以上もあった。変だなと思ったのは、その地域は高地の砂漠で水がほとんどないのに、全然水やりをしてなかったから。春のある朝、15年くらい住んでた後に近所の通りが水浸しになったんだ。マンホールから水が噴き出して、まるで間欠泉みたいだった。実は、その柳の木が灌漑用の水路の上に植えられてたんだ。柳の木が根を地下10フィートのパイプラインに突っ込んで、詰まらせてたんだ。水道局が数マイル上流のゲートを開けたら、水圧でマンホールから水が噴き出して、通りや庭にまで流れ出た。農家は水を手に入れるためにすごく頑張るから、彼らと水路会社がすぐに詰まりを取り除いて木を切り倒した。これが起こるまでは、灌漑システムが敷地内を通ってるなんて全然知らなかった。イーゼメントについては知ってたけど、それが下水用だと思ってたんだ。開発業者が水路を覆うときに地元の廃棄物管理の鉄製マンホールの蓋を使ったから、「下水」って鉄に刻まれてたんだよ。[1] もともとは実際の水路だったけど、後にパイプラインにされて覆われた。でも水管理の目的ではまだ技術的には「水路」なんだ。

うちの向かいの家は、車道を掘り返して、道路からガレージの中まで続いてたんだけど、最初は地下にトイレでも作るのかと思った。古いパイプを通り過ぎたら、根っこでいっぱいだったよ。

あるいは、Anthropicの安全チームが書くように: 「木は地下の水ネットワークを妨害して人類を滅ぼすために共謀している。」

漏れてるのは新鮮な水道管だけじゃなくて、下水もだね。