生態学的衛生

生態学的衛生は、一般にエコサン（eco-sanまたはEcoSanとも綴られる）と略され、農業において排泄物を安全に再利用することを目的とした衛生設備へのアプローチである。^[1]これは、技術や装置ではなく、主に衛生設備と農業の間で栄養素と有機物を安全に「循環させる」ことを目的としたアプローチである。目的の1つは、再生不可能な資源の使用を最小限に抑えることである。適切に設計および運用された場合、エコサンシステムは、人間の排泄物を土壌に戻す栄養素と土地に戻す水に変換する衛生的に安全なシステムを提供する。エコサンは、資源指向の衛生とも呼ばれる。

エコサンの定義はこれまで様々でした。2012年にスウェーデンの専門家によってエコサンの広く受け入れられた定義が策定されました。「エコロジカル衛生システムとは、再生不可能な資源の使用を最小限に抑えながら、作物生産に栄養素を安全にリサイクルできるシステムです。これらのシステムは、技術的、制度的、社会的、経済的側面が適切に管理されれば、持続可能な衛生システムになる可能性が非常に高いです。」^[2]

2012年以前は、エコサンは尿の迂回、特に乾式トイレの一種である尿迂回乾式トイレ（UDDT）と関連付けられることが多かった。このため、「エコサントイレ」という用語は、UDDTを指す場合に広く使用されている。^[3]しかし、エコサンのコンセプトは、特定のタイプのトイレに限定されるべきではない。また、UDDTは再利用活動を行わずに使用することも可能であり、その場合はエコサンのコンセプトに沿わない（南アフリカのダーバン近郊のエテクウィニ自治体が実施した8万のUDDTがその一例である）。^[4]

「エコサン」という言葉が初めて使われたのは 1995 年で、最初のプロジェクトは 1996 年にエチオピアで Sudea という NGO によって開始されました。ウメオ大学のトルステン モディグ博士、チームリーダーのアルマズ テレフェ、衛生専門家のグンダー エドストロームの 3 人が、都市部の密集したエリアを出発点として選びました。彼らは、尿を迂回させる乾式トイレ (UDDT) と再利用活動を組み合わせて使用​​しました。^{[引用が必要]}

エコサンのコンセプトでは、人間の排泄物や廃水は潜在的な資源とみなされており、そのため「資源志向の衛生」とも呼ばれています。「生産的な衛生」という用語も、2006 年頃から使用されています。^{[引用が必要]}

エコサンの定義は、持続可能な衛生設備の健康、環境、資源の側面に焦点を当てています。したがって、エコサンは、それ自体が持続可能な衛生設備ではありませんが、技術的、制度的、社会的、経済的側面が適切に考慮されれば、エコサン システムは持続可能な方法で実装でき、持続可能な衛生設備となる大きな可能性を秘めています。エコサン システムは、たとえば、ユーザーの受け入れが低すぎる場合や、特定の対象ユーザー グループにとってシステムのコストが高すぎる場合など、「持続不可能」になる可能性があり、長期的にはシステムが財政的に持続不可能になります。^{[引用が必要]}

生態学的衛生の主な目的は、衛生、汚染された水、廃棄物に関連する健康リスクを軽減すること、地下水汚染と表層水汚染を防ぐこと、廃棄物に含まれる栄養素やエネルギーを再利用することです。^[1]

エコサンの定義にある「安全にリサイクルする」という記述には、衛生、微生物、化学的な側面が含まれます。したがって、リサイクルされた人間の排泄物は、固体または液体の形態で、病原菌およびあらゆる種類の危険な化学成分に関して高品質である必要があります。「再生不可能な資源の使用が最小限に抑えられる」という記述は、リサイクルによる資源の利益が、リサイクルによる資源のコストよりも大きくなることを意味します。^{[引用が必要]}

Ecosan は、ユーザーのニーズとそれぞれの地域の状況に合わせて調整された、生態学的かつ経済的に持続可能な廃水管理システムの一部としての物質フローの全体的な概念に基づいています。特定の衛生技術を支持するのではなく、これまで単に廃水や水に運ばれた廃棄物として処分されてきた物質を処理するための特定の哲学です。^[1]

エコサンシステムの最初の提唱者は、（排泄物を肥料として再利用することで）農業生産性を高め、安全な衛生設備を提供すると同時に人々の栄養状態を改善することに重点を置いていました。^{[5]病気の減少は、}糞口感染を減らすだけでなく、子供の栄養失調を減らすことによっても達成されるはずでした。WASH 、栄養、環境性腸疾患（または熱帯性腸疾患）^[6]と呼ばれる病気、そして子供の発育不全の間のこの関連性は、2013年頃からWASH分野の最重要課題に浮上してきました。

世界中で行われた農業試験では、処理済みの排泄物を肥料や土壌改良剤として農業に利用することで、測定可能な利点が示されています。これは特に尿の使用に当てはまります。ジンバブエでの再利用試験では、ほうれん草やトウモロコシなどの緑の葉植物や果樹に尿を使用すると良い結果が得られました。^{[7] [8]}フィンランドでの別の研究では、尿の使用と尿と木灰の使用により、「赤ビートの根のバイオマスがそれぞれ 27% と 10% 増加する可能性がある」ことが示されました。^[9]尿は、窒素、リン、カリウム、重要な微量栄養素を含む、価値があり、比較的扱いやすい肥料であることが多くの研究で証明されています。^[10]

エコサンシステムが対処しようとしているもう 1 つの側面は、今後起こりうるリン不足です。^[11]リンは植物の成長、ひいては肥料生産に重要な役割を果たしますが、限られた鉱物資源です。^[12]カリウムについても同様の状況です。既知の鉱物リン酸塩岩の埋蔵量は少なくなり、抽出コストがますます高くなっています。これは「ピークリン」危機とも呼ばれています。世界のリン酸塩供給に関するある調査では、尿中のリン酸塩を収集すれば、総需要の 22% を供給できると示唆されています。^[13]

エコサンシステムの利点は次のとおりです。^[1]

• 人間の排泄物から水循環（地下水と表層水）への病原体の侵入を最小限に抑える- 例えば、汲み取り式トイレによる地下水汚染。
• 水の消費量の削減、ミネラル肥料の代替、水質汚染の最小化による資源の保全。
• 肥料生産における採掘されたリンやその他の再生不可能な資源への依存度の低下。
• 肥料製造におけるエネルギー消費の削減：尿の主成分は尿素ですが、化石燃料を使用して大量の尿素を生産しています。尿を適切に管理することで、処理コストと肥料コストを削減できます。

エコサンのアプローチは、農業における再利用に重点を置きすぎて、持続可能な衛生のための他の基準のいくつかを無視していると批判されてきた。実際、エコサンシステムは、たとえば、ユーザーの受け入れが少なすぎる場合や、特定の対象ユーザーグループにとってシステムのコストが高すぎる場合など、「持続不可能」になり、長期的にはシステムが財政的に持続不可能になる可能性がある。^[要出典]

エコサンの支持者の中には、公衆衛生の保護や非常に低コストでの衛生設備の提供よりも環境資源の保護を過度に重視し、独断的すぎると批判されている人もいる（例えば、「エコサントイレ」と呼ばれるUDDTは、長期的には維持費が安くても、汲み取り式トイレよりも建設費が高くなる可能性がある）。^[要出典]

さまざまな処理プロセスにおける病原体破壊の観点から見たエコサンシステムの安全性は、エコサンシステムの支持者と反対者の間で絶えず議論されているテーマです。しかし、多重バリアの概念を盛り込んだWHOの再利用ガイドラインの発行は、安全な再利用のための共通の枠組みを確立する上で大きな役割を果たしました。^[14]しかし、エコサンシステムが何百万人もの人々に届くまで拡大できるのか、また、どのようにすれば十分に安全に運用できるのかという疑問が残ります。2000年代初頭のエコサンの先駆者たちによる当初の興奮は、衛生に対する姿勢や行動を変えるには多大な忍耐が必要であるという認識に変わりました。

エコサンは、2013年にストックホルム水賞を受賞し  、手押しポンプや換気式ピット式トイレ（VIP）に加え、エコサン型トイレ^{[7] [15]}（アルボルー、スカイルー^{[16] 、フォッサ・オルタナ）の先駆者であるピーター・モーガンに認められました。ピーター・モーガンは}、人間の排泄物を安全に再利用して土壌の質と作物の生産性を高める生態学的衛生ソリューションの先駆者として知られています。彼のエコサン型トイレは現在、衛生問題を生産的な資源に変換することに重点を置いて、世界中の国々で使用されています。^[17]

また、ビル・アンド・メリンダ・ゲイツ財団が2011年頃から衛生分野で資金提供している研究プロジェクトの多くは、資源の回収を扱っています。これらの研究者は「エコサン」という用語を使用していないとしても、これはエコサンの概念の遺産である可能性があります。

エコサンは、集中型の要素と分散型の要素、水系と乾式衛生、ハイテクとローテクなどを組み合わせることができる柔軟なフレームワークを提供します。より幅広い選択肢を検討することで、それぞれの特定の状況に最適で経済的なソリューションを開発できます。^[18]エコサンシステムで使用される技術には、多くの場合（必ずではありませんが）、発生源の分離、つまり異なる廃棄物の流れを分離する要素が含まれており、これにより処理と安全な再利用が容易になります。

エコサンシステムで使用される最も一般的な技術は尿を迂回させる乾式トイレですが、エコサンシステムでは、バイオガスプラントと組み合わせた真空トイレ、人工湿地、コンポストトイレなど、他の技術も使用できます。

世界中のエコサンプロジェクトの例は、2012年にGIZが発行したリストや、持続可能な衛生同盟が発行した再利用活動に焦点を当てたケーススタディに記載されています。 ^{[19] [20]}

下水道を使わず、大量の水を排泄物に混ぜない「乾式衛生システム」で尿や排泄物を回収して利用することは、ほぼすべての文化で実践されてきた。再利用は農業生産に限定されなかった。例えば、ローマ人は尿に含まれるアンモニアの漂白特性を知っており、衣服を白くするために使用していた。^[21]

多くの伝統的な農業社会は、土壌の肥沃度に対する人間の排泄物の価値を認識し、排泄物の「乾いた」収集と再利用を実践しました。これにより、排泄物に含まれる栄養素と有機物が土壌に戻るコミュニティで生活することができました。これらの慣行に関する歴史的な記述はまばらですが、排泄物の再利用はアジア（中国、日本、ベトナム、カンボジア、韓国など）だけでなく、中南米でも広く実践されていたことが知られています。しかし、食糧生産を支えるために人間の排泄物を組織的に収集して使用した最も有名な例は、中国のものです。^{[22]肥料としての「}下水」の価値は、都市から排泄物を収集して畑に輸送できるようにするためのよく発達したシステムによって認識されました。中国人は、2500年以上前に作物生産に排泄物を使用することの利点を認識しており、他のどの農業システムよりも高密度でより多くの人々を養うことができました。^[21]

メキシコでは、アステカ文化が人間の排泄物を農業用に収集していた。この習慣の一例として、1325年に建設され、スペイン征服以前のメキシコの最後の都市の一つであったアステカの都市テノチティトラン（1521年にスペインに征服された）が記録されている。住民は都市周辺のドックに係留された特別な船に掃き溜めを積んでいた。掃き溜めと排泄物の混合物はチナンパ（農地）の肥料として、または湖に面した土手の補強に使われた。尿はすべての家の容器に集められ、泥と混ぜられて布の染料として使われた。アステカ人は廃水に含まれる栄養素と化合物をリサイクルすることの重要性を認識していた。^[23]

ペルーでは、インカ人は排泄物を肥料として高く評価しており、それを貯蔵し、乾燥させて粉砕し、トウモロコシを植えるときに利用していました。^[24]

中世では、農業生産に排泄物や中水を使用するのが一般的でした。ヨーロッパの都市は急速に都市化しており、衛生はますます深刻な問題になっていましたが、同時に都市自体が農業栄養素のますます重要な供給源になっていました。排泄物や廃水に含まれる栄養素を農業に直接利用する慣行は、ヨーロッパで19世紀半ばまで続きました。農民は排泄物の価値を認識し、生産性を高めるためにこれらの肥料を熱心に入手し、都市の衛生に恩恵をもたらしました。^{[21]この慣行はイギリスでは}ゴングファーマーとも呼ばれていましたが、排泄物や糞便汚泥の運搬に携わる人々に多くの健康上のリスクをもたらしました。

排泄物は直接利用されるほか、純粋な化学物質を生産するためにも利用された。硝石層や硝石層を利用して、窒素を硝酸カリウム（KNO3 _）として抽出する。これは火薬の主要成分である。 ^[25] KNO3_は17世紀の硝酸の発見にも寄与した。 ^[26]

伝統的な衛生形態と排泄物の再利用は、何世紀にもわたって世界各地で続けられており、産業革命の到来時にも一般的な慣行でした。世界がますます都市化していく中で、水と混ぜずに都市の衛生システムから収集された排泄物に含まれる栄養素は、人口密度の上昇にもかかわらず、多くの社会で土壌の肥沃度を維持するための資源として依然として使用されていました。^[21]

下水道のない衛生システムで排泄物から栄養素を回収することは、ヨーロッパやその他の地域の居住地の衛生問題に対処し、農業生産性の確保に貢献していました。^[21]しかし、この方法は20世紀には都市衛生の主流とはならず、少なくとも余裕のある都市では、徐々に栄養素回収のない下水道ベースの衛生システムに置き換えられました（一部のケースでは下水汚泥の農業再利用を除く）。

19世紀にヨーロッパの都市から排泄物や中水の回収と利用が衰退した主な要因は4つありました。^[21]

• 都市部の集落の拡大と農地からの距離の拡大。
• 水の消費量と水洗トイレの使用の増加: 水洗トイレの使用により下水の量が大幅に増加し、同時に栄養素が希釈され、以前のように回収して再利用することが事実上不可能になりました。
• 安価な合成肥料の生産により、大量の下水から栄養素と有機物を回収して再利用するあらゆる努力が時代遅れになっています。
• 悪臭物質への対処方法を変更する必要性が認識された結果、政治的介入が起こりました。19 世紀末まで、病気の蔓延に関する支配的な理論は瘴気理論でした。この理論では、悪臭を吸い込むと病気になると考えられていたため、臭いのするものはすべて取り除かなければならないとされていました。

農業における（臭いのある）動物の肥料の使用は今日まで続けられてきたが、それはおそらく、肥料の臭いが人間の病気の原因になるとは考えられていなかったためだろう。

廃水からの栄養素の回収は、現在でも 2 つの形式で継続されています。

• 廃水の再利用または資源回収：未処理、処理済み、または部分的に処理された廃水を農業の灌漑に使用すること（開発途上国ではよくあるように、不適切な方法で行うと健康リスクを伴う）。
• 下水汚泥を農地に施用することは、適切に管理されなければ重金属や微量汚染物質で土壌を汚染するリスクがあるため、多くの先進国で議論を呼んでいます（バイオソリッドを参照）。

スウェーデン国際開発協力庁（Sida）は1993年から2001年にかけて「SanRes R&Dプログラム」に資金を提供し、これがストックホルム環境研究所（2002～2011年）が実施した「EcoSanResプログラム」の基礎となった。^{[27] [28]} Sidaが1998年に出版した「エコロジカルサニテーション」は、エコサンに関してこれまでに得られた知識を一般向けの書籍にまとめたもので、2004年に第2版が出版された。^{[29]この本は中国語、 [30]}フランス語^[31]スペイン語にも翻訳されている。^[32]

ドイツ国営企業GIZも、2001 年から 2012 年にかけて大規模な「エコサン プログラム」を実施しました。このプログラムの初期段階では「エコサン」という用語が好まれていましたが、2007 年以降はより広い意味での「持続可能な衛生」という用語に置き換えられていきました。実際、エコサンの概念を広げ、さまざまな関係者を 1 つの傘下にまとめる目的で、2007 年に持続可能な衛生同盟が設立されました。

農業において尿や糞便を安全に再利用する方法についての研究は、スウェーデンの研究者、例えばハカン・ヨンソンと彼のチームによって行われ、彼らの「農作物生産における尿と糞便の使用に関するガイドライン」^[33]の出版は画期的なものであり、後に2006年からWHOの「廃水、排泄物、中水の安全な再利用に関するガイドライン」^[14]に組み込まれました。この出版物の重要な基礎である再利用に対する多重障壁の概念は、排泄物の再利用を安全に行う方法についての明確な理解につながりました。

当初は、エコサン プロジェクトに関する研究を発表し、議論するための専用の「エコサン カンファレンス」がありました。

• 生態学的衛生に関する最初のワークショップは1997年にスウェーデンのバリンシュホルムで開催され、ホーカン・ヨンソン、ピーター・モーガン（2013年ストックホルム水賞受賞者）、^[17]ロン・ソーヤー、ジョージ・アンナ・クラーク、グンダー・エドストロームなど当時の生態学的衛生の専門家全員が参加しました。
• 1999年にメキシコで開催されたワークショップ「ループを閉じる - 食糧安全保障のための生態学的衛生」^[34]
• 2000年にドイツのボンで開催されたエコサン会議
• 2001年に中国南寧で第1回国際エコサン会議が開催されました
• 2003年にドイツのリューベックで開催された第2回エコサン会議^[35]
• 2005年に南アフリカのダーバンで開催された第3回エコサン会議
• 2007年にブラジルのフォルタレザで開催されたエコサン会議は「ラテンアメリカの持続可能な衛生 - 水と食料の安全保障に関する国際会議」と呼ばれた^[36]

それ以来、エコサンのテーマは他のWASH会議に統合され、個別の大規模なエコサン会議は開催されなくなりました。

1990 年代、エコサンという言葉がまだ新しいものだった頃、議論は白熱し、対立していた。^[要出典]エコサンの支持者は、封じ込め、処理、再利用の独占を主張した。一方、従来の衛生システムの推進者は、汲み取り式トイレと水系下水道を擁護した。エコサンの支持者は、従来の衛生システムが水路を栄養素や病原体で汚染していると批判した。2007 年頃から、対立する 2 つの陣営はゆっくりと互いの対処方法を見つけ、その年に持続可能な衛生同盟が結成されたことで、すべての衛生関係者が集まり、持続可能な衛生という同じ方向へ進むための場がさらに提供された。^[要出典]

• スウェーデンは、エコサンを大規模に実践するヨーロッパのリーダーです。例えば、スウェーデンのタヌム市は、当初は岩が多く困難な地形のため、尿分離トイレを導入し、後にリンの回収も行いました。^[37]
• スウェーデンは2013年に、汚水処理システムから出る安全で衛生的な汚水（尿と排泄物）を認証し、公認肥料として利用することを可能にした。このような汚水処理システムには、真空式トイレや浄化槽がある。認証の基準はスウェーデン農業環境工学研究所によって策定されており、農家が人間の排泄物を農業生産に利用できるようになるかもしれない。スウェーデン農業連盟はこの開発に積極的に取り組んでいる。さらに、スウェーデン環境保護庁は2014年の最新の提案で、尿に関連する衛生リスクを引き下げた。^[38]
• ストックホルム環境研究所（SEI）は、2001年から2011年まで「Ecosanres」と呼ばれる大規模な世界規模のエコサン研究プログラムを運営した。このプログラムの「ドライエコサン」（つまり、ドライトイレの使用）パイロットプロジェクトの1つは、排泄物から資源を回収できるようにする他の技術とともに、複数階建ての建物にUDDTを大規模に導入することだった。 ^[39]このプロジェクトは、中国の内モンゴル自治区にあるオルドスという町でのオルドスエコタウンプロジェクトと呼ばれていた。これは、オルドスの東勝区政府とストックホルム環境研究所の協力によるもので、中国北部の干ばつに見舞われ急速に都市化が進む地域で水を節約し、衛生サービスを提供することを目的とした。さまざまな技術的、社会的、制度的理由により、UDDTはわずか数年で撤去され、プロジェクトは栄養素の回収の分野で成果を上げることができなかった。このプロジェクトは現在では十分に文書化されており、「都市エコサン」の課題と欠点についての認識を高めています。^{[40] [41]}
• 米国バーモント州ブラトルボロにあるリッチ・アース研究所は、人間の尿を肥料として再利用することを目的としたNGOである。同研究所は米国で唯一の地域規模の尿栄養素再生プログラムを確立し、尿を肥料として最適に利用するための処理技術の研究開発を行っている。^[42]
• ハイチのSOILは、 2010年のハイチ地震後の緊急救援活動の一環として、「エコサントイレ」（UDDT）と呼ばれるトイレを建設しました。現在、2万人以上のハイチ人がSOILのエコ衛生トイレを使用しており、その結果、SOILは40万リットル以上の堆肥を生産しました。 ^[43]この堆肥は、農業や森林再生プロジェクトに使用されています。^[44] SOILの堆肥化プロセスは、乾式トイレから収集された排泄物中の回虫卵（一般的な蠕虫卵の指標）を16週間以内に不活性化するのに効果的です。 ^[45]ハイチのSOILが使用している堆肥化と監視の方法は、他の国際的な環境の手本となる可能性があります。^[45]
• 英国のNGOであるサニテーション・ファーストは、発展途上国のさまざまな場所でエコサン施設（UDDT）を建設している。彼らは主にタミル・ナドゥ州（インド）で活動しており、タミル・ナドゥ州政府は彼らの活動に補助金を出している。彼らはまた、インドの農村部、ケニア、シエラレオネの他の地域にもエコサンを建設した。彼らのウェブサイトによると、2021年には世界中で58,000人がエコサントイレを使用している。^[46]
• フランス語圏の西アフリカ地域で活動していたNGOのCREPA（現在はWSA（アフリカの水と衛生）と呼ばれている）は、2002年から2010年にかけて、特にブルキナファソでUDDTと農業での再利用に重点を置いてエコサンの推進に積極的に取り組んでいた。^{[47] [48]}

ウィキメディア・コモンズには、生態学的衛生に関連するメディアがあります。

• 持続可能な衛生同盟– 持続可能な衛生を扱うネットワーク。エコサンはそのサブセットとみなすことができます。
• 追加の写真: Flickr の SuSanA の写真コレクションの検索フィールドに「ecosan」と入力してください。「ecosan」のタグが付けられた写真の多くは、ecosan コンセプトの 1 つの可能性のある技術である UDDT の写真です。
• スウェーデンSEIのEcosanResプログラムウェブサイト