第八回は、水質指標にかかわる、「単位」に関して取り上げていきます。貝は全く関係ないかといえば、全くそんなことはない水質に関連する単位を解説していきます。いうか、水質に関連する単位のほとんどがmg/Lです。BOD,COD,SS,DOもmg/L窒素、リンもmg/Lです。その他、環境基準に記載されている成分、そのほとんどがmg/Lという単位で表されています。中にはppmという単位を使っているものもありますが、ppmについてはこちらをご覧ください。ppmとmg/Lの違いについて、素晴らしく分かりやすい解説をしてくれています。いうわけで、水質に関する単位のご紹介は9割方終了です。私が、水質に関する基準の中から見つけたmg/L以外の変わった単位についてご紹介していきたいと思います。いうか、なぜか単位ではないもので溢れかえっていますが。ご紹介するのは大腸菌群数の単位。大腸菌群数の単位はMPN/100mLという謎の単位を使っています。mLは容積(水量)の単位ですが、MPNって何でしょう...?というか、mLに関しても、なぜ、あと10倍して、1Lにしてくれなかったのかも気になります。大腸菌群数を測定したい水を培養皿に取り、水中の大腸菌を培養し、そのコロニー(集落)数を数えることで測定します。これを平板培地法といいます。Number」の略であり、最確数という意味です。具体的にいえば、水道1級を含む公共用水域の河川AA類型の大腸菌群数は50MPN/100mL以下と定められていますが、この単位は、試験水中100mLを培養皿で培養した場合、大腸菌のコロニーが50個出来るという意味です。MPN=コロニー数(個)」と考えても良いと思います。「平板培地法」では分析に使用する検水量は、1mL程度が限界となっています。河川AA類型での大腸菌群数は50MPN/100mLであるため、この方法を用いた場合、河川AA類型のような低濃度の大腸菌群数の試験水を分析する際には、50個/100mL=0.5個/mLとなり、コロニー数0.5個を数えるという概念になってしまうため、うまくいきません。ここで、この水を10個の培養皿に1mLずつ取って培養したとします。他の5個の培養皿には陰性(コロニーが検出されない)の反応が出るという確率が一番高くなります。それについで陽性6:陰性4、陽性4:陰性6の割合で検出される確率が同率で発生し、さらに7:3、3:7の割合、8:2、2:8の割合で検出される確率が続いていきます。「水中に大腸菌が一様に分散する」「分取された菌は陽性反応する」という条件下において統計学的に処理できます。陽性5:陰性5で出た場合には、0.5個/mLである確率が最も高くなります。厳密に言えば、0.5を中心とした値に真の値があります。統計学的に処理し、nとpから最も確からしいxの値がいくつかを考えるのが最確数法の手法です。培養皿の数nが大きいほど正確ですが、試験が煩雑になるため環境分析ではn=5を用い、また希釈倍率を変えた4段階の検水で判定しています。そもそも、大腸菌群とは、大腸菌及び大腸菌と極めてよく似た性質を持った菌の総称です。大腸菌群数は環境衛生管理上の汚染指標菌として飲料水適否判定のために用いられています。大腸菌自体は無害な菌で、人の腸管内に生息しているのがその大きな証拠です。赤痢菌、チフス菌、サルモネラ菌などの消化器系病原菌により汚染されている危険があるということを示します。大腸菌が消化器系伝染病より抵抗力が強く、検出が容易であり、そのダミーとして適していることなどが挙げられます。気になるのはなぜ100mL止まりなのか。あと10倍してくれれば「MPN/L」というすっきりした単位になっていたはずです。これにはきっと統計学的な確率の問題が絡んでくるのだと思います。下手に10倍してしまうと、MPNで統計学的に語っていたものに誤差が生じてしまうのではないかと。信頼性が失われてしまうとか。...いや、まぁ、よく知らないですけどね。ご存知の方がいらっしゃいましたら是非御享受ください。大腸菌群数は食品関係の指標からきているらしく、コップ一杯分の水に含まれる大腸菌の数を表しているのではないか、とのことでした。おー、なるほど、納得です。ご回答ありがとうございました。「水道水が有すべき性状に関連する項目」を眺めていたら、こんな項目がありました。確かに、いくら飲める水道水だからといっても色や濁りがあっては不快感を感じてしまいます。色度5度ってどんな色?濁度2度ってどのくらいの濁り具合?となるわけですよ。そもそもどうやって計測しているのかも気になりますし、その基準も分かりません。水中に含まれる溶解性物質やコロイド性物質が持つ黄褐色の度合いを指します。その色彩成分としては、水に含まれる鉄などの金属やフミン質などがあり、それらにより汚染されている程度を示しています。フミン質とはなんぞや?という疑問についてはこちらのページが大変参考になるかと思います。その測定基準となるのは、私たちが良く知る光の三原色RGBを用いたものではありません。水の色に関していえば、着色の原因となる成分は金属やフミン質であるため、ほぼ黄褐色となります。問題はその濃さであるため、すべての色光を用いて、小難しく表記する必要性はないのです。光の三原色RGBを用いた色表記は全ての色について用いることが可能ですが、ここでいう、水の色度は、黄褐色の度合いについてのみを対象とした表記法なのです。「精製水1L中に白金イオン1mg及びコバルトイオン0.5mgを含むときの呈色に相当するもの」を「色度:1度」としています。この色度標準液の色調は、フミン質の色調に類似したものであるそうです。これを基準にしました。これより2倍濃ければ色度2度、3倍なら色度3度です。そんなことは目視で分かるはずがないので、測定には吸光光度法という方法を用います。これは簡単に言えば、機械を使って溶液にある一定の波長の光を当てて、透過した光の強さを電気的に測定するものです。その結果を基準液と比較することによって対象の吸光度、つまり色度を導き出すことが出来ます。ちなみに水質基準値となっている色度5度とは、肉眼ではほとんど無色と認められる限界です。それら色度の比較はコチラやコチラをご覧ください。この色度は、水の見てくれだけの問題かといえばそうではありません。遊離塩素*1と反応してトリハロメタン*2等を生じるため、生成したトリハロメタン等は人体に有害となります。(OCl-)として水中に存在する残留塩素の濃度。*2トリハロメタン:有機ハロゲン化合物の一種で、クロロホルム、ブロモジクロロメタン、ジブロモクロロメタン、ブロモホルムの4種類の総称。発がん物質が指摘されている。色度と似たような測定項目に濁度というものがあります。濁度とは、呼んで字の如く水の濁り具合を数値で表したものです。「精製水1Lの中に1mgのカオリン*3またはホルマジンを含む時の濁り」を「濁度1度」としています。カオリンを用いた場合とホルマジンを用いた場合とでは、同じ濁度1度にはなりません。「度(カオリン)≒0.7×度(ホルマジン)」という関係になります。度(カオリン)はmg/Lで表記されることがあり、「度(カオリン)=mg/L」です。Unit)という単位を用いることがあります。Unit)という単位を使うことがあります。これもまた、「度(カオリン)≒0.7×NTU」として計算することが可能です。FTU[度(ホルマジン)])となります。測定の方法も様々あり、色度と同じように吸光光度法から求めたり、NTUを求める場合には、ホルマジン標準液を利用し、投射光と直角方向へ散乱された光量を検出する「散乱光濁度」を用います。その濁度のサンプルは、コチラやコチラやコチラ。給水栓中の濁りは、給・配水施設や管の異常を示す重要な指標となります。そのため、濁度測定を必要とする場所は、上下水道だけでなく、河川・湖沼海域など広い範囲にわたっています。無機物による濁りとプランクトンなどの有機物による濁りが考えられます。透視度と透明度は、本質的には同じような指標です。どれも水の濁り・清澄度を示す指標ですが、各々の測定方法が異なるため、その単位は異なります。透視度とは、底の平らな直径3cm、高さ30cm〜100cm程度の下口付きのガラス管に試料水を入れ、その底においた標式板の二重十字が明らかに識別できる限界の水の厚さを1cmを1度として表したものです。特別な器具を要さないことがこの測定法の特徴です。透明度とは、透明度板あるいはセッキー板と呼ばれる径30cmの白色板を水中に沈め、ちょうどそれが周囲と区別できなくなる深度をmで表したものです。湖沼や海洋等の水深の大きい水域で測定されます。*3カオリン:主成分がシリカ(二酸化珪素SiO2)、アルミナ(Al203)、水(H2O)で形成される粘土のこと。臭気強度(TON)3以下とあります。臭いの強さを0〜5の6段階で評価する方法です。具体的にいえば、「匂い」でなく「臭い」なので、臭さについての指標です。強烈なにおい臭いをもつ物質は約40万種あるとされています。臭いを発する物質には有機物が多いのですが、硫化水素やアンモニアのような無機物によることもあり、それらの中には低濃度でも強い臭気を発するものもあります。「〜の臭気成分が〜以上だから臭気強度〜。」という形で決められているわけではありません。人間は多数の物質が含まれた複合臭を感じ、「臭い・臭くない」の判別を行なうため、化学的に測定して分類するのは困難です。温度や湿度などの外的な要素にも左右されます。臭気判定士などの専門家が「臭気の度合い」を判定しています。この「臭気強度」と似た指標には「臭気濃度」や「臭気指数」というものがあります。「臭気濃度」とは、ある臭気を「無臭の清浄な空気で希釈したとき、ちょうど無臭に至るまでに要した希釈倍数」のことです。臭気濃度1000というのは、無臭の空気で1000倍に希釈したときにその臭いを感じなくなる濃度のことです。ここで、人間の感覚(知覚強度)というのは、通常10倍あれば2倍、100倍あれば3倍という、対数関数的な増減をしています。そこで、人間の感覚に似せた「臭気指数」という表示方法が「臭気濃度」に代わって用いられました。「臭気濃度」と「臭気指数」の関係は以下の通りとなっています。臭気指数=10×log(臭気濃度)それらの数値をより直感的に数値の意味を理解できるようにしたものが「臭気強度」です。25〜126臭気強度が3、臭気指数が15を超えると苦情が出やすいとされています。臭いの原因物質を特定できないなどというデメリットもあります。以上、足早に御説明してきました。結局、単位にどれほど関われたといえば全くそんなことはないことに気づくのですが、まぁ、コレはコレで勉強になったのでよし、です。一生懸命に単位について調べてくれている、マツリョーやミナミ、そしてスガワラさんとは全く趣の異なったものになりましたが、それぞれがどこかで何かしらを使えればいいんじゃないかな?ってことで、私は彼らの努力の結晶を利用させていただきます。私のも使えるときがあれば使ってやってください。米パイント(液量):1USfl.pt.=473.2ccや露里:ロシアの長さの単位。1露里≒1067mなんかよりは使う機会多いんじゃないかな...?そんなわけで、水質の単位にまつわるお話編でした。HP>阿部泰宜HP>愉「貝」な仲間たち!>用語「貝」説!>水質指標、その単位にまつわるお。