溶解性のない物質を測定するには?SS測定を利用しよう!

不溶解性浮遊物質は、SSである。
と言われても、なかなかピンと来ませんよね。

ここでは、不溶解性浮遊物質とはそもそも何か。
SSとは何か。
そんな基本的な事を解説していきたいと思います。

 

溶解性物質と不溶解性浮遊物質

まず、不溶解性浮遊物質を分かる為には、溶解性物質を理解する事が大切です。
参考にさせて頂いたコトバンクには、こう書かれてありました。

 

溶解性物質 ようかいせいぶっしつ

世界大百科事典内の溶解性物質の言及
【浮遊物質】より

…浮遊物質は粘土鉱物に由来する微粒子,下水や産業廃水中の微粒子,プランクトンやその他の微生物,粒子状の有機性物質などで,汚濁の原因となるばかりでなく,汚泥の原因ともなる。浮遊物質に対するものとして溶解性物質dissolved matter(略称DM)がある。両者を区分する方法は定まってはいないが,もっとも一般的には,0.45μm孔径のメンブランフィルターなどを利用したろ過により,通過できない成分を浮遊物質,通過したものを溶解性物質としている。…

出典 :
https://kotobank.jp/word/%E6%BA%B6%E8%A7%A3%E6%80%A7%E7%89%A9%E8%B3%AA-1432142

 つまり、水などの媒質に溶けないもののうち、沈んでしまわないものです。

 

SSとは?

次に、SSの説明に入ります。
SSは、直径2ミリ以下の不溶解性浮遊物質です。
不溶解性物質は、水質と外観を悪くさせます。

10μm以下の小さい不溶解性物質の分離は、「凝集処理」や「膜ろ過」が有利です。
一方、通常の10μm~2mm程度のSS成分であれば、通常の沈殿装置やろ過などで除去する事が可能です。

不溶解性物質とは、水中に浮遊または懸濁している直径2mm以下の粒子状物質の事です。
軽すぎれば、沈殿しないというのは何となく想像が出来ますよね。
不溶解性物質は、SSまたは懸濁物質(けんだくぶっしつ)とも呼ばれます。

濁り物質の正体は、降雨時に発生する土の粒子、沈降しにくい粘土の微粒子。
下水や工場排水などに由来する有機物および金属水酸化物などです。

測定方法は、試料水をガラス繊維ろ紙(孔径1μm、直径24~55mm)を用いてろ過・乾燥後、ろ紙上に捕集された量を秤量します。
試料水1リットル中の重さに換算して浮遊物質量(mg/L)とします。

 

水の濁り具合=水中への悪影響

浮遊物質が多いと、大変な事が起こります。
この浮遊物質が多くなると、まず水の透明度が低下します。
そして、魚類のえらがつまって死んだり、光の透過が妨げられて水中植物の光合成に影響し、発育を阻害します。
また、魚の産卵場、ノリの養殖場等での懸濁・付着などによる障害が発生します。
小さくて軽い浮遊物質ですが、これが多すぎると、このような悪影響が起きてしまうんですね。

 

河川の濁り(SS)と透視度の相関性

SSの測定は乾燥器や天秤などの器具が必要なため、現場で簡単に測定できないという欠点があります。
結構、面倒臭いんですね。
これに対して透視度は、透視度計さえあれば、どこでも手軽に測定できるという利点があります。
そこで、降雨時に採水した河川の濁水の透視度とSSを測定して比較すると。
透視度の逆数とSSの値には比例の関係が見られます。
この関係から、透視度を測定すれば、SSの概略値を推定する事が出来ます。
但し、残念ながらこの相関性は、同時期の同地点での測定に限定されます。

 

いかがでしたでしょうか?
小さい物質であるSS。
こんな小さなものが集まれば、大きな被害を水中に与えてしまうのですね。
水の透明度を守るためにも、定期的にSSはチェックしなければならないのかもしれませんね。

参考文献 :
図解入門 よくわかる 最新水処理技術の基本と仕組み[第2版]

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意外に知らない?濁度の単位について

単位についての基本!
今回は、前回の続きです。

あなたは単位の意味を分かろうとする?あきらめる?【基本編】

濁度って、どうやって測るんだろう?
そんな疑問にお応えするのが、この私家庭内ホームレス・ISO爺マンです。

 

 

濁り具合の単位

計測器でも、けっこうアヤシイ単位があったりする、
ってことでしたね。

私もこれまでいろいろな計測器に携わってきましたが、
一番アヤシイのは濁度計じゃないかな、
と思います。

濁度計

濁度というのは水質の指標で、水の濁り具合を表します。

濁度0が透明で、数値が大きくなるほど濁りがひどいということです。

因みに、濁度は厚生労働省が定めている水質基準51項目のうちの1つで、水道水は濁度2以下が求められています。

もう少し詳しく書くと、51項目のほとんどが細菌や化学物質なのですが、人が飲む水なので、官能的な基準も含まれます。
味、臭気、色度、濁度の4つです。

味、臭気については、単に「異常でないこと」と決められているだけなので、純粋に官能検査のみ、ということになります。
色度と濁度は水質計が使われます。

 

 

 

濁度の単位 = 「度」

さて、やっと単位の話に入ります。

日本工業規格JISでは、濁度の単位は「度」です。

水1L中に微粒子の粉末1mgが十分撹拌された状態の濁り具合が、1度となります。

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この微粒子の粉末は、以前はカオリンという陶磁器の原料に使用される粉が使われていました。
しかし、濁度の標準物質としては均一性や安定性があまり良くないので、現在では、より適したホルマジン溶液が用いられることが多いようです。

もっと詳しく書くと、平成15年に改正された水道法では、より均一性に優れたポリスチレン系粒子が採用されました。
ところが、何分これが高額で、まだ一般的に普及するところまでは至っていないようです。

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mg/L

しかし、水質計としての濁度の単位が「度」では、上記の定義を説明する必要が出てきます。
で、「mg/L」が濁度計の単位でよく採用されることになりました。

でも、濁り具合の単位としては、やっぱりしっくりこないですね。

上の定義をきちんと知らないと、なんで水の濁り具合の単位が「mg/L」なの?
ってなりませんか?

しかも、通常水の濁りというのは、何がどれだけの量混じって濁っているのか分からないわけで、それを実際に測りもしないでmgと表すのはそもそもムリがあります。

例えば、濁度10mg/Lであれば、カオリン又はホルマジンが1Lに10mg混じった時と同じくらいの濁り具合、
という説明を加えないと意味が通じません。

元々は、SSという水質項目があって、これはsuspended solidの略で懸濁物質または浮遊物質を表します。
水1L中にどのくらいの量の濁りのもとになる物質が含まれているのか、という指標です。
これは水の濁り具合ではなく、実際に対象の水を蒸留したりろ過したりして残留物質の質量を秤って求めます。
ですから、単位は間違いなくmg/Lとなります。

よく濁度と混同されることがありますが、意味が違います。

そういうこともあってか、少し前はppm表示のある濁度計もありました。

ところが、これはよりおかしなことになってしまいます。
何故かと言うと、ppmは百万分率を示すので、%と同じような意味です。
ということは、分母と分子は同系列のものでなければなりません。

濁度の場合、分母はリットルLで体積、分子はミリグラムmgで質量です。
すなわち1Lの水に濁度標準物質が◯mg含まれる状態を表すのであって、率を表すわけではありません。
ppmで表すこと自体が不合理です。

今は計量に対する概念が以前より厳格になって、さすがにppm表示の濁度計はあまり見当たらなくなりました。

現在は、ISO規格に則ったホルマジン基準のNTUやFTUが用いられることが多くなっています。
なお、他にFNUやFAUというものもあります。

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(参考)

FTU (Forumajin Turbidity Units) :ホルマジン濁度単位

NTU (Nephelometric Turbidity Units) :比濁法濁度単位(散乱光測定での濁度単位)

FNU (Forumajin Nephelometric Units) :ホルマジン比濁法単位 ≒NTU

FAU (Forumajin Attenuation Units) :ホルマジン減衰単位(透過光測定での濁度単位)

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