水の濁度はどのように測定するのでしょうか?

濁度とは何ですか?

濁度は、液体の濁り具合やかすみ具合を表す指標であり、河川、湖沼、海洋などの自然水域や水処理システムにおける水質評価に広く用いられています。濁度は、シルト、藻類、プランクトン、産業副産物などの浮遊粒子の存在によって生じ、水柱を通過する光が散乱されます。
濁度は通常、比濁計濁度単位（NTU）で定量化され、値が高いほど水の不透明度が高いことを示します。この単位は、比濁計で測定される水中の浮遊粒子による光散乱量に基づいています。比濁計はサンプルに光線を照射し、浮遊粒子によって90度の角度で散乱された光を検出します。NTU値が高いほど、水の濁度、つまり曇り度が高いことを示します。NTU値が低いほど、水の透明度が高いことを示します。
たとえば、きれいな水の NTU 値は 0 に近い可能性があります。安全基準を満たす必要がある飲料水の NTU 値は通常 1 未満です。汚染レベルや浮遊粒子のレベルが高い水では、NTU 値が数百または数千になることがあります。

水質の濁度を測定するのはなぜですか?

濁度レベルが上昇すると、いくつかの悪影響が生じる可能性があります。
1）光の浸透の減少：水生植物の光合成を阻害し、一次生産性に依存する水生生態系全体を混乱させます。
2）ろ過システムの目詰まり：浮遊物質が水処理施設のフィルターを詰まらせ、運用コストの増加や処理効率の低下を引き起こす可能性があります。
3）汚染物質との関連：濁度の原因となる粒子は、病原性微生物、重金属、有毒化学物質などの有害な汚染物質の運搬体となることが多く、環境と人間の健康の両方にリスクをもたらします。
要約すると、濁度は、特に環境モニタリングと公衆衛生の枠組みにおいて、水資源の物理的、化学的、生物学的完全性を評価するための重要な指標として機能します。
濁度測定の原理は何ですか？

濁度測定の原理は、浮遊粒子を含む水サンプルを通過する際の光の散乱に基づいています。光がこれらの粒子と相互作用すると、様々な方向に散乱し、散乱光の強度は存在する粒子の濃度に正比例します。粒子濃度が高いほど光の散乱が大きくなり、濁度が高くなります。

濁度測定の原理

このプロセスは次のステップに分けられます。
光源: 通常はレーザーまたは LED から放射される光線が水サンプルに照射されます。
浮遊粒子: 光がサンプル内を伝播すると、堆積物、藻類、プランクトン、汚染物質などの浮遊物質によって光が複数の方向に散乱します。
散乱光の検出：A比濁計濁度測定に使用される機器は、入射ビームに対して 90 度の角度で散乱した光を検出します。この角度検出は、粒子誘起散乱に対する感度が高いため、標準的な方法です。
散乱光強度の測定: 散乱光の強度が定量化され、強度が高いほど浮遊粒子の濃度が高く、結果として濁度も高くなります。
濁度計算: 測定された散乱光強度は比濁度単位 (NTU) に変換され、濁度の度合いを表す標準化された数値が得られます。
水の濁度は何で測るのですか？

光学式濁度センサーを用いた水質濁度測定は、現代の産業用途において広く採用されています。通常、多機能濁度分析装置は、リアルタイムの測定値の表示、定期的な自動センサー洗浄機能、異常値に対するアラート通知などを備えており、水質基準への適合性を確保するために必要です。

オンライン濁度センサー（測定可能な海水）

運用環境によって、それぞれ異なる濁度モニタリングソリューションが必要となります。住宅用二次給水システム、浄水場、そして飲料水施設の入水・排水口では、高精度で測定範囲が狭い低レンジ濁度計が主に使用されています。これは、これらの環境では低い濁度レベルが厳しく求められるためです。例えば、ほとんどの国では、浄水場の排水口における水道水の規制基準として、1NTU未満の濁度レベルが規定されています。プールの水質検査はそれほど一般的ではありませんが、実施される場合は極めて低い濁度レベルが求められるため、通常は低レンジ濁度計の使用が必要となります。

低レンジ濁度計 TBG-6188T

一方、廃水処理場や産業排水排出口などの用途では、高レンジ濁度計が求められます。これらの環境の水は、濁度が大きく変動することが多く、高濃度の浮遊物質、コロイド粒子、または化学沈殿物が含まれている場合があります。濁度値は、超低レンジ計の測定上限を超えることがよくあります。例えば、廃水処理場の流入濁度は数百NTUに達することもあり、一次処理後でも数十NTUレベルの濁度レベルの監視は依然として必要です。高レンジ濁度計は、一般的に散乱光強度と透過光強度の比の原理に基づいて動作します。ダイナミックレンジ拡張技術を採用することで、これらの計器はフルスケールの±2%の精度を維持しながら、0.1NTUから4000NTUまでの測定能力を実現します。

産業用オンライン濁度分析装置

製薬業界や食品・飲料業界といった特殊な産業分野では、濁度測定の精度と長期安定性に対する要求はさらに厳しくなっています。これらの業界では、光源の変動や温度変動による外乱を補正するための参照ビームを内蔵したデュアルビーム濁度計がしばしば利用されており、これにより一貫した測定信頼性が確保されています。例えば、注射用水の濁度は通常0.1NTU未満に維持する必要があり、機器の感度と耐干渉性には厳しい要件が課せられます。
さらに、モノのインターネット（IoT）技術の進歩に伴い、現代の濁度監視システムはますますインテリジェント化とネットワーク化が進んでいます。4G/5G通信モジュールの統合により、濁度データをクラウドプラットフォームにリアルタイムで送信できるようになり、遠隔監視、データ分析、自動アラート通知が容易になります。例えば、ある市営浄水場では、出口濁度データと配水制御システムを連携させたインテリジェント濁度監視システムを導入しています。異常な濁度を検知すると、システムは薬剤投与量を自動的に調整し、水質基準適合率が98%から99.5%に向上し、薬剤消費量も12%削減されました。
濁度は総浮遊物質と同じ概念ですか?

濁度と全浮遊物質（TSS）は関連した概念ですが、同じではありません。どちらも水中に浮遊する粒子を指しますが、測定対象と定量化方法が異なります。
濁度は、水の光学的特性、具体的には浮遊粒子によって散乱される光の量を測定します。粒子の量を直接測定するのではなく、それらの粒子によって遮断または偏向される光の量を測定します。濁度は、粒子の濃度だけでなく、粒子のサイズ、形状、色、測定に使用される光の波長などの要因によっても影響を受けます。

工業用全浮遊物質（TSS）計

全浮遊物質(TSS) は、水のサンプル内の浮遊粒子の実際の質量を測定します。光学特性に関係なく、水中に浮遊している固体の総重量を定量化します。
TSS は、既知の量の水をフィルター（通常は既知の重量のフィルター）で濾過することによって測定されます。水を濾過した後、フィルター上に残った固形物を乾燥させて重量を測定します。結果はミリグラム/リットル (mg/L) で表されます。TSS は浮遊粒子の量に直接関係しますが、粒子のサイズや粒子が光を散乱させる方法に関する情報は提供しません。
主な違い:
1）測定の性質：
濁度は光学特性（光がどのように散乱または吸収されるか）です。
TSS は物理的特性 (水中に浮遊する粒子の質量) です。
2）何を測定しているか：
濁度は、水がどれくらい透明か濁っているかの指標となりますが、実際の固形物の質量は示しません。
TSS は、水の透明度や濁度に関係なく、水中の固形物の量を直接測定します。
3）単位：
濁度は NTU (比濁度単位) で測定されます。
TSS は mg/L (ミリグラム/リットル) で測定されます。
色と濁度は同じですか？

色と濁度はどちらも水の外観に影響を与えますが、同じではありません。

水質オンラインカラーメーター

違いは次のとおりです。
色とは、有機物（腐葉土など）やミネラル（鉄やマンガンなど）などの溶解物質によって引き起こされる水の色調や色合いを指します。透明な水であっても、溶解した色の化合物が含まれている場合は色がつくことがあります。
濁度とは、粘土、シルト、微生物、その他の微細な固形物などの浮遊粒子によって引き起こされる水の濁りまたはかすみを指します。これは、粒子が水を通過する光をどの程度散乱させるかを測定します。
要するに：
色 = 溶解した物質
濁度 = 浮遊粒子