水質

ウィスコンシン州ニューフェーンのミルウォーキー川東支流に設置された自動サンプリングステーションです。 24本入りオートサンプラーのカバー（中央）が一部上がっており、中のサンプルボトルが見える。 オートサンプラーは時間間隔、または指定した期間の流量に比例してサンプルを採取するようプログラムされている。 データロガー（白いキャビネット）は、温度、比導電率、および溶存酸素レベルを記録しました。

より複雑な測定は、水サンプルを別の場所で収集、保存、輸送、および分析する必要がある実験室でしばしば行われます。

• 1つ目の問題は、サンプルが対象となる水源をどの程度まで代表しているかということである。 水源は時間や場所によって変化する。 関心のある測定値は、季節的に、または昼から夜にかけて、あるいは人間または水生動植物の自然集団の何らかの活動に対応して変化する場合がある。 測定対象は、水とその上の大気や土壌との境界線からの距離によって変化する。 サンプラーは、単一の時間及び場所が調査の必要性を満たすかどうか、あるいは関心のある水利用が時間及び場所にわたるサンプリングの平均値によって十分に評価できるかどうか、あるいは重要な最大値及び最小値が時間、場所または事象の範囲にわたる個々の測定を必要とするかどうかを決定しなければならない。 試料採取手順は、平均化が適切である場合、個々の試料採取時間及び場所の正しい重み付けを保証しな ければならない。39-40 重要な最大値又は最小値が存在する場合、これらの重要な値を超える確率を評価するために適切 な試料数を決定するために、統計的方法を観察された変動に適用しなければならない。
• 2つ目の問題は、サンプルが水源から取り除かれ、新しい環境であるサンプル容器と化学的平衡を確立し始めるときに発生します。 試料容器は測定対象物質との反応性が低い材質でなければならず、試料容器の前洗浄が重要である。 水試料は、試料容器の一部や容器に付着した残留物を溶かし、水試料に溶けた化学物質は試料容器に吸着し、分析のために水を注いだときに残留する可能性があります4。 地表から採取された水は、通常、大気の減圧下で保持されるため、水中に溶解しているガスは容器の上部に集まります。 また、水面上にある大気中の気体が試料に溶け込むこともあります。 その他、試料水の温度が変わると化学反応平衡が変化することがあります。 水の乱流によって浮遊していた微細な固体粒子が容器の底に沈殿したり、生物の成長や化学的沈殿によって固相が形成されたりすることがあります。 水試料中の微生物は、酸素、二酸化炭素、有機化合物の濃度を生化学的に変化させる可能性があります。 二酸化炭素の濃度が変化すると、pHが変化し、対象となる化学物質の溶解度が変化する可能性がある。 このような問題は、極低濃度で重要であると想定される化学物質の測定において、特に懸念される。

手動で採取した水試料（グラブサンプル）をろ過して分析する

試料の保存により、第2の問題は一部解決されるかもしれません。 一般的な手順は、化学反応と相変化の速度を遅くするためにサンプルを冷やし、できるだけ早くサンプルを分析することであるが、これは変化を防ぐというより、単に変化を最小限に抑えるだけである:43-45 サンプル収集と分析の間の遅延におけるサンプル容器の影響を判断するための有用な手順は、サンプリングイベントの前に2つの人工サンプルを準備することである。 1つの試料容器には、以前の分析で検出可能な量の対象化学物質が含まれていないことが分かっている水を入れます。 このサンプルは「ブランク」と呼ばれ、対象サンプルの採取時に大気にさらすために開けられ、その後再封され、サンプルとともに実験室に運ばれ、サンプルの採取または保持の手順により対象化学物質の測定可能な量が混入したかどうかを判断する。 2つ目の人工サンプルは、対象サンプルと一緒に採取されるが、採取時に対象化学物質を追加で測定して「スパイク」される。 ブランク（陰性対照）とスパイクされたサンプル（陽性対照）は、目的のサンプルと一緒に運ばれ、同じ時間に同じ方法で分析され、収集と分析の間の経過時間中の利益または損失を示す変化を決定します。

自然災害などの緊急事態に対応したテスト編集

Deepwater Horizon油濁事故後のメキシコ湾における水のテスト

地震や津波などの事象が発生した後。 基本的なインフラを復旧させ、生存とその後の復興に必要な基本的なものを提供するために、救援活動が開始されると、援助機関は直ちに対応に追われることになります。 自然災害の後、水質検査に関しては、取るべき最良の方法について多くの見解があり、さまざまな方法が採用されています。 緊急時に対処すべき重要な基本的水質パラメータは、糞便汚染の細菌学的指標、残留遊離塩素、pH、濁度、場合によっては導電率/総溶解固形物です。

大規模な自然災害の後では、水質が災害前のレベルに戻るまでにかなりの時間がかかることがあります。 たとえば、2004年のインド洋大津波の後、コロンボに拠点を置く国際水管理研究所（IWMI）は、塩水の影響を監視し、井戸が津波前の飲料水質に回復したのは、大津波から1年半後だったと結論付けています。 IWMIは、塩水で汚染された井戸を洗浄するためのプロトコルを開発し、このプロトコルはその後、世界保健機関が一連の緊急ガイドラインの一部として公式に承認した。

化学分析 編集

ガスクロマトグラフ-
質量分析計で農薬や他の有機汚染物質を測定します。 例えば酸素の元素分析では、酸素（O）は水分子（H2O）の89％の質量を持っているので、水試料の濃度は890g/L（グラム/リットル）となる。 溶存酸素の測定方法は、2原子酸素と他の元素と結合した酸素を区別する必要がある。 元素分析が比較的簡単であることから、重金属と同定されることもある元素について、大量の試料データと水質基準が作成されています。 重金属の水質分析は、水試料中に浮遊する土壌粒子を考慮する必要があります。 これらの浮遊土粒子には、測定可能な量の金属が含まれている可能性があります。 この粒子は水に溶けてはいませんが、水を飲む人が摂取する可能性があります。 溶解した金属がサンプル容器に失われるのを防ぐために、水サンプルに酸を加えると、浮遊土粒子からより多くの金属が溶解する可能性があります。 しかし、酸を添加する前に水中の土粒子をろ過すると、溶存金属がろ過材に付着する可能性がある。 7107>

原子蛍光分光法は、水銀やその他の重金属の測定に使用される

これらの複雑な測定を行うことは、高価になる可能性がある。 水質の直接測定には費用がかかるため、通常、継続的な監視プログラムが実施され、政府機関によって結果が公表されます。 しかし、地元のボランティア プログラムや、いくつかの一般的な評価に利用できるリソースがあります。 7107>

リアルタイムのモニタリング編集

水質は通常、研究所でサンプリングおよび分析されるが、20世紀後半以降、自治体システムによって提供される飲料水の品質に対する一般の関心が高まっている。 多くの水道事業者は、水源水質に関するデータをリアルタイムで収集するシステムを開発しました。 21世紀初頭には、水のpH、濁度、溶存酸素などを測定するさまざまなセンサーやリモートモニタリングシステムが導入されました。 また、河川、河口域、沿岸の水域の環境水質をモニタリングするためのリモートセンシングシステムも開発されています。

飲料水の指標編集

全溶解固体の測定には電気伝導率計が使われる

状況区分別によく測定されている指標を列挙すると、次のとおりである。

• アルカリ度
• 水の色
• pH
• 味と臭い（ジオスミン、2-Methylisoborneol（MIB）等。)
• 溶解性金属および塩類（ナトリウム、塩化物、カリウム、カルシウム、マンガン、マグネシウム）
• 糞便性大腸菌（大腸菌）、クリプトスポリジウム、ジアルジアラムリアなどの微生物；細菌学的水分析参照
• 溶解性金属およびメタロイド（鉛、水銀、ヒ素、他）
• 溶解性金属と金属塩（鉛、水銀、他）
• 溶存有機物：有色溶存有機物（CDOM）、溶存有機炭素（DOC）
• ラドン
• 重金属
• 医薬品
• ホルモンアナログ

環境指標編集

関連事項あり。 環境指標、排水の水質指標。 塩分濃度

物理指標編集

水温 比導電率または電気伝導度 全懸濁物質 (TSS) 透過率または乱流

全溶解固体（TDS） 水のにおい 水の色 水の味 water

Chemical indicatorsEdit

Biological indicatorsEdit

See also: 生物学的健全性、生物学的健全性の指標

Ephhemeroptera Plecoptera Mollusca Trichoptera Escherichia coli (E. coli)（大腸菌）

Plecoptera Mollusca Trichoptera (鱗翅目) coli）

大腸菌 Pimephales promelas（ファットヘッドミノー） Americamysis bahia（マイシド） [Mysid エビ) ウニ

生物モニタリングの指標は各地で開発されている。 淡水で広く使われている測定法の1つは、昆虫目のEphemeroptera, Plecoptera and Trichoptera（EPT）（底生大型無脊椎動物で、一般名はそれぞれカゲロウ、ストーンフライ、カマキリ）の存在と個体数です。 EPTの指標は地域によって異なるのは当然ですが、一般に一つの地域内では、これらの目の分類群の数が多いほど水質が良好であると言われています。 EPA などの米国の組織では、モニタリングプログラムの開発や、これらの目やその他の水生昆虫の種の同定に 関するガイダンスを提供しています。 米国の多くの廃水排出者（例：工場、発電所、精錬所、鉱山、自治体の下水処理場）は、定期的に全排水毒性（WET）試験を実施することが義務付けられている。

水質のモニタリングに関心があっても実験室規模の分析を行う余裕や管理がない個人は、生物指標を使って水質の全体像を読み取ることも可能である。

二枚貝は、淡水と海洋環境の両方で水生環境の健全性を監視するための生物指標として主に使用されています。 その個体数や構造、生理、行動、あるいは元素や化合物による汚染の程度は、生態系の汚染状態を示すことができる。 特に、無脊椎動物であるため、サンプリングした場所や設置した場所の環境を代表するものとして有用です。 代表的なプロジェクトは米国のムール貝監視プログラムであるが、今日では世界中で利用されている。

南部アフリカスコアリングシステム（SASS）法は、底生大型無脊椎動物（EPT）の存在に基づく生物学的水質モニタリングシステムである。 SASS水生生物モニタリングツールは過去30年にわたり改良され、現在は国際標準、すなわちISO/IEC 17025プロトコルに従って特別に修正された第5版（SASS5）になっています。 SASS5法は、南アフリカ水務省が河川健康評価の標準法として使用しており、国の河川健康プログラムおよび国の河川データベースに反映されています

。