濁度とは：光透過度で測る水質指標—定義・浮遊粒子・測定法

濁度とは光の透過度で測る水質指標。定義、総浮遊物質の性質、測定方法や測定器・対策まで分かりやすく解説します。

濁度とは、光の透過度を表す指標です。一般に肉眼では見えない粒子（総浮遊物質または溶解物質）が原因です。濁度の測定は、水質の重要な検査である。

液体には、さまざまな大きさの浮遊粒子が含まれていることがあります。浮遊物質の中には、液体試料を放置しておくと急速に底に沈むほど大きく重いものがあります。非常に小さな粒子は、試料が定期的に撹拌されているか、粒子がコロイド状である場合、非常にゆっくりと沈降するか、まったく沈降しません。これらの小さな固形粒子は、液体が濁る原因となります。

濁度の定義と単位

濁度は、水中の微小粒子が光を散乱・吸収することによって生じる光透過性の低下を定量化したものです。一般に使われる単位には次があります：

• NTU（Nephelometric Turbidity Unit）：ネフェロメトリック（散乱光）法で測定した値。米国環境保護庁（EPA）などで広く用いられます。
• FTU（Formazin Turbidity Unit）：フォルマジン（基準懸濁液）を基にした単位。NTUとほぼ同等に扱われることが多いです。
• FNU（Formazin Nephelometric Unit）：ISO 7027など、赤外光を用いたネフェロメトリック測定での規格化単位。

濁度を引き起こす主な要因

• 鉱物性粒子（砂や粘土などの微粒子）
• 有機物（腐食や分解物、デトリタス）
• 藻類や微生物の増殖（プランクトンなど）
• コロイド状粒子（非常に微細で沈降しにくい）
• 溶解性色素や化学物質による光吸収（濁度測定に干渉することがある）

測定法（概要と特徴）

代表的な測定法はネフェロメトリック法（散乱光測定）と比色法・透過法です。現場・実験室での一般的な手法は次の通りです：

• ネフェロメーター（散乱光法）：試料に光を当て、90°方向に散乱される光の強さを測定します。微粒子の影響を直接反映するため、淡水や飲料水の濁度測定で標準的に用いられます。フォルマジン懸濁液で校正します。
• 透過（吸光）法：光の透過率や吸光度を測定して濁度を推定しますが、色の影響を受けやすく、散乱光法より感度が落ちます。
• ISO 7027（赤外光ネフェロメトリー）：860 nm近傍の赤外光を用い、色素による干渉を低減します。国際標準として広く採用されています（結果はFNUで表現されることが多い）。
• EPA法（例：Method 180.1）：米国で用いられるネフェロメトリック測定の手順で、NTUで表示します。

校正と基準試料

フォルマジン（formazin）懸濁液が濁度測定の一次標準として使われます。機器はこの標準で校正し、器差や波長依存性を補正します。ただしフォルマジンは長期安定性に限界があるため、保管と取り扱いに注意が必要です。

測定時の注意点・サンプリングの要点

• 試料はできるだけ採取直後に測定する。保管時間が長いと粒子の沈降や凝集で変化する。
• 気泡、カップの汚れ、指紋は測定誤差の原因となるため除去する。
• 試料を強く攪拌すると粒子の分散状態が変わるため、測定前の取り扱いは規定に従う（軽く混和する等）。
• 色（溶解性色素）が強い場合、可視光を用いる測定では誤差が生じやすいため、赤外光測定（ISO 7027）を検討する。
• 温度や光源の安定性、機器の校正履歴を管理すること（QA/QC）。

濁度と他の水質指標との関係

濁度は総浮遊物質（TSS）と相関することが多いですが、必ずしも一対一ではありません。粒子の種類、大きさ、屈折率などで散乱特性が変わるため、同じTSSでも濁度が異なる場合があります。濁度は光透過性に関する即時的な指標として、TSSは質量ベースの指標として使い分けられます。

環境・公衆衛生上の意義

• 濁度が高いと水中の光透過が低下し、藻類や水生植物の生育に影響する。
• 高濁度は微生物や病原体の付着・保護を助け、消毒（例：塩素）効果を低下させることがあるため、飲料水処理では重要な管理項目である。
• 河川や湖沼の生態系保全、土砂流出や浚渫の評価、排水管理においても濁度は指標として使われる。

規制値の目安

国や用途によって許容される濁度は異なりますが、飲料水では一般に低い濁度が望まれます。たとえばWHOは多くの状況で1 NTU以下が望ましいとする指針を示していることが多く、浄水処理の運用規格ではさらに厳しい目標（例：ろ過後0.3 NTU以下を達成することを求めるなど）が設けられている場合があります。現地の法令や基準に従ってください。

まとめ（実務的ポイント）

• 濁度は光散乱を基にした光透過性の指標で、粉体・コロイド・藻類などが原因。
• 測定はネフェロメトリック法が標準。校正にはフォルマジンを用いる。
• サンプリングと前処理（気泡除去、迅速な測定、適切な校正）が結果の信頼性を左右する。
• 濁度はTSSや水の消毒効率、生態系影響と密接に関連するため、水質管理における重要指標である。

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