夏休みには川に遊びに行くこともあるでしょう。
川遊びの時に、自由研究を終わらせてしまうと良いですね。
最近は環境教育が積極的に行われるようになっているので、そういう点からもおすすめのテーマになります。
この記事では水質検査のやり方を紹介しているので、参考にしてください。
以下は僕の自己紹介です。
水質検査のやり方
身近な川の水の汚れを、かんたんな測定方法で調べること。
| 分野 | 化学 |
| 難易度 | ★★ |
| 必要な時間 | 60分 |
準備物
水質検査のやり方の準備物は、次の通りです。
器具
- バケツ
- ポリびん
- ビーカー
- ピンセット
- pH試験紙
- パックテスト用試験薬
- 導電率計
- 溶存酸素測定用キット
- 温度計
▼自由研究で使うポリびんはコレがベスト
▼このビーカーは使いやすくておすすめ
▼pH試験紙ならこれを選べば大丈夫
▼パックテスト用試験薬は、これがおすすめ
▼導電率計はこれが使いやすくてリーズナブル
▼自由研究の溶存酸素測定用キットはこれ一択です
手順
水質を調べる方法
水質を調べる方法は、次の８つのSTEPです。
ビーカーに検水を静かに入れ、試薬の入ったアンプルの先端を折る。アンプル中に吸い込まれた検水と試薬をよく混ぜて、標準色素と比較する
ビーカーに検水を入れ、電極部分を浸して導電率を調べる
生活排水を調べる方法
生活排水を調べる方法は、次の３つのSTEPです。
①きれいな河川水を別のビーカーに50ml取り、温度を測定する
②10倍に薄めたしょうゆを0.2ml程度加え、かき混ぜる
③パックテストを用いてCODを測定する
④みそ汁、牛乳、洗濯排水、中性洗剤についても①～③の操作を行う
アドバイス
- 川の水は、川の真ん中の流れのある所から採取しましょう。
- 採水びんには事前に、採集場所や採集年月日を書いておいてください。
- pHは検水中の二酸化炭素濃度に影響されるので、採水後ただちに測定しましょう。
- 汚れた河川水は校庭の池の水や水槽の水を目安にしましょう。
- 家庭排水の汚れの元となる「しょうゆ」「みそ汁」などは濃度が大きすぎるとパックテストで測定できなくなるので、10倍程度にうすめる必要があります。
考察ポイント
【水質を調べる方法】
- COD(科学的酸素要求量)を理解しましょう。
→有機汚染指標の代表例で、水中の有機物を酸化するための酸化剤の量を酸素に換算した値のこと。単位はppmを用います。
- DO(溶存酸素)を理解しましょう。
→汚染されていない河川水には、約9.0g/ｌ(20℃)の酸素が溶けています。水中に有機物などの汚染物質があると、その分解に酸素が使われるので溶存酸素は水質汚濁の指標になります。
- 導電率を理解しましょう。
→水中の無機イオンの総量を表し、汚れの目安に用いられます。
| 検水 | 伝導率 |
|---|---|
| 雨水 | 10～30 |
| 川の上流の水 | 50～100 |
| 川の下流の水 | 200～400 |
【生活排水を調べる方法】
- 汚れた河川水ときれいな河川水の有機物の汚れの大きさを調べましょう。
→汚れた河川水のCODは、20ppm程度になります。上流のきれいな河川のCODは、ほぼ0ppmになります。
| サンプル | COD |
|---|---|
| うすめた牛乳 | 20～50 |
| しょうゆ | 50～100 |
| 中性洗剤 | 20～50 |
- CODの指標を確認しておきましょう。
| COD | 汚染のレベル |
|---|---|
| 1以下 | ヤマメやイワナが住める渓流 |
| 1～2 | 雨水 |
| 5以下 | コイやフナが住める |
| 5～10 | 河川の下流の水 |
| 10以上 | 下水 |
- CODを5ppm以下にするには、どのくらい薄める必要があるのかを計算で求めましょう。
→牛乳のCOD値が10000ppmの場合、「10,000÷5＝2,000」となり 2,000倍に希釈する必要があると分かります。
→OD値が10000ppmの牛乳200mlを5ppm以下にするためには「0.2×2,000＝400」となり 、400Lも水が必要だと分かります。とんでもない量の水です。
自由研究で困ったら…
自由研究が終わったらレポートにまとめていきます。
まとめ方は自由研究のまとめ方の記事を読めばバッチリです。
自由研究で悩んだら、僕に直接質問することも可能です。
困ったことがあれば、公式LINEから連絡してくださいね。
最後まで読んでいただき、ありがとうございました。
この記事が自由研究の役立つことを祈っています。
最高の自由研究を通して、充実した夏休みにしてください！
