出典：建築物衛生管理技術者試験令和4年度(2022年)｜給水および排水の管理第110問
問題
水道水の塩素消毒に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) CT値とは、塩素濃度と接触時間の積である。
(2) 反応速度は、温度が高くなるほど速くなる。
(3) 消毒効果は、懸濁物質の種類、大きさ、濃度、微生物の種類等によって、低下の程度が変わる。
(4) 刺激臭を有するため、異臭味が生じる。
(5) アルカリ側で消毒効果が高まる。
ビル管過去問｜水道水の塩素消毒 CT値・消毒効果・pHと塩素の関係を解説
この問題は、水道水の塩素消毒に関する基本事項として、CT値の意味、温度と反応速度の関係、懸濁物質が消毒に与える影響、塩素による臭気、そしてpHと消毒効果の関係を問うものです。正しい知識としては、CT値は塩素濃度と接触時間の積であり、温度が高いほど反応は進みやすく、懸濁物質や微生物の条件によって消毒効果は左右され、塩素は刺激臭や異臭味の原因になることがあります。一方で、pHについてはアルカリ側ほど消毒効果が高まるのではなく、一般に酸性側に近いほど有効な次亜塩素酸の割合が増えるため、消毒効果は高くなります。したがって、最も不適当なのは(5)です。
(1) CT値とは、塩素濃度と接触時間の積である。
適切です。CT値とは、消毒剤の濃度と、その消毒剤が微生物に接触している時間を掛け合わせた値です。たとえば同じ消毒効果を得る場合でも、塩素濃度が高ければ短時間で効果を得やすく、逆に濃度が低ければより長い接触時間が必要になります。この考え方は消毒の強さを評価する基本であり、水処理分野では非常に重要です。単に塩素を入れればよいのではなく、どのくらいの濃度でどのくらい接触させるかが大切だと理解しておくと整理しやすいです。
(2) 反応速度は、温度が高くなるほど速くなる。
適切です。一般に化学反応や殺菌反応は、温度が高いほど進みやすくなります。塩素消毒でも同様で、水温が高いほうが微生物への作用は速く現れやすくなります。逆に水温が低いと反応が進みにくく、同じ塩素濃度でも十分な消毒効果を得るまでに時間がかかることがあります。試験では、温度が高いほど反応が速いという基本原則を押さえておくことが大切です。
(3) 消毒効果は、懸濁物質の種類、大きさ、濃度、微生物の種類等によって、低下の程度が変わる。
適切です。水中に懸濁物質が多いと、微生物がその陰に隠れるような状態になり、塩素が十分に接触しにくくなることがあります。また、微生物にも塩素に弱いものと比較的強いものがあり、同じ条件でも消毒の効き方は異なります。さらに、懸濁物質の粒が大きいか小さいか、どのくらい多く含まれているかによっても影響は変わります。つまり、塩素消毒の効果は単純に塩素量だけで決まるのではなく、水質や対象微生物の性質を含めて考える必要があります。
(4) 刺激臭を有するため、異臭味が生じる。
適切です。塩素は独特の刺激臭を持つため、残留塩素がある水ではにおいや味に違和感を覚えることがあります。水道水で塩素臭を感じることがあるのはこのためです。ただし、塩素消毒は安全な水を供給するうえで重要な役割を担っており、多少の臭気があること自体は直ちに異常とは限りません。試験では、塩素には消毒という利点がある一方で、臭気や味への影響があるという両面を理解しておくことが大切です。
(5) アルカリ側で消毒効果が高まる。
不適切です。これは逆です。塩素消毒では、水中で次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンが存在しますが、消毒効果が高いのは主に次亜塩素酸です。水のpHが低めで酸性側に近いほど、次亜塩素酸の割合が増えるため、消毒効果は高くなります。反対に、アルカリ側では次亜塩素酸イオンの割合が増え、消毒力は低下しやすくなります。そのため、pHと塩素の化学形の関係を正しく押さえることが、この問題の最大のポイントです。
この問題で覚えるポイント
塩素消毒では、消毒効果を評価する基本としてCT値を押さえることが重要です。CT値は消毒剤濃度と接触時間の積であり、濃度だけでも時間だけでもなく、その両方の組合せで効果を考えます。また、温度が高いほど反応速度は速くなり、一般に消毒は進みやすくなります。さらに、懸濁物質が多い水では塩素が微生物に届きにくくなり、消毒効果が下がることがあります。微生物の種類によっても塩素への抵抗性は異なるため、水質と対象微生物の両方を見る必要があります。
pHとの関係も頻出です。塩素は水中で次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンとして存在し、消毒力が強いのは次亜塩素酸です。そのため、酸性側に近いほど消毒効果は高くなり、アルカリ側では低下しやすくなります。試験では、酸性側で消毒効果が高いという原則を正確に覚えることが正誤判断に直結します。加えて、塩素は消毒に有効である一方、刺激臭や異臭味の原因にもなり得ることをセットで覚えておくと、実務的な理解にもつながります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、塩素消毒の実務的な印象と化学的な正解をずらしている点にあります。受験者は、アルカリ性の洗剤や薬品に強い殺菌力のイメージを持っているため、アルカリ側のほうが消毒効果も高そうだと考えやすいです。しかし、塩素消毒では重要なのは一般的な印象ではなく、水中でどの化学種が多く存在するかです。つまり、日常感覚ではなく、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンの割合で判断しなければなりません。
また、CT値や温度、懸濁物質の影響といった他の選択肢がいずれも基本事項として自然な内容なので、最後のpHの記述も流れで正しそうに見えてしまう点も罠です。このように、他が素直な記述で並んでいる中に、よく似たもっともらしい誤文を混ぜるのは典型的な出題パターンです。今後も、消毒効果が高い条件を問われたら、感覚ではなく、酸性側で次亜塩素酸が増えるという原理から判断するようにすると、同テーマの問題に強くなれます。
