出典：建築物衛生管理技術者試験令和3年度(2021年)｜給水および排水の管理第127問
問題
排水の水質に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) pH値は、汚水の処理工程において変化するため、処理の進行状況を推定する際に用いられる。
(2) （BOD／COD）比が高い排水は、生物処理法より物理化学処理法が適している。
(3) 窒素化合物は、閉鎖性水域の富栄養化の原因物質の一つである。
(4) 総アルカリ度は、硝化・脱窒反応における指標として用いられる。
(5) ヘキサン抽出物質は、比較的揮発しにくい油脂類などである。
ビル管過去問｜排水の水質管理｜BOD・COD・窒素化合物・アルカリ度・油脂類を解説
この問題は、排水の水質指標に関する基本知識を問う問題です。pH、BOD、COD、窒素化合物、総アルカリ度、ヘキサン抽出物質といった代表的な水質項目について、それぞれが何を示し、どのような場面で使われるかを理解しているかが問われています。正解は(2)です。（BOD／COD）比が高い排水は、一般に生物分解されやすいため、生物処理法が適しており、物理化学処理法が適しているとする記述は不適切です。ほかの選択肢は、いずれも排水処理や水質管理の基本事項として適切な内容です。
(1) pH値は、汚水の処理工程において変化するため、処理の進行状況を推定する際に用いられる。
適切です。pHは水の酸性・アルカリ性の程度を示す基本的な指標であり、排水処理では非常に重要です。たとえば、生物処理では微生物が活動しやすいpHの範囲があり、酸性やアルカリ性に大きく偏ると処理性能が低下します。また、硝化反応ではアルカリ度が消費されるためpHが下がることがあり、処理の進み具合を把握する手がかりになります。このように、pH値の変化を見ることは、処理工程の異常や進行状況を判断するうえで有効です。
(2) （BOD／COD）比が高い排水は、生物処理法より物理化学処理法が適している。
不適切です。BODは微生物によって分解される有機物の量を示し、CODは酸化剤によって化学的に酸化される有機物の量を示します。したがって、（BOD／COD）比が高いということは、その排水中の有機物が微生物によって分解されやすい性質を持つことを意味します。このような排水は生物処理法との相性がよく、活性汚泥法などの生物処理が適しています。逆に、この比が低い排水は、生物分解しにくい成分を多く含む可能性があり、物理化学処理法の検討が必要になることがあります。設問文はこの関係を逆にしているため誤りです。
(3) 窒素化合物は、閉鎖性水域の富栄養化の原因物質の一つである。
適切です。富栄養化とは、湖沼や内湾など水の入れ替わりが少ない閉鎖性水域に、窒素やリンなどの栄養塩類が過剰に流入することで、藻類や植物プランクトンが異常増殖する現象です。窒素化合物はその代表的な原因物質の一つであり、水質悪化や悪臭、溶存酸素の低下などを引き起こします。排水中の窒素管理は、単に処理場内の問題ではなく、放流先の環境保全の観点からも重要です。
(4) 総アルカリ度は、硝化・脱窒反応における指標として用いられる。
適切です。総アルカリ度は、水中の酸を中和する能力を示す指標です。排水処理における硝化反応では、アンモニア性窒素が硝酸性窒素へ酸化される過程でアルカリ度が消費されます。そのため、硝化が進むと総アルカリ度は低下する傾向があります。一方、脱窒反応では条件によってアルカリ度が回復することがあります。このため、総アルカリ度の変化を追うことで、硝化や脱窒が適切に進んでいるかを判断する材料になります。窒素除去を伴う排水処理では特に大切な管理項目です。
(5) ヘキサン抽出物質は、比較的揮発しにくい油脂類などである。
適切です。ヘキサン抽出物質とは、試料中からヘキサンで抽出される物質の総称で、主として油脂類や鉱油類など、水に溶けにくく比較的揮発しにくい成分が対象になります。排水中にこれらが多いと、水面に浮上して景観や水環境を悪化させるほか、処理設備にも悪影響を及ぼすことがあります。そのため、厨房排水や工場排水などでは、油脂分の除去や管理が重要になります。ヘキサン抽出物質は、油分管理の代表的な指標として押さえておきたい項目です。
この問題で覚えるポイント
排水の水質管理では、各指標が何を測っているのかを整理して覚えることが重要です。BODは微生物が分解できる有機物の量を示し、CODは化学的に酸化される有機物の量を示します。BODとCODは似た指標ですが、BODのほうが生物分解性を反映しやすく、BOD／COD比が高いほど生物処理に適した排水であると判断しやすくなります。pHは処理工程の安定性を見る基本指標であり、生物処理では中性付近が重要です。窒素化合物やリン化合物は富栄養化の原因物質としてよく問われます。総アルカリ度は硝化で減少し、脱窒との関係も深いため、窒素除去と関連づけて理解しておくことが大切です。ヘキサン抽出物質は油脂類などを把握するための指標であり、水に溶けにくい油分管理の問題で頻出です。試験では、それぞれの指標の定義だけでなく、どの処理法と結びつくか、どの環境問題と関係するかまで押さえておくと正誤判断がしやすくなります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、BODとCODの意味をあいまいに覚えている受験者を狙ったものです。BOD／COD比が高いという表現だけを見ると、数値が大きいほうが処理しにくそうだと日常感覚で考えてしまい、物理化学処理法が適していると思い込みやすくなります。しかし実際には、この比が高いほど生物分解しやすい有機物が多いと判断します。また、pH、総アルカリ度、窒素化合物、ヘキサン抽出物質はいずれも実務的な管理項目であるため、細かな定義を曖昧にしていると「何となく正しそう」で流してしまいがちです。試験では、このように一見もっともらしい説明の中に、処理法の適否や指標の意味を逆転させた記述がよく出ます。用語の名前だけでなく、その値が高いと何を意味するのかまで一段深く理解しておくことが、ひっかけを見抜くコツです。