JP2016040533A - 生物粒子計数システム、生物粒子計数方法及び水質管理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検出する対象粒子を含む流体に対して生物粒子の死滅に有効となる処理を施した後に、生物粒子により放出される蛍光の強度が増加する所定時間の範囲内まで待機させた流体に向けて所定波長の光を照射する。そして、照射された光の作用により流体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光する。そして、受光された蛍光の強度に基づいて個々の対象粒子を生物粒子であると判定することにより流体内に存在する生物粒子を計数する。
【選択図】図1
Description
本発明の生物粒子計数システム及び生物粒子計数方法は、まず検出する対象粒子を含む流体に対して生物粒子の死滅に有効となる処理を施した後に、経過時間が生物粒子により放出される蛍光の強度が増加する所定時間の範囲内となるまで待機させた流体に向けて所定波長の光を照射し、照射された光の作用により流体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光する。そして、受光された蛍光の強度に基づいて個々の対象粒子を生物粒子であると判定することにより流体内に存在する生物粒子を計数する。
この態様では、生物粒子により放出される蛍光について、生物粒子の死滅に有効となる処理を施した後の時間経過に伴う蛍光強度の変化を予め測定により割り出しておき、その結果に基づいて決定した時間の範囲で生物粒子の検出を行う。こうすることにより蛍光強度が増加し、より検出しやすい状態となった生物粒子を検出することができるため、生物粒子の計数精度をより一層向上させることができる。
この態様によれば、オゾン、電解水の注入又は紫外線の照射といういずれも所定濃度かつ所定時間の範囲内において作用すれば生物粒子の放出する蛍光の強度を増加させる上で効果的となる処理を施した上で流体内に存在する生物粒子の検出を行うため、より高精度な検出及び計数を行うことが可能となる。
この態様によれば、浄水処理の途上にある水中に存在する生物粒子の個数をリアルタイムに計数することができるため、浄水過程の水中において生物粒子がどの程度残存しているのかを監視しながら、測定結果に基づいて薬剤の投入量を調整する等、その後の浄水処理において適切な処置を施すことが可能となる。
処理部は、図1のステップS1に当たる処理を実行する。すなわち、試料容器530から試料液体を取り出して貯留部510に流入させ、この液体に対して死滅処理に用いる所定濃度の殺菌剤(オゾンなど)を殺菌剤注入器520から注入させる。
待機部は、図1のステップS2に当たる処理を実行する。すなわち、処理部で死滅処理が施された後の経過時間が生物粒子により放出される蛍光の強度が増加する所定時間の範囲内となるまで待機する。
計数部は、図1のステップS4に当たる処理を実行する。すなわち、光照射受光部が測定した蛍光強度に基づいて、試料液体中に存在する生物粒子の個数を計数する。ここで、光照射受光部による蛍光強度の測定及び計数部による生物粒子数の計数には、測定器(生物粒子計数器)550を用いる。
図3は、水道水から培養された従属栄養細菌を表す図である。
水道水には複数種類の菌類が存在している。図3に示される赤色小型コロニー(参照符号A)は、赤色の菌類(従属栄養細菌)からなる小型のコロニーが形成されている様子を表している。本発明の発明者は、この赤色小型コロニーを実験に用いて本発明の有効性を確認している。
図4は、赤色小型コロニーを含む試料水に対してオゾン水を注入した場合の時間経過に伴う蛍光及び散乱光の強度分布の変化を示す散布図である。図4中(A)は、500mlの試料水に1.5ppmの濃度のオゾン水を1ml注入した場合について、また図4中(B)は、500mlの試料水に1.5ppmの濃度のオゾン水を25ml注入した場合について、オゾン水注入時点を起点として段階的に時間が経過した後の粒子による蛍光及び散乱光の強度の変化を散布図で表したものである。
これまでに説明した実施形態においては、処理部に殺菌剤注入器が設けられていたのに対し、この構成例による生物粒子計数システム710では、殺菌剤注入器520に代わって照射器610が設けられている。死滅処理として紫外線の照射を行う場合には、例えば試料容器530から取り出した試料液体を貯留部510に流入させ、この試料液体に対し、所定時間の範囲内の時間が経過するまで継続して照射器610により紫外線の照射を行う。その後で、紫外線の照射がなされた試料液体中に存在する生物粒子の蛍光強度を測定器550により測定し試料液体内に存在する生物粒子の個数を計数する。
また、図6に示されるように、照射器610は例えば貯留部510の内部に備えられる。貯留部510の内部に備えられることにより、試料液体に対し近距離で紫外線を照射することができる。照射する紫外線の強度が生物粒子の蛍光強度を増加させるのに十分であれば、貯留部510の外部に照射器610を備えてもよい。
実験場やプール、浄水場等のように、水が重要な施設においては、一定の水質を維持できるよう常にその水質を監視し、基準を超える量の生物粒子が水中に含まれる場合には、例えば殺菌剤の注入量を増やすことにより確実に殺菌を行う等、状況に応じた適切な処置が必要となる。このような水質管理の場面で生物粒子計数システム700を活用することができる。以下に、浄水場の浄水システム800を例に挙げて説明する。
例えば、上述の実施形態においては試料流体が液体の水である場合を想定して説明したが、試料流体は液体に限定されず、気体でもよい。また、図7における試料流体として液体を想定した説明を行っているが、試料流体が気体の場合においても、同様の構成により自家蛍光を検出することができる。
2 蛍光計数部(計数手段)
510 貯留部
520 殺菌剤注入器
530 試料容器
550 測定器(生物粒子計数器)
560 分流器
610 照射器
620 流路部
700,710 生物粒子計数システム
800 浄水システム
802 水源
804,806 浄化設備
820 中央監視制御装置
830 殺菌剤注入制御装置
Claims (7)
- 検出する対象粒子を含む流体に対し、生物粒子の死滅に有効となる処理を施す処理手段と、
前記処理を施した後の経過時間が所定時間の範囲内にある前記流体に向けて所定波長の光を照射する処理後照射手段と、
前記処理後照射手段により照射された光の作用により前記流体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光する受光手段と、
前記受光された蛍光の強度に基づいて個々の前記対象粒子を生物粒子であると判定することにより前記流体内に存在する生物粒子を計数する計数手段と
を備え、
前記経過時間が前記所定時間の範囲にある場合において、
前記受光手段により受光される前記生物粒子により放出される蛍光の強度が増加することを特徴とする生物粒子計数システム。 - 請求項1に記載の生物粒子計数システムにおいて、
前記所定時間の範囲は、
前記生物粒子の死滅に有効となる処理を施した後の生物粒子による蛍光強度の時間特性に基づき設定していることを特徴とする生物粒子計数システム。 - 請求項1又は2に記載の生物粒子計数システムにおいて、
前記処理手段は、
前記流体が液体である場合には前記流体に所定濃度のオゾン又は電解水を注入するか、もしくは、紫外線を連続照射することを前記生物粒子の死滅に有効となる処理として施し、前記流体が気体である場合には前記流体に所定濃度のオゾンを注入するか、もしくは、紫外線を連続照射することを前記生物粒子の死滅に有効となる処理として施すことを特徴とする生物粒子計数システム。 - 検出する対象粒子を含む流体に対して生物粒子の死滅に有効となる処理を施す処理工程と、
前記処理工程を経た後の経過時間が所定時間の範囲内となるまで待機する待機工程と、
前記待機工程を経た前記流体に向けて所定波長の光を照射し、前記光の作用により前記流体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光する受光工程と、
前記受光された蛍光の強度に基づいて個々の前記対象粒子を生物粒子であると判定することにより前記流体内に存在する生物粒子を計数する計数工程と
を含み、
前記経過時間が所定時間の範囲内にある場合において、
前記受光工程により受光される前記生物粒子により放出される蛍光の強度が増加することを特徴とする生物粒子計数方法。 - 請求項4に記載の生物粒子計数方法において、
前記所定時間の範囲は、
前記処理工程を経た後の生物粒子による蛍光強度の時間特性に基づき設定されていることを特徴とする生物粒子計数方法。 - 請求項4又は5に記載の生物粒子計数方法において、
前記処理工程では、
前記流体が液体である場合には前記流体に所定濃度のオゾン又は電解水を注入するか、もしくは、紫外線を連続照射することを前記生物粒子の死滅に有効となる処理として施し、前記流体が気体である場合には前記流体に所定濃度のオゾンを注入するか、もしくは、紫外線を連続照射することを前記生物粒子の死滅に有効となる処理として施すことを特徴とする生物粒子計数方法。 - 水源から取り入れた水を対象として浄化処理を行う浄水施設において、
浄水過程の水路上に請求項1乃至3の何れかに記載の生物粒子計数システムが設置されており、
前記生物粒子計数システムにより計数された生物粒子の個数に基づいて、浄水過程における生物粒子を死滅させるために用いる殺菌剤の注入量を決定することを特徴とする水質監視システム。
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