JPH11125628A - 水棲生物を用いた水質連続監視方法 - Google Patents
水棲生物を用いた水質連続監視方法Info
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- JPH11125628A JPH11125628A JP28897597A JP28897597A JPH11125628A JP H11125628 A JPH11125628 A JP H11125628A JP 28897597 A JP28897597 A JP 28897597A JP 28897597 A JP28897597 A JP 28897597A JP H11125628 A JPH11125628 A JP H11125628A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】毒物を誤報なく検出し、容易に水質の連続監視
を行なうことができる水棲生物を用いた水質連続監視方
法を提供する。 【解決手段】水棲生物の活動によって水中に放出される
電位の絶対値を単位時間で積算して活動量として検出
し、この検出された活動量Ｘn と直前の一定検出回数ｎ
−１の活動量Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn-1 との移動平均値Ｘ
（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ）を水質異常の媒介変数として、この
移動平均値Ｘが管理限界値を超えたときに水質異常と判
定する水質連続監視方法において、少なくとも２つの水
質監視装置を用いて水質監視を行ない、一方の装置Ａか
ら検出される活動量の移動平均値ＸAがその管理限界値
を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検出される活動
量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超えた場合に水
質異常と判定し（但し、５≦ｎ≦120 ）、警報器１６
から警報を出力するようにした。
を行なうことができる水棲生物を用いた水質連続監視方
法を提供する。 【解決手段】水棲生物の活動によって水中に放出される
電位の絶対値を単位時間で積算して活動量として検出
し、この検出された活動量Ｘn と直前の一定検出回数ｎ
−１の活動量Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn-1 との移動平均値Ｘ
（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ）を水質異常の媒介変数として、この
移動平均値Ｘが管理限界値を超えたときに水質異常と判
定する水質連続監視方法において、少なくとも２つの水
質監視装置を用いて水質監視を行ない、一方の装置Ａか
ら検出される活動量の移動平均値ＸAがその管理限界値
を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検出される活動
量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超えた場合に水
質異常と判定し（但し、５≦ｎ≦120 ）、警報器１６
から警報を出力するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は魚などの水棲生物を
用いた水質連続監視方法に関するものである。
用いた水質連続監視方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から河川流域には多くの人々が生活
しているため、水道水源となる河川水中にも毒物混入の
危険性がある。しかし、魚などの死骸が浮上して始めて
事故の発生に気付く場合が多く、発見した当初は原因物
質が不明であることが多い。このような状況下では、水
棲生物の死以前に現れる生理反応を用いた早期の安全確
認が重要である。従来から、魚や甲殻類などの水棲生物
がその環境水質の変化に対して敏感に反応することはよ
く知られており、すでに水質監視に役立てようとする試
みが多く行なわれている。その中で注目すべき技術とし
て魚の活動電位を用いた水中の毒物監視法（特開平４−
203961号公報）があるが、この方法は魚が活動するとき
に、えら、口、ひれなどの動きによって水中に放出され
る活動電位を検出し、その電位の絶対値を単位時間で積
算した値を活動量とし、この活動量が平常時の上限値を
超えたときあるいは、ゼロになったときに毒物が流入し
たと判定するものであり、最も実用化されているもので
ある。
しているため、水道水源となる河川水中にも毒物混入の
危険性がある。しかし、魚などの死骸が浮上して始めて
事故の発生に気付く場合が多く、発見した当初は原因物
質が不明であることが多い。このような状況下では、水
棲生物の死以前に現れる生理反応を用いた早期の安全確
認が重要である。従来から、魚や甲殻類などの水棲生物
がその環境水質の変化に対して敏感に反応することはよ
く知られており、すでに水質監視に役立てようとする試
みが多く行なわれている。その中で注目すべき技術とし
て魚の活動電位を用いた水中の毒物監視法（特開平４−
203961号公報）があるが、この方法は魚が活動するとき
に、えら、口、ひれなどの動きによって水中に放出され
る活動電位を検出し、その電位の絶対値を単位時間で積
算した値を活動量とし、この活動量が平常時の上限値を
超えたときあるいは、ゼロになったときに毒物が流入し
たと判定するものであり、最も実用化されているもので
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生物の
生理生態反応は複雑であり、光、音、人影などの周囲か
らの外乱により突発的に原因不明の活動量の増大があ
り、瞬時的に管理限界値を超えることがあった。さら
に、生物には個体差があり、単一の監視では誤報の可能
性があった。また、水棲生物には日周変動、季節変動な
どにより不定期の活動期や静止期があり、平常時の活動
量の上限値を求めるには、刻々と検出される活動量の最
大値を定期的にチェックしなければならないという問題
点が残っていた。
生理生態反応は複雑であり、光、音、人影などの周囲か
らの外乱により突発的に原因不明の活動量の増大があ
り、瞬時的に管理限界値を超えることがあった。さら
に、生物には個体差があり、単一の監視では誤報の可能
性があった。また、水棲生物には日周変動、季節変動な
どにより不定期の活動期や静止期があり、平常時の活動
量の上限値を求めるには、刻々と検出される活動量の最
大値を定期的にチェックしなければならないという問題
点が残っていた。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するもの
で、毒物を誤報なく検出し、容易に水質の連続監視を行
なうことができる水棲生物を用いた水質連続監視方法を
提供することを目的とするものである。
で、毒物を誤報なく検出し、容易に水質の連続監視を行
なうことができる水棲生物を用いた水質連続監視方法を
提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、水棲生物の活動によって水中に放出される
電位の絶対値を単位時間で積算して活動量として検出
し、この検出された活動量Ｘn と直前の一定検出回数ｎ
−１の活動量Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn-1 との移動平均値Ｘ
（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ）を水質異常の媒介変数として、この
移動平均値Ｘが管理限界値を超えたときに水質異常と判
定する水質連続監視方法において、少なくとも２つの水
質監視装置を用いて水質監視を行ない、一方の装置Ａか
ら検出される活動量の移動平均値ＸA がその管理限界値
を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検出される活動
量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超えた場合に水
質異常と判定する（但し、５≦ｎ≦120 ）ことを特徴と
する水棲生物を用いた水質連続監視方法を要旨とするも
のである。また本発明は、上記の水質連続監視方法にお
ける水質異常を判定する管理限界値が、検出された活動
量Ｘn の直前の一定検出回数m の活動量Ｘ1 ，Ｘ2 ，
…，Ｘm の移動平均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準
偏差σ（σ＝√Σ（Ｘm −Ｘ’）2 ／ｍ）から求めた管
理限界値（Ｘ’＋ａσ）である（但し、３≦ａ≦５，
10≦ｍ≦720 ）ことを特徴とする水棲生物を用いた水
質連続監視方法を要旨とするものである。
に本発明は、水棲生物の活動によって水中に放出される
電位の絶対値を単位時間で積算して活動量として検出
し、この検出された活動量Ｘn と直前の一定検出回数ｎ
−１の活動量Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn-1 との移動平均値Ｘ
（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ）を水質異常の媒介変数として、この
移動平均値Ｘが管理限界値を超えたときに水質異常と判
定する水質連続監視方法において、少なくとも２つの水
質監視装置を用いて水質監視を行ない、一方の装置Ａか
ら検出される活動量の移動平均値ＸA がその管理限界値
を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検出される活動
量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超えた場合に水
質異常と判定する（但し、５≦ｎ≦120 ）ことを特徴と
する水棲生物を用いた水質連続監視方法を要旨とするも
のである。また本発明は、上記の水質連続監視方法にお
ける水質異常を判定する管理限界値が、検出された活動
量Ｘn の直前の一定検出回数m の活動量Ｘ1 ，Ｘ2 ，
…，Ｘm の移動平均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準
偏差σ（σ＝√Σ（Ｘm −Ｘ’）2 ／ｍ）から求めた管
理限界値（Ｘ’＋ａσ）である（但し、３≦ａ≦５，
10≦ｍ≦720 ）ことを特徴とする水棲生物を用いた水
質連続監視方法を要旨とするものである。
【０００６】すなわち、本発明の水質連続監視方法に使
用する各水質監視装置においては、判定しようとする活
動量検出値（Ｘn ）と直前の一定検出回数ｎ−１の活動
量との平均値Ｘ（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ、但し、５≦ｎ≦120
）（以下、移動平均値という。）を水質異常の媒介変
数として、この移動平均値Ｘが管理限界値を超えたとき
に水質異常と判定する。このように判定しようとする活
動量検出値Ｘn を、その一定期間前の活動量を用いて平
均化し、移動平均値Ｘを求めて、水質監視の媒介変数に
使うことにより、従来のＸn という単位時間ごとの活動
量の瞬時値を用いる方法に比べて、突発的な活動量の変
化を吸収でき、誤報を大幅に減少することができる。
用する各水質監視装置においては、判定しようとする活
動量検出値（Ｘn ）と直前の一定検出回数ｎ−１の活動
量との平均値Ｘ（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ、但し、５≦ｎ≦120
）（以下、移動平均値という。）を水質異常の媒介変
数として、この移動平均値Ｘが管理限界値を超えたとき
に水質異常と判定する。このように判定しようとする活
動量検出値Ｘn を、その一定期間前の活動量を用いて平
均化し、移動平均値Ｘを求めて、水質監視の媒介変数に
使うことにより、従来のＸn という単位時間ごとの活動
量の瞬時値を用いる方法に比べて、突発的な活動量の変
化を吸収でき、誤報を大幅に減少することができる。
【０００７】さらに、本発明においては、上記の少なく
とも２つの水質監視装置を用いて水質監視を行ない、一
方の装置Ａから検出される活動量の移動平均値ＸA がそ
の管理限界値を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検
出される活動量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超
えたときに真の水質異常と判定し、警報を発することに
より多重の監視を行ない、供試生物の個体差や装置特性
などの影響をなくし、さらに誤報を少なくできて高精度
の監視をすることができる。少なくとも２つの水槽に入
れる供試生物としては、毒物に対して同程度の感度を有
する水棲生物が好ましいが、混入する危険性のある毒物
が多様の場合などは、毒物に対して感度の少し異なる異
種の生物、例えば、魚とエビなど複数種を用いても良
い。
とも２つの水質監視装置を用いて水質監視を行ない、一
方の装置Ａから検出される活動量の移動平均値ＸA がそ
の管理限界値を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検
出される活動量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超
えたときに真の水質異常と判定し、警報を発することに
より多重の監視を行ない、供試生物の個体差や装置特性
などの影響をなくし、さらに誤報を少なくできて高精度
の監視をすることができる。少なくとも２つの水槽に入
れる供試生物としては、毒物に対して同程度の感度を有
する水棲生物が好ましいが、混入する危険性のある毒物
が多様の場合などは、毒物に対して感度の少し異なる異
種の生物、例えば、魚とエビなど複数種を用いても良
い。
【０００８】なお、各装置における管理限界値として
は、従来のように平常時の活動量の上限値を採用し一定
値としても良いが、検出された活動量Ｘn の直前の一定
検出回数m の活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm ）の移動平
均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準偏差σ（σ＝√Σ
（Ｘm −Ｘ’）2 ／ｍ）を用いて管理限界値（Ｘ’＋ａ
σ）を求め、これらの値を検出値ごとに更新していくこ
とにより活動量の経時変動に追従した水質監視を行なう
ことができるため好ましい。すなわち、各装置の移動平
均値（Ｘ）が管理限界値（Ｘ’＋ａσ）を超えた場合
に、各装置における水質異常と判定する（但し、３≦ａ
≦５， 10≦ｍ≦720 ）。このように、管理限界値
Ｘ’＋ａσを使用することにより、自動的に管理限界値
を設定できる。
は、従来のように平常時の活動量の上限値を採用し一定
値としても良いが、検出された活動量Ｘn の直前の一定
検出回数m の活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm ）の移動平
均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準偏差σ（σ＝√Σ
（Ｘm −Ｘ’）2 ／ｍ）を用いて管理限界値（Ｘ’＋ａ
σ）を求め、これらの値を検出値ごとに更新していくこ
とにより活動量の経時変動に追従した水質監視を行なう
ことができるため好ましい。すなわち、各装置の移動平
均値（Ｘ）が管理限界値（Ｘ’＋ａσ）を超えた場合
に、各装置における水質異常と判定する（但し、３≦ａ
≦５， 10≦ｍ≦720 ）。このように、管理限界値
Ｘ’＋ａσを使用することにより、自動的に管理限界値
を設定できる。
【０００９】本発明において、水棲生物の活動によって
水中に放出される電位の絶対値を単位時間で積算して活
動量として検出する装置については、上記の魚の活動電
位を用いた水中の毒物監視法（特開平４−203961号公
報）に記載の方法および装置を用いることができる。す
なわち水棲生物が入った水槽、水中に放出される活動電
位を定量的に取り出すセンサー電極、プリアンプ、周波
数選別器、Ａ／Ｄ変換器および活動電位の絶対値を単位
時間当り積算し、水質異常を判定する信号処理器からな
るものである。なお前記単位時間としてはデータの信頼
性、感度などの点から30秒〜５分間が好適である。本発
明では、各水質監視装置において、検出された活動量Ｘ
n と直前の一定検出回数ｎ−１の活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，
…，Ｘn-1）との移動平均値Ｘ（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ）を水
質異常の媒介変数として、各々の水質監視装置における
水質異常を判定するが、検出回数ｎは５〜120 の範囲で
選定することが必要で、ｎが５より少ない場合、突発的
な活動量の変化を吸収するのが難しく、ｎを120 より多
くすると、逆に活動量の変動が表せないため好ましくな
い。
水中に放出される電位の絶対値を単位時間で積算して活
動量として検出する装置については、上記の魚の活動電
位を用いた水中の毒物監視法（特開平４−203961号公
報）に記載の方法および装置を用いることができる。す
なわち水棲生物が入った水槽、水中に放出される活動電
位を定量的に取り出すセンサー電極、プリアンプ、周波
数選別器、Ａ／Ｄ変換器および活動電位の絶対値を単位
時間当り積算し、水質異常を判定する信号処理器からな
るものである。なお前記単位時間としてはデータの信頼
性、感度などの点から30秒〜５分間が好適である。本発
明では、各水質監視装置において、検出された活動量Ｘ
n と直前の一定検出回数ｎ−１の活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，
…，Ｘn-1）との移動平均値Ｘ（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ）を水
質異常の媒介変数として、各々の水質監視装置における
水質異常を判定するが、検出回数ｎは５〜120 の範囲で
選定することが必要で、ｎが５より少ない場合、突発的
な活動量の変化を吸収するのが難しく、ｎを120 より多
くすると、逆に活動量の変動が表せないため好ましくな
い。
【００１０】さらに、本発明では、少なくとも２つの水
質監視装置を用いて水質監視を行ない、一方の装置Ａか
ら検出される活動量の移動平均値ＸA がその管理限界値
を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検出される活動
量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超えたときに水
質異常と判定するが、水質監視装置の数としては２〜４
で十分であり、多すぎると煩雑になり、好ましくない。
また、複数の監視装置が管理限界値を超える時間幅は30
分以内、好ましくは15分以内が好ましく、30分を超える
と異常発生の把握が遅くなる恐れがあり、また水質異常
以外の原因による誤報の可能性も出てくる。
質監視装置を用いて水質監視を行ない、一方の装置Ａか
ら検出される活動量の移動平均値ＸA がその管理限界値
を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検出される活動
量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超えたときに水
質異常と判定するが、水質監視装置の数としては２〜４
で十分であり、多すぎると煩雑になり、好ましくない。
また、複数の監視装置が管理限界値を超える時間幅は30
分以内、好ましくは15分以内が好ましく、30分を超える
と異常発生の把握が遅くなる恐れがあり、また水質異常
以外の原因による誤報の可能性も出てくる。
【００１１】なお、従来は検出された活動量Ｘn が平常
時の活動量の上限値を超えた場合、水質異常と判定して
いたが、本発明の各水質監視装置においては、判定しよ
うとする活動量検出値（Ｘn ）の直前の一定検出回数ｍ
の活動量の移動平均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準
偏差σ（σ＝√Σ（Ｘm −Ｘ’）2 ／ｍ）から管理限界
値（Ｘ’＋ａσ）を求め、この管理限界値と活動量の移
動平均値（Ｘ）を対比して、移動平均値Ｘが管理限界値
を超えたときに水質異常と判定する。また、上記の検出
回数ｍは10〜720 の範囲で選定することが必要で、ｍが
10より少ない場合、活動量の変化を平均化するのが難し
く、ｍを720 より多くすると検出単位時間にもよるが、
活動量の経時変動に追従できないため好ましくない。ま
た、管理限界値の設定において、例えば移動平均値
（Ｘ）が管理限界値（Ｘ’＋ａσ）より大きいとき、異
常値の稀釈化を防ぐために、管理限界値を超えた移動平
均値（Ｘ）を除外して次の検出値Ｘn+1 のための平均
値、標準偏差、管理限界値の計算のためには使わず、Ｘ
n+1 の判定には前回の管理限界値（Ｘ’＋ａσ）を用い
ることが好ましい。次に管理限界値の算出に用いるａ
は、判定しようとする活動量検出値Ｘn の直前の一定検
出回数ｍの活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm ）の99％以上
が（Ｘ’＋ａσ）以内に含まれるように３〜５の範囲で
選定することが必要である。
時の活動量の上限値を超えた場合、水質異常と判定して
いたが、本発明の各水質監視装置においては、判定しよ
うとする活動量検出値（Ｘn ）の直前の一定検出回数ｍ
の活動量の移動平均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準
偏差σ（σ＝√Σ（Ｘm −Ｘ’）2 ／ｍ）から管理限界
値（Ｘ’＋ａσ）を求め、この管理限界値と活動量の移
動平均値（Ｘ）を対比して、移動平均値Ｘが管理限界値
を超えたときに水質異常と判定する。また、上記の検出
回数ｍは10〜720 の範囲で選定することが必要で、ｍが
10より少ない場合、活動量の変化を平均化するのが難し
く、ｍを720 より多くすると検出単位時間にもよるが、
活動量の経時変動に追従できないため好ましくない。ま
た、管理限界値の設定において、例えば移動平均値
（Ｘ）が管理限界値（Ｘ’＋ａσ）より大きいとき、異
常値の稀釈化を防ぐために、管理限界値を超えた移動平
均値（Ｘ）を除外して次の検出値Ｘn+1 のための平均
値、標準偏差、管理限界値の計算のためには使わず、Ｘ
n+1 の判定には前回の管理限界値（Ｘ’＋ａσ）を用い
ることが好ましい。次に管理限界値の算出に用いるａ
は、判定しようとする活動量検出値Ｘn の直前の一定検
出回数ｍの活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm ）の99％以上
が（Ｘ’＋ａσ）以内に含まれるように３〜５の範囲で
選定することが必要である。
【００１２】本発明においてはブザーまたはストロボな
どの発光装置などを装置に組み込み、水質異常が発生し
た場合、警報を発生するようにすれば異常時を早期に確
認することができる。
どの発光装置などを装置に組み込み、水質異常が発生し
た場合、警報を発生するようにすれば異常時を早期に確
認することができる。
【００１３】このような構成により、水棲生物の環境水
質の変化に対する生理生態的な敏感な反応を利用し、そ
の反応として水棲生物の活動量の変化、すなわち、え
ら、口、ひれなどの動きにより水中に放出される活動電
位の変化に着目して水質の正常、異常の判定を行なうに
際し、判定しようとする活動量検出値（Ｘn ）と直前の
一定検出回数ｎ−１の活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘ
n-1 ）との移動平均値Ｘ（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ）が管理限界
値を超えたときに水質異常と判定する水質連続監視方法
において、該方法を用いた複数の水質監視装置が30分以
内に共に水質異常と判定したときに、最終的に真の水質
異常と判定され、確実な監視が可能となる。また、水質
異常を判定する管理限界値が、検出された活動量Ｘn の
直前の一定検出回数ｍの活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘ
m ）の移動平均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準偏差
σ（σ＝√Σ（Ｘm −Ｘ’）2 ／ｍ）から求めた管理限
界値（Ｘ’＋ａσ 但し、３≦ａ≦５）を求め、この管
理限界値と活動量の移動平均値（Ｘ）を検出値ごとに更
新する水質監視方法により、平常時における原因不明の
突発的変化や経時変動に対応して、低濃度毒物による異
常も的確に精度良く把握することができる。
質の変化に対する生理生態的な敏感な反応を利用し、そ
の反応として水棲生物の活動量の変化、すなわち、え
ら、口、ひれなどの動きにより水中に放出される活動電
位の変化に着目して水質の正常、異常の判定を行なうに
際し、判定しようとする活動量検出値（Ｘn ）と直前の
一定検出回数ｎ−１の活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘ
n-1 ）との移動平均値Ｘ（Ｘ＝ΣＸn ／ｎ）が管理限界
値を超えたときに水質異常と判定する水質連続監視方法
において、該方法を用いた複数の水質監視装置が30分以
内に共に水質異常と判定したときに、最終的に真の水質
異常と判定され、確実な監視が可能となる。また、水質
異常を判定する管理限界値が、検出された活動量Ｘn の
直前の一定検出回数ｍの活動量（Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘ
m ）の移動平均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準偏差
σ（σ＝√Σ（Ｘm −Ｘ’）2 ／ｍ）から求めた管理限
界値（Ｘ’＋ａσ 但し、３≦ａ≦５）を求め、この管
理限界値と活動量の移動平均値（Ｘ）を検出値ごとに更
新する水質監視方法により、平常時における原因不明の
突発的変化や経時変動に対応して、低濃度毒物による異
常も的確に精度良く把握することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図５に基づいて説明する。測定装置および測
定方法は、特開平４−203961号公報に記載の方法および
装置に準拠した。図１に装置の概略を示す。監視装置は
２式あり、供試魚が遊泳している装置Ａおよび装置Ｂの
各水槽（容量30リットル）１および２内にはそれぞれ２本づ
つのステンレスコードからなるセンサー電極３，４およ
び５，６が浸漬され、水中で発生する電位を検出した。
センサー電極３，４および５，６で捉えた電位は、各
々、増幅器７および８にて1000倍に増幅後、さらに、フ
ィルター９，10で魚の筋肉活動に起因する0.2 〜２Ｈｚ
の周波数成分だけを選別し、Ａ／Ｄ変換器11，12でＡ／
Ｄ変換したものを活動電位とした。また、この電位の絶
対値をマイクロコンピューター13，14で１分間積算して
活動量を求めた。マイクロコンピューター15では、装置
Ａおよび装置Ｂの活動量から、その移動平均値Ｘと標準
偏差σをそれぞれ求め、管理限界値も装置Ａおよび装置
Ｂについてそれぞれ求めた。また、マイクロコンピュー
ター15はタイマー機能も有しており、一方の装置の活動
量の移動平均値が管理限界値を超えてから30分以内に他
方の装置の活動量の移動平均値が管理限界値を超えた場
合は、警報器16から警報を出力した。
て、図１〜図５に基づいて説明する。測定装置および測
定方法は、特開平４−203961号公報に記載の方法および
装置に準拠した。図１に装置の概略を示す。監視装置は
２式あり、供試魚が遊泳している装置Ａおよび装置Ｂの
各水槽（容量30リットル）１および２内にはそれぞれ２本づ
つのステンレスコードからなるセンサー電極３，４およ
び５，６が浸漬され、水中で発生する電位を検出した。
センサー電極３，４および５，６で捉えた電位は、各
々、増幅器７および８にて1000倍に増幅後、さらに、フ
ィルター９，10で魚の筋肉活動に起因する0.2 〜２Ｈｚ
の周波数成分だけを選別し、Ａ／Ｄ変換器11，12でＡ／
Ｄ変換したものを活動電位とした。また、この電位の絶
対値をマイクロコンピューター13，14で１分間積算して
活動量を求めた。マイクロコンピューター15では、装置
Ａおよび装置Ｂの活動量から、その移動平均値Ｘと標準
偏差σをそれぞれ求め、管理限界値も装置Ａおよび装置
Ｂについてそれぞれ求めた。また、マイクロコンピュー
ター15はタイマー機能も有しており、一方の装置の活動
量の移動平均値が管理限界値を超えてから30分以内に他
方の装置の活動量の移動平均値が管理限界値を超えた場
合は、警報器16から警報を出力した。
【００１５】なお、各水槽の通水量は３〜６リットル／分、
河川水を原水として平常時は一過式に通水し、毒物投入
時の実験では所定量の塩酸溶液を検水中に定量注入し
た。供試生物として全長10cm程度のタナゴ10尾を各水槽
に入れ、平常時の活動量Ｘn を１分間ごとに測定し、経
時的にプロットした結果は図２に示すとおりである。
河川水を原水として平常時は一過式に通水し、毒物投入
時の実験では所定量の塩酸溶液を検水中に定量注入し
た。供試生物として全長10cm程度のタナゴ10尾を各水槽
に入れ、平常時の活動量Ｘn を１分間ごとに測定し、経
時的にプロットした結果は図２に示すとおりである。
【００１６】図２中の（Ａ）は装置Ａにおける活動量Ｘ
n を１分間ごとに測定した例であり、図３中の（Ｂ）は
ｎ＝10の場合の活動量Ｘn の移動平均値Ｘの例である。
また、図２および図３中の（ア）は装置Ａにおける活動
量の管理限界値を示すものである。活動量は、図２の
（ウ）において増大しているが、この活動量の増大は原
因不明であり、１分間だけであった。この場合、判定し
ようとする活動量Ｘn は管理限界値を超えているが、図
３に見られるように移動平均値Ｘは管理限界値を超える
ことはなく、突発的な活動量の急増は吸収されている。
n を１分間ごとに測定した例であり、図３中の（Ｂ）は
ｎ＝10の場合の活動量Ｘn の移動平均値Ｘの例である。
また、図２および図３中の（ア）は装置Ａにおける活動
量の管理限界値を示すものである。活動量は、図２の
（ウ）において増大しているが、この活動量の増大は原
因不明であり、１分間だけであった。この場合、判定し
ようとする活動量Ｘn は管理限界値を超えているが、図
３に見られるように移動平均値Ｘは管理限界値を超える
ことはなく、突発的な活動量の急増は吸収されている。
【００１７】一方、図４中の（Ａ）は前記と同様の供試
魚を用いた実験における装置Ａでの活動量の移動平均値
を、図５中の（Ｂ）は装置Ｂでの活動量の移動平均値を
それぞれ示したものであり、図４、図５の９時２４分の
時点において塩酸を験水（pH＝7.4 〜7.6 ）に滴下し、
一時的にpH5.8 まで低下させたときの移動平均値の経時
変化を示したものである。なお、図４および図５の
（ア），（イ）は、装置Ａ，Ｂの管理限界値（Ｘ’＋ａ
σ）を示したものである。上記の図４に見られるように
水質異常が起こると、塩酸添加８分後（９時３２分）
に、装置Ａにおける活動量の移動平均値Ｘが管理限界値
を超え、次いで、その後３分後（９時３５分）に装置Ｂ
における活動量の移動平均値Ｘが管理限界値を超えた。
このように30分以内に両装置Ａ，Ｂにおいて、移動平均
値Ｘが管理限界値を超えたため、水質異常の警報が発せ
られる。通常、水質異常が起こると、平均値Ｘは管理限
界値Ｘ’＋ａσ（３≦ａ≦５）の２〜３倍、最大６倍に
も達し、低濃度の毒物混入の場合でも、従来の方法より
誤報が無く、迅速かつ正確に水質の異常を検出すること
ができる。
魚を用いた実験における装置Ａでの活動量の移動平均値
を、図５中の（Ｂ）は装置Ｂでの活動量の移動平均値を
それぞれ示したものであり、図４、図５の９時２４分の
時点において塩酸を験水（pH＝7.4 〜7.6 ）に滴下し、
一時的にpH5.8 まで低下させたときの移動平均値の経時
変化を示したものである。なお、図４および図５の
（ア），（イ）は、装置Ａ，Ｂの管理限界値（Ｘ’＋ａ
σ）を示したものである。上記の図４に見られるように
水質異常が起こると、塩酸添加８分後（９時３２分）
に、装置Ａにおける活動量の移動平均値Ｘが管理限界値
を超え、次いで、その後３分後（９時３５分）に装置Ｂ
における活動量の移動平均値Ｘが管理限界値を超えた。
このように30分以内に両装置Ａ，Ｂにおいて、移動平均
値Ｘが管理限界値を超えたため、水質異常の警報が発せ
られる。通常、水質異常が起こると、平均値Ｘは管理限
界値Ｘ’＋ａσ（３≦ａ≦５）の２〜３倍、最大６倍に
も達し、低濃度の毒物混入の場合でも、従来の方法より
誤報が無く、迅速かつ正確に水質の異常を検出すること
ができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、水棲生物を用いて水質
を監視するに際し、水棲生物の活動電位を検出し、その
活動電位の絶対値を単位時間で積算して活動量を求め、
検出された活動量の移動平均値Ｘが管理限界値を超えた
ときに水質異常と判定する水質監視方法において、少な
くとも２つの水質監視装置を用いて水質監視を行ない、
一方の装置Ａから検出される活動量の移動平均値ＸA が
その管理限界値を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから
検出される活動量の移動平均値ＸB がその管理限界値を
超えた場合に水質異常と判定する方法を使ってクロスチ
ェックを行なうことにより、誤報がなく、的確な水質の
連続監視を行なえる。また、判定しようとする活動量の
直前の一定検出回数ｍの活動量Ｘm との移動平均値
Ｘ’と標準偏差σから求めた限界値（Ｘ’＋ａσ）を検
出値ごとに更新することにより、水棲生物の活動量の平
常値の急激な変動にもかかわらず、水質の正常、異常の
判定を精度良く行なうことができる。
を監視するに際し、水棲生物の活動電位を検出し、その
活動電位の絶対値を単位時間で積算して活動量を求め、
検出された活動量の移動平均値Ｘが管理限界値を超えた
ときに水質異常と判定する水質監視方法において、少な
くとも２つの水質監視装置を用いて水質監視を行ない、
一方の装置Ａから検出される活動量の移動平均値ＸA が
その管理限界値を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから
検出される活動量の移動平均値ＸB がその管理限界値を
超えた場合に水質異常と判定する方法を使ってクロスチ
ェックを行なうことにより、誤報がなく、的確な水質の
連続監視を行なえる。また、判定しようとする活動量の
直前の一定検出回数ｍの活動量Ｘm との移動平均値
Ｘ’と標準偏差σから求めた限界値（Ｘ’＋ａσ）を検
出値ごとに更新することにより、水棲生物の活動量の平
常値の急激な変動にもかかわらず、水質の正常、異常の
判定を精度良く行なうことができる。
【図１】本発明の実施の形態に用いた測定装置の一例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】平常時の活動量の経時変化を示すグラフであ
る。
る。
【図３】移動平均をとった場合の平常時の活動量の経時
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
【図４】装置Ａの塩酸投入時の活動量（移動平均値）の
経時変化を示すグラフである。
経時変化を示すグラフである。
【図５】装置Ｂの塩酸投入時の活動量（移動平均値）の
経時変化を示すグラフである。
経時変化を示すグラフである。
１，２ 水槽 ３，４，５，６ センサー電極 ７，８ 増幅器 ９，１０ フィルター １１，１２ Ａ／Ｄ変換器 １３，１４，１５ マイクロコンピューター １６ 警報器
フロントページの続き (72)発明者 磯村 康博 神奈川県横浜市中区港町１丁目１番地 横 浜市水道局内 (72)発明者 水谷 建一 神奈川県横浜市中区港町１丁目１番地 横 浜市水道局内 (72)発明者 藤井 正博 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 駒口 孝広 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 水棲生物の活動によって水中に放出され
る電位の絶対値を単位時間で積算して活動量として検出
し、この検出された活動量Ｘn と直前の一定検出回数ｎ
−１の活動量Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn-1 との移動平均値Ｘ
（Ｘ＝ΣＸn／ｎ）を水質異常の媒介変数として、この
移動平均値Ｘが管理限界値を超えたときに水質異常と判
定する水質連続監視方法において、少なくとも２つの水
質監視装置を用いて水質監視を行ない、一方の装置Ａか
ら検出される活動量の移動平均値ＸA がその管理限界値
を超えた後、30分以内に他の装置Ｂから検出される活動
量の移動平均値ＸB がその管理限界値を超えた場合に水
質異常と判定することを特徴とする水棲生物を用いた水
質連続監視方法。但し、５≦ｎ≦120 - 【請求項２】 上記の水質連続監視方法における水質異
常を判定する管理限界値が、検出された活動量Ｘn の直
前の一定検出回数m の活動量Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm の
移動平均値Ｘ’（Ｘ’＝ΣＸm ／ｍ）と標準偏差σ（σ
＝√Σ（Ｘm−Ｘ’）2 ／ｍ）から求めた管理限界値
（Ｘ’＋ａσ）であることを特徴とする請求項１記載の
水棲生物を用いた水質連続監視方法。但し、３≦ａ≦
５， 10≦ｍ≦720
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28897597A JP4121589B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 水棲生物を用いた水質連続監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28897597A JP4121589B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 水棲生物を用いた水質連続監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11125628A true JPH11125628A (ja) | 1999-05-11 |
| JP4121589B2 JP4121589B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=17737229
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28897597A Expired - Fee Related JP4121589B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 水棲生物を用いた水質連続監視方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4121589B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317229A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Nikken System Kk | 水質連続監視方法 |
| JP2007163162A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Kyushu Univ | 微量毒物汚染監視方法及び装置 |
| CN104460577A (zh) * | 2014-07-24 | 2015-03-25 | 上海市城市排水有限公司 | 一种水质安全预警决策系统 |
| JP2018185257A (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-22 | 三浦工業株式会社 | 水質測定装置 |
| CN109187897A (zh) * | 2018-08-14 | 2019-01-11 | 中国水利水电科学研究院 | 一种河流健康评估系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101160576B1 (ko) * | 2010-10-21 | 2012-06-28 | 주식회사 환경바이오 | 조류 독성 데이터의 통계적 처리 시스템 |
-
1997
- 1997-10-22 JP JP28897597A patent/JP4121589B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2006317229A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Nikken System Kk | 水質連続監視方法 |
| JP4652119B2 (ja) * | 2005-05-11 | 2011-03-16 | 日研システム株式会社 | 水質連続監視方法 |
| JP2007163162A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Kyushu Univ | 微量毒物汚染監視方法及び装置 |
| CN104460577A (zh) * | 2014-07-24 | 2015-03-25 | 上海市城市排水有限公司 | 一种水质安全预警决策系统 |
| JP2018185257A (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-22 | 三浦工業株式会社 | 水質測定装置 |
| CN109187897A (zh) * | 2018-08-14 | 2019-01-11 | 中国水利水电科学研究院 | 一种河流健康评估系统 |
| CN109187897B (zh) * | 2018-08-14 | 2019-12-13 | 中国水利水电科学研究院 | 一种河流健康评估系统 |
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|---|---|
| JP4121589B2 (ja) | 2008-07-23 |
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