給水装置工事主任技術者 過去問
令和4年度(2022年)
問3 (公衆衛生概論 問3)

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問題

給水装置工事主任技術者試験 令和4年度(2022年) 問3(公衆衛生概論 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

塩素消毒及び残留塩素に関する次の記述のうち、不適当なものはどれか。
  • 残留塩素には遊離残留塩素と結合残留塩素がある。消毒効果は結合残留塩素の方が強く、残留効果は遊離残留塩素の方が持続する。
  • 遊離残留塩素には、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンがある。
  • 水道水質基準に適合した水道水では、遊離残留塩素のうち、次亜塩素酸の存在比が高いほど、消毒効果が高い。
  • 一般に水道で使用されている塩素系消毒剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素(液体塩素)、次亜塩素酸カルシウム(高度さらし粉を含む)がある。

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この過去問の解説 (3件)

01

これは「不適当なもの」を選択する問題です。

選択肢1. 残留塩素には遊離残留塩素と結合残留塩素がある。消毒効果は結合残留塩素の方が強く、残留効果は遊離残留塩素の方が持続する。

これが「不適当なもの」です。

記述の中で「消毒効果は…」以下が間違っています。「遊離残留塩素」の方が消毒効果は強いです。遊離残留塩素とは、塩素が何とも結合していない状態、いわゆる「フリー」となっています。そのため、反応性が高く、消毒効果も高いことになります。

一方結合残留塩素は、塩素に水中のアンモニア化合物が「結合」した状態なので、消毒効果は遊離塩素よりも弱いです。ただ、反応性が低い反面、ゆっくり消毒効果が持続することになります。

選択肢2. 遊離残留塩素には、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンがある。

これは「正しい」です。

次亜塩素酸(HOCl)は、菌などから電子を奪い酸化することで、高い消毒効果を示します。

次亜塩素酸イオン(ClO-)は次亜塩素酸よりも消毒効果は低いですが、次亜塩素酸イオンも遊離塩素の一つです。

選択肢3. 水道水質基準に適合した水道水では、遊離残留塩素のうち、次亜塩素酸の存在比が高いほど、消毒効果が高い。

これは「正しい」です。

選択肢4. 一般に水道で使用されている塩素系消毒剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素(液体塩素)、次亜塩素酸カルシウム(高度さらし粉を含む)がある。

これは「正しい」です。

液化塩素とは、塩素ガスを液化したものです。酸化力が強く消毒剤として使われています。ただ同時に毒性も強いので、取り扱いに注意が必要です。

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02

不適当なのは、「残留塩素には遊離残留塩素と結合残留塩素がある。消毒効果は結合残留塩素の方が強く、残留効果は遊離残留塩素の方が持続する。」です。
これは前半と後半が逆です。消毒効果が強いのは遊離残留塩素で、長く残りやすいのは結合残留塩素です。日本水道協会の資料でも、結合塩素は消毒効果が弱いが長く効果が続くとされています。

選択肢1. 残留塩素には遊離残留塩素と結合残留塩素がある。消毒効果は結合残留塩素の方が強く、残留効果は遊離残留塩素の方が持続する。

これは不適当です。
正しくは、遊離残留塩素の方が消毒効果が強く、結合残留塩素の方が残りやすいです。水道法施行規則では、給水栓で保持すべき濃度が遊離残留塩素は0.1mg/L以上、結合残留塩素は0.4mg/L以上とされており、結合残留塩素の方が高い濃度を必要とすることからも、消毒力は遊離残留塩素の方が強いとわかります。

選択肢2. 遊離残留塩素には、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンがある。

これは適当な記述です。
遊離残留塩素は、主に次亜塩素酸(HOCl)次亜塩素酸イオン(OCl⁻)から成り立っています。薬学系の解説資料でも、水に塩素を加えるとこの2つが生じ、これらが遊離残留塩素として扱われると説明されています。

選択肢3. 水道水質基準に適合した水道水では、遊離残留塩素のうち、次亜塩素酸の存在比が高いほど、消毒効果が高い。

これは適当な記述です。
次亜塩素酸は、次亜塩素酸イオンよりも消毒力が強いため、同じ遊離残留塩素でも、次亜塩素酸の割合が高い方が消毒効果は高くなります。J-STAGEの資料では、次亜塩素酸イオンの殺菌活性は次亜塩素酸の約1/80とされています。

選択肢4. 一般に水道で使用されている塩素系消毒剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素(液体塩素)、次亜塩素酸カルシウム(高度さらし粉を含む)がある。

これは適当な記述です。
国土交通省の「水道維持管理指針」では、水道水の消毒は、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素、次亜塩素酸カルシウム(高度さらし粉を含む)などの塩素剤で行うとされています。

 

まとめ

この問題のポイントは、遊離残留塩素と結合残留塩素の違いを正しく覚えることです。
遊離残留塩素は消毒力が強い結合残留塩素は効果が長続きしやすい、この関係が大切です。ここを逆に覚えないようにしましょう。

覚えておくポイントとしては、
遊離残留塩素=強く消毒する
結合残留塩素=長く残りやすい
次亜塩素酸が多いほど消毒効果は高い
です。これを整理しておくと、似た問題にも対応しやすくなります。

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03

塩素消毒及び残留塩素に関する問題です。

選択肢1. 残留塩素には遊離残留塩素と結合残留塩素がある。消毒効果は結合残留塩素の方が強く、残留効果は遊離残留塩素の方が持続する。

残留塩素には遊離残留塩素と結合残留塩素がある。消毒効果は遊離残留塩素の方が強く残留効果は結合残留塩素の方が持続する

 

残留塩素は、消毒効果のある有効塩素が、水中の微生物を殺菌消毒し、有機物を酸化分解した後でも、水中に残留する塩素です。

遊離残留塩素には、次亜塩素酸(HOCL)と次亜塩素酸イオン(HOCL)の状態で混在し、結合残留塩素にはクラルミン(NH2CL,NHCL2,NCL2)があります。

除菌効果は遊離残留塩素の方が強く残留効果は結合残留塩素の方が長く続きます。

選択肢2. 遊離残留塩素には、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンがある。

問題文の内容通りです

 

遊離残留塩素には、次亜塩素酸(HOCL)と次亜塩素酸イオン(HOCL)があります。

選択肢3. 水道水質基準に適合した水道水では、遊離残留塩素のうち、次亜塩素酸の存在比が高いほど、消毒効果が高い。

問題文の内容通りです

 

遊離残留塩素は次亜塩素酸(HOCl)と次亜塩素酸イオン(HOCl)の状態で混在します。

この割合は pH で変わって除菌効果が変化し、pH(水素イオン指数)が高くなると、 HOCl(次亜塩素酸イオン)に対し HOCl が減少するため、除菌効果が低下します

逆に、 pH が低くなると HOCl が増え、除菌効果は上がりますが、次亜塩素酸ナトリウムの分解が促進され、塩素ガスが発生する危険性があります。

選択肢4. 一般に水道で使用されている塩素系消毒剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素(液体塩素)、次亜塩素酸カルシウム(高度さらし粉を含む)がある。

問題文の内容通りです

 

消毒用塩素剤には、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素、次亜塩素酸カルシウムがあります。

 

1) 液化塩素

塩素ガスを圧縮・液化して容器に充填したもので、毒性が強いため、取扱いには注意を要し、液化塩素の有効塩素のほぼ 100%のため、他の塩素剤と比較し、貯蔵量は少なく済みます。

 

2) 次亜塩素酸ナトリウム

塩素濃度 約5~12%の淡黄色でアルカリ性が強い液体で、液化塩素と比べ、安全性・取り扱い性に優れていますが、貯蔵期間中に有効塩素が減少することがあります。

消毒設備では、次亜塩素酸ナトリウムを使用するのが多くなってきています。

 

3) 次亜塩素酸カルシウム(高度さらし粉)

製造は、消石灰に塩素を吸収させ、粉末・穎粒・錠剤があり、有効塩素濃度は 60%以上で、保存性がよい、という特徴があります。

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