(57)【要約】本発明は、魚またはミジンコを利用した水質測定装置に関し、より詳細には、目高のような小さい魚またはミジンコを複数の区域に区画された水槽にそれぞれ入れて、検査対象である河川または水域の水を連続的に流しながら、内部に収容された魚またはミジンコの行動を観察することにより、検査対象の水の中に含まれた毒性物や有害物質の存在を把握して測定する水質測定装置に関する。本発明による検知素子を利用した水質測定装置は、前記検知素子をそれぞれ分離収容する多数の収容空間が備えられた水槽と、前記水槽の底面に設けられる光源と、前記水槽内の水の温度を調節するためのヒーターと、前記水槽から一定距離離隔されて設けられ、前記水槽内の検知素子の行動を監視撮影するためのカメラと、前記カメラで撮影された検知素子の行動情報を伝送する伝送手段と、前記伝送手段から受信された検知素子の行動情報を表示するディスプレイ手段とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知素子を利用した水質測定装置において、
前記水質測定装置は、
前記検知素子をそれぞれ分離収容する多数の収容空間１１、３１が備えられた水槽１０、３０と、
前記水槽１０、３０の底面に設けられる光源５１と、
前記水槽１０、３０内の水の温度を調節するためのヒーター１９、３９と、
前記水槽１０、３０から一定距離離隔されて設けられ、前記水槽１０、３０内の検知素子の行動を監視撮影するためのカメラ５０と、
前記カメラ５０で撮影された検知素子の行動情報を伝送する伝送手段(図示せず)と、
前記伝送手段から受信された検知素子の行動情報を表示するディスプレイ手段６０と、
を含むことを特徴とする、検知素子を利用した水質測定装置。
【請求項２】
前記水槽１０、３０は、隣接した収容空間１１、３１間に配置された水の通過可能隔壁１２、３２で区画分割されていることを特徴とする、請求項１に記載の検知素子を利用した水質測定装置。
【請求項３】
前記水槽１０、３０は、複数個がセットで備えられることを特徴とする、請求項２に記載の検知素子を利用した水質測定装置。
【請求項４】
前記光源５１は、ＬＥＤであることを特徴とする、請求項２に記載の検知素子を利用した水質測定装置。
【請求項５】
前記検知素子としては、メダカを利用することを特徴とする、請求項２に記載の検知素子を利用した水質測定装置。
【請求項６】
前記水槽の隔壁１２には、前記目高の直径より小さいホール(図示せず)が多数個穿孔されることを特徴とする、請求項５に記載の検知素子を利用した水質測定装置。
【請求項７】
前記検知素子としては、ミジンコを利用することを特徴とする、請求項２に記載の検知素子を利用した水質測定装置。
【請求項８】
前記水槽３０の隔壁は、前記ミジンコのサイズより小さい目を有するメッシュ網であることを特徴とする、請求項７に記載の検知素子を利用した水質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚またはミジンコを利用した水質測定装置に関し、より詳細には、目高のような小さい魚またはミジンコを複数の区域に区画された水槽にそれぞれ入れて、検査対象である河川または水域の水を連続的に流しながら、内部に収容された魚またはミジンコの行動を観察することにより、検査対象の水の中に含まれた毒性物や有害物質の存在を把握して測定する水質測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、河川を流れる水に含まれている毒性物や有害物を検出するために、特定な化学物質に対して正確且つ鋭敏に反応する能力のある生物を検知素子として使用してモニタリング(監視及び警報)するシステムを、バイオモニタリングシステムまたはバイオ警報システムという。
【０００３】
前記バイオモニタリングシステムがかつてから世界的に利用された理由は、検知素子として使用される生物を適宜選択すれば、化学センサーより作動速度が速くて、構造が簡単であるばかりか、感知・計測性能にもより優れているという長所があるからである。前記検知素子としては、甲殻類のミジンコが利用されており、その原理は、毒性物質の濃度増加によってミジンコの規則的な往復運動速度が比例的に大きくなるが、この際、ミジンコの入っている水を透過する光の散乱及び透過量が変わるようになり、これを計測器の値に変換したのが、まさに水質測定のバロメーターになるのである。最近は、ミジンコの他にも、検知素子として、小さい藻類や魚などの大きい生物も利用される。魚は、正確度は低いが、扱いやすいという長所がある。
【０００４】
しかしながら、従来の上記のような方式は、検知素子の行動パターンが、毒性物質などのような環境的要因だけではなく、検知素子の健康状態やその他の本能的欲求などのような多様な内在的要因によっても影響を受けるため、場合によっては、検知素子の行動パターンと、水質汚染または有害物などの測定との間の因果率があまり大きくなく、判断誤謬を犯す場合が多いという問題があった。さらに、検知素子の行動パターンを認知して分別するためには、汚染物質の濃度の範囲条件、測定時間の範囲条件などによる検知素子の敏感度を定性的に分別しなければならないという課題を抱えていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、バイオモニタリングシステムの運用において、検知素子の健康状態やその他の本能的欲求などのような多様な内在的要因の影響を最小化し、水質測定の正確度と信頼度を高めるための水質測定装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明による他の目的は、前記バイオモニタリングシステムの効率的な運用において、検知素子として魚、即ち、小さい目高を利用して効率的で正確な水質測定が可能な、目高を利用した水質測定装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明による他の目的は、前記バイオモニタリングシステムの効率的な運用において、検知素子としてミジンコを利用して効率的で正確な水質測定が可能な、ミジンコを利用した水質測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の水質測定装置は、前記検知素子をそれぞれ分離収容する多数の収容空間が備えられた水槽と、前記水槽の底面に設けられる光源と、前記水槽内の水の温度を調節するためのヒーターと、前記水槽から一定距離離隔されて設けられ、前記水槽内の検知素子の行動を監視撮影するためのカメラと、前記カメラで撮影された検知素子の行動情報を伝送する伝送手段と、前記伝送手段から受信された検知素子の行動情報を表示するディスプレイ手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記水槽は、隣接した収容空間間に配置された水の通過可能な隔壁で区画分割されたことを特徴とし、また、前記水槽は、測定作業の連続性のために、複数個がセットで備えられることを特徴とする。
【００１０】
また、前記光源は、ＬＥＤを利用することが好ましい。
【００１１】
一方、本発明における検知素子は、目高またはミジンコを利用することを特徴とする。
【００１２】
検知素子として目高を利用する場合の前記水槽の隔壁は、前記目高の直径より小さいホールが多数個穿孔されることが好ましく、検知素子としてミジンコを利用する場合の前記水槽の隔壁は、前記ミジンコのサイズより小さい目を有するメッシュ網を利用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
前記構成による本発明の水質測定装置は、バイオモニタリングシステムの運用において、検知素子の健康状態やその他の本能的欲求などのような多様な内在的要因の影響を最小化し、水質測定の信頼度を向上させる効果を有する。
【００１４】
また、本発明による水質測定装置は、人体の生理学的特性に最も近い目高のような小さい魚またはミジンコを検知素子として利用し、収容空間毎に一つの個体のみを収容してモニタリングすることにより、検知作業の効率性と正確性を向上させることができる特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る、目高を検知素子として使用する場合の水質測定装置の概念図である。
【図２】本発明に係る、目高を検知素子として使用する場合の水質測定装置の斜視図である。
【図３】本発明に係る、ミジンコを検知素子として使用する場合の水質測定装置の概念図である。
【図４】本発明に係る、ミジンコを検知素子として使用する場合の水質測定装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、上記のような構成を有する本発明による水質測定装置を、添付の図面を参考して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る、目高を検知素子として使用する場合の水質測定装置の概念図である。図示したように、水槽１０は、二つのセットが備えられて、各セットは、内部に検知素子を収容する収容空間１１が四つに区画分割されている。前記水槽１０の前記収容空間１１の間には、隔壁１２が設けられ、前記隔壁１２は、水槽内の水は自由に通過可能であるが、各収容空間１１に収容された検知素子の目高は互いに混ざらないように、目高の直径より小さい長方形ホール(図示せず)が穿孔されている。前記長方形ホールは、目高が通過できないくらいの孔の配列であれば十分である。そして、前記水槽１０の収容空間１１には、各一匹ずつの目高（メダカ）を入れて収容する。このように、水槽１０を多数の収容空間１１に区画分割して、一つの収容空間１１に一匹の目高のみを収容する理由は、単一空間に複数の検知素子が収容されると、互いに戦いあったり、仔を生んだりするなどの相互作用を起こし、水質測定が難しくなるだけではなく、測定作業及び結果においても一貫性を損なってしまうからである。
【００１８】
一方、前記水槽１０の底面には、自然と同一な条件の昼夜条件を提供するための光源５１が設けられる。前記光源としては、少ない電力でも十分な照度が得られて、昼間と夜間、または夜明けのような状況に最も近づくように、明度制御が容易なＬＥＤを使用することが好ましい。
【００１９】
そして、前記水槽１０には、水質を測定しようとする水源から、水が水供給手段２０の供給部１８を通じて持続的に供給されるが、測定の連続性のために、水槽タンク２３と水中ポンプ２１を利用することが好ましい。もちろん、前記水の温度調節のために、水供給手段２０の一側にヒーター１９を設けることができる。
【００２０】
前記水源から供給された水は、水供給手段２０を経て、水供給路１７を通じて水槽１０に供給されるが、前記水供給路１７の経路には、前記水供給路１７の開閉を担当するニードルバルブ１６またはボールバルブ１５のようなバルブが適正位置に備えられて、供給される水の量を微細調整する流量ゲージ１４が設けられて、別途の水排出口(図示せず)を備える。
【００２１】
図２は、本発明に係る、目高を検知素子として使用する場合の水質測定装置の斜視図を示す。水槽１０は、２セットで構成されて、基板５２に固設されており、前記各水槽１０には、四つの収容空間１１が備えられ、各収容空間１１の間には、隔壁１２が設けられている。前記水槽１０の各収容空間１１には、それぞれ一匹ずつの目高が収容されて、これらの行動は、前記水槽１０の側面の一側に設けられたカメラ５０により撮影監視される。そして、前記カメラ５０により得られた検知素子の目高の行動情報は、有線または無線を通じてコンピューター６０に伝送されて、前記行動情報は、前記コンピューター６０のモニターにディスプレイされる。前記得られた検知素子の行動情報は、映像として得られて、コンピューターを利用し映像処理過程を経て、もし給水供給される水に任意の有害物質や毒性物質が含有されていると、生物である検知素子が異常行動を示すようになる。このような異常行動から、コンピューターのイメージプロセッシングアルゴリズムを利用して、有害物質または毒性物質が流入されていることを感知することができるのである。
【００２２】
図２において、水槽１０の上側には、水槽タンク２３にヒーター１９が設けられて、前記ヒーター１９により水温の調節された水が、水中ポンプ２１により前記水槽１０に供給される。
【００２３】
図３は、本発明に係る、ミジンコを検知素子として使用する場合の水質測定装置の概念図である。上記で説明した図１及び図２と重複しない範囲で説明すると、図示したように、水槽３０は二つが備えられて、各セットは、内部に検知素子を収容する収容空間３１が四つに区画分割されている。前記水槽３０の前記収容空間３１の間には、隔壁３２が設けられ、前記隔壁３２は、水槽内の水は自由に通過可能であるが、各収容空間３１に収容された検知素子のミジンコは互いに混ざらないように、ミジンコの直径より小さい目を有するメッシュ網(図示せず)からなっている。前記メッシュ網は、ミジンコが通過できないくらいの目を持てば十分である。そして、前記水槽３０の収容空間３１には、各一匹ずつのミジンコを入れて収容する。このように、水槽３０を多数の収容空間３１に区画分割して、一つの収容空間３１に一匹のミジンコのみを収容する理由は、単一空間に複数の検知素子が収容されると、これらが互いに相互作用を起こし、水質測定が難しくなるだけではなく、測定作業及び結果においても一貫性を損なってしまうからである。
【００２４】
一方、前記水槽３０の底面には、自然と同一な条件の昼夜条件を提供するための光源５１が設けられる。前記光源としては、少ない電力でも十分な照度が得られて、昼間と夜間、または夜明けのような状況に最も近づくように、明度制御が容易なＬＥＤを使用することが好ましい。
【００２５】
そして、前記水槽３０には、水質を測定しようとする水源から、水が水供給手段４０の供給部３８を通じて持続的に供給されるが、測定の連続性のために、水槽タンク４３と水中ポンプ４１を利用することが好ましい。もちろん、前記水の温度調節のために、水供給手段４０の一側にヒーター３９を設けることができる。
【００２６】
前記水源から供給された水は、水供給手段４０を経て、水供給路３７を通じて水槽３０に供給されるが、前記水供給路３７の経路には、前記水供給路３７の開閉を担当するニードルバルブ３６のようなバルブが適正位置に備えられて、供給される水の量を微細調整する流量ゲージ３４が設けられる。
【００２７】
図４は、本発明に係る、ミジンコを検知素子として使用する場合の水質測定装置の斜視図を示す。水槽３０は、同様に２セットで構成されて、基板５２に固設されており、前記各水槽３０には、四つの収容空間３１が備えられ、各収容空間３１の間には、隔壁３２が設けられている。前記水槽３０の各収容空間３１には、それぞれ一匹ずつのミジンコが収容されて、これらの行動は、前記水槽３０の上面の一側に設けられたカメラ５０により撮影監視される。そして、前記カメラ５０により得られた検知素子のミジンコの行動情報は、有線または無線を通じてコンピューター６０に伝送されて、前記行動情報は、前記コンピューター６０のモニターにディスプレイされる。前記図４において、水槽３０の一側には、水槽タンク４３にヒーター３９が設けられて、前記ヒーター３９により水温の調節された水が、水中ポンプ(図示せず)により前記水槽３０に供給される。
【００２８】
本発明は、上述の実施例に限らず、適用範囲が多様であり、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく多様な変形実施が可能であることはもちろんのことである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、水質測定装置に関し、バイオモニタリングシステムの運用において、検知素子の健康状態やその他の本能的欲求などのような多様な内在的要因の影響を最小化し、水質測定の信頼度が向上されて、また人体の生理学的特性に最も近い目高のような小さい魚またはミジンコを検知素子として利用し、収容空間毎に一つの個体のみを収容してモニタリングすることにより、検知作業の効率性と正確性が向上されるため、十分産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００３０】
１０、３０    水槽
１１、３１    収容空間
１２、３２    隔壁
１３、１７    水供給路
１４、３４    流量ゲージ
１５、１６、３６    バルブ
１８、３８    水供給部
１９、３９    ヒーター
２０、４０    水供給手段
２１、４１    水中ポンプ
２３、４３    水槽タンク
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【国際調査報告】
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