(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊泳可能な水棲生物を入れた水槽内で発生する電位を電極によって検出し、単位時間ごとにその電位を０．５分以上３０分以下の間で積算した値を活動量とし、水中の毒物を監視するに際し、活動量を対数変換した後、平均値（μ）および標準偏差（σ）を求め、対数変換した活動量が、μ＋３σにより求まる値とμ＋６σにより求まる値との間で設定した管理上限値を上回ったとき、毒物が混入したと判定することを特徴とする水中の毒物監視方法。
【請求項２】
遊泳可能な水棲生物を入れた水槽内で発生する電位を電極によって検出し、単位時間ごとにその電位を０．５分以上３０分以下の間で積算した値を活動量とし、水中の毒物を監視するに際し、活動量を対数変換した後、平均値（μ）および標準偏差（σ）を求め、対数変換した活動量が、μ−３σにより求まる値とμ−６σにより求まる値との間で設定した管理上限値を下回ったとき、毒物が混入したと判定することを特徴とする水中の毒物監視方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水棲生物を用いた水中の毒物監視方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
わが国の大規模水道では河川水を直接取水して水源としているところが多い。これらの河川流域には多くの人々が生活しているため、河川水に毒物が混入して水質異変を起こす危険性がある。この水質異変の大部分は、工場での事故による溶剤などの流失や不法投棄によるものであり、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、水中の毒物を監視するには、水棲生物の死による総合的な水の安全性の確認が最も確実な方法と考えられる。
【０００３】
水棲生物がその環境水質の悪化に対して生理生態的に敏感に反応し、最終的には、死に至ることが良く知られており、特に魚類を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。例えば、１９８５年版日本水道協会発行「上水試験方法」７３０頁〜７５３頁では、魚類による水質監視方法として河川水などを導いた水槽で魚類を飼育し、魚の挙動から水質異常の有無を察知する方法が開示されている。また、注目すべき技術として魚類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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水棲生物の生理生態反応は複雑であり、光、音、人の気配など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生じることがあった。また、水棲生物には個体差、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、単一の設定値では誤報の可能性があった。平常時の活動量の管理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点検し、管理下限値を求めるには水棲生物を入れない状態に刻々と検出される活動量（ブランク値）を定期的に点検しなければならないという問題が残っていた。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するもので、遊泳可能な水棲生物の致死を早期に検出し、毒物の水への混入を連続監視することが可能な水中の毒物監視方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【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、遊泳可能な水棲生物を入れた水槽内で発生する電位を電極によって検出し、単位時間ごとにその電位を０．５分以上３０分以下の間で積算した値を活動量とし、水中の毒物を監視するに際し、活動量を対数変換した後、平均値（μ）および標準偏差（σ）を求め、対数変換した活動量が、μ＋３σにより求まる値とμ＋６σにより求まる値との間で設定した管理上限値を上回ったとき、毒物が混入したと判定することを要旨とするものである。また本発明は、遊泳可能な水棲生物を入れた水槽内で発生する電位を電極によって検出し、単位時間ごとにその電位を０．５分以上３０分以下の間で積算した値を活動量とし、水中の毒物を監視するに際し、活動量を対数変換した後、平均値（μ）および標準偏差（σ）を求め、対数変換した活動量が、μ−３σにより求まる値とμ−６σにより求まる値との間で設定した管理上限値を下回ったとき、毒物が混入したと判定することを要旨とするものである。
【０００７】
水棲生物の活動は常に正であり、活動量が対数分布していることに着眼し、本発明は次のようにして上記の管理上限値および管理下限値を決定した。
すなわち、本発明に使用する水質監視装置において、活動量Ｘn とそれ以前に検出した活動量Ｘn-1 、Ｘn-2 、…、Ｘm を対数変換し、それぞれをＹn 、Ｙn-1 、Ｙn-2 、…、Ｙm （ｍ＜ｎ）とする。
【０００８】
【数１】
0003933239.tif 000002
【０００９】
管理上限値；μ＋ａσ      …狂乱状態
管理下限値；μ−ａσ      …へい死
ただし、３≦ａ≦６
として水質異常を判定する。
【００１０】
なお、上記式中、ｎ−ｍ＋１の値が３０より小さい場合には管理値の変動が大きくなり過ぎ、ｎ−ｍ＋１の値が７２０を超えると、応答性が悪くなる。
このように活動量を決定することにより、従来、管理限界値として平常時の活動量の上限やブランク値を人手により定期的に点検していた作業をかなり省くことができ、水棲生物の成長などによる活動量の変化を吸収することができ、さらに自動的な監視をすることができる。
【００１１】
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、図１に示すように、水棲生物が入った水槽１、この水槽１内において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２，３、プリアンプ４、周波数選別器５、積算器６、Ａ／Ｄ変換器７、および活動電位の絶対値を単位時間ごとにｃ分間分積算し、水質異常を判定する判定部８を含む信号処理装置からなるものである。そして信号処理装置からパソコン９へ活動量データを送信し、パソコン９内部の演算機能により上記演算を実施して水質監視を行なう。なお、ｃの値としてはデータの信頼性、感度などの点から０．５≦ｃ≦３０が好適である。ｃの値が０．５より小さい場合には、活動量の変動が大きくなり過ぎ、ｃの値が３０を超えると、応答性が悪くなる。
【００１２】
水質異常が発生した場合、ブザー、回転灯、ディスプレイ上へのメッセージ表示などを装置へ組み込むことにより異常の発生を早期に確認することができる。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Ｘn とそれ以前に検出した活動量Ｘn-1 、Ｘn-2 、…Ｘm から上記方法により管理限界値を自動的に設定することができ、省力化を行なうことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
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。供試魚が遊泳している水槽（容量３０リットル）にセンサー電極としてステンレスコードを浸漬し、水中で発生する電位を検出した。センサー電極で捉えた電位は、１０００倍に増幅後、さらに、魚の筋肉運動に起因する０．２〜２Ｈｚの周波数成分だけを選別して活動電位とした。また、この電位の絶対値を１０分間分、１分間ごとに積算して活動量を求めた。なお、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シアン化カリウム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尾を水槽に入れ、平常時の活動量を測定し、経時的にプロットした結果を図２に示す。図２中のａは管理上限値であり、ｂは管理下限値である。また、図３は図２における活動量の分布を片対数グラフ（横軸が対数目盛）にプロットしたものである。図３より分布はピークを境に左右対称となっていることが分かり、活動量を対数変換したものに対して、標準偏差（σ）を求める妥当性が確認できた。図２に示すように平常時の活動量は経時的に若干の変動はあるものの、管理上限値を上回ったり、管理下限値を下回ることなく、警報は発せられなかった。図４は毒物投入時の活動量をプロットしたものである。図４中のｄで毒物投入を行ない、それに伴って活動量が増加し、図４中のｅで管理上限値ｃを上回り、警報が発せられた。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水棲生物を用いて水質監視するに際し、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分、単位時間ごとに積算して活動量を求め、検出された活動量の対数変換した値が管理上限値を上回ったり、管理下限値を下回ったりしたときに水質異常と判定する水質監視方法において、管理限界値を逐次自動的に設定することができ、的確な監視を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において用いた測定装置の概略図である。
【図２】本発明において水棲生物の平常時の活動量を測定し、経時的にプロットしたグラフである。
【図３】本発明において活動量の分布を示すグラフである。
【図４】本発明において毒物投入時の活動量をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
１        水槽
２，３    センサー電極
４        プリアンプ
５        周波数選別器
６        積算器
７        Ａ／Ｄ変換器
８        判定部
９        パソコン
【図１】
0003933239.tif 000003
【図２】
0003933239.tif 000004
【図３】
0003933239.tif 000005
【図４】
0003933239.tif 000006