安全(あんぜん)な水道水(すいどうすい)を得(え)る化学(かがく)

川(かわ)や湖(みずうみ)から取(と)った水(みず)には、泥(どろ)や有機物(ゆうきぶつ)（新しいタブで開きます）などの濁(にご)りが混(ま)ざっている。はじめに凝集(ぎょうしゅう)剤(ざい)を加(くわ)えて細(こま)かい濁(にご)りをまとまった大(おお)きな粒(つぶ)にし、沈殿池(ちんでんち)で静(しず)かに置(お)くと、重(おも)くなった粒(つぶ)が底(そこ)に沈(しず)む。粒(つぶ)の大(おお)きさや重(おも)さの違(ちが)いを利用(りよう)する操作(そうさ)で、分離(ぶんり)と精製(せいせい)で学(まな)んだ考(かんが)え方(かた)の延長(えんちょう)にある。

沈殿(ちんでん)で取(と)りきれない細(こま)かい粒(つぶ)は、砂(すな)の層(そう)に水(みず)を通(とお)すろ過(か)で取(と)り除(のぞ)く。さらに小(ちい)さなにおいや色(いろ)の元(もと)になる物質(ぶっしつ)は、活性炭(かっせいたん)の表面(ひょうめん)にある無数(むすう)の細(こま)かい孔(あな)が吸着(きゅうちゃく)して取(と)り除(のぞ)く。活性炭(かっせいたん)は表面積(ひょうめんせき)が非常(ひじょう)に大(おお)きいため、ろ過(か)だけでは取(と)れない微量(びりょう)の物質(ぶっしつ)まで捉(とら)えられる。

川(かわ)の水(みず)は、流(なが)れてくる途中(とちゅう)で酸性(さんせい)や弱(よわ)いアルカリ性(せい)に傾(かたむ)いていることがある。これを塩基(えんき)や酸(さん)を加(くわ)えて中和(ちゅうわ)し、できるだけ中性(ちゅうせい)に近(ちか)づけておく。酸性(さんせい)に傾(かたむ)いたままの水(みず)は配水(はいすい)管(かん)の金属(きんぞく)を腐食(ふしょく)させやすいためだ。

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浄水場(じょうすいじょう)では最後(さいご)に塩素(えんそ)を加(くわ)えて水(みず)を消毒(しょうどく)する。塩素(えんそ)は水中(すいちゅう)の病原(びょうげん)生物(せいぶつ)の成分(せいぶん)を酸化(さんか)し、はたらきを失(うしな)わせて死滅(しめつ)させるしくみだ。塩素(えんそ)が電子(でんし)を受(う)け取(と)る側(がわ)、病原(びょうげん)生物(せいぶつ)の成分(せいぶん)が電子(でんし)を失(うしな)う側(がわ)になる、酸化(さんか)還元(かんげん)反応(はんのう)のひとつである。

消毒(しょうどく)した直後(ちょくご)だけでなく、家庭(かてい)の給水(きゅうすい)栓(せん)に届(とど)くまでの配水(はいすい)管(かん)の中(なか)でも菌(きん)が増(ふ)えないようにする必要(ひつよう)がある。そのため、消毒(しょうどく)に使(つか)った塩素(えんそ)の一部(いちぶ)を、殺菌力(さっきんりょく)を保(たも)ったまま水(みず)に残(のこ)しておく。この残(のこ)っている塩素(えんそ)を遊離残留塩素(ゆうりざんりゅうえんそ)という。

水道(すいどう)法(ほう)施行(しこう)規則(きそく)では、給水(きゅうすい)栓(せん)における水(みず)が遊離残留塩素(ゆうりざんりゅうえんそ)を0.1mg/L以上(いじょう)保持(ほじ)するように塩素消毒(えんそしょうどく)することが決(き)められている。病原(びょうげん)生物(せいぶつ)に汚染(おせん)されるおそれが高(たか)いときは、この基準(きじゅん)は0.2mg/L以上(いじょう)に引(ひ)き上(あ)げられる。

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沈殿(ちんでん)・ろ過(か)・吸着(きゅうちゃく)だけでは、濁(にご)りやにおいは取(と)れても、水(みず)に混(ま)ざった病原(びょうげん)生物(せいぶつ)までは取(と)り除(のぞ)けない。逆(ぎゃく)に塩素消毒(えんそしょうどく)だけでは、濁(にご)った水(みず)の中(なか)に隠(かく)れた病原(びょうげん)生物(せいぶつ)まで塩素(えんそ)が届(とど)きにくく、消毒(しょうどく)の効果(こうか)が弱(よわ)くなってしまう。

だから浄水場(じょうすいじょう)では、分離(ぶんり)と精製(せいせい)の考(かんが)え方(かた)で濁(にご)りを減(へ)らし、中和(ちゅうわ)で水質(すいしつ)を安定(あんてい)させ、そのうえで酸化(さんか)還元(かんげん)反応(はんのう)を使(つか)う塩素消毒(えんそしょうどく)で仕上(しあ)げるという順番(じゅんばん)で、複数(ふくすう)の操作(そうさ)を組(く)み合(あ)わせている。どれか一(ひと)つを省(はぶ)くと、安全(あんぜん)な水道水(すいどうすい)にはならない。

この組(く)み合(あ)わせ方(かた)は、物質(ぶっしつ)を混(ま)ぜて終(お)わりではなく、分(わ)けて、整(ととの)えて、最後(さいご)に反応(はんのう)させるという化学(かがく)の基本(きほん)の流(なが)れそのものだ。日常(にちじょう)の水道水(すいどうすい)は、分離(ぶんり)・中和(ちゅうわ)・酸化(さんか)還元(かんげん)（新しいタブで開きます）という3つの道具(どうぐ)を順番(じゅんばん)に使(つか)った結果(けっか)といえる。