【初心者向け】水処理の重要指標：導電率と比抵抗とは？
安全で効率的な水処理を行うためには、対象となる水の性質を正確に把握することが不可欠です。
水質を示す指標は数多くありますが、今回はその中でも特に基本的で、水の電気的な性質からイオンの総量を評価する「導電率（どうでんりつ）」と「比抵抗（ひていこう）」について解説します。これらの指標は、様々な水処理プロセスにおいて水質管理の基本となるものです。
導電率（電気伝導率）とは？
導電率（電気伝導率、EC：Electrical Conductivity）とは、「水の電気の通しやすさ」を示す指標です。
純粋な水（H₂O）自体はほとんど電気を通しませんが、水中に塩類や酸、アルカリなどの電解質が溶けてイオン（例：Na⁺, Cl⁻, Ca²⁺）が存在すると、それらが電気を運ぶ担い手となり、電気が流れやすくなります。
水中に溶けているイオンの量が多いほど、電気は流れやすくなり、導電率の値は高くなります。
単位としては、国際単位系（SI）ではジーメンス毎メートル〔S/m〕が用いられますが、日本の水処理現場では慣例的にミリジーメンス毎メートル〔mS/m〕やマイクロジーメンス毎センチメートル〔µS/cm〕が多く用いられます（10 µS/cm = 1 mS/m）。
比抵抗（電気抵抗率）とは？
比抵抗（電気抵抗率、Resistivity）とは、「水の電気の通しにくさ」を示す指標で、導電率とは逆の性質を表します。
水中に溶けているイオンの量が少ないほど電気は流れにくくなり、比抵抗の値は高くなります。つまり、水が純粋であるほど比抵抗値は高くなります。
単位としては、オームメートル〔Ω·m〕やメガオームセンチメートル〔MΩ·cm〕が用いられます（1 MΩ·cm = 10 kΩ·m）。特に純水や超純水といった高純度の水の管理においては、比抵抗値が重要な指標とされます。
導電率と比抵抗の関係
導電率と比抵抗は、互いに逆数の関係にあります。以下の式で表されます。
- 導電率 = 1 / 比抵抗
- 比抵抗 = 1 / 導電率
この関係から、どちらか一方の値を測定すれば、もう一方の値を算出することができます。一般的に、イオン濃度が比較的高い水（水道水、工業用水、河川水、排水など）では導電率〔µS/cm, mS/m〕が、イオン濃度が極めて低い高純度の水（純水、超純水）では比抵抗〔MΩ·cm〕が、それぞれ水質を表す指標として使われる傾向があります。
例えば、理論上の純水（全く不純物を含まない水）の比抵抗値は、25℃において約18.2 MΩ·cm（導電率では約0.055 µS/cm）となります。
水処理における役割と重要性
導電率や比抵抗は、水中に溶解しているイオン性の不純物の総量を、迅速かつ連続的に監視できるため、水処理の様々な場面で活用されています。
- 原水水質の把握: 取水する河川水や井戸水、供給される水道水などの導電率を測定し、水質の変動を監視します。
- 純水・超純水の管理: 半導体製造や医薬品製造、精密洗浄などに用いられる純水・超純水が、要求される純度（比抵抗値）を満たしているかを確認します。製造装置の性能評価にも使われます。
- 工程管理: ボイラー給水や冷却水など、特定の水質範囲に管理する必要がある工程で、導電率を連続監視し、薬品注入量の調整やブローダウン（排出）の判断を行います。
- 排水管理: 工場排水などの導電率を測定し、処理が適切に行われているか、環境基準を満たしているかを確認します。
- RO膜などの性能評価: 逆浸透（RO）膜などの分離膜処理において、原水と処理水の導電率を比較することで、膜の性能（イオン除去率）を評価します。
このように、導電率・比抵抗の測定は、プロセスの安定稼働、製品の品質確保、環境保全において重要な役割を担っています。
測定方法と注意点
導電率・比抵抗の測定には、専用の測定器（導電率計、比抵抗計）が用いられます。多くの場合、センサー（検出部）を水中に設置し、連続的に測定を行います。
重要な注意点として、水の導電率（比抵抗）は水温によって大きく変化するという性質があります。一般的に、水温が1℃上昇すると導電率は約2%増加します。そのため、異なる温度で測定した値を比較評価する場合は、基準とする温度（通常は25℃）での値に換算する「温度補償」を行う必要があります。
近年の測定器の多くは、温度センサーを内蔵し、自動で温度補償を行う機能を持っています。
また、正確な測定のためには、電極の汚れや劣化を点検し、標準液を用いた定期的な校正（比較検査）を行うことが不可欠です。
まとめ
導電率と比抵抗は、水の電気的な性質を利用して、水中のイオン性不純物の総量を把握するための基本的な指標です。水処理においては、原水から純水、排水に至るまで、幅広い対象の水質管理に用いられています。これらの指標を正しく理解し、適切に測定・管理することが、水処理プロセス全体の最適化に繋がります。
水質管理の方法、測定器の選定や校正、トラブルシューティングなどでお困りのことがございましたら、専門知識を持つ業者にご相談いただくことをお勧めします。
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