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特許7256973障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-05
(45)【発行日】2023-04-13
(54)【発明の名称】障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法
(51)【国際特許分類】
G01N 33/18 20060101AFI20230406BHJP
【ＦＩ】
G01N33/18 E
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021549876
(86)(22)【出願日】2021-03-01
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-15
(86)【国際出願番号】 CN2021078364
(87)【国際公開番号】W WO2021208611
(87)【国際公開日】2021-10-21
【審査請求日】2021-08-25
(31)【優先権主張番号】202010299618.8
(32)【優先日】2020-04-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】520414480
【氏名又は名称】中国長江三峡集団有限公司
(73)【特許権者】
【識別番号】515313826
【氏名又は名称】河海大学
【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１ Ｘｉｋａｎｇ Ｒｏａｄ， Ｇｕｌｏｕ， Ｎａｎｊｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【弁理士】
【氏名又は名称】森川 泰司
(74)【代理人】
【識別番号】100148633
【弁理士】
【氏名又は名称】桜田 圭
(74)【代理人】
【識別番号】100147924
【弁理士】
【氏名又は名称】美恵 英樹
(72)【発明者】
【氏名】戴 会超
(72)【発明者】
【氏名】毛 勁喬
(72)【発明者】
【氏名】王 剛
(72)【発明者】
【氏名】許 家▲ウェイ▼
【審査官】白形 優依
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／１９９２０１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００７－０８５８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１００５０７３０（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６６８０４４８（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１０４１２２３０（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開昭５７－００１９６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２２９９２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３３／１８
Ａ０１Ｋ ６１／００
Ａ０１Ｋ ６３／００
Ａ０１Ｋ ６７／００
Ｃ０２Ｆ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法であって、前記障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、水質測定用装置を備え、前記水質測定用装置には、測定用水槽（１）と３つの障害ユニットを備え、前記測定用水槽（１）の一端には入水ゲート（２２）を設け、他端には出水ゲート（２１）を設け、３つの障害ユニットは、前記水槽（１）の第１、２及び３の断面においてそれぞれ設けられ、第１、２及び３の断面から入水ゲート（２２）までの距離は順次増え、各障害ユニットは、障害指標生成装置と計数装置を含み、第１、２及び３の断面における障害指標生成装置は指標生物に対して障害度合が順次増え、計数装置は、断面を通る指標生物を計数するのに用いられ、前記障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、各障害指標生成装置を選定するのに用いられる障害指標選定用装置を備え、前記障害指標選定用装置は、選定用水槽（３０）、前記選定用水槽（３０）の一端に設けられた推進ユニット、前記選定用水槽（３０）の他端に設けられた障害比較ユニット及び監視制御ユニットを含み、前記推進ユニットは、前記選定用水槽（３０）内の液体を前記障害ユニットに推し進めるのに用いられ、前記障害比較ユニットは仕切り板を備え、前記仕切り板は前記選定用水槽（３０）の他端に４つの同一仕切り区域を有する障害断面（３６）を形成し、各仕切り区域は１種又は多種の障害指標生成装置を取り付けるのに用いられ、前記選定用水槽（３０）の一端には水入口（３４）を設け、前記他端には水出口（３８）を設け、前記監視制御ユニットは、前記障害断面にいる指標生物の行動を監視制御するのに用いられ、
前記方法は、
（Ｓ１）指標生物を選定し、前記測定用水槽（１）中の各障害ユニットに対して必要な障害指標生成装置を選定し設置すること、ここで（Ｓ１）で各障害ユニットに対して障害指標生成装置を選定することは、
（Ｓ１１）単一障害指標データベースを作り上げ、前記単一障害指標データベースは多種の単一障害指標を含み、各単一障害指標から一種又は多種の単一障害度合が発生することができ、前記単一障害指標は閃光、気泡カーテン、噴流渦、温度及び物音のうちのいずれかを含み、指標生物ライブラリを作り上げること、
（Ｓ１２）前記指標生物ライブラリから一種の指標生物を選定し、前記単一障害指標データベースから少なくとも三種の有効な単一障害度合を選定することであって、前記有効な単一障害度合の選定方法は、
（Ｓ１２１）前記単一障害指標データベースから一種の単一障害指標に対応する障害度合を選定し、対応の障害度合の障害指標生成装置をそれぞれ前記障害比較ユニットの第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１２２）障害指標選定用水槽（３０）には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１２３）選定された指標生物の総数をＮとし、第１～第４の仕切り区域にいる指標生物の数をＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄとし、Ｎａ≧（２／３）Ｎの場合、選定された単一障害指標に対応する障害度合は、指標生物に障害として役に立ち、有効な単一障害度合と呼ばれ、そうでないと、無効な単一障害度合であり、単一障害指標に対応する障害度合を再選択し判断し、前記データベース内の単一障害指標全体の障害度合が選定された指標生物に対して無効な単一障害度合になる場合、選定された指標生物を置き換えて有効な単一障害度合を選定することの従属ステップを含むこと、
（Ｓ１３）（Ｓ１２）で選定された少なくとも３種の有効な単一障害度合により、前記測定用水槽（１）における３つの障害ユニット内の障害指標生成装置を決め、
（Ｓ１３１）３種の総合障害度合を構成し、各総合障害度合は、上記の少なくとも３種の有効な単一障害度合のいずれか１つまたは複数の組み合わせであり、前記３種の総合障害度合を生成した障害指標生成装置をそれぞれ前記障害断面の第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１３２）前記障害指標選定用水槽（３０）には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて（Ｓ１２）における選定済指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１３３）Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄが次の式Ｉを満たす場合、選択された３種の総合障害度合の組み合わせは、有効な総合障害度合の組み合わせであると見なし、そうでないと、無効な総合障害度合の組み合わせであり、有効な総合障害度合の組み合わせを最終に選定するために３種の総合障害度合をもう一度新たに構成することの従属ステップを含むこと、
【数1】
（Ｓ２）汚染のない水を前記測定用水槽（１）に注入し、入水ゲート（２２）と第一断面における障害ユニットとの間に立て網（４１）を設け、選定された指標生物を立て網（４１）と入水ゲート（２２）の間に配置し、指標生物をｍ分間以上環境に適応させること（ｍ≧１０）、
（Ｓ３）前記測定用水槽（１）内の各障害指標生成装置を始動させ、立て網を取り外して、入水口（２２）を通って測定対象となる水体を前記測定用水槽（１）に注入すること、
（Ｓ４）前記３つの障害ユニット内の計数装置の計数変化に従って測定対象となる水体の水質を決めること、というステップを含む、
ことを特徴とする水質生物学的測定方法。
【請求項2】
第１断面における障害指標生成装置は、頻度が８０～８５回／分である単一緑閃光を生成し、第２断面における障害指標生成装置は、給気量が４０～４５Ｌ／分である気泡カーテンを生成し、第３断面における障害指標生成装置は、噴流速度が１～１．１ｍ／ｓである噴流渦及び頻度が８０～８５回／分である単一緑閃光を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の水質生物学的測定方法。
【請求項3】
各障害ユニットは、前記計数装置に接続した対応の警報装置を更に含み、前記障害指標生成装置は、閃光生成装置、気泡カーテン生成装置、噴流渦生成装置、温度制御装置、音生成装置の中の１種又は多種の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の水質生物学的測定方法。
【請求項4】
前記測定用水槽（１）は、また、入水ゲート（２２）に接続した導水管（４）と、前記導水管（４）に接続した測定用水槽の水入口（３）とを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の水質生物学的測定方法。
【請求項5】
前記推進ユニットは、押しモーター（３１）、接続チェーンロッド（３２）及び押し板（３３）を含み、前記押しモーター（３１）は、前記接続チェーンロッド（３２）を介して前記押し板（３３）を押し動かして水槽（３０）中の液体を前記他端に推し進める、ことを特徴とする請求項４に記載の水質生物学的測定方法。
【請求項6】
前記監視制御ユニットは２つの撮像装置（３９）を含み、２つの撮像装置（３９）をそれぞれ前記障害断面（３６）の両側に設ける、ことを特徴とする請求項４に記載の水質生物学的測定方法。
【請求項7】
ステップ（Ｓ４）では、第１断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３未満の場合、正常水質を示し、
第１断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３以上且つ第２断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３未満の場合、軽度汚染になることを示し、
第２断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３以上且つ第３断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３未満の場合、中度汚染になることを示し、
第３断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３以上の場合、重度汚染になることを示す、
ことを特徴とする請求項１に記載の水質生物学的測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
迅速な経済発展と急速な人口増加は、天然資源の急激な開発と利用につながった。水質汚染の面では、大量の産業下水と生活汚水を自然水体に排出し、水質汚染の問題はますますひどくなり、人々の日常用水の安全を深刻に脅かしている。従来の下水測定方法は、化学的・物理的な成分については、化学反応や物理的検知などにより、特定の汚染成分や水中の含有量を検知することができるが、検知コストが高く、効率が低く、時間が長くかかり遅延性がある。非専門家はこれらの複雑な下水測定方法を使用することができず、水質を迅速に知る必要がある場合、それらの使用価値が高くない。
【0003】
近年、水汚染の生物学的測定技術は徐々に興り、例えば、特許文献１における「水生生物の回避行動に基づくオンライン水質安全早期警報システムと方法」には、多点モニタリングで得られた電気信号により受験生物の行動変化信号を表示し、且つ電気信号の分析評価を通じて、定位置におけるリアルタイムの生物学的モニタリングを実現し、水体内における未知汚染物質の早期警報を提供する。特許文献２における「廊下型水汚染早期警報装置と早期警報方法」には、グリッド付き廊下やビデオコレクターや画像認識システムなどを用いて魚の軌跡をデジタル画像信号に変換し、水質を汚染しているかどうかを定性的に測定する。これらの生物学的測定装置及び方法は、指標生物を選択している間に特定の種類の生物を直接指定するが、指定された生物の指標効果や指標精度を測定できず、ある程度盲目的で、かつ誤警報が起きる。しかし、最も重要なことは、現在、指標生物と障害性指標とモニタリング指標との選択から最終結果の評価方法までのシステムができる方法と装置がないことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】中国特許出願公開第１０１１９１９２号明細書
【文献】中国特許出願公開第１０３１０５３９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、先行技術における上記の問題を解決するために障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を提供することを目的としている。
【0006】
本発明は、障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法を更に提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一方で、本発明は、障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を提供する、障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法であって、前記障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、水質測定用装置を備え、前記水質測定用装置には、測定用水槽と３つの障害ユニットを備え、前記測定用水槽の一端には入水ゲートを設け、他端には出水ゲートを設け、３つの障害ユニットは、前記水槽の第１、２及び３の断面においてそれぞれ設けられ、第１、２及び３の断面から入水ゲートまでの距離は順次増え、各障害ユニットは、障害指標生成装置と計数装置を含み、第１、２及び３の断面における障害指標生成装置は指標生物に対して障害度合が順次増え、計数装置は、断面を通る指標生物を計数することに用いられる。
【0008】
さらに、第１断面における障害指標生成装置は、頻度が８０～８５回／分である単一緑閃光を生成し、第２断面における障害指標生成装置は、給気量が４０～４５Ｌ／分である気泡カーテンを生成し、第３断面における障害指標生成装置は、噴流速度が１～１．１ｍ／ｓである噴流渦及び頻度が８０～８５回／分である単一緑閃光を生成する。
【0009】
さらに、各障害ユニットは、前記計数装置に接続した対応の警報装置を更に含む。
【0010】
さらに、前記障害指標生成装置は、閃光生成装置、気泡カーテン生成装置、噴流渦生成装置、温度制御装置、音生成装置の中の１種又は多種の組み合わせを含む。
【0011】
さらに、前記測定用水槽は、また、入水ゲートに接続した導水管と、前記導水管に接続した測定用水槽の水入口とを含む。
【0012】
さらに、前記障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、各障害指標生成装置を選定するのに用いられる障害指標選定用装置を備え、前記障害指標選定用装置は、選定用水槽、前記選定用水槽の一端に設けられた推進ユニット、前記選定用水槽の他端に設けられた障害比較ユニット及び監視制御ユニットを含み、前記推進ユニットは、前記選定用水槽内の液体を前記障害ユニットに推し進めるのに用いられ、前記障害比較ユニットは仕切り板を備え、前記仕切り板は前記選定用水槽の他端に４つの同一仕切り区域を有する障害断面を形成し、各仕切り区域は１種又は多種の障害指標生成装置を取り付けるのに用いられ、前記選定用水槽の一端には水入口を設け、前記他端には水出口を設け、前記監視制御ユニットは、前記障害断面にいる指標生物の行動を監視制御するのに用いられる。
【0013】
さらに、前記推進ユニットは、押しモーター、接続チェーンロッド及び押し板を含み、前記押しモーターは、前記接続チェーンロッドを介して前記押し板を押し動かして水槽中の液体を前記他端に推し進める。
【0014】
さらに、前記監視制御ユニットは２つの撮像装置を含み、２つの撮像装置をそれぞれ前記障害断面の両側に設ける。
【0015】
もう一方で、本発明は、障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法を更に提供する。前記方法は、
（Ｓ１）指標生物を選定し、前記測定用水槽中の各障害ユニットに対して必要な障害指標生成装置を選定し設置し、
（Ｓ２）汚染のない水を前記測定用水槽に注入し、入水ゲートと第一断面における障害ユニットとの間に立て網を設け、選定された指標生物を立て網と入水ゲートの間に配置し、指標生物をｍ分間環境に適応させること（ｍ≧１０）、
（Ｓ３）前記測定用水槽内の各障害指標生成装置を始動させ、立て網を取り外して、入水口を通って測定対象となる水体を前記測定用水槽に注入すること、
（Ｓ４）前記３つの障害ユニット内の計数装置の計数変化に従って測定対象となる水体の水質を決めること、というステップを含む。
（Ｓ１）指標生物を選定し、前記測定用水槽中の各障害ユニットに対して必要な障害指標生成装置を選定し設置し、
（Ｓ２）汚染のない水を前記測定用水槽に注入し、入水ゲートと第一断面における障害ユニットとの間に立て網を設け、選定された指標生物を立て網と入水ゲートの間に配置し、指標生物をｍ分間環境に適応させること（ｍ≧１０）、
（Ｓ３）前記測定用水槽内の各障害指標生成装置を始動させ、立て網を取り外して、入水口を通って測定対象となる水体を前記測定用水槽に注入すること、
（Ｓ４）前記３つの障害ユニット内の計数装置の計数変化に従って測定対象となる水体の水質を決めること、というステップを含む。
【0016】
ステップ（Ｓ１）で各障害ユニットに対して障害指標生成装置を選定することは、
（Ｓ１１）単一障害指標データベースを作り上げ、前記単一障害指標データベースは多種の単一障害指標を含み、各単一障害指標から一種又は多種の単一障害度合が発生することができ、前記単一障害指標は閃光、気泡カーテン、噴流渦、温度及び物音のうちのいずれかを含み、指標生物ライブラリを作り上げること、
（Ｓ１２）前記指標生物ライブラリから一種の指標生物を選定し、前記単一障害指標データベースから少なくとも三種の有効な単一障害度合を選定することであって、前記有効な単一障害度合の選定方法は、
（Ｓ１２１）前記単一障害指標データベースから一種の単一障害指標に対応する障害度合を選定し、対応の障害度合の障害指標生成装置をそれぞれ前記障害比較ユニットの第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１２２）障害指標選定用水槽には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１２３）選定された指標生物の総数をＮとし、第１～第４の仕切り区域にいる指標生物の数をＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄとし、Ｎａ≧（２／３）Ｎの場合、選定された単一障害指標に対応する障害度合は、指標生物に障害として役に立ち、有効な単一障害度合と呼ばれ、そうでないと、無効な単一障害度合であり、単一障害指標に対応する障害度合を再選択し判断し、前記データベース内の単一障害指標全体の障害度合が選定された指標生物に対して無効な単一障害度合になる場合、選定された指標生物を置き換えて有効な単一障害度合を選定することの従属ステップを含むこと、
（Ｓ１３）（Ｓ１２）で選定された少なくとも３種の有効な単一障害度合により、前記測定用水槽における３つの障害ユニット内の障害指標生成装置を決め、
（Ｓ１３１）３種の総合障害度合を構成し、各総合障害度合は、上記の少なくとも３種の有効な単一障害度合のいずれか１つまたは複数の組み合わせであり、前記３種の総合障害度合を生成した障害指標生成装置をそれぞれ前記障害断面の第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１３２）前記障害指標選定用水槽には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて（Ｓ１２）における選定済指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１３３）Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄが次の式Ｉを満たす場合、選択された３種の総合障害度合の組み合わせは、有効な総合障害度合の組み合わせであると見なし、そうでないと、無効な総合障害度合の組み合わせであり、有効な総合障害度合の組み合わせを最終に選定するために３種の総合障害度合をもう一度新たに構成することの従属ステップを含むこと、
（Ｓ１４）前記測定用水槽の各断面において障害指標生成装置をそれぞれ取り付けて、前記有効な総合障害度合の組み合わせを生成し、ここで、第１断面における障害指標生成装置は、有効な障害閉塞度合の組み合わせ中の第２仕切り区域に対応する総合障害度合を生成するのに用いられ、第２断面における障害指標生成装置は、有効な障害閉塞度合の組み合わせ中の第３仕切り区域に対応する総合障害度合を生成するのに用いられ、第３断面における障害指標生成装置は、有効な障害閉塞度合の組み合わせ中の第４仕切り区域に対応する総合障害度合を生成するのに用いられること、という従属ステップを具体的に含む。
（Ｓ１１）単一障害指標データベースを作り上げ、前記単一障害指標データベースは多種の単一障害指標を含み、各単一障害指標から一種又は多種の単一障害度合が発生することができ、前記単一障害指標は閃光、気泡カーテン、噴流渦、温度及び物音のうちのいずれかを含み、指標生物ライブラリを作り上げること、
（Ｓ１２）前記指標生物ライブラリから一種の指標生物を選定し、前記単一障害指標データベースから少なくとも三種の有効な単一障害度合を選定することであって、前記有効な単一障害度合の選定方法は、
（Ｓ１２１）前記単一障害指標データベースから一種の単一障害指標に対応する障害度合を選定し、対応の障害度合の障害指標生成装置をそれぞれ前記障害比較ユニットの第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１２２）障害指標選定用水槽には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１２３）選定された指標生物の総数をＮとし、第１～第４の仕切り区域にいる指標生物の数をＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄとし、Ｎａ≧（２／３）Ｎの場合、選定された単一障害指標に対応する障害度合は、指標生物に障害として役に立ち、有効な単一障害度合と呼ばれ、そうでないと、無効な単一障害度合であり、単一障害指標に対応する障害度合を再選択し判断し、前記データベース内の単一障害指標全体の障害度合が選定された指標生物に対して無効な単一障害度合になる場合、選定された指標生物を置き換えて有効な単一障害度合を選定することの従属ステップを含むこと、
（Ｓ１３）（Ｓ１２）で選定された少なくとも３種の有効な単一障害度合により、前記測定用水槽における３つの障害ユニット内の障害指標生成装置を決め、
（Ｓ１３１）３種の総合障害度合を構成し、各総合障害度合は、上記の少なくとも３種の有効な単一障害度合のいずれか１つまたは複数の組み合わせであり、前記３種の総合障害度合を生成した障害指標生成装置をそれぞれ前記障害断面の第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１３２）前記障害指標選定用水槽には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて（Ｓ１２）における選定済指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１３３）Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄが次の式Ｉを満たす場合、選択された３種の総合障害度合の組み合わせは、有効な総合障害度合の組み合わせであると見なし、そうでないと、無効な総合障害度合の組み合わせであり、有効な総合障害度合の組み合わせを最終に選定するために３種の総合障害度合をもう一度新たに構成することの従属ステップを含むこと、
【数1】
【0017】
ステップ（Ｓ４）では、第１断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３未満の場合、正常水質を示し、第１断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３以上且つ第２断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３未満の場合、軽度汚染になることを示し、第２断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３以上且つ第３断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３未満の場合、中度汚染になることを示し、第３断面における計数装置で計数された断面を通る指標生物の数が指標生物の総数の２／３以上の場合、重度汚染になることを示す。
【発明の効果】
【0018】
従来技術と比較して、本発明は以下の利点を有する。
【0019】
１．化学的・物理的な成分に関する分析や画像認識システム等の複雑なシステムを必要とせず、指標生物の水泳軌跡や水泳速度等の指標を算出する必要がなく、従来の測定装置の遅延性を克服する。低度合の障害状態、中度合の障害状態及び高度合の障害状態という３つの障害状態を利用して、指標生物が下水を避ける行動に対してさまざまな度合の制約を加え、指標生物がさまざまな程度の下水（軽度汚染、中度汚染、重度汚染）を避ける行動を拡大する。水体が汚染されているかどうかを視覚的に検出し、水体の汚染度に対して正確且つ迅速な評価を作り出し、水体の汚染状況をリアルタイムで監視することができる。
【0020】
２．測定対象となる水体のＰＨ値の範囲を概算できる。
【0021】
３．指標生物と障害性指標とモニタリング指標との選択から最終結果の評価方法まで、一揃いになる完全な障害性マルチモジュール水質生物学的測定方法及び装置を提案する。
【0022】
４．本発明は、簡単な構造や低いコストや直感的な観察や強力な機能を備え、専門家以外でも正しく操作でき、湖や貯水池や河川や家庭下水等の水体に対する迅速な水質検出に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の障害性マルチモジュール水質生物学的測定方法のフロー略図である。
【図2】本発明で用いられた指標選定用水槽の概略図である。
【図3】選定用水槽の動作状態の概略図である。
【図4】本発明で用いられた測定用水槽の平面図である。
【図6(a)】低密度気泡管の略図である。
【図6(b)】高密度気泡管の略図である。
【図7】３次元の気泡生成の側面図である。
【図8】作動中の閃光灯の概略図である。
【図9(a)】噴流渦が働いている時の側面図である。
【図9(b)】噴流渦が働いている時の上面図である。
【図10】有効な単一障害指標を選定した時の選定用水槽内の障害断面の概略図である。
【図11】有効な総合障害指標の組み合わせを選定した時の選定用水槽内の障害断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明をより明確にするために、次にように特定の実施形態と併せて、添付の図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【0025】
図２～５に示すように、本発明によって提供された障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、障害指標選定用装置及び水質測定用装置を含む。障害指標選定用装置は、適格又は有効な階段状障害度合の組み合わせを選択するのに用いられ、水質測定用装置は、測定対象となる水体に指標生物を注入した後、有効な障害度合の組み合わせにおける各障害物の行動により測定対象となる水体の水質を検出する。
【0026】
障害指標選定用装置は、選定用水槽３０、選定用水槽３０の一端（図２及び３の左端を参照）に設けられた推進ユニット、選定用水槽３０の他端（図２及び３の右端を参照）に設けられた障害比較ユニット及び監視制御ユニットを含む。推進ユニットは、選定用水槽３０内の液体を障害ユニットに推し進めるのに用いられる。障害比較ユニットは仕切り板を備え、仕切り板は前記選定用水槽３０の他端に４つの同一仕切り区域を有する障害断面を形成し、各仕切り区域は異なる障害指標生成装置を取り付けるのに用いられる。選定用水槽３０の左端には、前記選定用水槽３０に水を補充することができる水入口３４を設け、選定用水槽３０の右端には、前記選定用水槽３０内の水を排出することができる水出口３８を設ける。監視制御ユニットは、前記障害断面にいる指標生物の行動を監視制御するのに用いられる。
【0027】
推進ユニットは、押しモーター３１、接続チェーンロッド３２及び押し板３３を含む。前記押しモーター３１は、接続チェーンロッド３２を介して押し板３３に接続され、押しモーター３１が始動した後、押し板３３を押し動かして障害比較ユニットに近づけることができる。選定用水槽３０内の押し板３３と障害断面３６との間の区域は選択適応区域であり、障害断面３６の近傍区域は強い干渉区域である。障害断面３６は、仕切り板３７によってａ、ｂ、ｃ、ｄという４つの区域に分けられ、障害生成装置をａ、ｂ、ｃ、ｄという４つの区域にすべて設けて対応障害指標を生成し、前記水出口３８をａ、ｂ、ｃ、ｄという４つの区域にすべて設ける。監視制御ユニットは２つの撮像装置を含み、２つの撮像装置３９をそれぞれ障害断面３６の両側に設ける。
【0028】
水質測定用装置には、測定用水槽１と３つの障害ユニットを備える。測定用水槽１の一端（図４の右端を参照）には入水ゲート２２を設け、他端（図４の左端を参照）には出水ゲート２１を設ける。３つの障害ユニットは、水槽１の断面ｅ、ｆ及びｇにおいてそれぞれ設けられる。図３に示すように、断面ｅ、ｆ及びｇから入水ゲートまでの距離は順次増える。図２及び図３に示すように、測定用水槽１は、３つの障害ユニットｅ、ｆ及びｇによって４つの区域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶに分けられる。入水ゲート２２及び出水ゲート２１は、測定用水槽１におけるゲート溝を介して測定用水槽１に接続され、測定用水槽の水入口３は、導水管４を介して入水ゲート２２に接続されている。各障害ユニットは、障害指標生成装置と計数装置を含み、計数装置に１対１で対応し、接続した警報装置を更に備える。各障害ユニットの障害指標生成装置は、閃光生成装置、気泡カーテン生成装置、噴流渦生成装置、温度制御装置、音生成装置の中の１種又は多種の組み合わせから選定され、上記障害指標選定装置に基づく選択を行うことができる。計数装置は、断面を通る指標生物を計数するのに用いられる。
【0029】
図２から５に示された障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置に基づいて、本発明は、障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法を更に提供する。当該方法は、おおまかに次のステップを含む。
【0030】
ステップ１：指標生物を選定し、前記測定用水槽１中の各障害ユニットに対して必要な障害指標生成装置を選定し設置する。
【0031】
ステップ２：汚染のない水を前記測定用水槽１に注入し、入水ゲート２２と第一断面における障害ユニットとの間に立て網４１を設け、選定された指標生物を立て網４１と入水ゲート２２の間に配置し、指標生物を１０分間以上環境に適応させる。
【0032】
ステップ３：前記測定用水槽１内の各障害指標生成装置を始動させ、立て網４１を取り外して、入水口２２を通って測定対象となる水体を前記測定用水槽１に注入する。
【0033】
ステップ４：前記３つの障害ユニット内の計数装置の計数変化に従って測定対象となる水体の水質を決める。
【0034】
ステップ１のプロセスは、図１のように大まかに示され、具体的に次の従属ステップを含む。
【0035】
Ｓ１１：選定対象となる指標データベースを作り上げる。
【0036】
（Ｓ１１１）単一障害指標データベースを作り上げる。単一障害指標データベースは、閃光、気泡カーテン、噴流渦、温度及び物音等の、選定対象となる指標を含むが、これらに限定されない。気泡カーテンと閃光により魚を追い払う技術は、魚に損傷を与えない可能性のある重要なドライブ技術の１つであり、気泡カーテンと閃光は障害物として特定の生物に対する障害が役に立つ。噴流の噴流方向は水流方向を垂直し、圧力水管を通る水流は、出口で一定の初速度を持ち、静的な水体と噴流の間の速度差と粘度を利用して渦量を有する渦を水体において発生させることにより、前記噴流渦を形成する。噴流渦は、指標生物の視覚や聴覚などの感覚系に一定の影響を与え、潜在的な障害指標でもある。
【0037】
各単一障害指標は、１種又は多種の対応障害度合を有し、当該障害度合は、例えば、閃光の色、頻度及び強度や気泡カーテンの密度や噴流渦の渦量や温度値や物音値等、特定の単一障害指標の属性及び強度値によって特徴付けられる。
【0038】
（Ｓ１１２）指標生物ライブラリを作り上げる。選定された指標生物は、速い動きと環境変化への敏感な反応の特徴を持っている必要がある。指標生物ライブラリは、上中水体に生息する魚、両生カエル、底生ウナギなどを含むが、これらに限定されない。この実施形態で、指標生物は、ハギョ、コイ、ハクレン及びウナギを含む。
【0039】
Ｓ１２：指標生物ライブラリから１種の指標生物を選択し、単一障害指標データベースから少なくとも３つの有効な単一障害度合を選択する。
【0040】
例えば、予備指標生物としてハギョを選定し、そのハギョは１００匹の稚魚であり、（１０±１）ｃｍの体長と（１２±１）グラムの体重を有する。
【0041】
有効な単一障害度合を選択する方法は次のとおりである。
【0042】
（Ｓ１２１）噴流渦を予備単一障害指標として単一障害指標データベースから選定し、前記噴流渦の障害度合は、図８に示されたように、噴流速度１～１．１ｍ／ｓに予定される。１～１．１ｍ／ｓの噴流速度を生成できる噴流渦の障害指標生成装置を、障害断面３６の第２、第３及び第４の仕切り区域に取り付ける（それぞれ、図９中の区域ｂ、ｃ、ｄに対応する）が、第１の仕切り区域（図９中の区域ａに対応する）には、全く何の障害指標生成装置も取り付けない。
【0043】
（Ｓ１２２）障害指標選定用水槽３０に清潔で汚染のない水を満たす。この実施形態で、障害指標選定用水槽３０は、長方形の平行六面体を備えた単層の透明なガラス水槽である（内側のサイズは長さと幅と高さが２６ｍ×１ｍ×１．５ｍであり、外側のサイズは長さと幅と高さが２６ｍ×１．２ｍ×１．７ｍである）。立て網４２を障害指標選定用水槽３０の適応選択区域（つまり、押し板３３と障害断面３６との間）に配置し、１００匹のハギョを立て網４２と押し板３３との間の区域に入れ、そのままハギョを３０分間水環境に適応させる。給水ポンプを始動させて障害断面３６に噴流渦を形成し、立て網４２を取り外し、カメラ３９及び押しモーターを始動させて１００匹のハギョが障害断面３６の近傍（図２、図３及び図９に示されたように）にある強い干渉区域に入るまでそれらのハギョを前方へ推し進める。各仕切り区域にいる指標生物の数を障害断面３６における監視制御ユニットで数える。
【0044】
（Ｓ１２３）ａ、ｂ、ｃ、ｄという４つの区域にいるハギョを分析し、選定された指標生物の総数をＮとし、第１～第４の仕切り区域にいる指標生物の数をＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄとする。Ｎａ≧（２／３）Ｎの場合、選定された単一障害指標に対応する障害度合は、指標生物に障害として役に立ち、有効な単一障害度合と呼ばれる。そうでないと、無効な単一障害度合であり、単一障害指標に対応する障害度合を再選択し判断する。前記データベース内の単一障害指標全体の障害度合が選定された指標生物に対して無効な単一障害度合になる場合、選定された指標生物を置き換えて有効な単一障害度合を選定する。この実施形態で、ａ、ｂ、ｃ、ｄという４つの区域にいるハギョの数は、それぞれ７５、８、１０、７であるため、各区域で得られたハギョの数により、この実施形態で選択された１～１．１ｍ／秒の噴流速度を有する噴流渦指標が要件を合うことを判定することができる。
【0045】
障害指標とする噴流渦を単一障害指標ライブラリ内の他の指標に切り替え、少なくとも３種の有効な単一障害度合を選定するまで再度判断する。この実施形態で、単一障害指標分析モジュールの関連要件を合う指標生物として最終的にハギョを選定し、有効な単一障害度合は、次のとおりである。頻度が８０～８５回／分である緑の単一閃光、給気量が４０～４５Ｌ／分である低密度の気泡カーテン、給気量が７５～８０Ｌ／分である高密度の気泡カーテン及び噴流速度が１～１．１ｍ／ｓである噴流渦。
【0046】
Ｓ１３：Ｓ１２で選定された４種の有効な単一障害度合により、前記測定用水槽１における３つの障害ユニット内の障害指標生成装置を決める。具体的な方法は次のとおりである。
【0047】
Ｓ１３１：Ｓ１２で選定された４種の有効な単一障害度合を組み合わせて、３種の総合障害度合を構成する。ここで、各総合障害度合は、上記の４種の有効な単一障害度合のいずれか１つまたは複数の組み合わせである。たとえば、選定対象となる２セットの総合障害度合の組み合わせは、図１０ように示され、次の作業条件１と作業条件２の組み合わせに対応する。作業条件１：ａ区はブランクコントロールであり、ｂ区は閃光（単一閃光、白、頻度は６０～６５回／分）であり、ｃ区は低密度の気泡カーテン（給気量は４０～４５Ｌ／分）であり、ｄ区は高密度の気泡カーテン＋閃光（給気量は７５～８０Ｌ／分、単一閃光、白、頻度は８０～８５回／分）である。
【0048】
作業条件２：ａ区はブランクコントロールであり、ｂ区は閃光（単一閃光、緑、頻度は８０～８５回／分）であり、ｃ区は低密度の気泡カーテン（給気量は４０～４５Ｌ／分）であり、ｄ区は噴流渦＋閃光（噴流速度は１～１．１ｍ／ｓ、単一閃光、緑、頻度は８０～８５回／分）である。
【0049】
Ｓ１３２：選定用水槽３０に清潔な水を満たし、１００匹のハギョを立て網４２と押し板３３との間の区域に入れ、そのままハギョを３０分間水環境に適応させる。対応の障害生成装置を始動させて作業条件１又は作業条件２で総合障害度合の組み合わせを生成し、立て網４２を取り外し、カメラ３９及び押しモーターを始動させて１００匹のハギョが前記障害断面３６の近傍にある強い干渉区域に入るまでそれらのハギョを前方へ推し進める。
【0050】
Ｓ１３３：障害断面３６におけるａ、ｂ、ｃ、ｄという４つの区域にいるハギョを分析する。図１０の作業条件１に対応する総合障害指標の組み合わせの場合、ａ、ｂ、ｃ、ｄという４つの区域にいるハギョの数Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄはそれぞれ６１、１７、１０、１２であり、得られた各区域にいるハギョの数によれば、
を満たさないため、作業条件１で選定された３種の総合障害度合の組み合わせは、無効な障害度合の組み合わせであると判断される。作業条件２に対応する総合障害指標の組み合わせの場合、ａ、ｂ、ｃ、ｄという４つの区域にいるハギョの数Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄはそれぞれ７５、１６、６、３であり、
と符合し、作業条件２で選定された３種の総合障害度合の組み合わせは、有効な障害度合の組み合わせであると判断される。
【数2】
【数3】
【0051】
Ｓ１４：測定用水槽１の各断面において障害指標生成装置をそれぞれ取り付け、Ｓ１３で決められた作業条件２に対応する有効な総合障害度合の組み合わせを生成する。
【0052】
この実施形態で、測定用水槽１は、「┗┛」状のコンクリートの無蓋水槽（内側のサイズは長さと幅と高さが２６ｍ×１ｍ×１．５ｍであり、外側のサイズは長さと幅と高さが２６ｍ×１．２ｍ×１．７ｍである）を選ぶ。図６～８に示すように、応じて測定用水槽試験１の断面ｅにある障害指標生成装置は、第１閃光灯帯６及び第１電源２５を含み、断面ｆにある障害指標生成装置は、低密度気泡管１１及び空気ポンプ２４、断面ｇにある障害指標生成装置は、噴流仕切り架台８、噴流管９、高密度気泡管、圧力給水ポンプ２８、第２閃光灯帯１２及び第２電源２を含む。このうち、第１閃光灯帯と低密度気泡管１１と第２閃光灯帯１２をすべて測定用水槽１の底部に設け、噴流仕切り架台８を測定用水槽１の内側に設け、噴流管９を入れ子で噴流仕切り架台８に取り付け、前記噴流管９に噴流ノズル４０を取り付ける。断面ｅ、ｆ及びｇの計数装置５、２６及び２７はすべて赤外線計数装置であり、３つの赤外線計数装置全体を対応の３つの障害断面の上部に設ける。低密度気泡管１１には１４個の主気泡孔１６を設けるが側面に補助気泡孔がなく、高密度気泡管には１４個の主気泡孔１６と５６個の補助気泡孔１７を同時に設ける。空気ポンプ２４は、低密度気泡管１１及び高密度気泡管に圧縮空気を供給する。低密度気泡が発生する場合、空気ポンプ２４の給気量を４０Ｌ～４５Ｌ／分に制御して低密度気泡カーテン１９を発生させる。高密度気泡が発生する場合、空気ポンプ２４の給気量を７５Ｌ～８０Ｌ／分に制御して高密度気泡カーテン１８を発生させる。主気泡孔１６の直径は０．５ｃｍであり、補助気泡孔１７の直径は０．３ｃｍである。空気ポンプ２４はすべて７５０Ｗ～１４０ＬのＯＵＴＳＴＡＮＤＩＮＧ型空気圧縮空気ポンプであり、圧縮空気の最大出力は１４０Ｌ／分である。第１電源２５は、第１閃光灯帯６に電力を供給し、第２の電源２は、第２閃光灯帯１２に電力を供給し、閃光灯１４を第１閃光灯帯６と第２閃光灯帯１２に取り付ける。閃光灯１４は、単一閃光２０を生成し、単一閃光灯２０の色及び頻度は制御可能であり、頻度は６０～１００回／分である。圧力給水ポンプ２８は、加圧水流を噴流管９に供給する。圧力給水ポンプ２８は、ＲＧＺ１５－２０型増圧ポンプであり、噴流ノズル４０に１～３ｍ／秒の加圧水流を提供することができる。
【0053】
ステップ２は、測定用水槽１を清潔な水に注入して、清潔な水を水質測定用水槽に満たし、次に前記立て網４１と入水ゲート２２の間に１００匹のハギョを入れ、ハギョを清潔な水環境に３０分間適応させることを具体的に含む。
【0054】
ステップ３は、測定用水槽１における障害断面ｅ、ｆ、ｇの障害生成動力装置を始動させ、それぞれ障害断面ｅにおいて閃光（単一閃光、緑、頻度は８０～８５回／分）を生成し、障害断面ｆにおいて低密度気泡カーテン（給気量は４０～４５Ｌ／ｍｉｎ）を生成し、障害断面ｇにおいて閃光及び噴流渦（噴流速度は１～１．１ｍ／ｓ、単一閃光、緑、頻度は８０～８５回／分）を生成し、立て網４２を取り外して１０Ｌの測定対象となる水体を円筒形の水入口３に素早く注ぎ、測定対象となる水体を水入口２２から測定用水槽１に入れて５分間詰めることを具体的に含む。
【0055】
ステップ４で測定対象となる水体の水質を決めるプロセスは次のとおりである。
Ｓ４１：汚染のない状況：測定対象となる水体を汚染しない場合、障害指標の作用下で、選定された指標生物自身の生物学的習慣により指標生物は水槽内の区域Ｉに集まって動き、指標生物の２／３以上は区域Ｉに継続的に入り、軽度汚染警告灯７は明るくならず、測定対象となる水体を汚染せず、水質が正常であることを示す。
Ｓ４１：汚染のない状況：測定対象となる水体を汚染しない場合、障害指標の作用下で、選定された指標生物自身の生物学的習慣により指標生物は水槽内の区域Ｉに集まって動き、指標生物の２／３以上は区域Ｉに継続的に入り、軽度汚染警告灯７は明るくならず、測定対象となる水体を汚染せず、水質が正常であることを示す。
【0056】
Ｓ４２：軽度汚染状況：測定対象となる水体が軽度汚染になる場合、測定対象となる水体が導水管を通って水質測定用槽に入ると、軽度汚染になる水体が徐々に前方に広がる。選定された指標生物自身の生物学的習慣により、指標生物の遊泳行動は急に活発になり、移動速度や呼吸数などの指標が増え、軽度汚染になる水体の拡散や侵入を回避するため、指標生物は低度合の障害断面を越えようとする。指標生物の２／３以上が低度合の障害断面を通ると、軽度汚染警告灯７は明るくなって警報を発する。魚群は低度合の障害断面を通った後、水質測定用水槽の区域ＩＩに入る。中度合の障害断面の障害効果が低度合の障害断面の障害効果よりもが強くなるため、軽度汚染になる水体が侵入してこそ、おいそれと受験魚は中度合の障害断面を通ろうとしない。指標生物の２／３以上は水環境に適応して選び、前記水質測定用水槽の区域Ｉに継続的に入り、中度汚染警告灯１０は明るくならない。中度汚染警告灯１０は明るくなってこそ、水体が軽度汚染になると判断する。
【0057】
Ｓ４３：中度汚染状況：測定対象となる水体が中度汚染になる場合、選定された指標生物自身の生物学的習慣により、被汚染水体を回避し、自らを保護するために、指標生物はまず低度合の障害断面を通り、軽度汚染警告灯７は明るくなる。中度汚染になる水体が侵入すると、指標生物は中度合の障害断面を通ろうとして選ぶ。指標生物の２／３が中度合の障害断面を通ると、中度汚染警告灯１０は明るくなる。指標生物は中度合の障害断面を通ると、水質測定用水槽の区域ＩＩＩに入る。高度合の障害断面の障害効果が中度合の障害断面の障害効果よりもが強くなるため、中度汚染になる水体が侵入した場合、指標生物はおいそれと高度合の障害断面を通ろうとせず、水環境に適応して選ぶ。指標生物の２／３以上が水質測定用水槽の区域ＩＩＩに継続的に入り、重度汚染警告灯１３は明るくならず、中度汚染警告灯１０が明るくなると、水体が中度汚染になると判断する。
【0058】
Ｓ４４：重度汚染状況：測定対象となる水体が重度汚染になる場合、選定された指標生物自身の生物学的習慣により、指標生物は継続的に刺激され、低度合の障害断面を通り、次に中度合の障害断面を通り、軽度汚染警告灯７と中度汚染警告灯１０の両方が明るくなり、この時指標生物は区域ＩＩＩに入る。重度汚染になる水体が侵入したため、魚群は高度合の障害断面を通ろうとし、最終的に指標生物の２／３以上は水質測定用水槽の区域ＩＶに入り、重度汚染警告灯１３は明るくなると、水体が重度汚染になると判断する。
【0059】
測定対象となる水体のさまざまな汚染度に応じて、いくつかの測定実例の結果を表１～５に示す。このうち、「○」は警告灯に警報がないことを意味し、「√」は警告灯が警報を発していることを意味する。測定対象となる水体の水質を物理的及び化学的な測定方法により検証する場合、ＰＨ値は水体汚染の程度を測定するのに用いられる（６．５＜ＰＨ＜７．８は正常水質を意味する； ５＜ＰＨ＜６．５又は７．８＜ＰＨ＜８．５は軽度汚染を意味する； ３＜ＰＨ＜５又は８．５＜ＰＨ＜９は中度汚染を意味する； ＰＨ＜３又は９＜ＰＨは重度汚染を意味する）。さまざまな状況に応じて、操作者は実際の状況により測定指標と測定基準を自分で選択することができ、それは本発明によって提出された指標及び基準に限定されない。
【0060】
【表1】
【0061】
【表2】
【0062】
【表3】
【0063】
【表4】
【0064】
【表5】
【0065】
実験結果で死魚が現れたのは、測定対象となる水体を汚染したときに、被汚染水体が指標生物の一部に厳しい影響を与えることにより受験魚の死亡を起こしたからである。
【0066】
上記の説明は、すべての実施形態ではなく、本発明の一実施形態にすぎず、本発明を限定することを意図するものではない。本発明の趣旨及び原則の範囲内で行われたいかなる修正や同等の代置や改善なども、本発明の保護範囲に含まれるものとする。
【0067】
（付記）
（付記１）
障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法であって、前記障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、水質測定用装置を備え、前記水質測定用装置には、測定用水槽（１）と３つの障害ユニットを備え、前記測定用水槽（１）の一端には入水ゲート（２２）を設け、他端には出水ゲート（２１）を設け、３つの障害ユニットは、前記水槽（１）の第１、２及び３の断面においてそれぞれ設けられ、第１、２及び３の断面から入水ゲート（２２）までの距離は順次増え、各障害ユニットは、障害指標生成装置と計数装置を含み、第１、２及び３の断面における障害指標生成装置は指標生物に対して障害度合が順次増え、計数装置は、断面を通る指標生物を計数するのに用いられ、
前記障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、各障害指標生成装置を選定するのに用いられる障害指標選定用装置を備え、前記障害指標選定用装置は、選定用水槽（３０）、前記選定用水槽（３０）の一端に設けられた推進ユニット、前記選定用水槽（３０）の他端に設けられた障害比較ユニット及び監視制御ユニットを含み、前記推進ユニットは、前記選定用水槽（３０）内の液体を前記障害ユニットに推し進めるのに用いられ、前記障害比較ユニットは仕切り板を備え、前記仕切り板は前記選定用水槽（３０）の他端に４つの同一仕切り区域を有する障害断面（３６）を形成し、各仕切り区域は１種又は多種の障害指標生成装置を取り付けるのに用いられ、前記選定用水槽（３０）の一端には水入口（３４）を設け、前記他端には水出口（３８）を設け、前記監視制御ユニットは、前記障害断面にいる指標生物の行動を監視制御するのに用いられ、
前記方法は、
（Ｓ１）指標生物を選定し、前記測定用水槽（１）中の各障害ユニットに対して必要な障害指標生成装置を選定し設置すること、ここで（Ｓ１）で各障害ユニットに対して障害指標生成装置を選定することは、
（Ｓ１１）単一障害指標データベースを作り上げ、前記単一障害指標データベースは多種の単一障害指標を含み、各単一障害指標から一種又は多種の単一障害度合が発生することができ、前記単一障害指標は閃光、気泡カーテン、噴流渦、温度及び物音のうちのいずれかを含み、指標生物ライブラリを作り上げること、
（Ｓ１２）前記指標生物ライブラリから一種の指標生物を選定し、前記単一障害指標データベースから少なくとも三種の有効な単一障害度合を選定することであって、前記有効な単一障害度合の選定方法は、
（Ｓ１２１）前記単一障害指標データベースから一種の単一障害指標に対応する障害度合を選定し、対応の障害度合の障害指標生成装置をそれぞれ前記障害比較ユニットの第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１２２）障害指標選定用水槽（３０）には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１２３）選定された指標生物の総数をＮとし、第１～第４の仕切り区域にいる指標生物の数をＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄとし、Ｎａ≧（２／３）Ｎの場合、選定された単一障害指標に対応する障害度合は、指標生物に障害として役に立ち、有効な単一障害度合と呼ばれ、そうでないと、無効な単一障害度合であり、単一障害指標に対応する障害度を再選択し判断すべきであり、前記データベース内の単一障害指標全体の障害度合は、選定された指標生物に対して無効な単一障害度合になる場合、選定された指標生物を置き換えて有効な単一障害度合を選定することの従属ステップを含むこと、
（Ｓ１３）（Ｓ１２）で選定された少なくとも３種の有効な単一障害度合により、前記測定用水槽（１）における３つの障害ユニット内の障害指標生成装置を決め、
（Ｓ１３１）３種の総合障害度合を構成し、各総合障害度合は、上記の少なくとも３種の有効な単一障害度合のいずれか１つまたは複数の組み合わせであり、前記３種の総合障害度合を生成した障害指標生成装置をそれぞれ前記障害断面の第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１３２）前記障害指標選定用水槽（３０）には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて（Ｓ１２）における選定済指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１３３）Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄが次の式Ｉを満たす場合、選択された３種の総合障害度合の組み合わせは、有効な総合障害度合の組み合わせであると見なし、そうでないと、無効な総合障害度合の組み合わせであり、有効な総合障害度合の組み合わせを最終に選定するために３種の総合障害度合をもう一度新たに構成する必要があることの従属ステップを含むこと、
（Ｓ１４）前記測定用水槽（１）の各断面において障害指標生成装置をそれぞれ取り付けて、前記有効な総合障害度合の組み合わせを生成することであり、
（Ｓ２）汚染のない水を前記測定用水槽（１）に注入し、入水ゲート（２２）と第一断面における障害ユニットとの間に立て網（４１）を設け、選定された指標生物を立て網（４１）と入水ゲート（２２）の間に配置し、指標生物をｍ分間以上環境に適応させること（ｍ≧１０）、
（Ｓ３）前記測定用水槽（１）内の各障害指標生成装置を始動させ、立て網を取り外して、入水口（２２）を通って測定対象となる水体を前記測定用水槽（１）に注入すること、
（Ｓ４）前記３つの障害ユニット内の計数装置の計数変化に従って測定対象となる水体の水質を決めること、というステップを含む、
ことを特徴とする水質生物学的測定方法。
（付記１）
障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置を採用する水質生物学的測定方法であって、前記障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、水質測定用装置を備え、前記水質測定用装置には、測定用水槽（１）と３つの障害ユニットを備え、前記測定用水槽（１）の一端には入水ゲート（２２）を設け、他端には出水ゲート（２１）を設け、３つの障害ユニットは、前記水槽（１）の第１、２及び３の断面においてそれぞれ設けられ、第１、２及び３の断面から入水ゲート（２２）までの距離は順次増え、各障害ユニットは、障害指標生成装置と計数装置を含み、第１、２及び３の断面における障害指標生成装置は指標生物に対して障害度合が順次増え、計数装置は、断面を通る指標生物を計数するのに用いられ、
前記障害性マルチモジュール水質生物学的測定装置は、各障害指標生成装置を選定するのに用いられる障害指標選定用装置を備え、前記障害指標選定用装置は、選定用水槽（３０）、前記選定用水槽（３０）の一端に設けられた推進ユニット、前記選定用水槽（３０）の他端に設けられた障害比較ユニット及び監視制御ユニットを含み、前記推進ユニットは、前記選定用水槽（３０）内の液体を前記障害ユニットに推し進めるのに用いられ、前記障害比較ユニットは仕切り板を備え、前記仕切り板は前記選定用水槽（３０）の他端に４つの同一仕切り区域を有する障害断面（３６）を形成し、各仕切り区域は１種又は多種の障害指標生成装置を取り付けるのに用いられ、前記選定用水槽（３０）の一端には水入口（３４）を設け、前記他端には水出口（３８）を設け、前記監視制御ユニットは、前記障害断面にいる指標生物の行動を監視制御するのに用いられ、
前記方法は、
（Ｓ１）指標生物を選定し、前記測定用水槽（１）中の各障害ユニットに対して必要な障害指標生成装置を選定し設置すること、ここで（Ｓ１）で各障害ユニットに対して障害指標生成装置を選定することは、
（Ｓ１１）単一障害指標データベースを作り上げ、前記単一障害指標データベースは多種の単一障害指標を含み、各単一障害指標から一種又は多種の単一障害度合が発生することができ、前記単一障害指標は閃光、気泡カーテン、噴流渦、温度及び物音のうちのいずれかを含み、指標生物ライブラリを作り上げること、
（Ｓ１２）前記指標生物ライブラリから一種の指標生物を選定し、前記単一障害指標データベースから少なくとも三種の有効な単一障害度合を選定することであって、前記有効な単一障害度合の選定方法は、
（Ｓ１２１）前記単一障害指標データベースから一種の単一障害指標に対応する障害度合を選定し、対応の障害度合の障害指標生成装置をそれぞれ前記障害比較ユニットの第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１２２）障害指標選定用水槽（３０）には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１２３）選定された指標生物の総数をＮとし、第１～第４の仕切り区域にいる指標生物の数をＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄとし、Ｎａ≧（２／３）Ｎの場合、選定された単一障害指標に対応する障害度合は、指標生物に障害として役に立ち、有効な単一障害度合と呼ばれ、そうでないと、無効な単一障害度合であり、単一障害指標に対応する障害度を再選択し判断すべきであり、前記データベース内の単一障害指標全体の障害度合は、選定された指標生物に対して無効な単一障害度合になる場合、選定された指標生物を置き換えて有効な単一障害度合を選定することの従属ステップを含むこと、
（Ｓ１３）（Ｓ１２）で選定された少なくとも３種の有効な単一障害度合により、前記測定用水槽（１）における３つの障害ユニット内の障害指標生成装置を決め、
（Ｓ１３１）３種の総合障害度合を構成し、各総合障害度合は、上記の少なくとも３種の有効な単一障害度合のいずれか１つまたは複数の組み合わせであり、前記３種の総合障害度合を生成した障害指標生成装置をそれぞれ前記障害断面の第２、３及び４の仕切り区域に取り付け、第１の仕切り区域に全く何の障害指標生成装置も取り付けないこと、
（Ｓ１３２）前記障害指標選定用水槽（３０）には汚染のない水を満たし、且つ指標生物を入れて（Ｓ１２）における選定済指標生物全体を前記障害断面に前記推進ユニットで押し込み、各仕切り区域にいる指標生物の数を前記監視制御ユニットで数えること、
（Ｓ１３３）Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄが次の式Ｉを満たす場合、選択された３種の総合障害度合の組み合わせは、有効な総合障害度合の組み合わせであると見なし、そうでないと、無効な総合障害度合の組み合わせであり、有効な総合障害度合の組み合わせを最終に選定するために３種の総合障害度合をもう一度新たに構成する必要があることの従属ステップを含むこと、
【数4】
（Ｓ２）汚染のない水を前記測定用水槽（１）に注入し、入水ゲート（２２）と第一断面における障害ユニットとの間に立て網（４１）を設け、選定された指標生物を立て網（４１）と入水ゲート（２２）の間に配置し、指標生物をｍ分間以上環境に適応させること（ｍ≧１０）、
（Ｓ３）前記測定用水槽（１）内の各障害指標生成装置を始動させ、立て網を取り外して、入水口（２２）を通って測定対象となる水体を前記測定用水槽（１）に注入すること、
（Ｓ４）前記３つの障害ユニット内の計数装置の計数変化に従って測定対象となる水体の水質を決めること、というステップを含む、
ことを特徴とする水質生物学的測定方法。
【0068】
（付記２）
第１断面における障害指標生成装置は、頻度が８０～８５回／分である単一緑閃光を生成し、第２断面における障害指標生成装置は、給気量が４０～４５Ｌ／分である気泡カーテンを生成し、第３断面における障害指標生成装置は、噴流速度が１～１．１ｍ／ｓである噴流渦及び頻度が８０～８５回／分である単一緑閃光を生成する、
ことを特徴とする付記１に記載の水質生物学的測定方法。
第１断面における障害指標生成装置は、頻度が８０～８５回／分である単一緑閃光を生成し、第２断面における障害指標生成装置は、給気量が４０～４５Ｌ／分である気泡カーテンを生成し、第３断面における障害指標生成装置は、噴流速度が１～１．１ｍ／ｓである噴流渦及び頻度が８０～８５回／分である単一緑閃光を生成する、
ことを特徴とする付記１に記載の水質生物学的測定方法。
【0069】
（付記３）
各障害ユニットは、前記計数装置に接続した対応の警報装置を更に含み、前記障害指標生成装置は、閃光生成装置、気泡カーテン生成装置、噴流渦生成装置、温度制御装置、音生成装置の中の１種又は多種の組み合わせを含む、
ことを特徴とする付記１に記載の水質生物学的測定方法。
各障害ユニットは、前記計数装置に接続した対応の警報装置を更に含み、前記障害指標生成装置は、閃光生成装置、気泡カーテン生成装置、噴流渦生成装置、温度制御装置、音生成装置の中の１種又は多種の組み合わせを含む、
ことを特徴とする付記１に記載の水質生物学的測定方法。
【0070】
（付記４）
前記測定用水槽（１）は、また、入水ゲート（２２）に接続した導水管（４）と、前記導水管（４）に接続した測定用水槽の水入口（３）とを含む、
ことを特徴とする付記１に記載の水質生物学的測定方法。
前記測定用水槽（１）は、また、入水ゲート（２２）に接続した導水管（４）と、前記導水管（４）に接続した測定用水槽の水入口（３）とを含む、
ことを特徴とする付記１に記載の水質生物学的測定方法。
【0071】
（付記５）
前記推進ユニットは、押しモーター（３１）、接続チェーンロッド（３２）及び押し板（３３）を含み、前記押しモーター（３１）は、前記接続チェーンロッド（３２）を介して前記押し板（３３）を押し動かして水槽（３０）中の液体を前記他端に推し進める、
ことを特徴とする付記４に記載の水質生物学的測定方法。
前記推進ユニットは、押しモーター（３１）、接続チェーンロッド（３２）及び押し板（３３）を含み、前記押しモーター（３１）は、前記接続チェーンロッド（３２）を介して前記押し板（３３）を押し動かして水槽（３０）中の液体を前記他端に推し進める、
ことを特徴とする付記４に記載の水質生物学的測定方法。
【0072】
（付記６）
前記監視制御ユニットは２つの撮像装置（３９）を含み、２つの撮像装置（３９）をそれぞれ前記障害断面（３６）の両側に設ける、
ことを特徴とする付記４に記載の水質生物学的測定方法。
前記監視制御ユニットは２つの撮像装置（３９）を含み、２つの撮像装置（３９）をそれぞれ前記障害断面（３６）の両側に設ける、
ことを特徴とする付記４に記載の水質生物学的測定方法。
【0073】
（付記７）
ステップ（Ｓ４）では、
第１断面における計数装置の数が指標生物の２／３未満の場合、正常水質を示し、
第１断面における計数装置の数が指標生物の２／３以上且つ第２断面における計数装置の数が指標生物の２／３未満の場合、軽度汚染になることを示し、
第２断面における計数装置の数が指標生物の２／３以上且つ第３断面における計数装置の数が指標生物の２／３未満の場合、中度汚染になることを示し、
第３断面における計数装置の数が指標生物の２／３以上の場合、重度汚染になることを示す、
ことを特徴とする付記１に記載の水質生物学的測定方法。
ステップ（Ｓ４）では、
第１断面における計数装置の数が指標生物の２／３未満の場合、正常水質を示し、
第１断面における計数装置の数が指標生物の２／３以上且つ第２断面における計数装置の数が指標生物の２／３未満の場合、軽度汚染になることを示し、
第２断面における計数装置の数が指標生物の２／３以上且つ第３断面における計数装置の数が指標生物の２／３未満の場合、中度汚染になることを示し、
第３断面における計数装置の数が指標生物の２／３以上の場合、重度汚染になることを示す、
ことを特徴とする付記１に記載の水質生物学的測定方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6(a)】
【図6(b)】
【図7】
【図8】
【図9(a)】
【図9(b)】
【図10】
【図11】
