残留塩素計で二酸化塩素は測定できる!?
近年、温浴施設のレジオネラ対策として、二酸化塩素（ClO₂）消毒を実施する施設が増えています。
しかし現場では、「残留塩素計はあるが、二酸化塩素計はない」というケースが少なくありません。
実は、一般的なDPD残留塩素計でも二酸化塩素濃度の管理は可能です。本稿では、原理・換算方法・残留塩素が共存する場合の対処法まで、現場目線で分かりやすく解説します。
DPD法とは
DPD法は、水中の酸化性物質に反応して試薬が桃色に発色する性質を利用した測定法です。色の濃淡を標準色と比色して濃度を読み取る方法や、専用の機器（吸光度）で濃度を測定する方法があります。
多くの現場では「残留塩素測定」のために使われていますが、DPD試薬は二酸化塩素にも反応するため、管理方法を理解すれば流用することが可能です。
なぜ二酸化塩素も測定できるのか?
DPD試薬は塩素などの酸化剤によって酸化され（電子を失い）、セミキノン中間体（桃色）を生成します。セミキノン中間体の生成量は酸化剤の量に比例するため、色の濃さを測ることで濃度を求めることができます。
1．DPDが酸化されてキノンジイミン（無色）が生成
2．キノンジイミンとDPDが反応し、セミキノン中間体（桃色）が生成
引用元：Wikimedia Commons DPD1.jpg (07:57, 25 July 2017 (UTC)), DPD2.jpg (08:09, 25 July 2017 (UTC))
しかしながら、塩素と二酸化塩素では、同じ濃度でもキノンジイミン（QDI）の生成量が異なります。そのため、残留塩素計の表示値をそのまま二酸化塩素濃度とみなすことはできません。
| 酸化剤 | 酸化剤1molあたりQDI生成量 |
| 塩素（Cl2） | 2mol |
| 二酸化塩素（ClO2） | 1mol |
塩素から二酸化塩素への換算
同じ発色量の場合、二酸化塩素と塩素のモル濃度は次の関係があります。
ClO2モル濃度（mol/L） ＝ 2×Cl2モル濃度（mol/L)
質量濃度（mg/L）の場合、ClO2のモル質量67.45g/mol、Cl2のモル質量70.9g/molを用いて、
ClO2 濃度（mg/L） = 2 × Cl2濃度（mg/L）×67.45／ 70.9
となります。
よって、
二酸化塩素濃度 (mg/L) = 1.9 ×残留塩素計測定値
で表すことが出来ます。
残留塩素計測定値の二酸化塩素濃度への換算例
| 残留塩素計測定値（mg/L） | 実際のClO₂濃度（mg/L） |
|---|---|
| 0.5 | 約0.95 |
| 1.0 | 約1.9 |
| 2.0 | 約3.8 |
| 3.0 | 約5.7 |
残留塩素が共存している場合
二酸化塩素消毒を実施する場合、次のような理由で遊離残留塩素が共存することがあります。
- 次亜塩素酸系薬剤を併用している
- 原水に塩素が含まれている
- 配管やタンクに残留塩素が残っている
この場合、DPD測定値は二酸化塩素＋遊離残留塩素の合算値になります。二酸化塩素濃度だけを測定したい場合は、グリシン等の試薬を使って残留塩素の影響を取り除く必要があります。
残留塩素の影響を取り除いた測定法
グリシンはアミノ酸の一種で、遊離塩素と速やかに反応して酸化力の低い結合塩素を生成します。遊離塩素を結合塩素に変化させることで、DPDと残留塩素の反応を抑制することが出来ます。一方、二酸化塩素はグリシンとほとんど反応しないため、残留塩素のみ除去して二酸化塩素濃度を測定することで可能となります。グリシンを使用した測定手順は次の通りです。
- 検水を採取する。
- 検水100mLに対して10%グリシン溶液を1滴加え、軽く混ぜる。
- DPD試薬を加えて測定する。
- 表示値 × 1.9 でClO₂濃度に換算する。
※グリシンの代わりに塩化アンモニウムや硫酸アンモニウムを使用することも可能です。
※試薬や機種によって表示の癖が異なる場合があります。
まとめ
温浴施設の衛生管理では、“今ある測定器をどう使うか”が重要です。専用計がなくても、原理と手順を理解すれば、現場での管理精度を高めることができます。