2級管工事施工管理技士の勉強:水の「硬度」とは何を表す?

カルシウムとマグネシウムに関係する水の硬度を学ぶ学生向けイラスト

結論:水の「硬度」は、主なミネラル分であるカルシウムとマグネシウムの含有量を表す指標です。硬度が低い水を軟水、高い水を硬水と呼びます。

この記事で分かること

  • 硬度が何を表す水質用語か
  • 炭酸カルシウム換算という表し方
  • 硬度とスケールを結び付けて考える際の注意点

硬度は「カルシウムとマグネシウム」の目安

硬度は、水に含まれる主なミネラル分、カルシウム及びマグネシウムの含有量を表したものです。まずは「硬度=水のかたさの感覚」ではなく、「ミネラル分に関する水質の指標」と捉えましょう。(出典1

用語の関係はシンプルです。硬度の低い水は軟水、硬度の高い水は硬水と呼ばれます。ただし、本記事では硬水・軟水を分ける境界値を覚える対象にはしません。(出典1

試験対策の要点

  • 硬度はカルシウムとマグネシウムの含有量を表す
  • 硬度が低い水を軟水、高い水を硬水という
  • 硬度は炭酸カルシウム換算で表される
水の硬度とカルシウム・マグネシウム、軟水・硬水の関係を示す図
硬度の基本用語を一枚で確認する図です。

「炭酸カルシウム換算」は何を意味する?

水質検査の告示では、硬度はカルシウムとマグネシウムの濃度を測定して算定し、炭酸カルシウムmg/Lとして表します。計算式を暗記する前に、二つの成分をまとめて示す表現だと理解しておくと整理しやすくなります。(出典2

覚え方:「硬度」はカルシウムだけではありません。
「カルシウム+マグネシウムをまとめて見る指標」と声に出して確認しましょう。

給湯などで出てくるスケールとの関係

スケールとは、水中のカルシウムやマグネシウムなどのミネラル分が析出したものです。東京都水道局は、加熱などで水分が蒸発することによって発生すると説明しています。(出典1

ただし、硬度だけで個別設備の状態を決めることはできません。スケールの付着や腐食性にはpHなどの水質条件も関わるため、「硬度が高いから必ず起きる」とは考えないことが大切です。(出典1

施工・管理での注意:硬度の情報だけから、配管材料、給湯機器の保守時期、対策方法を決めることはできません。実際の判断は、設計図書、承認施工図および使用製品の最新施工要領書で確認します。

硬度とスケールの基本的関係と水質条件への注意を示す図
硬度だけで設備の状態を決めないための整理図です。

自作確認問題で整理しよう

2級管工事施工管理技術検定には第一次検定を含む検定区分があります。本記事で確認した公式資料の範囲では、硬度が特定年度に出題されたとは確認できないため、次は過去問の再現ではなく用語理解の確認問題です。(出典3

確認問題:水の硬度は、主に何の含有量を表す指標でしょうか。(一次資料

答え:カルシウム及びマグネシウムです。「硬度→二つのミネラル分→軟水・硬水」という順で結び付けると、選択肢を比べやすくなります。(出典1

よくある質問

Q1. 硬度はカルシウムだけの量ですか?

いいえ。硬度は、カルシウム及びマグネシウムの含有量を表す指標です。(出典1

Q2. 硬水なら必ずスケールが付着しますか?

必ずとはいえません。スケールとの関係にはpHなどの水質条件も関わります。個別の設備判断は設計図書および使用製品の最新施工要領書で確認してください。(出典1

Q3. 試験では計算式まで覚えるべきですか?

まずは、硬度がカルシウムとマグネシウムを基に炭酸カルシウム換算で表されることを押さえましょう。本記事で確認した資料だけでは、硬度の出題実績や計算問題の有無は判断できません。(出典2

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