実験１ 汚れた水ときれいな水
【準備】
『器具』ビーカー、三脚、金網、バーナー、駒込ピペット
『試薬』０．１mol/lＫＭｎＯ４（過マンガン酸カリウム）水溶液・・・ＫＭｎＯ４１.６ｇを水１００ｍｌに溶かす。
６mol/lＨ２ＳＯ４・・・水６０ｍｌに濃硫酸３０ｍｌを少しずつかき混ぜながら加える。このとき、発熱するので、ようすを見ながら注意深く行うこと。なお、濃硫酸に水を加えると激しく発熱し、硫酸が飛び散る。絶対に、水の方に濃硫酸を加えること。
『試料』ドブや川の水、水道水
【実験方法】
ドブや川の水と水道水を３００ｍｌずつ、別々のビーカーに沸騰させておく。その中に、駒込ピペットで６mol/lＨ２ＳＯ４を５ｍｌほど入れ、硫酸酸性にする。そして、両方に０．１mol/lＫＭｎＯ４水溶液をピペットで１滴ずつ加え、ようすを見る。汚れた水はＫＭｎＯ４と反応し、その紫色を消すであろう。
実験２ 水を汚すもの調べ
家庭から排水と一緒に流してしまうようなものの中に、硫酸酸性ＫＭｎＯ４と反応するものがあるかどうかを調べる。
【準備】
『器具』試験管、ビーカー、三脚、金網、バーナー、駒込ピペット、薬さじ、ガラス棒
『試薬』０．００１mol/lＫＭｎＯ４水溶液・・・０．１mol/lＫＭｎＯ４水溶液を１００倍に薄める。
６mol/lＨ２ＳＯ４
『試料』台所にあるいろいろな食品や調味料、石けんや洗剤、シャンプー、リンスなど、
【実験方法】
（１）０．００１mol/lＫＭｎＯ４水溶液１００ｍｌに対し、６mol/lＨ２ＳＯ４を２〜３ｍｌ加えて酸性にする。これを、何本かの試験管に約３ｍｌずつ入れておく。
（２）この試験管に、調べてみたいものを少しずつ入れる。砂糖やみそ、ご飯、ジャガイモ、ワカメ、牛乳、ジュース、石けん、合成洗剤、シャンプーなど、いろいろなものを試すとおもしろい。
（３）大きめのビーカーにお湯を沸かしておき、上の試験管を加熱する。そして、ＫＭｎＯ４の紫色が消えるかどうかを調べる。
【写真左】 実験開始直後のようす。試験管には左から、ご飯、トマト、ハム、牛乳、合成洗剤が入っています。加熱しなくても、ＫＭｎＯ４と反応しているものがいくつかあります。
【写真右】 しばらく加熱したあとのようす。どれもＫＭｎＯ４と反応していることがわかります。
【解説】
汚れた水にアオコなどが発生する富栄養化現象は、川や沼に流された多量の有機物が原因です。硫酸酸性のＫＭｎＯ４は強い酸化剤で、有機物と反応（有機物を酸化）しますから、汚れた水はＫＭｎＯ４の紫色を消し、水道水は消さないという結果になります。（実験１）
実験２で分かるとおり、家庭から流すものは、ほとんどが有機物で、富栄養化の原因になります。台所に三角コーナーを置くのは、固形物で流しのパイプがつまらないようにするためだけでなく、水になるべく有機物を流さないようにするためでもあります。
なお、この実験で、食塩（無機物）がＫＭｎＯ４と反応することがありますが、これは、食塩中の塩化物イオンが、ＫＭｎＯ４で酸化されるためです。
実験３ ＣＯＤって何？
【準備】
『器具』ビーカー、三脚、金網、バーナー、駒込ピペット
『試薬』０．１mol/lＫＭｎＯ４（過マンガン酸カリウム）水溶液
『試料』実験１で使った汚れた水と水道水、みそ
【実験方法】
（１） 実験１で使った二つのビーカーを再沸騰させる。
（２）ドブや川の水の方に、ピペットでさらに０．１mol/lＫＭｎＯ４水溶液を１滴ずつ加える。そして、何滴のＫＭｎＯ４の紫色が消せるのかを実験する。
おそらく、数滴加えたところで、紫色が消えにくくなるであろう。これが、この水に含まれている有機物の量と関係している。
（３）次に、水道水が入っているビーカーに、ガラス棒で少量のみそを溶かす。そして、この中に０．１mol/lＫＭｎＯ４水溶液を１滴ずつ加え、何滴まで紫色が消えるかを実験する。
こちらは、数十滴、数百滴のＫＭｎＯ４水溶液と反応するであろう。みそ汁などにはケタ違いの量の有機物が含まれていることが分かる。
【写真】 多量のＫＭｎＯ４水溶液の紫色を消すみそ汁。
【解説】
硫酸酸性のＫＭｎＯ４は有機物と反応しますから、一定量の水にどれくらいのＫＭｎＯ４が反応するかということは、含まれている有機物の量と関係します。一定量の水と反応するＫＭｎＯ４の量を実験で求め、ＫＭｎＯ４を酸素に換算した値がＣＯＤなのです。
みそを溶かした液が、多量のＫＭｎＯ４と反応することから分かるように、みそ汁や牛乳、米のとぎ汁、油などはかなり高いＣＯＤ値を持っています。お椀１杯のみそ汁を薄めて、魚が住めるようにするには風呂おけ約５杯分の水が必要だと言われているほどです。
したがって、家庭からなるべく有機物を流さないように心がけることが大切ですが、トイレやお風呂からの有機物は流さないわけにはいきません。これらの処理のためには、きちんとした汚水処理場の設置が必要です。
なお、工場からも有機物は排出されていますが、それは全体の約２５％で、残り７５％は家庭からの排出だといわれています。１）
【参考文献】
１）中西準子「水の環境戦略」岩波書店（１９９４）
なお、この本に書かれている有機物の割合は、ＢＯＤとしての割合です。
山本喜一「すぐできる環境実験」、理科教室、５００、５２、新生出版（１９９７）
山本喜一「ＣＯＤの原因探し」、左巻健男・市川智史共編著『誰にでもできる環境調査マニュアル』東京書籍（１９９９）