「大気有害物質特論」10問の攻略

01ガス吸収装置は「どう接触させるか」で分かれる

名前と接触方法を入れ替えた選択肢が定番です。「段」「壁」「細くする」「旋回」という言葉と構造を結びつけて覚えると、入れ替えに気づけます。

ベンチュリは流速を上げるぶん圧力損失が大きくなります。集じん・吸収の効率と、送風機の動力は必ずトレードオフになります。

図解で確認：ガス吸収装置は「気体と液をどう触れさせるか」で分かれる

図の要点

塩化水素やふっ化水素のように水に溶けやすいガスは、水や薬液に接触させて溶かし込む（ガス吸収）。

続きを読む

電気集じん・サイクロン・バグフィルター・重力沈降は粒子を取る装置で、気体状の物質は取れない。段塔：塔の中に棚段を何段も設け、その上で液とガスを接触させる。ぬれ壁塔：垂直な円管の内壁に液を膜状に流し、中心を上がるガスと接触させる（構造が単純で圧力損失が小さいが接触面積は限られる）。ベンチュリスクラバー：管を細くした部分でガスを高速にし、液を噴霧する（圧力損失が大きい）。サイクロンスクラバー：円筒状の塔内を旋回上昇するガスに、塔中心から半径方向に液滴を噴霧する。

02ガス吸着は4つの用語で足りる

出口濃度が許容値を超えた時点を破過点といい、吸着剤を交換・再生する目安になります。用語というより運転管理そのものです。

活性炭は有機溶剤の蒸気や臭気に有効です。水に溶けやすい無機ガスは吸収のほうが向いており、対象で使い分けます。

図解で確認：吸着は「等温線・破過曲線・破過点・脱着」の4語で足りる

図の要点

吸着等温線＝一定温度で、気相のガス濃度とそれに平衡な吸着量の関係。

続きを読む

ラングミュアーの式は、吸着層が単分子層でできていると仮定して導かれた式。破過曲線＝充塡層出口の流体中の被吸着物質濃度の時間変化。出口濃度が許容値を超えた時点が破過点で、吸着剤の交換や再生の目安。脱着＝被吸着物質が吸着剤から離れて気相に出てくること。加熱や減圧で行い、吸着剤を再生して繰り返し使う。

03物質ごとの押さえどころ

• カドミウム …… 亜鉛や銅より沸点が低い。だから製錬の高温下で蒸気になり、排ガスへ出やすい
• ふっ化水素 …… 水溶液は弱い酸性だが、強い腐食性を示す。ガラスを侵すのでガラス容器では扱えない
• ガラス繊維の製造 …… ふっ化けい素が発生することがある

「酸として弱い＝安全」ではありません。化学的な強さと、扱ううえでの危険性は一致しないという点がそのまま出題されます。

図解で確認：有害物質は「物質×施設ごとの濃度」、いおう酸化物は「K値」

図の要点

有害物質の排出基準は施行規則別表第三で、物質の種類と施設の種類ごとに許容限度（濃度）を定める。

続きを読む

条例で上乗せ可。排出ガス1立方メートルにつき：カドミウム及びその化合物1.0mg、塩素30mg、塩化水素は廃棄物焼却炉700mg・その他の対象施設80mg。排出口の高さに応じた計算式（K値規制）は、いおう酸化物の方式。ばいじん・窒素酸化物は、施設ごとに定められた標準酸素濃度に換算した値で判定する：C＝(21−On)／(21−Os)×Cs。特定物質（事故時の措置の対象）は施行令第10条の28種類（アンモニア・一酸化炭素・硫化水素・ホスゲンなど）で、有害物質5種とは別。

04装置を選ぶ順番

1. 対象が粒子か気体かを見極める
2. 気体なら、水に溶けるか（吸収）／有機物か（吸着）で方式を選ぶ
3. 濃度・温度・水分・処理量・費用を見て機種を決める

重力沈降室・サイクロン・電気集じん装置・バグフィルターといった集じん装置は、粒子しか捕集できません。有害なガスを取りたいのに集じん装置を選ぶ、という誤りが選択肢としてよく置かれます。