公害防止管理者の過去問｜令和5年 ばいじん・粉じん特論 問１５  問題と解説

問題１５

問題１５の解答

正解は「３」です。

問題１５の解説

解答に至るまでのステップ

ステップ１　原理・原則を確認します（JISにおける円形ろ紙採取の考え方）

JISによる排ガス中ダスト濃度測定（ろ紙捕集・ひょう量法）では、「捕集したダストの質量増加を正確に量ること」と「ろ紙自体の性質（水分、耐熱性、流速条件）が測定誤差の原因にならないこと」が重要です。このため、JISでは「ろ紙の寸法」「乾燥条件」「ろ紙通過流速」「捕集量の目安」「天びん性能」について、誤差を抑えるための具体的な条件が体系的に定められています。

ステップ２　選択肢1が正しい理由を確認します

1．有効直径30mm以上のものを用いる。

円形ろ紙は、十分な捕集面積を確保し、局所的な目詰まりや流速偏りを防ぐ必要があります。そのため、JISでは有効直径30mm以上の円形ろ紙を使用することが規定されています。これは、捕集面積が小さすぎるとダストが集中して捕集され、圧力損失や捕集効率の変動が大きくなるためです。

したがって、選択肢1はJISの要求に合致しており正しいです。

ステップ３　選択肢2が正しい理由を確認します

2．ろ紙はあらかじめ105～110℃で、十分乾燥する。

ダスト濃度測定では、ろ紙の「質量差」を測定します。そのため、ろ紙に含まれる水分などが残っていると、ダスト以外の質量変化が測定値に混入します。この影響を防ぐため、JISではろ紙を105～110℃で十分乾燥し、その後デシケーター中で冷却してから秤量することを求めています。これは水分を除去し、恒量状態に近づけるための基本操作です。よって、選択肢2は正しいです。

ステップ４　選択肢3が誤っている理由を確認します（本問の正解）

3．ろ紙を通るガス流速が1m/s以上になるように、吸引ノズル口径及びろ紙の寸法を選ぶ。

円形ろ紙を通過するガス流速は、大きくしすぎると捕集の安定性が低下し、ダストの再飛散・ろ紙の損傷・捕集効率の低下といった問題が生じます。そのため、JISでは円形ろ紙を用いる場合、ろ紙を通るガスの見掛け流速は一般に0.5m/s以下になるように、ノズル口径やろ紙寸法を選定するという考え方が示されています。

選択肢3は「1m/s以上になるようにする」としており、これはJISの考え方と方向が逆です。したがって、選択肢3が誤りとなります。

ステップ５　選択肢4が正しい理由を確認します

4．吸引ガス量は、ろ紙の捕集面積1cm²あたりのダスト捕集量が0.5mg程度になるように設定する。

捕集量が少なすぎると秤量誤差の影響が相対的に大きくなり、逆に多すぎるとろ紙の目詰まりや圧力損失が問題になります。このため、JISでは円形ろ紙の場合、捕集面積1cm²あたり約0.5mg程度となるように吸引ガス量を設定する目安が示されています。

これは「測定精度と操作性のバランス」をとるための代表的な基準値です。よって、選択肢4は正しいです。

ステップ６　選択肢5が正しい理由を確認します

5．ひょう量用の天びんは、感量0.1mg以下のものを用いる。

排ガス中ダスト濃度測定では、捕集されるダスト量はmgオーダーとなります。このため、秤量に用いる天びんの感量が粗いと、測定値そのものに大きな不確かさが生じます。JISでは、ダスト濃度測定に用いる天びんとして、感量0.1mg以下の性能を求めています。したがって、選択肢5は正しいです。

問題のポイント

• この問題は数値暗記ではなく、「なぜその条件が必要か」を理解しているかを問う典型問題です。
• 特に狙われやすいのはろ紙通過流速で、「大きくする」のではなく、捕集の安定性確保のために抑えるという考え方が重要です。
• 円形ろ紙では、
  • 有効直径：30mm以上
  • 乾燥：105～110℃
  • 捕集量：0.5mg/cm²程度
  • 天びん感量：0.1mg以下
    という条件を一つのセットとして整理して覚えると、再現性高く解答できます。