令和6年度 公害防止管理者 ばいじん・一般粉じん特論 問10を解説｜ダスト濃度の計算

令和6年度 ばいじん・一般粉じん特論 問10は、標準状態でのダスト濃度を求める計算問題です。湿りガス体積で吸引したガス量とダスト質量から、標準状態・乾きガス基準の濃度を計算します。

この問題のポイント

ダスト濃度は「ダストの質量 ÷ ガスの体積」で求めますが、ガス体積は測ったときの温度・圧力・水分の状態のままでは比べられないので、標準状態（0 ℃・101.3 kPa）の乾きガスにそろえてから割るのが決め手です。ここで押さえる分かれ目は2つで、圧力は大気圧にゲージ圧を足した「絶対圧」を使うことと、水分の体積分率のぶんを引いて乾きガスにすることです。この2つの補正を忘れると値がずれます。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解：選択肢(5)

計算の手順

• 手順1　絶対圧を求める。ゲージ圧が−3.2 kPa、大気圧が100.8 kPaなので、絶対圧＝100.8＋(−3.2)＝97.6 kPa。
• 手順2　湿りガス体積を標準状態へ換算する。温度で 273/(273＋160)、圧力で 97.6/101.3 を掛けます。
  3.0 × 273/433 × 97.6/101.3 ≒ 1.82 m³（標準状態・湿りガス）。
• 手順3　乾きガスに直す。水分の体積分率が10 ％なので、(1−0.10)＝0.9 を掛けます。
  1.82 × 0.9 ≒ 1.64 m³（標準状態・乾きガス）。
• 手順4　濃度を求める。ダスト6.4 mg ÷ 1.64 m³ ≒ 3.9 mg/m³。よって選択肢(5)。

ここが分かれ目

この計算で差がつくのは、圧力と水分の2つの補正です。圧力は、大気圧にゲージ圧（＝−3.2 kPa）を足した絶対圧で扱わなければならず、負のゲージ圧なので絶対圧は大気圧より低い97.6 kPaになります。ここを大気圧のまま計算すると値がずれます。もう1つは、求めるのが乾きガス基準なので、標準状態に直したあとに水分の体積分率10 ％ぶんを差し引く（0.9倍する）点です。この2つを両方きちんと行うと、ガス量は約1.64 m³となり、6.4 mgを割って約3.9 mg/m³が得られます。水分補正を忘れると値が小さめに出てしまいます。

覚え方

• 標準状態換算は温度 273/(273＋t)・圧力 絶対圧/101.3を掛ける。
• 圧力は必ず大気圧＋ゲージ圧＝絶対圧で扱う（負のゲージ圧は差し引く）。
• 乾きガス基準は、標準状態にしてから(1−水分体積分率)を掛ける。

理解度チェック

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