令和5年度 公害防止管理者 大規模水質特論 問4を解説｜溶存酸素の動態と計算過程
令和5年度 大規模水質特論 問4は、海域における溶存酸素の増減と、海洋生態系モデルでの計算過程に関する問題です。正しいものを選びます。
この問題のポイント
海域の溶存酸素は、大気との交換だけでなく植物プランクトンの光合成でも増え、呼吸や有機物の分解、硝化で消費されます。硝化はアンモニア体窒素を亜硝酸・硝酸へと酸化する過程で酸素を使い、脱窒（還元）はむしろ酸素の代わりに硝酸などを使う反応です。引っかけの核心は、飽和酸素量が何で決まるかです。海水にどれだけ酸素が溶けられるかは水温と塩分で決まり、この2つから計算できます。正しいのは選択肢(2)で、増加要因を大気だけとする(1)、飽和酸素量の積とする(3)、還元や硝酸の酸化で酸素が消費されるとする(4)(5)はいずれも誤りです。
※ 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(2)（正しい記述）
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ×（誤り） | 酸素の増加要因は大気との交換だけでなく、植物プランクトンの光合成もあります。「のみ」が誤りです。 |
| (2) | ○（正しい） | 飽和酸素量は水温と塩分から計算で求められます。正しい記述です。 |
| (3) | ×（誤り） | 大気との交換量は、再曝気係数と酸素の不足量（飽和量と実測値の差）の積で求めます。飽和酸素量そのものの積ではありません。 |
| (4) | ×（誤り） | 亜硝酸体窒素の還元は脱窒側の反応で、酸素を消費しません。酸素を使うのは酸化（硝化）です。 |
| (5) | ×（誤り） | 硝酸体窒素は硝化の到達点で、これ以上の酸化は進みません。「硝酸の酸化で酸素消費」は誤りです。 |
選択肢(2)のポイント（ここが正しい）
気体が水に溶ける量は温度と塩分で変わり、水温が高いほど、また塩分が高いほど、溶けられる酸素は少なくなります。海水では、この関係が水温と塩分を変数とする式や表で整理されており、飽和酸素量を計算で求められます。これに対して、大気との酸素交換量を扱う(3)は、実際には再曝気係数に飽和量と実測値の差（酸素不足量）を掛けて求めるもので、飽和酸素量をそのまま掛けるわけではありません。窒素をめぐる(4)(5)も、酸素を消費するのはアンモニアを酸化していく硝化であり、還元や硝酸の酸化ではありません。こうした取り違えを外し、飽和酸素量の決まり方を正しく述べた(2)が正解です。
覚え方
- 飽和酸素量は水温と塩分で決まる。高温・高塩分ほど酸素は溶けにくい。
- 酸素を使うのは硝化（酸化）。脱窒（還元）は酸素の代わりに硝酸などを使う。
- 大気との交換量＝再曝気係数×酸素不足量（飽和量−実測値）。
理解度チェック
海水の飽和酸素量は何から計算できる？
水温と塩分です。どちらも高いほど溶けられる酸素は少なくなります。
硝化と脱窒のうち、酸素を消費するのはどちら？
硝化です。アンモニアを亜硝酸・硝酸へ酸化する過程で酸素を使います。脱窒（還元）は酸素の代わりに硝酸などを電子受容体に使います。
出典
- 一般社団法人 産業環境管理協会「令和5年度 公害防止管理者等国家試験 大規模水質特論 問題・正解」（公式PDF）
※ この記事の確認日：2026年7月