令和3年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問21を解説｜ICP発光分光分析法
令和3年度 汚水処理特論 問21は、ICP発光分光分析法に関する下線部問題です。下線を付した5か所のうち誤っているものを選びます。
この問題のポイント
ICP（誘導結合プラズマ）は、誘導コイルに高周波電流を流して生じる電磁誘導でアルゴンのプラズマを作り、そこへ試料を送り込んで原子を励起させ、発する光で元素を測る手法です。分かれ目はプラズマの温度。ICPの中心部はおよそ6000〜10000Kという非常な高温で、これが試料を効率よく原子化・励起できる理由です。「2000〜3000℃」という桁違いに低い温度に取り違えさせるのが引っかけです。
※ 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(5)（誤っている記述）
各下線部の正誤
| 下線 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 温度上昇で外殻電子が離れてイオンが生成し、電子・イオン・原子・分子が混在します。正しい記述です。 |
| (2) | ○（正しい） | ICPのプラズマは完全には電離していないため、弱電離プラズマと呼ばれます。正しい記述です。 |
| (3) | ○（正しい） | 電磁誘導でプラズマを生成するため「誘導結合プラズマ」と呼ばれます。正しい記述です。 |
| (4) | ○（正しい） | 誘導コイルに高周波電流を流すことでプラズマを生成します。正しい記述です。 |
| (5) | ×（誤り） | 中心部の温度は約6000〜10000Kと非常に高温です。2000〜3000℃とするのが誤りです。 |
選択肢(5)のポイント（ここが誤り）
ICPのアルゴンプラズマは、中心部でおよそ6000〜10000Kに達します。この高温があるからこそ、送り込んだ試料を十分に原子化・励起でき、微量元素の発光を安定して測れます。2000〜3000℃という温度では励起が不十分で、ICPの高い感度は得られません。下線(5)の「2000〜3000℃」という温度が桁違いに低く、誤りです。ICPは炎（フレーム）よりはるかに高温であることが特徴だと押さえておきましょう。
覚え方
- ICPプラズマ中心部は約6000〜10000Kと高温。炎よりずっと熱い。
- 高周波電流＋誘導コイル＝電磁誘導→「誘導結合プラズマ」。完全電離でないので弱電離。
- 高温だから原子化・励起がよく進み、微量元素を測れる。
理解度チェック
Q.
ICPプラズマ中心部の温度はどのくらい？
約6000〜10000Kです。2000〜3000℃ではなく、桁違いに高温です。
Q.
なぜ「誘導結合プラズマ」と呼ぶ？
誘導コイルに高周波電流を流して生じる電磁誘導でプラズマを作るからです。
出典
- 一般社団法人 産業環境管理協会「令和3年度 公害防止管理者等国家試験 汚水処理特論 問題・正解」（公式PDF）
※ この記事の確認日：2026年7月