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令和元年度 公害防止管理者 水質有害物質特論 問3を解説|鉛の水酸化物法と最適pH

令和元年度 水質有害物質特論 問3は、セレン・ほう素・有機りん・有機塩素・鉛など各種有害物質の処理技術を横断する問題です。記述のうち誤っているものを選びます。

この問題のポイント

有害物質ごとに得意な処理法が違うため、方法名と対象・条件の対応をおさえるのが基本です。引っかけの核心は、鉛を水酸化物法で沈める際の最適pHです。鉛は両性金属で、pHを上げすぎると水酸化物がいったん沈んでも再び溶け出します。そのため最適pHは中性からややアルカリ側(おおむね9前後)にあり、選択肢(5)が最適pHを「11以上」としている点は高すぎて誤りです。

※ 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(5)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)○(正しい)セレン(Ⅳ)はセレン(Ⅵ)より共沈処理が容易で、正しい記述です。
(2)○(正しい)ほう素排水にはN‑メチルグルカミン形イオン交換樹脂を用いる方法があり、正しい記述です。
(3)○(正しい)有機りん排水はpH調整で加水分解し、凝集沈殿・ろ過・希釈のうえ活性汚泥法で処理でき、正しい記述です。
(4)○(正しい)有機塩素系化合物は過マンガン酸塩を用いて酸化分解する方法があり、正しい記述です。
(5)×(誤り)鉛は両性金属でpHを上げすぎると再溶解します。最適pHは9前後で、「11以上」とするのは高すぎて誤りです。

選択肢(5)のポイント(ここが誤り)

鉛やアルミニウム、亜鉛などの両性金属は、水酸化物として沈む最適なpH域が決まっており、それを外して高くしすぎると水酸化物が錯イオンとなって再び溶け出してしまいます。鉛の水酸化物法では、この再溶解を避けた中性からややアルカリ側、おおむねpH9付近が沈殿の最適域です。選択肢(5)は最適pHを「11以上」としており、これは再溶解を招く領域で、除去が進まないため誤りです。両性金属は「上げすぎ注意、最適pHは山なり」でおさえます。

覚え方

  • 鉛は両性金属=pHを上げすぎると再溶解。最適pHは9前後
  • セレンは(Ⅳ)が(Ⅵ)より共沈しやすい。ほう素はN‑メチルグルカミン形樹脂。
  • 両性金属(鉛・亜鉛・アルミニウム)は最適pHが山なりで、外すと溶け出す。

理解度チェック

Q.

鉛を水酸化物法で処理するとき、pHを上げすぎると何が起きる?

鉛は両性金属のため、いったん沈んだ水酸化物が再溶解します。最適pHは9前後です。

Q.

セレンは(Ⅳ)と(Ⅵ)のどちらが共沈処理しやすい?

セレン(Ⅳ)です。(Ⅵ)は共沈しにくいので、あらかじめ(Ⅳ)へ還元してから処理します。

この問題に関連する用語解説

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和元年度 公害防止管理者等国家試験 水質有害物質特論 問題・正解」(公式PDF