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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6を解説|ひ素の共沈処理と最適pH

令和元年度 水質有害物質特論 問6は、共沈法によるひ素排水の処理に関する問題です。鉄(Ⅲ)塩やカルシウム塩を用いた共沈の条件について、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

ひ素の共沈は、鉄(Ⅲ)塩の水酸化物にひ素を取り込ませて沈める方法が中心で、五価のひ素(Ⅴ)のほうが三価(Ⅲ)より処理しやすい、という関係がよく問われます。引っかけの核心は最適な共沈pHです。鉄(Ⅲ)塩を用いる場合の最適共沈pHは中性付近にあり、選択肢(3)が「最適共沈pHは9以上」とpHを高く書いている点が誤りです。

※ 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(3)(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)鉄(Ⅲ)塩の共沈処理効果はアルミニウム塩より高く、正しい記述です。
(2)○(正しい)鉄(Ⅲ)塩ではひ素(Ⅴ)のほうがひ素(Ⅲ)より共沈処理が容易で、正しい記述です。
(3)×(誤り)鉄(Ⅲ)塩を用いた場合の最適共沈pHは中性付近です。「9以上」とするのは高すぎて誤りです。
(4)○(正しい)カルシウム塩と炭酸ナトリウムを用い、アルカリ性側で共沈処理が可能で、正しい記述です。
(5)○(正しい)カルシウム塩と炭酸ナトリウムでもひ素(Ⅴ)のほうが(Ⅲ)より共沈処理が容易で、正しい記述です。

選択肢(3)のポイント(ここが誤り)

鉄(Ⅲ)塩による共沈は、鉄が水酸化物のフロックをつくる過程でひ素を取り込みます。この取り込みが最もよく進むのは中性付近で、pHを上げすぎるとかえって効率が下がります。選択肢(3)は最適共沈pHを「9以上」としており、鉄(Ⅲ)塩の最適域より高い値なので誤りです。なお、カルシウム塩と炭酸ナトリウムを使う方法(選択肢(4)・(5))はアルカリ性側で行うため、使う薬剤で最適pHが違う点を混同しないよう整理します。

覚え方

  • 鉄(Ⅲ)塩によるひ素共沈の最適pHは中性付近。9以上ではない。
  • ひ素は(Ⅴ)が(Ⅲ)より共沈しやすい。三価は先に五価へ酸化。
  • カルシウム塩+炭酸ナトリウムはアルカリ性側=薬剤で最適pHが変わる。

理解度チェック

Q.

鉄(Ⅲ)塩でひ素を共沈させるときの最適pHは?

中性付近です。9以上まで上げるのは高すぎて、効率がよい領域ではありません。

Q.

ひ素(Ⅲ)と(Ⅴ)で共沈しやすいのはどちら?

ひ素(Ⅴ)です。三価は共沈しにくいので、先に酸化して五価に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