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令和2年度 公害防止管理者 水質有害物質特論 問5を解説|クロム(Ⅵ)排水の処理

令和2年度 水質有害物質特論 問5は、有害な六価クロム(クロム(Ⅵ))を含む排水の処理に関する問題です。誤っているものを選びます。

この問題のポイント

クロム(Ⅵ)の処理は、まず還元剤で毒性の低いクロム(Ⅲ)に変え、アルカリを加えて水酸化クロム(Ⅲ)として沈める流れが基本です。亜硫酸塩還元法・鉄(Ⅱ)塩還元法・イオン交換法などの特徴が問われます。引っかけの核心は還元を行うpHで、亜硫酸塩による還元は酸性側で速く進みます。選択肢(1)はこれをpH10~11というアルカリ側で行うとしており、還元のpH域を取り違え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(1)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)×(誤り)亜硫酸塩還元法の還元は酸性側で行います。pH10~11で亜硫酸塩を添加するとする点が誤りです。
(2)○(正しい)亜硫酸水素ナトリウムを過剰添加すると水酸化クロム(Ⅲ)が分散し処理不良になります。正しい記述です。
(3)○(正しい)少過剰の亜硫酸塩が残ると、クロム(Ⅲ)からクロム(Ⅵ)への再生反応が起こる場合があります。正しい記述です。
(4)○(正しい)鉄(Ⅱ)塩還元法は、強酸性から強アルカリ性まで広いpH範囲で還元できます。正しい記述です。
(5)○(正しい)有価物回収や水回収のため、強塩基性陰イオン交換樹脂によるイオン交換法を使うことがあります。正しい記述です。

選択肢(1)のポイント(ここが誤り)

クロム(Ⅵ)は酸性で酸化力が強いオキソ酸イオンとして存在し、亜硫酸塩による還元反応は酸性側ほど速く進みます。そのため亜硫酸塩還元法では、まず酸性域に調整して亜硫酸塩を加えてクロム(Ⅲ)へ還元し、そのあとにアルカリを加えて水酸化クロム(Ⅲ)として沈殿させます。選択肢(1)は還元段階をpH10~11のアルカリ側で行うとしており、還元が進みにくいpH域を指定している点が誤りです。「還元は酸性、沈殿はアルカリ」という2段階の順を取り違えないことがポイントです。

覚え方

  • 亜硫酸塩還元法は酸性側で還元→アルカリで沈殿の2段階。
  • 亜硫酸塩の過剰添加は水酸化クロム(Ⅲ)を分散させ処理不良。
  • 鉄(Ⅱ)塩還元法は広いpH範囲で還元可能。

理解度チェック

Q.

亜硫酸塩還元法でクロム(Ⅵ)を還元するのは酸性側かアルカリ側か?

酸性側です。還元後にアルカリを加え、水酸化クロム(Ⅲ)として沈殿させます。

Q.

亜硫酸塩を過剰に添加するとどうなるか?

水酸化クロム(Ⅲ)が分散して処理不良になります。少過剰の残留はクロム(Ⅵ)の再生を招くこともあります。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和2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