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令和元年度 公害防止管理者 大気関係技術特論 問9を解説|SO2自動計測器の測定方式

令和元年度 大気関係技術特論 問9は、JISによる排ガス中の二酸化硫黄自動計測器に関する問題です。共存する水分・二酸化炭素・二酸化窒素のいずれからも影響を受けない測定方式を選びます。

この問題のポイント

自動計測器は、二酸化硫黄が示す性質(光の吸収・蛍光・溶液の導電率など)を利用して濃度を測ります。問題は、排ガス中に一緒に存在する水分・二酸化炭素・二酸化窒素が、その性質に紛れ込んで測定を狂わせる(干渉する)かどうかを問います。分かれ目は、二酸化硫黄だけが出す性質を選び出せる方式かどうかです。紫外線を当てて二酸化硫黄が返す固有の蛍光をとらえる方式は、これら共存成分の影響を受けにくいのが特長です。

※ 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(4)(正しい記述)

各選択肢の正誤

選択肢各選択肢の判定解説
(1)×(誤り)溶液導電率方式は、二酸化炭素が溶けても導電率が変わるため影響を受けます。
(2)×(誤り)赤外線吸収方式は、水分や二酸化炭素も赤外線を吸収するため干渉を受けます。
(3)×(誤り)紫外線吸収方式は、二酸化窒素も紫外線を吸収するため影響を受けます。
(4)○(正しい)紫外線蛍光方式は、二酸化硫黄固有の蛍光をとらえるため、これらの共存成分の影響を受けません。
(5)×(誤り)干渉分光方式は共存成分の影響を完全には避けられず、条件に合いません。

選択肢(4)のポイント(なぜ正しいか)

正解の紫外線蛍光方式は、二酸化硫黄に紫外線を当て、二酸化硫黄が返す固有の蛍光の強さから濃度を求めます。この蛍光は二酸化硫黄に特有の反応なので、水分・二酸化炭素・二酸化窒素が一緒にあっても紛れ込みにくいのが特長です。一方、光の吸収を利用する方式は、共存成分が同じ波長域の光を吸うと値がずれます。紫外線吸収方式は二酸化窒素が、赤外線吸収方式は水分や二酸化炭素が干渉します。溶液導電率方式は二酸化炭素が溶けて導電率を変えます。共存成分が同じ土俵に乗ってこないのが、紫外線蛍光方式の強みです。

覚え方

  • 共存成分に強いのは紫外線蛍光方式。二酸化硫黄固有の蛍光を見る。
  • 吸収を使う方式は干渉に弱い。紫外線吸収は二酸化窒素、赤外線吸収は水分・二酸化炭素。
  • 溶液導電率方式は二酸化炭素が溶けて導電率を変える。

理解度チェック

Q.

紫外線蛍光方式が共存成分の影響を受けにくいのはなぜ?

二酸化硫黄固有の蛍光をとらえるためです。水分・二酸化炭素・二酸化窒素はこの蛍光に紛れ込みにくく、測定を狂わせません。

Q.

紫外線吸収方式では、どの共存成分が干渉しやすい?

二酸化窒素です。二酸化窒素も紫外線を吸収するため、二酸化硫黄の吸収に重なって値がずれます。

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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 大気関係技術特論 問題・正解」(公式PDF