公害防止管理者(大気4種)「ばいじん・粉じん特論」一問一答(全22問)

正解：c. 60%

正解は「60%」。空隙率は 1 − (かさ密度 ÷ 真密度) で求められ、1 − 0.8 ÷ 2.0 = 1 − 0.40 = 0.60、すなわち60%である。かさ密度は粒子間の空隙を含んだ見かけの密度なので、真密度より小さくなる。「40%」は誤り。かさ密度 ÷ 真密度 = 40%は、空隙ではなく粒子が占める割合(充填率)である。「20%」は誤り。真密度を考慮せず、1 − 0.8としており、密度の比をとっていない。「80%」は誤り。かさ密度の数値0.8を割合と取り違えた値である。

正解：b. バグフィルタ ― 粒子がろ布に慣性衝突し、さえぎられ、拡散によって捕捉される

正解は「バグフィルタ ― 粒子がろ布に慣性衝突し、さえぎられ、拡散によって捕捉される」。バグフィルタ(ろ過集じん装置)は、粒子がろ布やダストケーキに慣性衝突、さえぎり、拡散などで捕捉される原理で集じんする。「サイクロン ― 粒子の荷電とコロナ放電による静電気力で集じん板へ移動させる」は誤り。サイクロンは旋回流の遠心力を利用する装置で、静電気力を使うのは電気集じん装置である。「電気集じん装置 ― 含じんガスを旋回させて生じる遠心力で粒子を壁面へ分離する」は誤り。電気集じん装置はコロナ放電で粒子を帯電させ、静電気力で集じん極に集める。遠心力を利用するのはサイクロンである。「重力集じん装置 ― 水滴と粒子の慣性衝突で粒子を液滴側へ取り込んで分離する」は誤り。重力集じん装置は粒子の重力沈降を利用する。水滴との慣性衝突は洗浄集じん装置の原理である。

正解：d. 95%

正解は「95%」。ガス量が変わらないので、集じん率 η = (入口濃度 − 出口濃度) ÷ 入口濃度 = (8.0 − 0.4) ÷ 8.0 = 0.95、すなわち95%である。「5%」は誤り。0.4 ÷ 8.0 = 5%は通過率であり、集じん率ではない。「20%」は誤り。入口濃度を出口濃度で割った比(20倍)を百分率と取り違えた値である。「99%」は誤り。0.4 ÷ 80と桁を誤ったとして得られる値(99.5%程度)で、入口濃度の読み違いである。

正解：a. 98%

正解は「98%」。直列接続では、各装置の通過率の積が全体の通過率になる。サイクロンの通過率は 1 − 0.80 = 0.20、バグフィルタの通過率は 1 − 0.90 = 0.10なので、全体の通過率は 0.20 × 0.10 = 0.02、総合集じん率は 98%となる。「90%」は誤り。後段のバグフィルタ単独の集じん率であり、前段の効果を無視している。「85%」は誤り。80%と90%の平均で、直列接続の計算になっていない。「72%」は誤り。集じん率どうしを掛けた値(0.8 × 0.9)で、通過率の積と取り違えている。

正解：c. 78%

正解は「78%」。総合集じん率は、各粒径区分の質量割合に部分集じん率を掛けて足し合わせる。0.30 × 0.50 + 0.70 × 0.90 = 0.15 + 0.63 = 0.78で、78%となる。「62%」は誤り。質量割合と部分集じん率を取り違え(0.30 × 0.90 + 0.70 × 0.50)で求めた値である。「70%」は誤り。50%と90%の単純平均で、質量割合による重みづけがない。「90%」は誤り。5μm以上の部分集じん率だけを答えており、微細粒子の寄与を無視している。

正解：b. 沈降速度は粒径の2乗に比例し、気体の粘度に反比例する

正解は「沈降速度は粒径の2乗に比例し、気体の粘度に反比例する」。ストークスの式による終端沈降速度は vt = (ρp − ρ) g dp^2 ÷ (18μ)で表され、粒径dpの2乗と粒子・気体の密度差に比例し、気体の粘度μに反比例する。「沈降速度は粒径に比例し、気体の粘度に比例する」は誤り。沈降速度は粒径の2乗に比例し、粘度には反比例する。「他の条件が同じとき、粒径が1/2になると沈降速度は1/2になる」は誤り。粒径が1/2になると沈降速度は1/4になる。「沈降速度は粒子の密度に関係せず、粒径だけで決まる」は誤り。沈降速度は粒子と気体の密度差に比例するので、粒子の密度が大きいほど速い。

正解：d. 36.8%

正解は「36.8%」。β = 1 ÷ de^n を代入すると、dp = de のとき β dp^n = 1となるので、R = 100 × exp(−1) = 100 ÷ 2.718 = 36.8%である。特性粒径deは、ふるい上が36.8%となる粒径にあたる。「13.5%」は誤り。exp(−2) = 13.5%の値で、指数部を2としたものにあたる。「50.0%」は誤り。ふるい上が50%となる粒径はメジアン径であり、特性粒径とは異なる。「63.2%」は誤り。1 − exp(−1) = 63.2%は、ふるい下(通過側)の割合であり、ふるい上Rではない。

正解：a. ガスの流速を遅くし、沈降室の高さを低くするほど、捕集できる粒径は小さくなる

正解は「ガスの流速を遅くし、沈降室の高さを低くするほど、捕集できる粒径は小さくなる」。沈降室では、粒子が室の高さを沈降しきる前にガスが室を通過すれば捕集できる。流速を遅くして滞留時間を長くし、沈降距離(室の高さ)を短くするほど、沈降速度の小さい細かい粒子まで捕集できる。「ガスが室内を通過する時間が長いほど、捕集できる最小の粒径は大きくなる」は誤り。滞留時間が長いほど、より小さい粒子まで捕集できるので、最小粒径は小さくなる。「構造が複雑で圧力損失が大きく、サブミクロンの微粒子の最終集じんに用いられる」は誤り。沈降室は構造が簡単で圧力損失が小さく、粗大粒子の前処理に使われ、微粒子の最終集じんには向かない。「ガスの流速を速くして乱流にするほど、粒子が壁面に衝突して集じん率が向上する」は誤り。流速を上げると滞留時間が短くなり、再飛散も起こりやすく、集じん率は低下する。

正解：c. 圧力損失は、入口ガス速度の2乗にほぼ比例して大きくなる

正解は「圧力損失は、入口ガス速度の2乗にほぼ比例して大きくなる」。サイクロンの圧力損失は、動圧(ρv²/2)に比例する形で表され、入口ガス速度の2乗にほぼ比例して大きくなる。入口速度を上げると遠心力が増して集じん率は向上するが、圧力損失と動力費が増え、速度が大きすぎると再飛散で集じん率が下がることもある。「円筒径を大きくするほど遠心力が強くなり、微細粒子の捕集に有利になる」は誤り。円筒径が小さいほど遠心力は強くなり、微細粒子の捕集に有利である。「入口ガス速度を大きくすると、圧力損失は小さくなり、動力費が減少する」は誤り。入口ガス速度を上げると圧力損失は大きくなる。「サブミクロンの微粒子も高い集じん率で捕集できるため、最終集じんに適している」は誤り。サブミクロンの微粒子の捕集は苦手で、前処理や粗大粒子の分離に使われることが多い。

正解：b. のど部の高速ガス流で水を微細な液滴にし、液滴と粒子の慣性衝突によって粒子を捕集する

正解は「のど部の高速ガス流で水を微細な液滴にし、液滴と粒子の慣性衝突によって粒子を捕集する」。ベンチュリスクラバは、絞り部(のど部)で高速になったガスにより水を微細な液滴にし、液滴と粒子の慣性衝突などによってダストを捕集する。「圧力損失が小さく、ファンの動力費がほとんどかからないことが、最も大きな利点である」は誤り。のど部の流速が大きく、圧力損失が大きいため、動力費がかさむことが欠点である。「洗浄水は循環して使用するため排水が出ず、スラリーや排水の処理設備を設ける必要がない」は誤り。粒子を捕集した洗浄水はスラリー状の排水となるため、排水・汚泥の処理設備が必要である。「ガスの流速が遅いほど、水滴と粒子が接触する時間が増えて、微細粒子の捕集率が高くなる」は誤り。ベンチュリスクラバは流速が高いほど液滴が細かくなり微細粒子の捕集に有利で、流速を下げると捕集率は低下する。

正解：a. 見かけ抵抗率が高すぎると、堆積層内で絶縁破壊が起こる逆電離が生じ、集じん率が低下する

正解は「見かけ抵抗率が高すぎると、堆積層内で絶縁破壊が起こる逆電離が生じ、集じん率が低下する」。見かけ抵抗率が高いダストは、堆積層に電流が流れにくく層内の電圧降下が大きくなり、絶縁破壊を起こして逆極性のイオンが生じる(逆電離)。帯電粒子が中和されて集じん性能が低下する。「見かけ抵抗率が低すぎると、堆積層の電圧降下が大きくなって逆電離を起こし、集じん率…」は誤り。電圧降下による逆電離は抵抗率が高い場合に起こる。抵抗率が低すぎる場合は、粒子が電荷を失いやすく再飛散が問題となる。「排ガスに水分やSO3を加えると、ダストの見かけ抵抗率は上昇し、逆電離が起こりにくくなる」は誤り。水分やSO3は表面を導電性にして見かけ抵抗率を下げる調質剤として働く。「見かけ抵抗率が低いほどダストは集じん極に強く付着し、払い落としにくくなって再飛散が減る」は誤り。抵抗率が低いと付着力が弱くなり、再飛散しやすい。

正解：d. 400m²

正解は「400m²」。η = 0.90のとき exp(−wA/Q) = 0.10なので、wA/Q = ln10 = 2.30。よって A = 2.30 × Q ÷ w = 2.30 × 20 ÷ 0.115 = 400m²である。「40m²」は誤り。桁を1つ誤った値である。「174m²」は誤り。ln10を掛けずに Q ÷ w = 20 ÷ 0.115 = 174m²としており、指数関数の逆算が抜けている。「920m²」は誤り。400m²にさらに2.30を掛けた値で、ln10を二重に掛けている。集じん率は集じん面積が大きいほど、処理ガス量が少ないほど高くなる。

正解：b. 吸引流速が排ガス流速より大きいと、慣性の大きい粗大粒子がノズルに入りにくくなり、ばいじん濃度は過小に測定されやすい

正解は「吸引流速が排ガス流速より大きいと、慣性の大きい粗大粒子がノズルに入りにくくなり、…」。吸引流速が排ガス流速を上回ると、ノズルに向かう気流が引き込まれ、慣性の大きい粗大粒子は気流に追従せず直進してノズルに入りにくくなる。その結果、粗大粒子が少なく採取され、ばいじん濃度は過小になりやすい。「吸引流速が排ガス流速より小さいと、粗大粒子の捕集量が減り、ばいじん濃度は過小に測…」は誤り。吸引流速が小さいと、粗大粒子がノズルに入りすぎて濃度は過大になりやすい。「吸引ノズルの先端は、排ガスの流れに対して直角に向けて固定し、粒子が気流に沿って入…」は誤り。ノズル先端は排ガスの流れに正対させる。「ばいじん濃度は、吸引した湿り排ガスの体積を基準にして算出し、水分量の補正は行わない」は誤り。JIS Z 8808は、乾き排ガス中のダスト濃度として算出する方法を定めている。

正解：c. 1.5m/min

正解は「1.5m/min」。見かけのろ過速度は、処理ガス量をろ過面積で割った値で、v = Q ÷ A = 1,200 ÷ 800 = 1.5m/minである。ろ過速度が大きいほど同じ処理ガス量に必要なろ布面積は小さくてすむが、圧力損失が増え、ろ布の目詰まりや微粒子の漏れが起こりやすくなる。「0.15m/min」は誤り。桁を2つ誤った値である。「0.67m/min」は誤り。A ÷ Q = 800 ÷ 1,200の値で、割る向きが逆である。「15m/min」は誤り。桁を1つ誤った値である。

正解：a. ポリエステルより高温のガスには、アラミド繊維、ふっ素樹脂繊維、ガラス繊維など、耐熱性の高い材質のろ布が用いられる

正解は「ポリエステルより高温のガスには、アラミド繊維、ふっ素樹脂繊維、ガラス繊維など、耐…」。ろ布の使用温度は材質で大きく異なり、ポリエステルより高温の排ガスには、アラミド繊維、ふっ素樹脂(PTFE)繊維、ガラス繊維などの耐熱性の高い材質が使われる。「綿は、ポリエステルやアラミド繊維と比べて耐熱性にすぐれており、高温の排ガスの処理…」は誤り。綿の耐熱温度は低く、80℃前後が目安で、ポリエステルやアラミドより低い。「ガラス繊維は柔軟で耐屈曲性が高く、頻繁な払落しによってもほとんど摩耗しないため、…」は誤り。ガラス繊維は耐熱性が高いが、屈曲や摩耗に弱いため、強い払落しには向かない。「ふっ素樹脂繊維は耐薬品性が低いため、酸やアルカリを含む排ガスの処理には用いること…」は誤り。ふっ素樹脂繊維は耐熱性・耐薬品性が非常に高く、酸やアルカリを含む排ガスにも使える。

正解：d. 圧縮空気をろ布の内側へパルス状に噴射して払い落とすため、ろ過を継続したまま払落しができる

正解は「圧縮空気をろ布の内側へパルス状に噴射して払い落とすため、ろ過を継続したまま払落しができる」。パルスジェット方式は、圧縮空気を短時間(パルス状)にろ布の内側へ噴射して、付着したダストケーキを払い落とす。運転を止めずに払落しができるため、ろ過室を分割して停止する必要がなく、比較的高いろ過速度で運転でき、装置を小型にしやすい。「ろ過室ごとにガスの流入を止め、逆向きの清浄空気を流して払い落とす方式であり、ろ過…」は誤り。ろ過室ごとにガスを遮断して逆向きの気流で払い落とすのは逆洗(逆気流)方式である。「モーターによる機械的な振動でろ布をゆすって払い落とす方式であり、払落しに圧縮空気…」は誤り。機械的な振動で払い落とすのは振動(シェーカ)方式である。「払落しのたびにろ過を停止する必要があるため、ろ過室を複数に分けて、順番に停止しな…」は誤り。払落しのたびに室を停止して運転するのは逆洗方式や振動方式の説明である。

正解：c. およそ0.1〜1μmの粒子は、拡散も慣性衝突・さえぎりも効きにくく、捕集効率が低くなりやすい

正解は「およそ0.1〜1μmの粒子は、拡散も慣性衝突・さえぎりも効きにくく、捕集効率が低…」。小さな粒子は拡散で、大きな粒子は慣性衝突やさえぎりでろ材に捕捉される。その中間のおよそ0.1〜1μmの粒子は、どちらの効果も小さく、捕集効率が最も低くなりやすい粒径域となる。「粒径が大きいほど、ブラウン運動に伴う拡散による捕集の寄与が大きくなる」は誤り。拡散(ブラウン運動)の寄与が大きいのは粒径が小さい粒子である。「粒径が小さいほど、粒子の慣性が大きくなり、慣性衝突による捕集の寄与が大きくなる」は誤り。粒子の慣性は粒径が大きいほど大きく、慣性衝突の寄与も粒径が大きいほど大きい。「粒径が1μm前後の粒子は静電気力でしか捕集されず、帯電していなければ全く捕集できない」は誤り。1μm前後の粒子もさえぎり・拡散・慣性衝突などの機械的な機構で捕捉され、静電気力だけで捕集されるわけではない。

正解：b. 施設の設置者は、環境省令で定める構造並びに使用及び管理に関する基準を遵守しなければならない

正解は「施設の設置者は、環境省令で定める構造並びに使用及び管理に関する基準を遵守しなけれ…」。大気汚染防止法第18条の3は、一般粉じん発生施設の設置者に、環境省令で定める構造並びに使用及び管理に関する基準(集じん機、防塵カバー、散水などの措置)の遵守を求めている。「特定粉じん発生施設と同様に、敷地境界における粉じんの濃度の基準(敷地境界基準)が…」は誤り。敷地境界基準(特定粉じんの敷地境界で濃度10本/L)が適用されるのは特定粉じん発生施設である。「一般粉じんとは石綿など人の健康に被害を生ずるおそれのある粉じんをいい、それ以外の…」は誤り。石綿など人の健康被害のおそれがある粉じんは特定粉じんで、それ以外の粉じんが一般粉じんである。「基準では、施設の排出口における粉じん濃度の上限値(mg/m³N)が、施設の種類ご…」は誤り。一般粉じんは排出口の濃度ではなく、施設の構造・使用・管理の基準で規制される。

正解：a. 工作物の解体等工事の事前調査は、令和8年1月1日以降、工作物石綿事前調査者など必要な知識を有する者に行わせる

正解は「工作物の解体等工事の事前調査は、令和8年1月1日以降、工作物石綿事前調査者など必…」。環境省の公表によれば、大気汚染防止法施行規則等の改正により、令和8年1月1日から、工作物の解体等工事の事前調査を、適切に調査を実施するために必要な知識を有する者(工作物石綿事前調査者など)に行わせることとされた(2026年10月時点)。「令和8年1月1日以降、解体等工事の事前調査は資格を問わず発注者が自ら行わなければ…」は誤り。調査を行う者には必要な知識が求められ、発注者が自ら行う義務を定めたものではない。「令和8年1月1日の改正で、事前調査の対象は石綿が使われていると確認された建築物に…」は誤り。工作物も事前調査の対象である。「令和8年1月1日の改正で、特定粉じんの敷地境界基準が10本/Lから1本/Lへ引き…」は誤り。敷地境界基準は10本/Lで、この改正で変更されていない。

正解：b. 特定粉じん発生施設を設置する工場・事業場の敷地境界で、大気中の石綿濃度が1リットル当たり10本以下であることが基準とされている

正解は「特定粉じん発生施設を設置する工場・事業場の敷地境界で、大気中の石綿濃度が1リット…」。特定粉じんは石綿を指し、環境省の規制方式の概要では、事業場の敷地境界における濃度10本/リットルが基準値とされている(2026年10月時点)。「特定粉じんは一般粉じんと同様に、施設の構造・使用・管理に関する基準によって規制さ…」は誤り。構造・使用・管理に関する基準で規制されるのは一般粉じんである。特定粉じんには敷地境界の濃度基準が定められている。「特定粉じんの敷地境界基準は、大気1立方メートル当たり0.10ミリグラム以下という…」は誤り。石綿は繊維の本数で評価し、基準は10本/リットルである。0.10mg/m3は浮遊粒子状物質の環境基準(1日平均値)の数値で、混同しやすい。「特定粉じんとは、セメント粉や石灰石粉など、人の健康に係る被害を生ずるおそれのある…」は誤り。特定粉じんは石綿であり、セメント粉や石灰石粉などは一般粉じんとして、構造・使用・管理基準で規制される。

正解：d. ろ布の耐熱温度以下で、かつ排ガスの露点より十分高い温度に保ち、結露によるダストの固着や目詰まり、腐食を防ぐ

正解は「ろ布の耐熱温度以下で、かつ排ガスの露点より十分高い温度に保ち、結露によるダストの…」。排ガス温度が露点付近まで下がると、ろ布上で水分や酸成分が凝縮してダストが固着し、目詰まりやろ布・ケーシングの腐食を招く。このため耐熱温度以下で、露点より高い温度を保つ。「ガス温度が高いほどろ布の寿命は延びるため、耐熱温度を超える高温ガスでも冷却せずに…」は誤り。耐熱温度を超えるとろ布が劣化・損傷するため、冷却して耐熱温度以下にしてから導入する。「排ガスを露点以下まで冷やして水分を凝縮させると、ダストが湿って払い落としやすくな…」は誤り。凝縮水でダストがろ布に固着し、払落しにくくなって圧力損失の上昇や目詰まりを招く。「起動時は結露を気にせず冷たいガスを先に通し、ろ布が汚れてから徐々に温度を上げるの…」は誤り。起動時は結露を避けるため、ろ布を予熱してから通ガスする。冷たいガスを先に通すと結露しやすい。

正解：c. 空気動力学径は、対象粒子と同じ終端沈降速度をもち、密度が1g/cm3の球の直径である

正解は「空気動力学径は、対象粒子と同じ終端沈降速度をもち、密度が1g/cm3の球の直径である」。空気動力学径は、対象粒子と同じ終端沈降速度をもつ密度1g/cm3の球の直径で、形状や密度が異なる粒子を沈降特性で比較できる。「ストークス径は、対象粒子と同じ投影面積をもつ円の直径で定義される」は誤り。同じ投影面積の円の直径は投影面積径である。ストークス径は、粒子と同じ密度・同じ終端沈降速度をもつ球の直径である。「密度が1g/cm3を超える球形粒子の空気動力学径は、その幾何学的な直径より小さくなる」は誤り。密度が1g/cm3より大きい球形粒子と同じ沈降速度をもつ密度1g/cm3の球は、より大きな球になるため、空気動力学径は幾何学的な直径より大きくなる。「ストークス径は、粒子の密度を1g/cm3と仮定して算出した直径である」は誤り。密度1g/cm3を仮定するのは空気動力学径である。ストークス径は粒子自身の密度を用いて定義される。