公害防止管理者(大気4種)「大気特論」一問一答(全22問)

正解：b. K値は地域ごとに定められ、一般排出基準では3.0から17.5の範囲にあり、値が小さい地域ほど許容排出量が小さくなる。

正解は「K値は地域ごとに定められ、一般排出基準では3.0から17.5の範囲にあり、値が小…」。K値規制は、許容排出量q（Nm³/h）をK×10⁻³×He²で定める方式で、Kは地域ごとに定められる定数である。一般排出基準のKは3.0から17.5の範囲にあり、Kが小さい地域ほど許容排出量が小さく規制が厳しい（環境省、2026年10月時点）。「K値は大きいほど規制が厳しく、K値の大きい地域ほど許容排出量が小さくなる。」は誤り。Kが大きいほど許容排出量は大きくなり、規制は緩い。「K値は施設の種類ごとに定められ、同じ地域でも施設によって異なる値が適用される。」は誤り。Kは施設の種類ではなく地域ごとに定める。「特別排出基準のK値は3.0から17.5、一般排出基準のK値は1.17から2.34…」は誤り。1.17から2.34が特別排出基準、3.0から17.5が一般排出基準で、入れ替わっている。

正解：a. He = H0 + 0.65(Hm + Ht)で表される。H0は煙突の実高さ、Hmは排出ガスの吐出速度による上昇高さ、Htは排出ガスと大気の温度差による上昇高さである。

正解は「He = H0 + 0.65(Hm + Ht)で表される。H0は煙突の実高さ、H…」。有効煙突高は He = H0 + 0.65(Hm + Ht) で求める。H0は煙突の実高さ、Hmは排出ガスの吐出速度（運動量）による上昇高さ、Htは排出ガスと周囲大気との温度差（浮力）による上昇高さである。「He = H0 + 0.65(Hm + Ht)で表される。H0は煙突の実高さ、H…」は誤り。HmとHtの意味が入れ替わっている。「He = H0 + 1.65(Hm + Ht)で表される。H0は煙突の実高さ、H…」は誤り。係数は1.65ではなく0.65である。「Heは煙突の実高さH0そのものであり、排出ガスの吐出速度や温度による上昇高さは考…」は誤り。有効煙突高は、実高さに排出ガスの上昇分を加えて補正した高さである。

正解：c. 約8.89Nm³

正解は「約8.89Nm³」。C + O2 → CO2 より、炭素12kgの完全燃焼に酸素22.4Nm³を要するので、炭素1kg当たりの理論酸素量は22.4÷12＝1.867Nm³となる。空気中の酸素は21％だから、理論空気量は1.867÷0.21＝8.89Nm³である。「約1.87Nm³」は誤り。1.87は理論酸素量であり、空気量に直していない。「約4.44Nm³」は誤り。8.89の半分の値で、計算の誤りである。「約17.8Nm³」は誤り。8.89の2倍で、酸素の割合を0.105として計算した場合の値である。

正解：d. 70Nm³/h

正解は「70Nm³/h」。硫黄分は5,000×0.020＝100kg/hである。S + O2 → SO2 より、S 1kmol（32kg）からSO2 1kmol（22.4Nm³）が生じるので、SO2発生量は100÷32×22.4＝70Nm³/hとなる。「35Nm³/h」は誤り。硫黄の原子量32ではなくSO2の分子量64で割った値で、換算の誤りである。「7.0Nm³/h」は誤り。桁が1つ小さい。「140Nm³/h」は誤り。正解の2倍で、硫黄1kmolから2kmolのSO2が生じるとした誤りである。

正解：b. 1.50

正解は「1.50」。完全燃焼で未燃分がない場合、空気比mは空気中の酸素濃度21％を用いてm＝21÷(21−O2)で近似できる。O2＝7.0％を代入すると、m＝21÷14＝1.50となる。「1.33」は誤り。1＋7.0÷21＝1.33とした値で、排ガス中の酸素が過剰空気由来であることを正しく扱っていない。「3.00」は誤り。21÷7.0＝3.00とした値で、分母に21−O2を使っていない。「1.07」は誤り。1＋7.0÷100とした値で、酸素濃度を空気比に単純に足した誤りである。

正解：a. 0.50g/Nm³

正解は「0.50g/Nm³」。C＝(21−6)÷(21−12)×0.30＝15÷9×0.30＝0.50g/Nm³となる。排ガスが空気で薄められて酸素濃度が高いときは、補正後の値のほうが実測値より大きくなる。「0.18g/Nm³」は誤り。(21−Os)÷(21−On)を掛けた値で、分子と分母が入れ替わっている。「0.30g/Nm³」は誤り。補正をせず実測値のままで、Os＝12％はOn＝6％と異なるため補正が必要である。「0.60g/Nm³」は誤り。Os÷Onを掛けた値で、補正式の形を取り違えている。

正解：c. ばいじんの排出基準は、温度20℃、圧力1気圧に換算した排出ガス1m³中の量で定められている。

正解は「ばいじんの排出基準は、温度20℃、圧力1気圧に換算した排出ガス1m³中の量で定め…」。適切でないものとして「ばいじんの排出基準は、温度20℃、圧力1気圧に換算した排出ガス1m³中の量で定め…」を選ぶ。ばいじんの排出基準は、温度0℃、圧力1気圧に換算した排出ガス1m³中のばいじん量として定められており、20℃ではない（環境省）。「補正は、排出ガスを空気で薄めて見かけの濃度を下げることを防ぐためのものである。」は適切。空気による希釈で基準をすり抜けることを防ぐのが補正の目的である。「排出ガス中の酸素濃度Osが20％を超える場合は、Os＝20％として計算する。」は適切。Osが20％を超える場合は20％として計算する。「ばいじん量の測定は、JIS Z 8808に定める方法で行う。」は適切。測定はJIS Z 8808に定める方法による。

正解：b. 排ガス中のSO2を石灰石（炭酸カルシウム）のスラリーに吸収させ、酸化して石こうとして回収する。

正解は「排ガス中のSO2を石灰石（炭酸カルシウム）のスラリーに吸収させ、酸化して石こうと…」。湿式石灰石-石こう法は、排ガス中のSO2を石灰石（CaCO3）のスラリーに吸収させて亜硫酸カルシウムとし、空気で酸化して石こう（CaSO4・2H2O）として回収する方法で、わが国の排煙脱硫で広く使われる。「排ガスを活性炭層に通してSO2を吸着させ、水洗して再生する方法で、副生品として硫…」は誤り。活性炭を用いる別の方式の説明である。「排ガスにアンモニアを注入し、触媒層でSO2を窒素と水に還元して無害化する方法である。」は誤り。アンモニアと触媒で窒素と水に還元するのは、排煙脱硝（NOx除去）の方法である。「高温の排ガスに石灰石の粉末を乾いた状態で吹き込み、硫酸カルシウムとして集じん装置…」は誤り。乾いた状態で石灰石を吹き込む方式は乾式であり、湿式ではない。

正解：d. アンモニアを還元剤とし、触媒層でNOxを窒素と水に変える。排ガス中に酸素が共存すると反応が進みやすい。

正解は「アンモニアを還元剤とし、触媒層でNOxを窒素と水に変える。排ガス中に酸素が共存す…」。アンモニア接触還元法では、触媒層でアンモニアがNOxを選択的に還元し、窒素と水にする（4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O）。式のとおり酸素が共存すると反応が進みやすい。「アンモニアを還元剤とし、排ガス温度が100℃以下の低温域で、触媒を使わずにNOx…」は誤り。反応には触媒が必要で、温度域も数百℃程度であり、100℃以下の低温では進まない。「一酸化炭素を還元剤とし、排ガス中の酸素を完全に除去した条件でのみNOxを還元できる。」は誤り。還元剤はアンモニアで、酸素の除去も必要としない。「アンモニアを還元剤とし、触媒層でNOxを窒素と水に変えるが、排ガス中の酸素は反応…」は誤り。酸素は反応を妨げず、むしろ反応に関与する。

正解：a. 燃焼用空気の予熱温度を高めて、火炎温度を上げる。

正解は「燃焼用空気の予熱温度を高めて、火炎温度を上げる。」。適切でないものとして「燃焼用空気の予熱温度を高めて、火炎温度を上げる。」を選ぶ。燃焼用空気の予熱温度を上げると火炎温度が上昇し、高温で空気中の窒素と酸素が反応して生じるサーマルNOxがむしろ増える。「排ガスの一部を燃焼用空気に混ぜて、燃焼域の酸素濃度を下げる。」は適切。排ガス再循環は酸素濃度と火炎温度を下げ、NOxを低減する。「燃焼を二段階に分け、一段目の燃焼域の酸素濃度を低くする。」は適切。二段燃焼は一段目を空気不足にして酸素を減らし、NOxの生成を抑える。「空気比を小さくして、過剰な酸素を減らす。」は適切。低空気比燃焼で過剰酸素を減らすとNOxは低減する。

正解：c. 700ppmC

正解は「700ppmC」。ppmCは、物質の体積濃度（ppm）に分子中の炭素原子数を掛けて、炭素換算で表した濃度である。トルエンは炭素原子が7個なので、100ppm×7＝700ppmCとなる。「100ppmC」は誤り。炭素数を掛けておらず、ppmとppmCを同じ値として扱っている。「14.3ppmC」は誤り。100を7で割った値で、掛けるべきところを割っている。「1,500ppmC」は誤り。炭素と水素の原子数の合計15を掛けた値で、水素原子は換算に含めない。なお施設ごとの基準は400から60,000ppmCの範囲にある（環境省、2026年10月時点）。

正解：d. 2,500kg/h

正解は「2,500kg/h」。許容排出量は q＝17.5×10⁻³×40²＝28Nm³/h。重油1kgの硫黄分は0.016kgで、SO2は0.016÷32×22.4＝0.0112Nm³となる。よって最大使用量は28÷0.0112＝2,500kg/hである。「5,000kg/h」は誤り。SO2の分子量64で硫黄を換算し、発生量を半分に見積もった値である。「62.5kg/h」は誤り。Heを2乗せず、q＝0.7Nm³/hとして求めた値である。「1,250kg/h」は誤り。発生量を2倍に見積もった値（正解の半分）である。

正解：c. 8.5 m³N/m³N

正解は「8.5 m³N/m³N」。CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O より、燃焼ガスのうち乾きガスはCO2が1m³Nと、空気由来の窒素 2 × 0.79 ÷ 0.21 = 7.52m³Nである。合計は 1 + 7.52 = 8.52、約8.5m³N/m³Nとなる。「9.5 m³N/m³N」は誤り。2 ÷ 0.21 = 9.52で、理論空気量の値であり燃焼ガス量ではない。「10.5 m³N/m³N」は誤り。水蒸気2m³Nを含めた理論湿り燃焼ガス量(10.52)である。「7.5 m³N/m³N」は誤り。窒素7.52だけを数えた値で、CO2の1m³Nが抜けている。

正解：a. 12.4 m³N/m³N

正解は「12.4 m³N/m³N」。実際の燃焼ガス量は、理論燃焼ガス量に過剰空気(空気比 − 1)× 理論空気量を加えて求める。G = 10.52 + (1.2 − 1) × 9.52 = 10.52 + 1.90 = 12.4m³N/m³Nとなる。「10.4 m³N/m³N」は誤り。水蒸気を除いた乾き燃焼ガス量(8.52 + 1.90 = 10.4)で、湿りガスの量ではない。「21.9 m³N/m³N」は誤り。供給した空気の全量 1.2 × 9.52 = 11.4 を理論燃焼ガス量に足した値で、空気中の酸素が燃焼で消費される分を二重に数えている。「11.4 m³N/m³N」は誤り。供給空気量そのもの(1.2 × 9.52)で、燃焼ガス量ではない。

正解：d. 低位発熱量は、高位発熱量から、燃焼で生じた水蒸気の凝縮潜熱を差し引いた発熱量である

正解は「低位発熱量は、高位発熱量から、燃焼で生じた水蒸気の凝縮潜熱を差し引いた発熱量である」。高位発熱量は燃焼で生じた水蒸気が凝縮するときの潜熱を含む発熱量で、低位発熱量はその潜熱を含めない発熱量である。したがって低位発熱量は、高位発熱量から水蒸気(燃料中の水分と、水素の燃焼で生じた水の分)の凝縮潜熱を差し引いた値になる。「高位発熱量は、燃焼で生じた水蒸気が凝縮するときの潜熱を含まない発熱量であり、低位…」は誤り。高位発熱量は凝縮潜熱を含む。「低位発熱量は、高位発熱量に、燃焼で生じた水蒸気の蒸発に必要な潜熱をさらに加えた発…」は誤り。低位発熱量は高位発熱量より小さく、潜熱を加えるのではなく差し引く。「水素も水分も含まない燃料では、燃焼で水蒸気が生じないため、低位発熱量は高位発熱量…」は誤り。水素も水分も含まない燃料では水蒸気が生じず、低位発熱量と高位発熱量は等しくなる。

正解：b. 固定炭素60%、燃料比2.0

正解は「固定炭素60%、燃料比2.0」。工業分析では、固定炭素(%) = 100 − (水分 + 灰分 + 揮発分) = 100 − (2 + 8 + 30) = 60%である。燃料比は固定炭素 ÷ 揮発分 = 60 ÷ 30 = 2.0となる。燃料比が大きい石炭ほど着火しにくく、燃焼が緩やかである。「固定炭素62%、燃料比2.1」は誤り。水分2%を引き忘れた値(100 − 8 − 30 = 62)で、燃料比も62 ÷ 30 = 2.1となる。「固定炭素70%、燃料比2.3」は誤り。水分と灰分を引かずに100 − 30とした値である。「固定炭素60%、燃料比0.5」は誤り。固定炭素は正しいが、燃料比を揮発分 ÷ 固定炭素(30 ÷ 60)と逆にしている。

正解：d. 燃料の燃焼能力が重油換算で1時間当たり50L以上のものが対象で、伝熱面積の要件は令和4年10月1日に廃止された

正解は「燃料の燃焼能力が重油換算で1時間当たり50L以上のものが対象で、伝熱面積の要件は…」。ボイラーの規模要件は、令和4年(2022年)10月1日から、燃料の燃焼能力が重油換算で1時間当たり50L以上に一本化され、従来の「伝熱面積10m²以上」の要件は廃止された(愛知県の公表資料など)。「伝熱面積が10m²以上であれば、バーナーの燃料の燃焼能力にかかわらず、ばい煙発生…」は誤り。伝熱面積10m²以上で対象となったのは改正前の規定である。「伝熱面積が10m²以上で、かつ燃料の燃焼能力が重油換算で1時間当たり50L以上の…」は誤り。伝熱面積と燃焼能力を両方満たす場合に限る規定ではない。「バーナーを持たないボイラーは、燃料の燃焼能力を算定できないため、ばい煙発生施設に…」は誤り。改正後はバーナーを持たないボイラーも対象となる。

正解：a. 0.67倍

正解は「0.67倍」。最大着地濃度は Q ÷ He² に比例するので、1.5 × (40 ÷ 60)² = 1.5 × 0.444 = 0.667、約0.67倍となる。「0.44倍」は誤り。有効煙突高の効果(40 ÷ 60)² = 0.44だけを考え、排出量1.5倍を掛けていない。「1.0倍」は誤り。Heに反比例(1乗)するとして 1.5 × 40 ÷ 60 = 1.0とした値で、2乗に反比例する関係を使っていない。「3.4倍」は誤り。高さの比を逆にして 1.5 × (60 ÷ 40)² = 3.4とした値で、煙突を高くすると最大着地濃度は下がる向きを取り違えている。

正解：c. NOとオゾンとの反応で生じる発光の強さからNO濃度を求め、NO2はコンバーターでNOに還元して全NOxを測定する

正解は「NOとオゾンとの反応で生じる発光の強さからNO濃度を求め、NO2はコンバーターで…」。化学発光方式は、NOとオゾン(O3)との反応で励起状態のNO2が生じ、それが基底状態に戻るときに出る光の強さがNO濃度に比例することを利用する。NO2はコンバーター(加熱した還元触媒)でNOに還元して測定するため、NOとNO2の合計であるNOxを測定できる。「NO2とオゾンとの反応で生じる発光を測定する方式で、NOを測定するにはNOをNO…」は誤り。発光するのはNOとオゾンの反応で、コンバーターはNO2をNOに還元する。「試料ガスに紫外線を当て、NOによる紫外線の吸収の大きさを測って、排ガス中のNOx…」は誤り。紫外線吸収を利用する方式ではなく、NOxの測定には紫外線を当てる必要はない。「水素炎の中で試料ガスを燃焼させ、そのときに生じるイオン電流の大きさから、NOx濃…」は誤り。水素炎のイオン電流を測るのは水素炎イオン化検出器(FID)で、有機化合物の測定に使われる。

正解：b. 吸着能力が飽和する前に、水蒸気などで脱着して活性炭を再生し、吸着したVOCは回収または後段で処理する

正解は「吸着能力が飽和する前に、水蒸気などで脱着して活性炭を再生し、吸着したVOCは回収…」。活性炭吸着法は、活性炭にVOCを吸着させて除去する方法で、吸着能力が飽和(破過)する前に、水蒸気などで吸着したVOCを脱着して活性炭を再生し、脱着したVOCは回収するか燃焼などで後段処理する。「高濃度で風量の小さいガスの処理に向いており、低濃度で風量の大きいガスの処理には向…」は誤り。吸着法は低濃度で大風量のガスの処理に向く。高濃度で小風量のガスには凝縮や燃焼が使われることが多い。「吸着は温度が高いほど有利に進むので、高温の排ガスを冷却せずにそのまま活性炭層へ通…」は誤り。物理吸着は低温ほど有利で、高温ガスは冷却してから通す。「排ガス中の水分量は吸着性能に影響しないため、活性炭層の手前で除湿を行う必要は特に…」は誤り。ガス中の水分が多いと吸着性能が下がるため、必要に応じて除湿する。

正解：d. 燃焼温度が1,500℃以上の高温になるため、サーマルNOxが微粉炭燃焼より多く生成する

正解は「燃焼温度が1,500℃以上の高温になるため、サーマルNOxが微粉炭燃焼より多く生成する」。適切でないものを選ぶ設問で、この選択肢が誤りの記述。流動層燃焼は、流動媒体の中で燃料を燃やすため温度が均一に保たれ、およそ800〜900℃の低温で燃焼できる。このため、サーマルNOxの生成は微粉炭燃焼より少ない。「砂などの流動媒体に下から空気を吹き込んで流動状態にし、その中で燃料を燃焼させる」は適切。流動層の定義として正しい。「燃焼温度がおよそ800〜900℃と比較的低いため、サーマルNOxの生成が少ない」は適切。低温燃焼でサーマルNOxが抑えられる。「石灰石を炉内に投入して、燃焼と同時に硫黄酸化物を硫酸カルシウムとして固定する炉内…」は適切。炉内に石灰石を投入すると、硫黄酸化物が硫酸カルシウムとして固定される炉内脱硫ができる。

正解：a. 一般廃棄物焼却施設と非鉄金属製造施設で、水銀濃度の連続測定法を導入できるようにし、その記録と保存を定めた

正解は「一般廃棄物焼却施設と非鉄金属製造施設で、水銀濃度の連続測定法を導入できるようにし…」。環境省の公表によれば、令和7年10月1日施行の改正で、一般廃棄物焼却施設と非鉄金属製造施設に水銀濃度の連続測定法を導入できるようにするとともに、その記録・保存の義務が定められた(2026年10月時点)。「水銀排出施設に水銀濃度の連続測定が一律に義務付けられ、これまでの定期的な測定によ…」は誤り。連続測定法は導入できるようにしたもので、全ての水銀排出施設に義務付けたものではない。「石炭ガス化複合発電(IGCC)施設は、水銀の排出基準の対象から除外されることになった」は誤り。IGCCは排出基準が新たに定められた。「水銀の排出基準が全ての施設で一律に緩和され、基準値の見直しは行われなかった」は誤り。銅・鉛・亜鉛の二次精錬施設などについて排出基準が見直された。