自動車排出ガス中の二酸化窒素の簡易測定 自動車排出ガス中の二酸化

自動車排出ガス中の二酸化窒素の簡易測定
自動車排出ガス中の二酸化窒素の簡易測定
１．はじめに
自動車の排出ガス中には燃料の燃焼による窒素酸化物、一酸化炭
素、炭化水素、粒子状物質などの大気汚染物質が含まれています。
また、道路沿道や都市地域における環境大気中の窒素酸化物は、工
場よりも自動車の排出ガスの占める割合が大きいとされています。
今回の体験環境教室では、自動車の排出ガス中の二酸化窒素を簡
易的に測定して、環境に与えている負荷の大きさなどを実感しても
らい、アイドリングストップや公共交通機関の利用など自動車の適
正な利用が推進されることを目的としています。
二酸化窒素の測定法としてはザルツマン法といわれる方法がよく
知られています。現在、国内の大気汚染測定所に設置されている二
酸化窒素測定装置の多くはこの測定法を用いています。
なお、自動車の排出ガスの測定といっても走行中の測定はできま
せんので、アイドリング状態の排出ガスをサンプリングして、二酸
化窒素を測定します。
２．方
法
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（１）準備するもの（一例として）
◎
ロート・・・プラスティック製
◎
チューブ・・・シリコンチューブ
◎
フィルター・・・粒子状物質を除くためシリカウールを詰める。
◎
試料採取袋・・・ガスの吸着の少ないもの（テドラーバッグ）
◎
ハンディーポンプ・・・乾電池式の簡易ポンプ
◎
ガス吸収ビン・・・ガラス製
◎
注射筒・・・プラスティック製
ロート、シリコンチ
内径１０ｃｍ程度
１ｍ程度
容量２０ｍｌ
容量５０ｍｌ
試料採取袋
ューブ、フィルター
ハンディー
ポンプ
ガス吸収ビン
注射筒
（２）試料の採取
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◎
アイドリング状態で車のマフラーから排出ガスを採取します。
◎
参加する人数に応じて１０∼２０リットル程度採取します。
◎
排出ガスは熱いので注意する必要があります。
◎
自動車排出ガスの影響のない所の外気も同じように採取します。
マフラー
ポンプ
試料採取袋
（３）測定方法
◎
採取した試料を注射筒で５０ｍｌづづ採取します。
◎
それを、吸収液（ザルツマン試薬）を２０ｍｌ入れたガス吸収
ビンにゆっくり押し出します。これを５、６回繰り返すと吸収液
が二酸化窒素と反応して赤紫色になっていきます。
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注射筒で試料を採取
試料採取袋
（５０ｍｌづつ）
試料をゆっくり
押し出す
ガス吸収ビンの
吸収液が赤紫色
になる
◎
自動車排出ガスの影響のない外気を、もうひとつのガス吸収ビ
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ンを使って自動車排出ガスと同じ量だけ吸収させます。
（外気の方
はほとんど色が付かないはずです。）
◎
二つを比較して自動車排出ガスによる二酸化窒素の環境への負
荷の大きさを実感させます。
外気
◎
自動車排出ガス
ガソリン車、天然ガス車、ディーゼル車といった自動車の種類
ごとの濃度の比較することもできます。
参考として、次のような装置を組み立てて環境大気中の二酸化窒
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素の濃度を測定することができます。
外気のサンプリング
チューブ
ガス吸収
ビン
ポンプ
ガスメータ
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ザルツマン法の概要
今回用いた方法はザルツマン法といって、以下のような化学反応
を利用した吸光光度法によるものです。
◎
N-1 ナフチルエチレンジアミン 2 塩酸塩、スルファニル酸のり
ん酸酸性溶液を吸収液に用います。
◎
二酸化窒素が吸収液中で亜硝酸イオンとなり、スルファニル酸
と反応して、ジアゾニウム塩となります。
◎
このジアゾニウム塩が N-1 ナフチルエチレンジアミン 2 塩酸塩
と反応してアゾ染料を生成し、赤紫色に発色します。
◎
この発色した吸収液の吸光度を５４５ｎｍの波長で測定して大
気中の二酸化窒素濃度を算出します。
なお、二酸化窒素が吸収液に吸収されてすべて亜硝酸イオンに
変化するわけではなく、初めの二酸化窒素に対する亜硝酸イオン
の生成割合を、ザルツマン係数と呼んでおり、日本では 0.84 と
しています。
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吸収液の作り方
◎
スルファニル酸５ｇを７００ｍｌの蒸留水に溶かします。
りん酸５０ｍｌを加えてよく混合します。
◎
さらに、0. 1 ％の N-1 ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩を
５０ml 加えます。
◎
蒸留水で全量を１ｌにします。
◎
吸収液は測定するたびごとに作ります。
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