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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