科学部の活動としてフィルムケースとろ紙を用いた独自の器具を作成し、分光光度計で吸光度を求め、検量線から濃度を求める方法で4回の測定を実施した。
その結果については愛媛県高等学校工業科生徒研究発表会で発表した。
以下に発表要旨を示す。
大気中の窒素酸化物ＮＯＸ調査について
愛媛県立新居浜工業高等学校 工業化学科 伊藤誘志 堀谷剛志 横井武志
１ はじめに
窒素酸化物はノックス（ＮＯx）と呼ばれ、一酸化窒素や二酸化窒素をまとめて呼ぶ言葉です。ものを燃やすときに発生し、主に自動車の排気ガスや工場の煙の中に含まれています。害としては呼吸器系に変調をきたしたり、太陽光線を受けて光化学反応を起こし「光化学スモッグ」を引き起こしたり、雲にとりこまれて硝酸などの物質に変化し「酸性雨」となって地上に降ってきます。
化学部が「酸性雨／窒素酸化物(ＮＯx)調査プロジェクト」に参加し、学校内で利用できる有用な観測データを集めたり、参加校同士の交流など通して環境問題をを考えるためのネットワーク作りを目指しています。また、化学部が試作した測定器具を使って空気中の窒素酸化物濃度の測定も試みています。
２ 「酸性雨／窒素酸化物(ＮＯＸ)調査プロジェクト」について
（１）観測期間 １９９９年１０月～２０００年８月
（２）参加校 全国 ２５校
（３）測定器具 「大気汚染(ＮＯx)調査キット」 （日本ファインケミカル社製）
（４）捕集方法 検出容器を直射日光を避けた場所に２４時間開放
（５）測定期日 １９９９年１０月～１１月の月曜日・火曜日
（６）測定地点と比色値（μg／ml）
| 月 日 |
11/17
|
11/24
|
11/30
|
|---|---|---|---|
| 1）市役所前交差点 |
0.25
|
0.3
|
0.3
|
| 2）病院横道路 |
0.2
|
0.2
|
0.2
|
| 3）学校玄関横 |
0.25
|
0.3
|
0.25
|
| 4）職員室 |
0.35
|
0.3
|
0.3
|
| 5）ホームルーム教室 |
0.1
|
0.1
|
0.1
|
| 6）運動場南端 |
0.25
|
0.25
|
0.3
|
| 7）道路横学校敷地 |
0.3
|
0.2
|
0.3
|
| 8）樹木の多い神社 |
0.2
|
0.2
|
0.2
|
| 9）内港のそば |
0.2
|
0.1
|
0.2
|
| 10）工場周辺 |
0.2
|
0.2
|
0.25
|
比色値（μg／ml） と大気中の窒素酸化物濃度（ppm）の関係
|
比色値
|
～0.1
|
0.2
|
0.3
|
0.4
|
0.5
|
0.6
|
|
濃度
|
～0.019
|
0.019～0.038
|
0.029～0.056
|
0.039～0.075
|
0.048～0.094
|
0.058～
|
（７）データ送受信 インターネットでデータを送信し、メーリングリストで交流します。
３ 化学部試作器具による測定
（１）測定器具 写真フィルムケースの中にろ紙を引っかける。ろ紙の大きさ縦3㎝、横2.5 ㎝に切る。
（２）捕集液 ろ紙に１０ vol ％トリエタノールアミン・アセトン溶液をしみ込ませておく。
（３）発色液（ザルツマン試薬） Ａ液とＢ液同量混合液２０ml
◇Ａ液 １％スルファニル酸 水５００mlにスルファニル酸５gを加えて、マグネチック スタラーで３０分ほどかき混ぜて溶解する。
◇Ｂ液 ０.０１％Ｎ－（１－ナフチル）エチレンジアミン水溶液 水５００mlに酢酸４０mlを加え、これにＮ－（１－ナフチル）エチレンジアミン二塩酸塩５０mgを溶解する。
（４）測定期日 １９９９年１１月～１２月の水曜日・木曜日
（５）捕集方法 ろ紙をつるしたフイルムケース開放し、２４時間後フタをして回収する。
（６）分析 吸光度測定 波長５４５ nm 亜硝酸ナトリウム標準液 １.５g／水１００ml を１ml 採り1００mlに希釈する。これを各濃度に採り発色液で全量を２０mlして吸光度を求める。
吸光度（×１０-3）検量線
ppb 吸光度
（７）測定地点と測定濃度
| 月 日 | １２／７ | １２／９ | １２／１６ | １２／１４ | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 捕 集 液 量 |
0.10 ml
|
0.08 ml
|
0.06 ml
|
0.04 ml
|
||||
| 項 目 |
吸光度
|
ppb
|
吸光度
|
ppb
|
吸光度
|
ppb
|
吸光度
|
ppb
|
| 1) 市役所前交差点 |
0.239
|
51
|
0.160
|
35
|
0.194
|
35
|
0.147
|
32
|
| 2) 病院横道路 |
0.225
|
48
|
0.161
|
35
|
0.112
|
34
|
0.089
|
19
|
| 3) 学校玄関横 |
0.138
|
30
|
0.177
|
38
|
0.116
|
24
|
0.074
|
17
|
| 4) 職員室 |
0.112
|
24
|
0.101
|
23
|
0.123
|
26
|
0.111
|
25
|
| 5) ホ－ムルーム教室 |
0.043
|
10
|
0.047
|
11
|
0.044
|
9
|
0.028
|
7
|
| 6) 運動場南端 |
0.159
|
35
|
0.145
|
32
|
0.150
|
32
|
0.073
|
16
|
| 7) 道路横学校敷地 |
0.224
|
48
|
0.225
|
48
|
0.212
|
45
|
0.094
|
21
|
| 8) 樹木の多い神社 |
0.077
|
18
|
0.051
|
33
|
0.095
|
20
|
0.072
|
17
|
| 9) 内港のそば |
0.143
|
31
|
0.170
|
37
|
0.154
|
33
|
0.106
|
23
|
| 10) 工場周辺 |
0.166
|
36
|
0.168
|
37
|
0.132
|
30
|
0.082
|
18
|
４ まとめ
観測地点が近いため各地点での大きな差は出ていません。しかし、どの場所でも道路の近くは高い濃度なっています。窒素酸化物が出ることがないホームルーム教室では毎回非常に小さい値になっています。工場周辺では普通の場所と変わりせん、高い煙突などで広くばらまかれているように思われます。
比色法と吸光度法の比較では、吸光度法の方が小さな濃度の差をはっきりと見分けることができます。
試作器具を使った実験では、ろ紙につける捕集液の量を０.０４ｍｌとすると、市販器具の比色法による濃度と一致するところが多いことが分かりました。
この観測や実験をとおして私たちが呼吸している空気の汚れに強い関心を持つようになり ました。
