２．プロジェクトを実施するための施設・設備

1. インターネット環境の整備

   　酸性雨・窒素酸化物（NOx）調査プロジェクトに参加した学校が活動するためには，インターネットの設備が必須となる。
   学校がインターネットに接続する方法には，インターネットを利用するときだけ電話回線を使って接続するダイヤルアップＰＰＰ接続と24時間常時接続した状態を維持する専用線接続がある。この２つの方法では経費に大きな違いがあり，一般に専用線を維持するためには大きな金額の負担が必要である。例えば，酸性雨調査プロジェクトのデータを登録・閲覧するためのＷＷＷサーバは，24時間常時参加校からのデータ入力などが可能な状態に保たれる必要があるため，専用線接続された場所に設置されることが必要である。しかし，酸性雨調査プロジェクトに参加して活動することが目的であれば，インターネットの接続形態はダイヤルアップ接続で何ら問題はない。
   学校がダイヤルアップ接続を行うためには，教育委員会や教育センターなどが仲介して接続する場合を除いて，一般にはインターネット接続業者（プロバイダー）と契約することになるだろう。こうした場合，いくつかのメールアカウントとホームページを作成するためのサーバの領域が確保され，メールを利用したり情報を発信することが可能である。またこの方法で，生徒が利用するコンピュータを複数台を同時にインターネットに接続することも可能であり，ＷＷＷの情報を生徒が自由に扱うことが可能となる。ただしメールアカウントについては制限があるため，生徒全員にアカウントを発行するといったことは不可能であろう。酸性雨・窒素酸化物（NOx）調査プロジェクトでは，生徒のメールアカウントは必要としないように考えている。データの登録はＷＷＷの画面上から行うことができ，学校ごとに決められたパスワードさえ知っていれば生徒の手で可能である。また生徒間の交流には電子掲示板を主として利用し、メールによる交流は考えていない。各校でプロジェクトを指導する教員間の連絡は，メーリングリストを利用して行っているため，担当される教員は個人のメールアドレスを持たれることが望ましい。
   酸性雨・窒素酸化物（NOx）調査プロジェクトホームページでは，データをグラフ化して表示する際にjavaというプログラム言語を用いている。javaはコンピュータの機種に依存しないため，参加校のコンピュータの機種がWindowsでもMacintoshでもまたUNIXでも利用できる。しかし，プログラム作成時にInternet Explorer4.0とNetscape Communicator4.0で閲覧することを前提としていたので，これより新しいバージョンのブラウザを利用することが望ましい。またグラフ作成にはCPUのパワーを必要とするため，WindowsであればPentium以上，MacintoshであればPowerPC以上の機種が実用的であろう。

酸性雨のデータ入力（左）と 電子掲示板（右）の画面

酸性雨データのグラフ

2. 気象観測装置の整備

   　酸性雨や窒素酸化物から大気汚染の状況を考察する場合，気温や風向風速などのデータや天気図などがあると，気象条件との関係を考えることができる。例えば，雨の酸性度と風向との関係で，観測地点から見て特定の方向からの風が吹くときにｐＨが低くなるといった結果が見られた例もある。酸性雨・窒素酸化物(NOx)調査プロジェクトでは，気象のデータについて最も近くの気象観測所などから，降雨(雪)量，降雨(雪)日の平均気温，風向，風力などのデータを収集することになっているが，可能であれば学校内で気象観測設備を整えてこれらの気象状況を観測することが望ましい。事務局の広島大学附属福山中・高等学校では，百葉箱に温度・湿度・気圧の　　　　　　
   自記記録計を，また屋外に雨量計・風向風速計を設置して気象データを集めている。
   

百葉箱での気象観測

気象自動観測システム

　近年これらの気象データをコンピュータとセンサーによって自動的に観測する装置も市販されている（David社WeatherStationなど）。風速などの観測精度には若干の問題があるようだが，気象観測が主たる目的ではないので，こうした装置の利用も観測の省力化自動化の意味で有効である。広島大学附属福山中・高等学校では，大阪大学人間科学部で開発された気象の自動観測システムを設置し，データをインターネットで見られるようになっている。
　降水(雪)日の天気図は，新聞紙面からコピーするなどして保存するようにしているが，インターネットでも天気図を掲載しているホームページがある。インターネット上のデータを自動的に収集するソフトウェアには，毎日定時に画像などを収集する機能を持つものがある。こうしたソフトを利用すれば，手間をかけずに毎日の天気図やアメダスのデータを蓄積しておくことも可能である。

インターネットで公開されているアメダスのデータの例

３． 酸性雨調査プロジェクト実施マニュアル

1. 調査目的

   全国をほぼ網羅する各地域の学校で，生徒が大気汚染の一つの指標として酸性雨の調査を自ら行うことによって，その学習意欲を高め，身近な環境問題としての酸性雨の実態を地域的，かつ広域的（全国的）に把握し，その発生メカニズムへの理解を深めるため。

2. 調査項目
   1. 気象 (気温，降水量，風向，風力，天気図)
   2. 大気汚染 (雨水の酸性度，雨水の導電率 )
      
      
3. 測定上の注意

   一回の降雨とは：
   　前回の雨が降り終わってから，６時間以上たって新たに降り出した雨を， 一回の降雨として扱うことにします。６時間たたないうちに雨が降った場合は， 前の雨から継続した雨とします。

4. 気象の調査

   最も近くの気象観測所などから，降雨(雪)量，降雨(雪)日の平均気温，風向，風力のデータを収集しましょう。
   降水(雪)日の天気図を，新聞紙面からコピーするなどして保存しましょう。

5. 雨水の観測

1. レインゴーランドの設置
   　レインゴーランドは，屋上などの頭上に障害物のない場所に，台を置いて固定します。(コンクリートの壁のそばなどに設置すると，跳ね返りの水で雨のｐＨが変わることがあります。) 風などで転倒しないように，しっかりとした台の上にネジや釘で固定しましょう。
   　レインゴーランドにたまる"ほこり"の影響で雨のｐＨの値が変わることがありますから，雨が降らない時でも，１週間に１度は蒸留水などでレインゴーランドを洗浄してください。 "ひらけゴマ"（雨を取り入れるところのふた）にトイレットペーパーを幅1cmくらいに切ったものをひっかけて，セットします。雨が降り始めると，このトイレットペーパーが切れて，ふたが自動的に開きます。トイレットペーパーを引っかけるツメがおれたりした場合は，事務局にご相談ください。
   
   
2. 測定の準備
   　pHメーターや導電率計の使い方は，それぞれの説明書をよく読んでください。特に，pHメーターの雨水を入れる部分は，薄いガラスが張り付けてあり， 強い力を加えるとすぐに割れますので，気をつけてください。
   pHメーターや導電率計は使用直前に，標準液(pHメーターはpH７とpH４の２種類，導電率計は１４１μS/cmの１種類)で校正してください。 （温度などで，値が変化しますので，測定の直前に校正を行ってください。）
   
   
3. 雨水の測定
   　雨水の酸性度(pH)：レインゴーランドはカップ１〜カップ７まで，雨の降り始めから順に雨量１ｍｍごとの雨を自動的に採水します。８mm以降の雨は， カップ８からあふれて，下の大きなカップにたまります。 採水された初期降雨（１〜８ステップ）の酸性度と導電率を，堀場のツインpHメーターと導電率計でステップ毎に測定します。８ステップは，カップ８と下の大きなカップにたまった水を混ぜ合わせて測定してください。 最後に，採水されたすべての雨水を混ぜ合わせての平均pHを測定します。 雨水の測定は降雨後24時間以内におこなってください。
   
   
4. 測定後
   　レインゴーランドやpHメーター等，測定後は蒸留水か脱イオン水で良く洗浄しましょう。レインゴーランドは洗浄後，ひらけゴマをセットして，次の雨に備えましょう。
   
   
5. 降雪の酸性度の測定
   　レインゴーランドでのステップ毎の捕捉は困難ですから，別の容器（ビーカーなど）でまとめて捕捉し，これを室温で融解させた後， 24時間以内にpHメーターで測定します

6. 酸性雨測定における注意点
   　酸性雨調査のデータは観測のしかたによって，どの程度信頼できるか精度が変わってくる。小学校で酸性雨調査を実施する場合，酸性雨の原因や発生のメカニズム，因果関係について複雑な現象を科学的に厳密に扱うことは困難であろう。むしろ，酸性雨が降っているという事実の確認と，その観測を子どもたち自身の手で行うという点に意義がある。こうした目的で調査を行うのであれば，観測の精度はあまり厳密に考える必要はないのかもしれない。
   　しかし，共同観測としての意義からすると，観測はすべての学校で統一して同じ機器，同じ方法で行われることが求められる。各学校の観測データを比較するために必要な精度を満たす観測を行うためにはいくつかのポイントが考えられる。
   まずレインゴーランドやｐＨメータなどの機器の洗浄方法と頻度に関する問題である。　レインゴーランドやｐＨメータの洗浄には蒸留水を使用することになっている。酸性雨調査には機器の洗浄だけ考えても年間にかなりの量の蒸留水を必要とするので，ポリタンク入りなどで理科の教材販売店などで市販されている蒸留水を購入して使用していただきたい。蒸留水も実際に測定をしてみると導電率０，ｐＨ７とならないことがある。精度を求めるためにはこうしたチェックが必要となる。蒸留水も密閉した状態で保存しないと大気中の二酸化炭素を吸収するので，できる限りポリタンクなどの密閉できる容器で保管するようにしたい。
   レインゴーランドは雨水を集めるろうとの上に「開けゴマ」というふたがあり，降雨開始とともにふたが開いて雨を集めるようになっているが，ふたの隙間からほこりなどが内部に侵入する。そのため，レインゴーランドを洗浄してから長期間経過した後の雨は，雨水そのものの汚れよりも，ろうと内部に入り込んだほこりを雨が溶かし込んだための汚れを含んだものと考えるべきである。雨が降る降らないに関わらず，レインゴーランドを定期的に洗浄することで，このような影響をかなりの部分取り除くことができると考えられる。可能であれば毎日洗浄することが望ましい。
   レインゴーランドを設置した場所がコンクリート壁のそばなどでは，雨水のはねかえりによって汚染されることもある。床面からの高さが不十分だと，床からの雨のはねかえりがレインゴーランドで集めた雨水を汚染することがある。またレインゴーランドがしっかりした台の上に固定されていないと，強風などの時に飛ばされたり転倒して破損することがある。最近はホームセンターなどで木製の作業台や小型のベンチを２千円程度で販売しているので，そういったものを購入してレインゴーランドを木ねじでしっかり固定しておくとよい。レインゴーランドがいたずらによって破損した例もあるが，雨が降りそうなときにレインゴーランドを外に持ち出す方法を採ると欠測が多くなる傾向があるので，２４時間安全に常時設置できる場所を確保するようにしたい。
   　測定機器の中で取り扱いに注意が必要なのはｐＨメータである。特にｐＨメータのセンサーの部分は細心の注意をしながら扱わないと，破損や精度の低下を招くことになる。センサー部分には雨水を入れて測定する部分の表面に薄いガラスが樹脂で固めて使用されている。この部分は洗浄の後にティッシュペーパーなどで水分をふき取るためにごしごし力を入れてこすると割れてしまう。センサーの部分が割れたｐＨメータでは，ｐＨ４やｐＨ７の標準液による校正ができなくなるので，校正の時に数値が点滅してエラーを表示する場合は，センサーの部分のガラスにひびが入っていないかどうか確認が必要である。センサーの部分が破損した場合は，この部分だけを部品として販売されているので理科の教材店などに問い合わせて取り寄せることができる。

7. データの登録

1. データの登録
   　観測データの登録は，酸性雨調査ホームページの中の「プロジェクト参加校向けページ」から「データを入れる」とリンクをたどった画面から入力を行う。入力の項目は，観測者（学校名），観測年月日，天候，降雨開始時刻，測定ｐＨ（ステップ１〜ステップ８），導電率（ステップ１〜ステップ８），降水量，風向き，風力，平均気温，観測者の言葉である。それぞれ，右側の▼マークをクリックして選択するか，数値や言葉を入力することによって入力できるようになっている。すべての項目について入力が完了したら，ページの一番下にある「決定」のボタンをクリックすることによってサーバにデータが登録される。
   
   
2. データの修正
   　入力したデータに入力ミスなどが判明したり，あとから気象データを加えたりしたい場合は，「プロジェクト参加校向けページ」から「データを直す」とリンクをたどった画面から修正を行う。学校名を選択してパスワードを入力すると，それまでに入力されているすべてのデータが画面に表示されるので，修正したいデータを選択（選択の欄の丸印をクリックする）して，画面の一番下の「決定」ボタンを押し修正したいデータを表示して，修正を加え，最後に画面の一番下の「決定」ボタンを押すことで修正が行われる。
   
   
3. データの消去
   　入力したデータを消去したい場合は，「プロジェクト参加校向けページ」から「データを消す」とリンクをたどった画面からデータの消去を行うことができる。
   
   
4. 学校パスワードの変更
   　パスワードはデータ保護の観点からも同じパスワードを長い期間使うことは望ましくない。特に近年サーバへの不正アクセスが増加しており，パスワードを書いた紙を机に貼ったり，パスワードを印刷して配布するようなことは避けたい。
   　また，英単語など他者から類推できる言葉を用いることは避け，できれば数ヶ月に１度はパスワードを変更することが望ましい。

４． 窒素酸化物（NOｘ）調査実施マニュアル

1. 調査機関（１９９９年度）
   
   1999年10月第4週(10月18日〜22日)〜11月第4週(11月22日〜26日)
   　原則として月曜日にカプセルを設置し、火曜日に回収して測定する。月曜日・火曜日が祝日や休日であったり、雨天でカプセルが設置できないときは、その週のうちに設置・回収して測定する。 1週間に必ず1回、合計6回測定を行う。

2. 準備物
   
   
   1. 大気汚染調査キット（カプセル2本）
      トリエタノールアミンというNOxを吸収する性質のある
      薬品を，ごく少量(約２ml)ろ紙にしみこませてある。
      
      
   2. NOx調査薬
      　酢酸など３種類の薬品を混合したザルツマン試薬と
      呼ばれる薬品で、 90％以上が水です。ろ紙に吸収された
      NOxと反応してピンク色に変色します。
      
      
   3. NOx比色表
      
      
   4. 2.試験管をとめるテープ　(ガムテープ・セロハンテープやひもなど)

3. 測定場所の決定
   
   　１校について10カ所の測定ポイントを決める。測定ポイントは，幹線道路のそば，通行量の少ない道路，公園の中，住宅地，学校内，川土手，ビルの谷間，その他　学校のまわりの状況に合わせていろいろな条件が10カ所の中にはいるように決めるとよい。なお測定場所には、1:交通量の多い道路，2:交通量の少ない道路，3:学校内の植物の多いところ，4:教室や職員室の中の４つについては必ず測定ポイントの中にはいるようにする。一度測定場所を決めたら，その後は同じ場所で６回測定を行う。
   
   
4. カプセルを設置するときの注意
   
   
   • できるだけ天気の良い、雨の降る心配のない日を選んで設置する
   • 地上から1mくらいの高さのところに設置する
   • なるべく直射日光が当たらないところを選ぶ
   • テープでひもを試験管に固定し、樹木や電柱などに結びつけるようにするとよい
     
     
5. 窒素酸化物の調査方法
   
   
   1. カプセルの外ぶたをはずし、逆さまにして(ふたのついていた方を下に)測定場所に固定する。固定した時刻をメモしておく。
      
      
   2. そのまま24時間放置する。その間に落ちないようにしっかりと固定する。カプセルを逆さまにするのは、ほこりや雨を入りにくくするためである。
      
      
   3. 24時間たったら、カプセルを回収しふたをする。24時間の間にカプセルの中のろ紙にNOxが吸い取られている。ふたをしたらカプセルを逆さまにしておく必要はない。
      
      
   4. カプセルのふたをはずして、中にNOx調査液(ザルツマン試薬)を 15滴入れて軽く振り、15分放置する。15分後、試験管中の調査液の色を見る。大気汚染キットの比色表の色と比べて、一番近い色の数字が、窒素酸化物(NOx)の濃度を表している。

調査液の色の変化

5. 近くの気象台やアメダスの観測点のデータを利用して、観測日の風向や気温・湿度や天気などを調べてみる。
   

新日気気象情報ホームページや気象庁ホームページ なども参考にすることができる。

6. 観測地点の報告　
   
   　測定場所として決定した10カ所の地点を、各学校の周辺地図に場所を1〜10の番号で記入する。また、10カ所の地点でまわりのようすがわかるように写真を撮影し，写真の裏側には、どの場所の写真かわかるように番号を書く。写真をデジタルカメラで撮影する場合は、ファイル名に番号を入れて(例：fukuyama01.jpgなど)どの場所の写真かわかるようにする。
   　地図と写真は1999年10月31日必着で、事務局宛に送る。
   
   
7. 注意事項
   
   
   1. 薬品や器具に関する注意
      　NOx調査薬や反応してできた液は、なめたり飲んだり皮ふにつけたりしてはいけない。
      カプセルの中ぶたは絶対にはずさない。中のろ紙に手などが触れると、かぶれる危険がある。
      NOx調査薬や反応してできた液を誤って目に入れてしまった時や、皮ふについた時は、すぐにきれいな水で洗い流すこと。
      小さな部品がたくさんあります。誤って飲みこまないように注意する。
      使用中に破損した容器やこぼれた薬品は使用してはいけない。
      
      
   2. 実験に関する注意
      道路の近くで実験するときは、自動車などに十分注意する。
      薬品や実験器具を小さな子どもの手の届くところにおかない。
      実験には、まる1日かかります。雨の日は実験に適さないので，予定した日が雨天の場合は次の日に延期して行う。
      
      
   3. 参　　考
      比色表の数値は、調査薬にとけ出した窒素酸化物(二酸化窒素)の濃度を表している（単位はμg/ml）。1998年に行った全国調査の日本全国平均は、0.25であった。
      全国調査の結果から調査場所の違いをみると、つぎのようになっている。
      
      

      大きな建物のある町の中	:0.33
      商店街に近い町の中	:0.28
      郊外の住宅街	:0.25
      まわりに家が少ない田園地帯	:0.20

      
      
8. 非職表の読み方
   
   　24時間放置した試験管の中に調査薬を入れ、変化した調査薬の色を、比色表の色と比べて一番近い色の数字を記録する。
   NOx濃度が高いほど、色の濃度は濃く変化する。

(比色表の色については、実際のキットの表をご参照下さい)

μg/mlとは?：

試薬(1ml)中に含まれる NOxの量(μｇ(マイクログラム))を表した値である。この値を参考にして、空気中のNOxの濃度(ppm)を割り出すことができる。風や気温などの影響もあるので、比色表の数値からすぐに正確な大気中の濃度を導き出すことはできないが、実験から割り出したおおよその対応関係は下の表を参考にして示すことができる。

なお環境庁の環境基準では二酸化窒素は、
「１時間値の１日の平均値が0.04ppmから0.06ppmまでのゾーン内又はそれ以下であること。(53.7.11告示)」としている。

9. データの登録
   
   　観測データの登録は，窒素酸化物（NOｘ）調査ホームページの中の「測定データ」からリンクをたどった画面から入力を行う。入力の項目は，測定月日，気象情報，測定値である。測定月日と測定値は右側の▼マークをクリックして選択し，それ以外の項目は数値を入力したりボタンを押すことで入力できるようになっている。すべての項目について入力が完了したら，ページの一番下にある「送信する」のボタンをクリックすることによってサーバにデータが登録される。
   　「データの変更」，「データの削除」，「パスワードの変更」，「測定場所の登録」も，同じページから操作できるようになっている。

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