えるだま・・・世界の国から

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2006年 06月 24日

浮遊粒子状物質

私は大気汚染の専門家です。そこで、ちょっとした誤解についてお話したいと思います。実は、今日テレビ番組で手品みたいなことをやっていたので、思い出したのです。

手品では、二酸化炭素が空気より重たいという特徴を使っていました。もちろん、種明かしをしたのですが、化学の知識のある人にとっては不思議なことでも何でもないものでした。多分、多くの方々は空気より重たいガスは低いところに行くと聞いたことがあるのではないでしょうか。

では、クイズです。オゾン層を破壊すると言われているフロンですが、この物質は空気より重たいものです。それが、オゾン層を破壊する高さまで到達できるのでしょうか。空気より重たければ、オゾン層のある上空にまで到達する前に落下してきそうなものです。

このクエスチョン、実はイランの技術者から質問されたことがあります。専門家に近い人ですらこういう質問をするのですから、一般の人も不思議に思われることでしょう。実は、二酸化炭素が重たいという話も、フロンがオゾン層にまで到達するという話も、両方とも正しいのです。でも、その二つの話にはちょっとした条件の違いがあります。

二酸化炭素の話は、100%二酸化炭素のガスという条件があり、フロンの話では100%のフロンガスの話ではないのです。100%に近い状態のガスでは、その重さが窒素と酸素で構成される空気より重たいので実際に床の方に流れて行きます。都市ガスやプロパンガスでも同じことが言えます。しかし、濃度の薄いフロンガスでは話が違います。

ご存知でしょうが、空気中では浮力という別な力が働きます。空気中の濃度が薄ければ、物質の質量そのものよりもこちらの効果の方が大きくなります。1分子量で22.4リットルの容積になるなんて話は理科の授業で聞いたことがあるでしょう。液体や固体の状態とは違い、気体の状態では物質は大変大きな容積を持つことになります。

要するに、濃度の低い条件では、分子レベルでの質量よりも気体分子としての体積が問題になり、浮力は体積によって得られます。ですから、低濃度のガスの場合はその分子の重さというのは、ほとんど問題にならないことになります。フロンガスが上空にまで到達するのは、その効果のせいだということになります。

空気は80%が窒素、20%が酸素です。もしも、分子の質量が効くというなら、私たちは酸素100%の空気を吸っていることになります。酸素より軽い窒素は上空に逃げていってしまう理屈になるでしょう。しかし、現実はそうではありません。100%の酸素というのは爆発や火災ということで危なくてしょうがないということもあります。

石原東京都知事がペットボトルにディーデル排ガスからの浮遊粒子状物質を入れて、排出ガス規制の必要性をアピールしていたことをご存知の方は大勢いらっしゃることでしょう。粒子状物質というのは固体ですから、ガスに比べたらはるかに重たいものです。それが大気中に浮遊している・・・考えてみればこれも不思議なことだと思います。

実際問題として、大きな粒子は短時間で地上に落ちて来てますが、粒径の小さな粒子はなかなか落ちて来ないものです。例えば、黄砂の例を挙げればいいでしょうか。中国大陸から風に流されて日本列島までやって来ることがありますね。小さな粒子はガスと同じとは言わないまでも、空気中の滞留時間はかなり長いということです。

ということで、現在環境基準として粒径が10ミクロン以下の粒子(煤塵、ダスト)を浮遊粒子状物質と定義し、基準が設けられています。環境基準は人間の健康影響を考慮して設定されるものなので、現在は10ミクロンという粒径をさらに小さく見直す作業が行われています。大きな粒径の粒子は鼻毛や気管支の繊毛で除去できるので、肺にまで到達してしまう小さな粒径に変更しようというものです。現時点では、2.5ミクロン以下という粒径が注目されています。
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by elderman | 2006-06-24 10:22 | えるだまの観察 | Comments(14)
Commented by at 2006-06-24 12:34 x
ハイ、とても疑問に思っていたことです。
しかし、浮力ねええ・・・。
気体の浮力は・・・思いつきませんでした。
体積が異なる・・・・ここがポイントですね。
変に納得です。
Commented by elderman at 2006-06-24 12:53
華さん、こんにちは。^^
そうでしょうね、考えてみれば不思議なことです。気体の場合、個々の分子となるとその質量はほとんど問題になりません。それで、私たちは100%酸素とか水素なんていう怖い空気を吸わないでいられますね。^^
Commented by mintogreen at 2006-06-25 00:15
基準を見直す作業がすすめられ、さらに厳しい基準を設ければそれに従った環境になる・・・。いい事だ。^^
そうなれば、いいな~。
しかし、大気だけでなく生き物を蝕むものとして、放射能、石綿、化学物質の不当投棄・・・、問題ありすぎる~。
ひとつ、ひとつ、こうして、真剣に取り組み改善していって欲しいものですね
Commented by elderman at 2006-06-25 00:21
mintogreenさん、そうなんですけどねぇ・・・
浮遊粒子状物質というのは難しい対象物質でして・・・ ガスから化学反応する部分もあるので、なかなか規制ができない意味もあるんです。表土からもかなり細かい粒子が発生するということもあり、科学的な裏づけが必要です。基準値の改定にはもうちょっと時間が掛かるかも。
Commented by mintogreen at 2006-06-25 00:36
うわ~、mintoには難しすぎてこれ以上話についていけないけど、えるだまさんのような方々で頑張って研究をされているという事が分かっただけでも少し安心。
私たちに出来る事は、車をなるべく頻繁に使わないとか、むやみに野焼きをしないとか、ゴミの少ない生活を心がけるとか・・・。
もっとある・・・?
むやみと洗い物を多くしても二酸化炭素が出るって聞いたのですが・・・?
例えば、ペットボトルをリサイクルする為にたくさん洗うのと、燃やすのとでは、どちらがより多く大気を汚すかといったら?
どちらでしょう。
Commented by elderman at 2006-06-25 00:43
mintogreenさん、環境基準の話は、お医者さんの力も借りないといけないし、臨床だけでなく、疫学調査も必要なので難しいですね。
二酸化炭素はそれ自体が大気汚染物質ではありませんが、気候変動は心配ですね。
洗浄に温水を使うからでしょうか、ペットボトルは石油製品なのでできれば溶かして再利用できればいいのですが、燃やしてしまうというのは問題でしょうね。
Commented by mintogreen at 2006-06-25 00:49
あ、ごめんなさい。
洗う事と、再利用する時の燃焼時に出る熱とそれらを運ぶ為の輸送時の排気ガス量を全部あわせると、廃棄処分にした方が大気を汚さない・・・のかな~?
Commented by 宇宙和里 at 2006-06-25 08:30 x
おはようございます^^。真剣に読んでしまいました・・・。なにせ、理科に弱いもので・・・。 私なんて、重いか軽いか、なんて気にせずに、フシギにさえ思わずに、フロンというものが何らかの形でオゾン層に影響を与えているから、それについて対策を講じなければいけないのだ、、とだえ思ってました。よく火事のシーンで、みんなが姿勢を床すれすれに低くして息をするのが出てきますよね、酸素がどうであるか、なんて、そういうときじゃないと意識しないで生きてます(すみません・・・)、固体だろうが、気体だろうが、様々な物質の化合に関しては、専門家の方に任せる方がいいなあ~と。 体積の話で思い出したんですが、これって、死海の水に、人間は浮くけど、人間より みかけは 小型の 石が沈む・・・というのと似ていますか?小さいのに、石は、沈んでいるんですよね。でも、人間は浮く・・・体積と質量の問題だと 思ってたのですけど・・・。  空気中のそれぞれのバランスが、自然界の元来のものから離れていくと、結局、どこかにひずみがくるってことですよね・・・。
Commented by elderman at 2006-06-25 08:52
mintogreenさん、おはようございます。^^
二酸化炭素の排出の問題と、資源の有効利用という問題ですね。二酸化炭素問題だけ考えたらどうなんでしょうねぇ。廃棄処分にした方がいいくらいなら、ペットボトルの使用をやめて瓶の利用を考えた方がいいかも知れませんね。
Commented by at 2006-06-25 09:39 x
日本人、かなり真面目過ぎて、究極思考ですよね・・・全てがより便利に、より早く・・・と言った。本当にここまで必要なのか・・と時々不思議に思う事が有ります。しかし、需要が有るんでしょうね・・。それなのに、自然を守るのも大切だと・・振り向くことも有り・・・。
先日ルフトハンザに乗った時、ビンビールでした。ドイツビールを美味しく提供する為か、リサイクルに手間の掛かるアルミ缶に反対なのか・・重いビンを載せていた考えを不思議に思いました。
Commented by elderman at 2006-06-25 14:58
宇宙和里さん、こんにちは。^^
暖かい空気や煙は、軽いので上に行きますね。だから火事のときに煙を吸わないように体勢を低くするのではないでしょうか。
死海のお話は、比重の問題ですね。人間は、水より小さい比重、つまり軽い体をしていますから、当然塩の海では浮きます。一円玉が水に浮くのは、表面張力のせいですけどね。
自然界に存在していないものを人間が人為的に放出して、どういう影響がでるかは100%までは分からないでしょう。ここが問題になるのでしょう。
Commented by elderman at 2006-06-25 15:02
華さん、こんにちは。^^
日本人の行動をみていて不思議なのは、どんどん便利になっているのに、一層忙しくなっていることです。資源のない国ですから、効率的でありながらも、なお長時間労働がないと国際競争力が維持できないのかと思われますが、なんとも切ない感じがします。
私は、缶ビールよりも瓶ビールの方が美味しいと思っています。贅沢かな。(苦笑)
Commented by MT-flower5 at 2006-06-25 15:52 x
大気汚染には感心を持ち続けております。東京の空はよく見ていると濃い灰色薄い灰色、季節もにも違いが見られます。ディーゼル車の規制もされて、30年前より空気中の粒子や炭酸ガス量も減少しているとはおもいますが、千葉県と東京との境の川を越すと車窓からの空の色が変わるのがまだはっきりと観察されます。小学校時代の経験ですが、1ヶ月学校の屋上(新宿区内)で気象観測をし、秩父連山がみえるか、川口の電波塔は、東京のお化け煙突はと数字で記録をし先生に協力したことがあります。ですから、通勤電車からの秩父連山?を探す私の目には、遠くまで綺麗に澄んだ空が欲しいと思います。オゾン層の破壊も気になりますし、ヒートアイランドも、地球上の発展途上国の産業対策も気なります。3年前、東京で見た二重の虹は、まさに気象条件が、夏の日中、どしゃ降りの俄か雨が止むと同時に強い太陽が虹を見せてくれたもので、数分、空気が綺麗だったのだと思います。
Commented by elderman at 2006-06-25 17:38
MT-flower5さん、こんにちは。^^
東京の空、ずい分きれいになったと思っていましたが、まだまだ問題がありそうですね。東京都はなにをしているのでしょうねぇ。その中で見えた二重の虹はさぞかし印象の強いものだったのでしょうね。


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