塗装技術の門

　大気汚染は、工場などの固定発生源や自動車などの移動発生源から排出される硫黄酸化物（SOx）、窒素酸化物（NOx）、ばいじん、有害物質、粉じん、一酸化炭素（CO）、炭化水素などによってひき起こされます。
　大気汚染の2大汚染物質の一つである硫黄酸化物については、そのほとんどが工場から排出されるものであり、もう一つの窒素酸化物については工場と並び自動車が大きな発生源でありますが、ビルや家庭などからの排出も無視できない量であり、対策を難しくしています。
　大気汚染物質はコンビナートや工業団地の周辺、住宅地に設置している一般環境大気測定局（一般局）と道路の周辺に設置されている自動車排出ガス測定局（自排局）で継続してモニタリングされています。
　硫黄酸化物は硫黄を含んだ化石燃料の燃焼により発生し、その大部分は二酸化硫黄（SO2）であり環境基準もSO2で設定されています。環境濃度は昭和45，46年の約1/7となっており、近年では横ばい傾向にあります。窒素酸化物は、窒素を含んだ化石燃料の燃焼により発生するフューエルNOxと高温燃焼時に空気中の窒素が酸素と反応して生成するサーマルNOxとがあります。燃焼直後の排ガス中の90～95％はNOでありますが直ちに酸化されて二酸化窒素（NO2）になります。毒性もNO2が強いため環境基準はNO2で設定されています。NOxの環境濃度は緩やかな改善傾向にあります。
　一酸化炭素がすべての測定局で環境基準を達成している反面、光化学オキシダントの2010年度の環境基準達成率は一般局、自排局ともに0局と極めて低くなっています。浮遊粒子状物質の環境基準達成率は、一般局、自排局とも100％に及ばないですが、環境中の濃度は近年横ばいから緩やかな改善傾向にあります。

　有機溶剤による障害発生の順序として、付着、吸収、循環、体内蓄積および排泄があり、それらの過程のなかで障害が起こります。一番重要なことは付着であり、その付着がなければ吸収、循環、体内蓄積および排泄もなく、またそれに伴い障害の発生もありません。
　付着は有機溶剤が皮膚や粘膜に触れるか、または吸入によって呼吸器粘膜、消化器粘膜に触れることです。予防措置はこの付着や吸入をいかなる方法を用いて防止するかになります。
　塗料に用いられている各種の溶剤は、多かれ少なかれ有害性があり、その蒸気を吸入すると中毒することもあります。空気中の蒸気の濃度にもよりますが、一般にこの蒸気にさらされた場合、症状として眼や鼻など皮膚粘膜の刺激のほかに頭痛、めまいなどがあります。低濃度であっても長期間この作業を継続すると肝臓や腎臓など内臓に影響を与えることもあり、また溶剤の種類によっては血液の組成に作用するものもあります。
　一般に有害物については許容濃度が定められており、有機溶剤の場合は空気中に含まれる溶剤濃度を容量比で表し、ppmという単位を用いますが、これは百万分比のことになります。この許容濃度は溶剤の種類によって異なり、塗料のような有機溶剤を含有したものを取り扱う作業場では、その含有された有機溶剤の許容濃度以下で管理するよう勧告されています。
　対策としては、第一に容器などのふたをしてできるだけ蒸気を発生させないようにすることです。第二に作業場は窓などを開放して通風をよくする。第三に窓の少ない作業場やタンク内など通風のないところでは、換気設備による換気をする。第四に換気のできない場所や換気の不十分な場所では、その濃度に応じて規格に合格している防毒マスクを使用し、特に重度の場所ではホースマスクを用いて絶えず新しい空気を呼吸できるよう万全の処置をして作業をする必要があります。
　また、常時このような作業に従事している者は、定期的に尿や血液の特殊健康診断を行い、異常が発見された場合には治療その他の対策を早期に実施します。次に酔ったような急性中毒症状が発生した場合は、直ちに新鮮な空気の場所に移し、頭を低くして寝かせ、早く医師の診断を受けさせます。
　有機溶剤は皮膚の脂肪を溶かしてその抵抗力を弱め、また皮膚から体内に吸収されることもありますので、塗装作業に従事する前に保護クリームを用いたり、常時洗い作業に従事する者は保護手袋を用いることが大切です。
　また、塗料に用いられている顔料には鉛化合物などがあり、有機溶剤と同様の取り扱いが必要です。

　ガス吸着は、ガス中の特定成分を活性炭などの吸着剤に吸着させて分離する操作で、一部の特定物質、悪臭などの処理に用いられます。ガス吸着の特徴は表のとおりです。
　吸着剤が気体と接して平衡状態にある場合、その吸着量は気体の濃度（分圧）と温度により変化します。これらの関係を表すものに吸着等温線があり、一定温度における互いに平行な吸着量とガス濃度との関係を表すものになります。
　代表的な吸着等温線には、近似的に表した実験式のフロイントリヒの式、固体表面は多分子層で覆われるとして、Brunauer,Emmett,Tellerが導いたBETの式があります。BETの式は活性炭の表面積測定に用いられます。
　被吸着物質の分圧が下がるか、温度が上昇すれば、吸着量は減少し、被吸着物質が吸着剤から脱離して気相に出てくる。この現象を脱着といいます。
　また、吸着材の充填層に被吸着物質を含むガスを流すと、充填層出口ガス中の濃度がある時間以降に急激に増加し、ついに入口濃度と等しくなります。この現象を破過、層出口濃度が急激に増加する点を破過点といい、ガスを流し始めてから破過点に達するまでの時間を破過時間、曲線を破過曲線と呼びます。これは、吸着が充填層の比較的狭い圏内で行われ、この吸着圏（吸着帯）が時間とともに移動し、ある時間後に充填層の端に達するからです。
　工業的に使用される吸着剤は、多孔性で内部表面積が大きく吸着性が著しい個体で、活性炭やシリカゲルが代表的なものになります。吸着剤は製法そのほかによってかなりその性質が違っています。もっとも多用される活性炭には、石炭、木炭、ヤシ殻などを900℃前後で水蒸気、空気などにより賦活するガス賦活炭と、木質原料を塩化亜鉛またはリン酸などの薬品に浸漬した後炭化させて作る薬品賦活炭があり、排ガスの処理や有機溶剤の回収にはガス賦活炭が主に用いられます。
　活性炭はほかの吸着剤に比べて極性が小さく、その吸着はファンデルワールス力によるため、水、アルコールなどの極性物質よりは、飽和炭化水素などの無極性物質の吸着に優れています。
　また、炭素数の大きい炭化水素ほど吸着しやすく、形状は粒状炭、粉末炭、ビーズ炭、繊維状炭などがあります。化学薬品を染み込ませた活性炭（添着炭といいます）も使用され、アンモニアなどの塩基性ガスには酸性成分の、硫化水素などの酸性ガスにはアルカリ成分の添着炭が適します。

	特徴
長所	①処理ガスの濃度変動に対応できる。 ②ほとんど100％の除去が可能である。 ③操作および装置が簡単である。
短所	①処理コストがやや高い。 ②ダストやミストを含むガス及び高温ガスはあらかじめ前処理が 　必要である。