作業環境測定士 令和4年8月 有機溶剤
管理人問１次の有機溶剤のうち、25 ℃ における密度が最も小さいものはどれか。
１ n- ヘキサン
２ 酢酸メチル
３ トルエン
４ メタノール
５ エチルエーテル
解答
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（１）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ① 有機溶剤の物性 比重（密度） 参照
この問題は炭化水素系有機溶剤（ヘキサン）＜エーテル（エチルエーテル）＜アルコールの順で選べばいいともいます。
分子間相互作用があると密に詰まるので、極性の低いヘキサンは一番密度が低い。エーテル結合も結合力は弱い。
問２次の有機溶剤のうち、極性が最も高いものはどれか。
１ 酢酸エチル
２ イソブチルアルコール
３ 二硫化炭素
４ シクロヘキサン
５ クロロベンゼン
解答
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（２）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ① 有機溶剤の物性 極性 参照
大体の極性を表す数字に「比誘電率」というものがあるので、その一覧を載せた。双極子モーメントという数字もあるが、どちらも調べても判らないものもあった。
作業環境測定士の問題としては、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）＞アルコール＞ケトン（アセトン、メチルエチルケトン）＞酢酸〇〇 の順を覚えておけばいいかも？
問３次の有機溶剤の組合せのうち、25 ℃において、一方だけが水に限りなく溶解するものはどれか。
解答
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（２）
【解説】
業環境測定士 有機溶剤 まとめ① 有機溶剤の物性 水への溶解度 参照
溶解度の問題は微妙な差の物質が出題されることは無い。今回も明らかな水溶性であるテトラヒドロフランが出題されている。
水溶性の高いアセトン、イソプロピルアルコール（IPA）、セロソルブ関係、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）、テトラヒドロフラン（THF）この５つを覚えておけば十分である。それ以外は作業環境測定の問題においては水には溶けない（若しくは溶けにくい）。
問４捕集率が同じ２本のミゼットインピンジャーを直列に連結して、ある有機溶剤蒸気の捕集を行ったところ、１本目には800 μg の有機溶剤が、２本目には120 μg の有機溶剤が捕集された。
このミゼットインピンジャー１本の捕集率（％）として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
１ 82 ％
２ 85 ％
３ 87 ％
４ 90 ％
５ 92 ％
解答
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（２）
【解説】
捕集率が等しい吸収管を2本直列に連結して捕集を行った時の吸収管1本の捕集率
｛1-（２本目の吸収管の捕集液が吸収した量）/（1本目の吸収管の捕集液が吸収した量）｝で計算できる。
したがって 1-（120/800）＝ 0.85
問５固体捕集法に用いられる捕集剤に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 活性炭は、窒素又は乾燥空気の加熱気流中で脱水したものが使用されている。
２ 活性炭は、一般に、シリカゲルに比べて単位重量当たりの表面積が小さい。
３ シリカゲルは、水分含有率によって、測定対象物質の吸着容量に差が生じる。
４ ポーラスポリマービーズは反応性が低いので、試料の重合、酸化などが起こりにくい。
５ ポーラスポリマービーズは、活性炭に比べて、加熱脱着が容易である。
解答
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（２）
【解説】
活性炭の比表面積：800～2000m2/g シリカゲルの比表面積：200～600m2/gとなっており、活性炭のほうが大きい。
問６有機溶剤の受動型試料採取機器（以下、パッシブサンプラー）に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ パッシブサンプラーは、拡散現象を利用して固体捕集を行う。
２ パッシブサンプラーは、流量校正の必要がない。
３ パッシブサンプラーは、捕集面開口部の気流の影響を受けやすい。
４ パッシブサンプラーの測定時間は、捕集面開口部の開放時間と等しい。
５ パッシブサンプラーの捕集速度は、有機溶剤の種類によらず一定である。
解答
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（５）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ① パッシブサンプラー 参照
（２）ポンプが付いていないので流量の校正の必要が無い
（４）パッシブサンプラーは捕集面の開口部を開放したときが測定開始時刻で、その開口部を塞いだときが測定終了時刻となる。
（５）物質ごとに拡散速度が異なるので、物質ごとに拡散係数が定められている。
問７検知管法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 検知剤と測定対象物質との反応は、多くの場合、非特異的な反応である。
２ 検知管の指示値は、高気圧下では高くなる。
３ 検知管は、作業場所の室温にしてから使用する。
４ 試料空気の吸引に電動吸引ポンプを用いる場合がある。
５ 個人サンプリング法（C・D 測定）では、検知管法を用いることはできない。
解答
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（５）
【解説】
（１）検知管と対象ガスとの反応は、完全な特異的反応ではないため共存ガスによる影響は特に注意が必要。
（３）検知管は基本的に室温で用いることを想定して校正されているため、室温以下の状態の冷えたまま、室温の対象ガスを測定すると正しい測定結果が得られない。そのため、対象ガスの温度に検知管がなじんでから測定する。
検知管は種類によっては、温度の変化による物理的吸着力の変化や反応速度の変化などにより、指示値に影響を受けるものがあり、補正係数または補正表を用いて温度補正が必要となる場合がある。検知管の取扱説明書に記載されている温度の影響について確認のうえ、適宜補正する。
これは例です。
温度が高いと実際の濃度よりも高く示し、温度が低いと実際の濃度よりも低く示すことを表している。
（４）電動ポンプは電動ポンプ用の検知管を使う必要がある
（５）ガイドライン（PDF） に下記の記載がある。
試料空気の採取等は、単位作業場所において作業に従事する労働者の身体に装着する試料採取機器等を用いる方法により行うこと。なお、「試料採取機器等」の「等」には、検知管方式による測定機器が含まれること。
個人サンプリングにはパッシブ式検知管を使用する。
問８キャピラリーカラムを用いたガスクロマトグラフ分析法における試料注入法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ キャピラリーカラムは、一般に、充塡カラムと比較すると導入できる試料は少量である。
２ スプリット注入法では、試料導入部の温度は、目的成分が瞬時に気化し、均一化する温度に設定する。
３ スプリット注入法では、スプリット比は、排出される部分を１として、通常1 ：10 ～ 1 ：100 の任意の比率に設定できる。
４ スプリットレス注入法は、スプリット注入法と比較して低濃度成分分析に向いている。
５ スプリットレス注入法は、スプリット注入法と比較して溶媒ピークの影響を受けやすい。
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 試料注入法 参照
（３）スプリット注入法では、スプリット比は、カラム流量を１として、通常1 ：10 ～ 1 ：100 の任意の比率に設定できる。ほとんどがスプリットにより排出される。
（４）スプリットレス注入は、微量試料の測定時にスプリット法以上にカラムへの試料導入量を増やすことにより、分析感度を高くする必要があるときに使用される。
（５）スプリットレス注入は、注入した試料のほぼ全量をカラムに導入するため、溶媒ピークが大きくなりすぎて成分ピークの分離を妨げることがある。
問９充塡カラムとキャピラリーカラムの比較に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 充塡カラムの方が、単位長さ当たりの理論段数が小さい。
２ 充塡カラムの方が、試料負荷量を多くできる。
３ キャピラリーカラムの方が、渦流拡散が小さいので、ピーク幅の広がりは抑制される。
４ キャピラリーカラムの方が、キャリアガス流量が多い。
５ キャピラリーカラムの方が、一般に、試料導入部の構造が複雑である。
解答
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（４）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ カラム 参照
（４）充填カラムの方が、キャリアガス流量が多い。
充填カラムとキャピラリーカラムの比較
問１０ガスクロマトグラフ分析法のキャリアガス等に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ キャリアガスの種類によらず最適線速度は同じである。
２ キャリアガスには、ヘリウム、窒素、水素などが用いられる。
３ カラムの理論段数は、キャリアガスの種類の影響を受ける。
４ カラムと検出器には、それぞれに適したガス流量がある。
５ 電子捕獲検出器（ECD）を用いる場合には、キャリアガスとしてアルゴンを用いることができる。
解答
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（１）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ キャリアガス 参照
（１）窒素の分離最適線速度はヘリウムより低く，最適線速度範囲はヘリウムより狭い。
問１１ガスクロマトグラフ分析法に用いられる検出器に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 電子捕獲検出器（ECD）は、フィラメントから放出される熱電子を利用する方法で、ハロゲンを含む有機化合物の高感度検出に適している。
２ 水素炎イオン化検出器（FID）は、水素炎中で燃焼しイオン化する物質を検出する方法で、ほとんどの有機化合物は検出するが、ホルムアルデヒドやギ酸などは検出されない。
３ 熱伝導度検出器（TCD）は、キャリアガスと対象物質蒸気の熱伝導度の差を利用した検出器で、物質選択性がない。
４ 炎光光度検出器（FPD）は、水素炎を利用する方法で、リンや硫黄を含む化合物に対して選択性のある検出器である。
５ 光イオン化検出器（PID）は、紫外線を照射して対象物質をイオン化し、イオン電流を検出する方法で、多くの有機化合物を高感度で検出できる。
解答
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（１）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 検出器 参照
（１）電子捕獲検出器（ECD）は、放射性同位元素から放出されるβ線を利用する方法である。フィラメントから放出される熱電子を利用する方法は、ガスクロマトグラフ質量分析法（GC-MS）のイオン源の説明である。
（３）物質選択性が無いというのは、検出可能な試料が幅広く、測定できないものがほとんど無いという意味の様です。
問１２ガスクロマトグラフ質量分析法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 代表的なイオン化法には、電子イオン化法がある。
２ イオン化は、高圧下で行われる。
３ イオン化条件によっては、分子イオンが検出されない場合がある。
４ 重水素で置換した測定対象物質を内標準物質として用いる場合がある。
５ 定量は、ターゲットイオンのピーク面積を用いて行う。
解答
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（２）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ ガスクロマトグラフ質量分析法（MS）参照
（２）イオン化は、真空下で行われる。
問１３ポリエチレングリコール20 M を固定相液体としたカラムを用いるガスクロマトグラフ分析において、トルエンより保持時間の短い有機溶剤は、次のうちどれか。
１ 酢酸イソペンチル
２ エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
３ エチレングリコールモノエチルエーテル
４ シクロヘキサノン
５ メチルエチルケトン
解答
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（５）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ カラム 参照
ポリエチレングリコール系を固定相液体としたカラムを用いるガスクロマトグラフ分析では、極性が強いほうが保持時間が長い。
とはいえ極性が強くても低沸点であれば保持時間が短くなる。
トルエン（沸点：111℃）とよりも極性の強いメチルエチルケトン（沸点：80℃）が保持時間が短い。
問１４ガスクロマトグラム上にピークA 及びピークB があり、保持時間に相当する長さがそれぞれ50 mm 及び61 mm、ピーク幅に相当する長さがそれぞれ4 mm 及び5 mm であった。分離度として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
１ 1.0
２ 1.5
３ 2.0
４ 2.5
５ 3.0
解答
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（４）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 分離度 参照
R＝2（61-50）/（4+5）＝ 2.4
問１５吸光光度分析法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 通常、青色溶液の可視部の主な吸収波長域は、赤色溶液のそれより短波長側にある。
２ 定量分析の測定波長は、吸収極大を示す波長のみでなく、共存物質や発色試薬自身による影響のない波長を選ぶこともある。
３ 液層の長さが同一の場合、透過率（％）の値が大きいほど、対象物質の試料液中の濃度は低い。
４ 溶液の濃度1 mol･L-１、かつ、液層の長さ1 cm のときの吸光度の値をモル吸光係数という。
５ 発色させた液は、時間の経過とともに退色することがあるので、発色の状態が安定しているうちに測定する。
解答
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（１）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ③ ランベルト・ベールの法則 参照
（１）物質は特定の波長の光を吸収し、目に見える色はその補色（余色）である。
青色の液は、補色である赤橙～橙付近の波長の光を吸収する。赤色の液は緑～青緑付近の波長の光を吸収する。
従って青色溶液の可視部の主な吸収波長域は、赤色溶液のそれより長波長側にある。
問１６吸光光度分析法に関する次の記述の㋑から㋩までのに入る語句の組合せとして、正しいものは下のうちどれか。
「520 nm において吸光度を測定する場合、光源には㋑を使用し、光源からの光を㋺によって単色光とした後、㋩に入れた試料液を透過させる。」
解答
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（５）
【解説】
光源：重水素放電管は185～360nm、タングステンは340～1,100nm
分光：モノクロメーターは単色計とも言われ、回折格子やプリズムなどの分散素子で分散させた光の中から、ある特定の波長の光のみをスリットで取り出す装置のことである。
セル：石英セルは短波長～長波長の測定に使用できるが、ガラスセルは短波長を吸収してしまうため、おおよそ350nm以下では使用できない。今回は520nmなので石英・ガラス共に使用できる。
問１７吸光光度分析法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 吸収極大波長や吸光度は、pH や呈色後の時間などにより変わることがある。
２ 定量下限の値は、吸光度0.03 に相当する標準液の濃度とする。
３ 石英セルは、すべての測定波長領域で用いることができる。
４ 吸収極大波長が２つ以上ある場合、通常、モル吸光係数の大きい方の波長を選定する。
５ 発色反応のために試料液を加熱した場合は、できるだけ早く吸光度を測定する。
解答
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（５）
【解説】
（５）発色反応のために試料液を加熱した場合は、常温に戻してから吸光度を測定する。
問１８長さ27 m のキャピラリーカラムを装着したガスクロマトグラフを用いて、ある有機溶剤を分析したところ、ピークの保持時間に相当する長さがＡ mm、ピーク幅がＢ mm であった。このピークについて計算した理論段相当高さは0.3 mm であった。Ａ/Ｂの値として、正しいものは次のうちどれか。
１ 20
２ 45
３ 75
４ 100
５ 125
解答
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↓
↓
↓
↓
↓
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↓
↓
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（３）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 理論段数 参照
理論段数N＝（4A/B）2
ℓ= H×N に代入 27 = 0.3 × 10-3 × 16 × (A/B)2
(A/B)2 = 5625
(A/B) = 75
とても綺麗な問題ですね。
下記の問題と考え方は同じである。
問１９作業者は、酢酸エチルを含む塗料が入ったスプレーガンを持って、製品の周囲を移動しながら吹付塗装作業を行っていた。そこで、作業者に能動型試料採取機器（アクティブサンプラー）を装着して、３時間のサンプリングを行った。捕集された酢酸エチルを溶媒2 mL で脱着し、ガスクロマトグラフで分析したところ、酢酸エチル520 μg･mL-１の結果が得られた。C 測定値として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
ただし、吸引流量：0.1 L･min-１ 、酢酸エチルのモル質量：88.1 g･mol-１、脱着率：100 % とする。また、25 ℃、１気圧下とする。
１ ６ ppm
２ ８ ppm
３ 12 ppm
４ 16 ppm
５ 18 ppm
解答
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↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
（４）
【解説】
分析結果が520μg/mlなので、2.0mLを掛けて分析された量を計算する。
520μg･mL-１ ×2.0mL ＝ 1,040μg
脱着率が100％なので実際に捕集されていた量は （1,040/1.0）μｇ
吸引した量は 0.10 L･min–１ ×180min = 18L
従って濃度は 1,040 μg/18L ＝ 57.8μg/L ＝ 57.8㎎/ｍ3
ppmに直す必要があるので、公式に当てはめて変換する。
（57.8㎎/ｍ3 / 88.1） ×24.4 ＝ 16.0ppm
問２０ガスクロマトグラフ分析法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 測定により求められた数値は有効数字を考慮して表す。
２ 検量線範囲を超えた高濃度の試料液については、検量線を外挿して定量値を求める。
３ 内標準物質には、目的物質と物理的・化学的によく似ており、測定を妨害しない物質を選択する。
４ GC-MS を用いる場合には、定性された対象成分のマススペクトルから代表的なイオンを選んで、検量線を作成する。
５ 検量線は、測定の都度、作成する。
解答
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↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
（２）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 標準液・検量線 参照
（２）内挿は実測値した点に挟まれているが、外装は実測した点の外側を推定しているので、内挿より正確性を欠く。
検量線範囲を超えた高濃度の試料液については、再度検量線を作成するか、試料溶液を希釈してして内挿できるようにして定量値を求める。
