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酸性雨の測定とその影響
最近、私たちのまわりには酸性雨と呼ばれる雨が降っていることが知られている。
雨水は大気中の二酸化炭素を溶かし込むため、本来弱い酸性(約pH5.6)を示す。酸性雨とは、これよりもさら
に低い雨のことをいう。酸性雨の主な原因は、大気汚染物質として問題になっている硫黄酸化物や窒素酸化
物である。硫黄酸化物は(二酸化硫黄SO2、三酸化硫黄SO3、硫酸H2SO4など)は、ボイラーや自動車の排
気ガスが原因で発生する。大気中に放出されたこれらの汚染物質が雨水に溶けることによって雨水が酸性に
なる。酸化物は、雨水や雪だけでなく、霧にとけたり、ちりとなって落ちてきたりすることも知られている。
このように考えると、酸性雨とは酸性の雨が降っているというだけの問題ではなく、大気汚染によって生じた
酸化物が大気から地表に沈着する現象の一つであることがわかる。そして、地表面に沈着した酸化物が、地球
環境にさまざまな悪影響をおよぼすことも大きな問題である。たとえば、酸性雨により森林が枯れるという被害
が世界各地で報告されているし、屋外の建物や文化遺産などが溶けるのも酸性雨が原因と考えられている。
このプログラムでは、実際に降雨を採取し、そのpHや導電率を測定することにより、私たちのまわりで降ってい
る酸性雨の実態を把握する。さらに、大理石の環境暴露実験(大理石を屋外の雨にあたる場所やあたらない場
所に放置する)を行い、大気汚染物質の沈着とその影響を観察する。これらの結果をとおして、また地域ごとの比
較を行いながら、大気汚染の様子を理解する。
雨水中には、酸性の物質とともに、アルカリ性の物質(アンモニアNH3、硫化水素H2Sなど)がとけ込んでいるこ
とがある。このような場合、電気伝導率を測定すると高い値を示すので、汚染物質を含んでいる雨であることがわ
かる。
1 観測する事項
(1) 降雨の採水と測定
降雨中の1mm毎の雨水のpHと導電率の変化に着目し、市販されている「酸性雨分取器(レインゴーランド:堀
場製作所)」を用いて1mmごとの雨水を採り、それぞれのpHと導電率を測定する。1降水毎に、採水と測定を繰
り返し、その変化の様子を調べる。1降雨毎の雨水のpHと導電率の値の変化の様子は、場所、降雨量、雨の強
さ、風向、降雨前の天候など、様々な要因に影響されているので、これらの観測を同時に行い、比較し考察する。
さらに、展開として、いろいろな地域の雨と比較検討してみる。
(2) 大理石試験板の環境曝露実験
酸性雨の原因となる大気汚染の実態とその影響を観察するために、大理石試験板を
@ 設定した雨水採水器付近に設置(屋外曝露試験:曝雨環境)する。
A 百葉箱内など雨にあたらない場所に設置(屋内曝露試験:遮雨環境)する。一定期間曝露し、3ヶ月毎に回
収し、
@の曝雨環境については、大理石試験板の重量測定を行い、重量の変化を求める。
Aの遮雨環境については、大理石試験板の重量測定を行い、重量の変化を求める。さらに、 その大理石
試験板を蒸留水に浸し、遮雨環境(大気環境)曝露試験により生成した可溶成分 を溶かし、その導電率
を測定する。
年間を通じての変化を調べ、降雨中のpH導電率の変化や季節変化などとの比較を行う。さらに、他地域(他の
中学校)の観測結果とも比較検討し、観測地点での特徴をみいだす。
2 観測の時期と回数
(1) この調査は、1降雨毎に行うことが望ましいが、各中学校の実情にあわせて、可能な限り行ってほしい。降
雨後、すみやかに1mm毎の雨水を回収して、それぞれのpHと導電度を測定する。堀場製作所から「酸性雨
データ処理ソフト」が用意されているので利用することができる。1降雨毎に雨水の採水と測定を行い、その変
化の様子を調べる。雨水のpHと導電率の値は、場所、降雨量、雨の強さ、風向、降雨前の天候など、様々な
要因に影響されるので、これらの観測を同時に行うとよい。
(2) 大理石試験板の環境曝露実験
大理石試験板は、四季(春夏秋冬)に対応させ、3ヶ月毎に回収する。年間を通じての変化を調べる。降雨中
のpHや導電率の季節的な変化と比較検討する。
3 観測場所
降雨の採水と測定、大理石試験板の環境曝露実験とも同じ場所で、中学校内の百葉箱(気象観測が行える
場所)付近が望ましい。障害物のない場所を選ぶこと。
☆ 観察の手順
手順1 まず、観測する場所を決める。
百葉箱付近で、障害物のない場所を選ぶ。
手順2 降雨の採水と測定
@ 1降雨における初期降雨から1mm毎の雨水をレインゴーランドにより採水する。
A 1mm毎の雨水を回収し、それぞれのpHと導電率を測定する。
B 1降雨毎に、@採水とA測定を繰り返し、その変化の様子を調べる。
C 観測結果の変化の様子と気象条件などとの比較検討を行う。
D 他の中学校の観測結果と比べてみることにより、観測地点の特徴をみいだす。
※レインゴーランドは、堀場製作所から市販されている。
※pHと導電率の測定は、堀場製作所から酸性雨測定キットとして市販されている簡易測定計が使いやすい。
手順3 大理石試験板の曝雨環境曝露実験:雨にあてる、雨が降ってない場合には大気にさらされている。
@ T字型大理石曝露器(大理石が4個セットできる)を雨水採水器付近に設置する。
A 配布された大理石4個とも、重量を測定する。曝露前後の重量の増減を記録する。
※T字型大理石曝露器は、事務局から配布する。
※大理石試験板(20×20×3mm)は、事務局で必要な前処理をして、各中学校に配布する。
手順4 大理石試験板の遮雨環境曝露実験:雨にあたらないようにして、大気のみにさらされている。
@ 配布された大理石4個とも、遮雨環境に曝露する前に重量を測定しておく。
A 百葉箱内など雨にあたらない場所に設置(屋内曝露試験:遮雨環境)する。4個の大理石が触れ合わ
ないように、ビニール紐でつるす。
・ 一定期間曝露し、3ヶ月毎に回収し、大理石試験板の重量測定を行い、曝露前後の重量変化を求める。
・ 回収した大理石試験板を蒸留水に浸し、遮雨環境(大気環境)曝露試験により生成した可溶成分を溶か
し、その導電率を測定する。
・ ブランクテストとして、別に配布した大理石で曝露前の大理石についても同じ実験を行う。曝露後のもの
から、曝露前(ブランクテスト)の数値を差し引くことにより、曝露期間中の増加分とする。
※ 大理石をつるすビニール紐は事務局で用意する。
※ 大理石試験板は、手順3と同一のものを5個配布する。
アイルネットについては、以下のホームページを参照してください。
東京学芸大学「環境学習ネットワーク」
http://fsifee.u-gakugei.ac.jp/eilnet/index.html http://fsifee.u-gakugei.ac.jp/eilnet/eilnews/eilnews2-1.htmlメインページにもどる