ディーゼル車等に起因する大気汚染(NOx等)について,
子供にわかりやすく教えるにはどのようにしたら良いでしょうか?
幼児から高校生位まで段階別に各々で提案ありましたらご教示下さい。

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A 回答 (2件)

ディーゼル車の問題は、NOxと煤煙の2つに大別出来ると思います。


実際、煤煙の排出量を減らそうとすれば、ディーゼルエンジン内の燃焼温度を上げればよいのですが、温度があがると通常の温度では、反応しにくい窒素N2が反応してNOxの生成量が多くなるという、ジレンマにさらされているのです。大ざっぱに書いてありますが、この点が、今のディーゼルエンジンの改良に大きな問題点としてのしかかってきていることです。

質問の回答ですが、幼児や小学生には、次のように説明して上げればよいのでは、ないでしょうか。
「(煤煙に関すること)トラックやバスの排気ガスは、真っ黒な煙をはいているよね。あの煙は、見えなくなるけど、その煙の黒いススは残っていて溜まっていくんだよ。(NOxに関すること)また、ふつうの車はが通りさってもあまり、臭くないよね。ところが、トラックなんかが通り過ぎると変なにおいがするよね。この臭いが人や生き物に悪いんだよ。(2つの問題の関連性について)でもね、臭いが出にくいようにすると、ススがたくさんでてしまうし、今度は、ススが出ないようにしようとすると、臭いがたくさん出てしまうんで、こまっているんだよ」
と、こんな感じでいかがでしょうか。

臭いのある気体は、基本的に人体に対して、有毒な気体です。アンモニアNH3(一部の虫さされの薬に含まれている。アンモニア水は気付け薬として市販されている。)、硫化水素H2S、二酸化硫黄SO2(この2つは温泉などで発生している。火山などでしてくる臭いです。)など、
いくつかよく知られているのもがあると思います。もちろん例外はありますが、例外としてよく知られているのが、一酸化炭素です。

中学生ぐらいの人に説明することを考えたことは、ないので、また、考えておきます。

高校生になって、ある程度化学を学習した人には、次のように説明してはいかがでしょうか。
「(煤煙に関して)ディーゼルエンジンは、ガソリンに比べて、燃焼しにくい軽油をつかっている。そのため、燃え残った炭素がススとして、生じている。(NOxについて)。また、燃えにくい軽油を使っているためにエンジン内部の温度は、ガソリンエンジンに比べて、高くなっている。しかし、温度が高くなると通常反応しない、空気中の窒素N2が、酸素と反応してNOやNO2などの一般にNOxと表されるような窒素酸化物が出来ている。これらは、人に対して直接毒性があるが、それだけではなくこの物質が水と反応し、硝酸となり酸性雨の原因の一つにもなっている。(煤煙とNOxとの関連について)いま、煤煙が結構問題になっているが、この煤煙を減らすためには、エンジン内の燃焼温度を上げるとよいといわれていたが、温度を上げるとNOxの生成量が増えてしまうので、いま、自動車メーカは、この対策に頭を痛めている。」と、こんな感じでどうでしょうか。

なお、参考になればと思い、下に、硝酸の工業的製法(オストワルト法)を示しておきます。もちろん、化学式中で、右下に小さく書くべき数値は、大きく書いてあります。
=============
(オストワルト法)

(1)アンモニアに触媒として白金を用いて、800~900℃で空気中の酸素を反応させる。これにより、一酸化窒素が生成する。
   4 NH3 + 5 O2 → 4 NO +6 H2O

(2)(1)で発生した一酸化炭素は、すみやかに、空気中の酸素と反応し、二酸化窒素に変化する。
   2 NO + O2 → 2 NO2

(3)(2)で発生した二酸化窒素を水に吸収させると硝酸が生じる。
   3 NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

 (3)の反応で生じたNOは、(2)が生じ再び、(3)と利用される。
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この回答へのお礼

例を用いた回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。

お礼日時:-0001/11/30 00:00

以下のサイトは国立環境研究所の「大気環境月間値・年間値データ」です。

いろいろの観測地点・時期でのデータがわかり参考になります。

ディーゼル車とNOX・PM等と健康問題との関連が図示されているサイトがあれば良いのですが・・・?

参考URL:http://www.nies.go.jp/japanese/nies-db/air/index …
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:-0001/11/30 00:00

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Q直噴ガソリンエンジンに軽油を使う

直噴ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの構造はほぼ同じだと思うのですが、直噴ガソリンエンジンに軽油を使っても機能しますか?(できたとしてもするつもりはありません)

Aベストアンサー

最近のディーゼルエンジンは圧縮比が低くなってきていて(14~15程度、ただしターボ過給)、一方でガソリンは高くなってきているから(NAで12程度?)、もしかしたら圧縮時の筒内温度が軽油の発火点(約250℃)を超えたりして^^
ちなみにガソリンの発火点は約300℃なので、ガソリンエンジンはそこまでは上がらないようにしているはず…というか、直噴化のメリットの一つはガソリンの気化時の蒸発潜熱で、高圧縮比化による筒内温度の上昇を抑えるんじゃなかったっけ?

ただ実際には噴射圧力が全然違う(ガソリン直噴の高圧のもので最大30MPa程度、これはコモンレールディーゼルのアイドリング程度)し、噴射タイミング・噴射時間も全然違うので、まともに動くとは思えません。

ディーゼルエンジンも予混合燃焼化などいろいろ研究されていますので、
ガソリン直噴に軽油が使えるようになるとは思いませんが、燃焼的には似ていく可能性はあります。

Q大気中の硝酸とNOxについて

大気中の硝酸とNOxの関係を教えてください。NOxから硝酸への反応機構や、どれくらいの割合で大気中に存在するか。 参考文献やHPなども教えていただきたいです。

Aベストアンサー

○生成機構について
1)燃焼プロセスで窒素分子の高温酸化や燃料中に存在する窒素の酸化から一酸化窒素が生じる。
(化石燃料は高温で燃焼するので、空気中の窒素が酸化するのに対して、バイオマス(木など)燃料では、それほど高温にならないので、燃料中の窒素分が主な発生源となる。)
 N2+O2→2NO
2)空気中のオゾンと反応して二酸化窒素が生じる。
 NO+O3→NO2+O2
(#2の方の回答では酸素と反応して二酸化窒素が生成するとなっていますが、それは一酸化窒素が高濃度の場合のみです。)
3)昼間は、二酸化窒素とOHラジカルとの反応により、硝酸が生成される。
 O3→O2+O(この反応に光が必要)
 H20+O→2OH
 NO2+OH→HNO3
 夜間は、五酸化二窒素と水との反応により、硝酸が生成される。
 NO2+O3→NO3(光分解する)+O2
 NO2+NO3→N2O5
 N2O5+H2O→2HNO3

Qガソリンエンジンとディーゼルエンジン

日本ではディーゼルエンジンは排気ガスの問題で嫌われていますが、ガソリンエンジン用のガソリンも精製段階で軽油の3倍のCO2を出しているそうなので、一概にガソリンエンジンが良いとは言えない気がします。ガソリンエンジンよりディーゼルエンジンのほうが安全性が高いですし、燃費も良いのでとても便利なエンジンだと思うのですが、環境への影響や安全性やその他を含めて皆さんはどう思いますか?

Aベストアンサー

世の中では「ガソリンエンジンはクリーンで、ディーゼルエンジンはダーティだ」という図式ができあがっているみたいですが、現実にそのようです。けれども、その原因は、開発への力の入れ方の差ではないかと思います。つまり、乗用車に多く使われてきたガソリンエンジンには多くの力を注いで排ガス対策をし、ディーゼルエンジンはそれを疎かにしてきただけだと思います。

 かつてアメリカで、乗用車の排ガス規制法、マスキー法が施行されたとき、世界中の自動車メーカーの誰もが悲鳴を上げたものでした。ホンダのCVCCエンジンはこのとき誕生しています。

 そもそもディーゼルエンジンは原理的に優れたエンジンですので、気合いを入れて排ガス対策をすれば、ガソリンエンジンよりクリーンなエンジンになるのではないかと思います。

       ディーゼルE  ガソリンE
---------------------
燃料      軽油・重油   ガソリン
着火      空気圧縮    電気花火
馬力当り質量  大       小
馬力当り価格  高い      安い
熱効率     良い      悪い
       (30~40%)  (22~28%)
経費      安い      高い
火災の危険度  少ない     多い
騒音・振動   大きい     少ない
冬季の始動性  やや悪い    良い

ガソリンエンジンはガソリンを燃料にしないと動きませんが、ディーゼルエンジンは粗悪な重油、灯油、あるいは植物油でも動くと聞いています。(ガソリンではなぜか動かない)

世の中では「ガソリンエンジンはクリーンで、ディーゼルエンジンはダーティだ」という図式ができあがっているみたいですが、現実にそのようです。けれども、その原因は、開発への力の入れ方の差ではないかと思います。つまり、乗用車に多く使われてきたガソリンエンジンには多くの力を注いで排ガス対策をし、ディーゼルエンジンはそれを疎かにしてきただけだと思います。

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Q大気汚染物質 CO2, NOx, SOx の分析法

環境基準の達成度などを検討するために定められている
二酸化炭素、窒素酸化物(N2O,NO2)、硫黄酸化物(SO2)の
測定方法の名称と、測定方法の概要について、ご存知の方がいらしたら教えてください。

書店に出向いて調べて見ましたが、実際に行われている測定法なのかどうか分かりませんでした。

専門的な内容でも結構ですので、よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

二酸化炭素には環境基準値はありません。
一酸化炭素は、非分散赤外線吸収法で測定されています。

窒素酸化物(NO,NO2)は、化学発光方式またはザルツマン方式で測定されます。N2Oは測定されていません。

二酸化硫黄は、紫外線蛍光方式または溶液導電率法で測定されています。

Qガソリンエンジンとディーゼルエンジンではどちらがトラブルが多い?

 農業を営んでいるものですが、我が家で色んな農業機械を所有しております。

 トラクター3台(ヤンマー、イセキ、日ノ本)、コンバイン2台(ヤンマー、三菱)はディーゼルエンジン、田植え機2台(みのろ、共立)、クローラー運搬車(ヤンマー)、管理機(ホンダ)、草刈機(ロビン)はガソリンエンジンです。

 この秋の稲刈りでクローラー運搬車のエンジンが掛からず、また、春の田植えでは田植え機のエンジンの吹き上がりが悪く、エンストばかりで、キャブ関係を機械屋さんに点検を依頼しました。
 上記の機械、特にガソリンエンジン機械はシーズンオフにはタンクの燃料をすべて空にし、キャブ内の残燃料もエンジンを掛けたまま、消費するようにしています。草刈機(混合ガソリン)も同様にしています。

 エンジン、キャブ内にガソリンが残留していると、燃料ホース等に良くないと機械屋さんに聞きました。

 新しい年に、さて使おうとするとエンジンが掛からない、吹き上がりが悪いのはガソリンエンジン機械ばかりです。
 トラクターやコンバインはディーゼルなので、燃料を切らさず、バッテリーさえ上がっていなければ、まず、掛かります。

 何故、ガソリンエンジンはディーゼルエンジンより、よくトラブルのでしょうか?構造が複雑で、点火系、燃料系、キャブ系のトラブルばかりです。
 ガソリンタンクも錆が出やすいです。
空にしておくと錆が出やすいのは分かっていますが、長期使わないまま、タンクに残しておくとガソリンが劣化変質して始動性が悪くなります。

 大パワー必要としない機械は(5ps前後)はガソリンエンジンです。ガソリンエンジンはディーゼルに比べて繊細だと思います。
 自動車のように毎日使わず、休止期間があるガソリン農業機械はよくトラブルに悩まされます。

 トラブルの少ないガソリンエンジンはないでしょうか?
 

 

 

 

 農業を営んでいるものですが、我が家で色んな農業機械を所有しております。

 トラクター3台(ヤンマー、イセキ、日ノ本)、コンバイン2台(ヤンマー、三菱)はディーゼルエンジン、田植え機2台(みのろ、共立)、クローラー運搬車(ヤンマー)、管理機(ホンダ)、草刈機(ロビン)はガソリンエンジンです。

 この秋の稲刈りでクローラー運搬車のエンジンが掛からず、また、春の田植えでは田植え機のエンジンの吹き上がりが悪く、エンストばかりで、キャブ関係を機械屋さんに点検を依頼しました。
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Aベストアンサー

 うちも農業機械を持っていますが、同様の症状に悩まされます。
 特に草刈り機が2サイクルエンジンのものを使っているので、始動しにくい…
 
 回答ですが、列挙されている機械の大きさを見ればガソリンとディーゼルの区分けが判ると思います。
 ガソリンエンジンが低出力の機械に多く使われるのは、小型・軽量に出来るからです。逆にディーゼル機関は大きくて重いためトラクターやコンバインといった自重も大きめの機械にしか使えません。(車でもトラックやバスに多く使われてて軽自動車にはありませんし)
 ディーゼルエンジンの草刈り機や噴霧器があっても、担いで作業するには肩や腰が痛くなると思います。

 保管方法ですが、ガソリンエンジンを搭載している管理機と運搬車については、思いっきりタンク内が錆びてしまいました。燃料ホースが錆で詰まって動かない時期があったくらいです。(親の管理が悪かったのですが)
 そのため錆を防ぐのを目的にバイク用の錆び落としと防錆剤を使っています。これは強力な酸で錆を落としてしまって、樹脂系コーティング剤でタンク内部を覆ってしまうというものです。処理してからはガソリンを入れっぱなしで数ヶ月放置したりしていますが、錆は再発していません。
 
 作業時期前にエアフィルターを掃除してやって、燃料フィルターに詰まりがないかを確認するだけでも、作業期間中のトラブルは減らせると思いますよ。
 農業用(汎用)ガソリンエンジンは、自動車用と較べてもローテクで低出力な分、メンテナンスフリーに使われていると思いますから。自動車用のエンジンで、あの土埃の中を何時間も運転していると、もっと早くシリンダー内やキャブに致命的な故障が発生すると思います。

 それよりタイヤやクローラー交換の方が手間だし高価な事に閉口しちゃいます。
 

 うちも農業機械を持っていますが、同様の症状に悩まされます。
 特に草刈り機が2サイクルエンジンのものを使っているので、始動しにくい…
 
 回答ですが、列挙されている機械の大きさを見ればガソリンとディーゼルの区分けが判ると思います。
 ガソリンエンジンが低出力の機械に多く使われるのは、小型・軽量に出来るからです。逆にディーゼル機関は大きくて重いためトラクターやコンバインといった自重も大きめの機械にしか使えません。(車でもトラックやバスに多く使われてて軽自動車にはありません...続きを読む

Q霧と大気汚染の関係

中国江蘇省に住んでいます。
 こちらは秋から冬にかけて霧が多く発生するのですが、会社の中国人社員との雑談の中で、「霧が出ている時はスポーツを控えるほうが良い」と言われました。

その根拠は、
(1) 霧には空気中の汚染物質が多く含まれているから、運動すると大量に吸い込んでしまう。
(2) 霧のせいで植物が光合成できないので、空気中に酸素が少ない。霧に限らず、太陽が出ていない時は運動に必要な酸素が足りない。

 テレビの天気予報でも「今日は霧が発生しますので運動は控えて下さい」などと、しばしば言っているそうです。
 私は笑ってしまいましたが、本人達は固く信じています。
 こちらは大気汚染が深刻で、晴れていても常に大気は薄い靄がかかった状態です。だから「霧」とは大気汚染によるスモッグの事を言っているのではないか、とも思いましたが、違うそうです。

 私の考えでは、
(1)については、汚染物質は普段から空気中に含まれており、霧に付着する事はあっても霧の発生とともに増えるものではない。
(2)については、確かに酸素量の変動は「0」ではないかもしれないが、限りなく「0」に近い。

 その他にも、例えば「エアコンの近くでパソコンを使用すると有害物質が出る」と言って、わざわざドアや窓を開けっぱなしでエアコン全開、等。

 私には到底信じられないのですが、TV番組等で言っているそうです。彼らが言っている事は科学的に説明がつく事なのでしょうか。
 どなたか詳しい方、解説して頂けないでしょうか。つまらない質問ですみませんが宜しくお願いします。

中国江蘇省に住んでいます。
 こちらは秋から冬にかけて霧が多く発生するのですが、会社の中国人社員との雑談の中で、「霧が出ている時はスポーツを控えるほうが良い」と言われました。

その根拠は、
(1) 霧には空気中の汚染物質が多く含まれているから、運動すると大量に吸い込んでしまう。
(2) 霧のせいで植物が光合成できないので、空気中に酸素が少ない。霧に限らず、太陽が出ていない時は運動に必要な酸素が足りない。

 テレビの天気予報でも「今日は霧が発生しますので運動は控えて下さい」な...続きを読む

Aベストアンサー

こんばんは。
(1)、(2)ともにmountain様の考えでほぼ正しいです。しかしながら、現象面をとらえると、中国人の方が言うことも間違いとは言えません。

つまり、霧が出るような気象条件だと、空気が淀みやすく、結果として地表付近の大気汚染濃度が高くなるということではないでしょうか。霧が出ると、風は一般的には弱いと思います。空気の動きが少なくなり、大気汚染物質が拡散しにくくなります。

また、霧粒に大気汚染物質が取り込まれることで、体に(汚染物質が)付着しやすくなる可能性もあります。逆に言うと、霧が晴れた直後は、大気が綺麗な状態でしょう。

植物云々は、限りなくこじつけに近い気もしますが、そっちは詳しくないので何とも言えません。

確かに、空気は明らかに中国は日本と比較して汚れていますね。成田空港に中国から帰ってきたときに、日本の空気がおいしいと思いました。

Qエネルギー変換に関するおすすめの本

大学院入試でエネルギー変換に関する小論文が出題されます。

そのために、できる限りエネルギー変換に関する背景知識を身につけようと考えています。

ちなみに、自分が読んだ本は ダイヤモンド社 クリーン&グリーンエネルギー革命 東京大学サステイナビリティ学連携研究機構 著  だけです。

何かおすすめの本はありますか?教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「エネルギー変換」という言葉,いろんなイメージがありうるので,
要注意な言葉です。

質問者さんが目指す大学院では
「エネルギー変換」が,どんな範囲を指すのか,
よく調査されてから,
ある程度絞って勉強するとよいと思います。


一例ですが,
田村・田中「エネルギー変換応用システム」丸善
という本は,
いわゆる電気機器,パワーエレクトロニクスなど,電気エネルギー変換の本です。
しかし,この本には,太陽電池や燃料電池は出てきません。


ネットで引いてみると,
・エネルギー変換科学研究室(奈良先端科学技術大学)は
 光生物,生物物理,構造生物学の融合分野

・エネルギー変換研究室(筑波大学)は,
 直流ネットワーク,水素ネットワークなど,燃料電池やパワーエレクトロニクス

・エネルギー変換システム研究室(北海道大学)は,
 燃料電池,ディーゼルエンジン,クリーン燃焼

・エネルギー科学研究科(京都大学)だと,
 熱エネルギー,バイオエネルギー,電磁エネルギー,核融合エネルギーなど,
 エネルギーなら何でもあり(?)

・エネルギー変換細胞学(京都大学農学部)だと,
 酵母,酵素



つまり,電気系,機械系,農学系,化学系,原子力系など,
エネルギーに少しでも関連すると
「エネルギー変換」を名乗るようです。

「エネルギー変換」という言葉,いろんなイメージがありうるので,
要注意な言葉です。

質問者さんが目指す大学院では
「エネルギー変換」が,どんな範囲を指すのか,
よく調査されてから,
ある程度絞って勉強するとよいと思います。


一例ですが,
田村・田中「エネルギー変換応用システム」丸善
という本は,
いわゆる電気機器,パワーエレクトロニクスなど,電気エネルギー変換の本です。
しかし,この本には,太陽電池や燃料電池は出てきません。


ネットで引いてみると,
・エネルギー変換科学研究室(奈...続きを読む

Q大気汚染の原因

大気汚染の原因
大気汚染の原因って何ですか?

Aベストアンサー

光化学スモッグ?

工場、車から排出される NOx や SOx が原因です。主に重油がガソリンの燃焼で発生するため、国内の工場や車は燃料についての規制や、脱硫装置の設置の義務化で改善されましたが、風上にあの国があるんで・・・。

Qモーターとガソリンエンジン

(1)電気自動車ではバッテリーに蓄えた電気でモーターを回し動力を得るようですが、ガソリンエンジンではモーターは使われていないのでしょうか?
使われているとしたらどのような場所に使われているのでしょうか。

(2)ネットで調べるとガソリンエンジンはガソリンのガスをシリンダーで圧縮して爆発させ動力を得ると書いているのですが、
モーターもガソリンエンジンもどのように発生した動力をタイヤに伝えているのでしょうか?

よろしくお願いします

Aベストアンサー

(1)ガソリンエンジンそのものが稼働してる場合にはモーターは全く使われていません。
しかし、車に搭載されてる場合、このエンジンそのものを「起動」させる時に「セルモーター」なるモーターを電気で動かして、エンジンを「発動」させます。
その他、車に於いては、冷却するためにもモーターは使われています。

「起動」させる時の「セルモーター」と「冷却」の為に「冷却装置」の冷却水を「循環させるモーター」そして「冷却水」をこれまた冷やすために「ファン(扇風機)を回すためのモーター」。。。
これらが主だったモノでしょうね。

旧式の車両であれば、これらのドレかが無い場合もあります。
また、バイクなどで「空冷」で「キック方式」であれば、全くモーターは使われません。

(2)>どのように発生した動力をタイヤに伝えているのでしょうか?<
簡単に言ってしまえば「棒」と「歯車」で伝えています。
エンジンやモーターで「プロペラシャフト」なる一本の棒を回転させて、この棒の後端に歯車を取付けて、両方のタイヤが回るように色々な歯車を組み合わせて左右に振り分けます。

どのように?と言われましても、簡単な説明では出来ませんが、簡単に答えてしまえば「各種歯車(ギア)」で「回転の方向」を色々の変えて、この「回転」を「各種棒(シャフト)」で伝えて、タイヤを回してると理解してもOKです。

これはエンジンであってもモーターであっても同じような構造で「伝えている」んです。
(現在に於いては似たような構造で伝えていると考えてもらっても構いません)
(将来的には違った形になっていくでしょうけど)

実際に「同じ力」を「出す」場合、エンジンよりモーターの方が、はるかに小さく軽い代物で出来るんです。
ですから、最近、モーターで走る車の開発が進んでいるんですね。

文中「モーター」は「電気モーター」として「エンジン」は「ガソリン内燃機関」としています。

(1)ガソリンエンジンそのものが稼働してる場合にはモーターは全く使われていません。
しかし、車に搭載されてる場合、このエンジンそのものを「起動」させる時に「セルモーター」なるモーターを電気で動かして、エンジンを「発動」させます。
その他、車に於いては、冷却するためにもモーターは使われています。

「起動」させる時の「セルモーター」と「冷却」の為に「冷却装置」の冷却水を「循環させるモーター」そして「冷却水」をこれまた冷やすために「ファン(扇風機)を回すためのモーター」。。。
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Q大気汚染 NO2

環境庁のサイトで大気汚染の速報というのがあるので見たのですが、いつも不思議なのは、なぜ、排気ガスの多い江東区よりも緑の多い多摩市の方がNO2他の大気汚染物質が多いのでしょうか。

Aベストアンサー

大気は動いています。
風上で発生した汚染物質は、風下に流れます。

地形や風向、風速などのデータも参考にしてください。


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