出典：建築物衛生管理技術者試験令和4年度(2022年)｜建築物の環境衛生第31問
問題
二酸化炭素に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。 大気中の濃度は、一般に0.04〜0.05％である。 学校保健安全法の学校環境衛生基準では、教室の二酸化炭素濃度は0.5％以下と定められている。 安静時の人の呼気中には4％程度含まれている。 室内の濃度が3〜4％になると頭痛、めまいや血圧上昇を起こす。 室内の濃度が7〜10％になると数分間で意識不明となる。
(1) 大気中の濃度は、一般に0.04〜0.05％である。
(2) 学校保健安全法の学校環境衛生基準では、教室の二酸化炭素濃度は0.5％以下と定められている。
(3) 安静時の人の呼気中には4％程度含まれている。
(4) 室内の濃度が3〜4％になると頭痛、めまいや血圧上昇を起こす。
(5) 室内の濃度が7〜10％になると数分間で意識不明となる。
ビル管過去問｜二酸化炭素濃度 室内基準値と健康影響を解説
この問題は、二酸化炭素の基礎知識として、屋外の通常濃度、学校における基準値、呼気中の濃度、そして高濃度ばく露時の健康影響を整理できているかを問う問題です。正しい知識を数値とセットで押さえていれば判断しやすく、誤りは学校環境衛生基準の数値です。学校環境衛生基準では、教室の二酸化炭素濃度は1500ppm以下、すなわち0.15％以下が望ましいとされています。そのため、0.5％とした記述は不適当です。大気中の二酸化炭素は現在おおむね0.04％台で、呼気中はおよそ4％、さらに高濃度になると頭痛やめまい、意識障害などの健康影響が現れます。
(1) 大気中の濃度は、一般に0.04〜0.05％である。
適切です。その理由は、屋外の二酸化炭素濃度は現在おおむね400ppm台で推移しており、百分率に直すと約0.04％台になるためです。設問の0.04〜0.05％という表現は、試験で扱う基礎知識として妥当な範囲です。ビル管では二酸化炭素を換気状態の目安として扱うため、まず屋外濃度が0.04％前後であることを基準点として覚えておくと、室内濃度1000ppmや学校基準1500ppmの意味が理解しやすくなります。
(2) 学校保健安全法の学校環境衛生基準では, 教室の二酸化炭素濃度は0.5％以下と定められている。
不適切です。その理由は、学校環境衛生基準で示されている二酸化炭素濃度は1500ppm以下、すなわち0.15％以下だからです。0.5％は5000ppmに相当し、基準値としては高すぎます。この問題は、0.15％を0.5％にすり替えている典型的な数値問題です。百分率とppmの換算に慣れていないと見落としやすいですが、1500ppm＝0.15％という対応を確実に覚えておくことが大切です。
(3) 安静時の人の呼気中には4％程度含まれている。
適切です。その理由は、吸い込む空気には二酸化炭素がごくわずかしか含まれませんが、体内で代謝により産生された二酸化炭素が肺から排出されるため、呼気中では濃度が大きく上がるからです。一般に呼気中の二酸化炭素はおよそ4％前後とされ、試験対策としてもよく出る数値です。屋外空気の約0.04％と比べると100倍程度高いことになり、人が多い室内で換気不足になると二酸化炭素濃度が上がりやすい理由もここから理解できます。
(4) 室内の濃度が3〜4％になると頭痛、めまいや血圧上昇を起こす。
適切です。その理由は、二酸化炭素は低濃度では主に換気の指標として扱われますが、高濃度になると人体に直接影響を及ぼすガスだからです。濃度が高くなると倦怠感や頭痛などの症状がみられ、試験実務では3〜4％程度で頭痛、めまい、血圧上昇などが起こり得ると整理しておくと判断しやすいです。換気不良の目安としての二酸化炭素と、健康障害を生じる高濃度ばく露としての二酸化炭素は、同じ物質でも見ているレベルが違う点が重要です。
(5) 室内の濃度が7〜10％になると数分間で意識不明となる。
適切です。その理由は、二酸化炭素がこのレベルまで上昇すると、単なる空気の汚れの指標ではなく、急性の健康障害を引き起こす危険な濃度になるからです。高濃度二酸化炭素は呼吸中枢や循環に強く影響し、短時間で意識障害に至るおそれがあります。実務でも、二酸化炭素消火設備の事故などでは短時間で重大災害につながることが知られており、試験上も7〜10％は極めて危険な濃度として押さえておくべきです。
この問題で覚えるポイント
二酸化炭素は、通常の室内環境では換気の良否をみる指標として扱われます。建築物環境衛生管理基準では1000ppm以下が基準で、学校環境衛生基準では1500ppm以下が望ましいとされています。ここで重要なのは、建築物衛生法の1000ppmと学校の1500ppmを混同しないことです。さらに、ppmと％の換算も必須です。1000ppmは0.1％、1500ppmは0.15％、5000ppmは0.5％です。この換算ができると、数値の誤りを見抜きやすくなります。 また、屋外の二酸化炭素濃度はおおむね0.04％前後、呼気中は約4％です。この差があるため、人が多い室内では換気不足になると濃度が上がります。さらに、高濃度では健康影響の理解も必要です。低いレベルでは換気指標、高いレベルでは有害ガスとしての性格が強くなり、数％で頭痛やめまい、さらに高濃度では意識障害や致命的な危険につながります。つまり、二酸化炭素は「換気の目安」と「高濃度での健康障害」という二つの顔を持つことを整理して覚えるのが得点につながります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、もっともらしい数値へのすり替えです。0.5％という数字は一見ありそうに見えますが、学校環境衛生基準の正しい数値は0.15％です。出題者は、0.1％、0.15％、0.5％のような近そうで実は大きく違う数値を混ぜることで、受験者の記憶のあいまいさを突いてきます。特にppmと％を感覚だけで読んでいると、誤りに気づけません。 もう一つの罠は、二酸化炭素を「普段の空気に含まれる安全な気体」とだけ捉えてしまうことです。たしかに通常濃度では問題になりにくいですが、高濃度では明確な健康障害を起こします。つまり、日常感覚で安全と思い込むと、高濃度での危険性に関する選択肢を誤ってしまいます。試験では、通常環境の指標としての知識と、高濃度ばく露時の有害性の知識を切り分けて判断することが大切です。
