松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル

第109回薬剤師国家試験｜薬学実践問題 /
問196-197

一般問題（薬学実践問題）

【物理・化学・生物、衛生／実務】

■複合問題｜問 109-196-197

Q. 学校薬剤師が授業中の教室の環境に係る検査を実施するため、中学校を訪れた。この学校には冷暖房設備と機械換気設備が設置されている。学校薬剤師は、検知管を接続した測定機器を用いて、2限目の授業が終了する直前に養護教諭立会いのもと、教室内で二酸化炭素濃度を測定した。
（測定結果）
二酸化炭素濃度：1,600ppm
学校環境衛生基準：二酸化炭素濃度は1,500ppm以下であることが望ましい。

実務

問 109-196｜実務
Q. 測定結果をもとに学校薬剤師が行うこととして、適切なのはどれか。2つ選べ。
■選択肢
1. 測定結果が1,500ppmを超えたので、未使用の検知管を使って測定機器の気密性点検を実施する。
2. 教室を30分以上換気し、生徒がいない状態で二酸化炭素濃度を再測定する。
3. 換気設備の運転時間の検討や工夫を行った後に、換気能力の確認等機械の点検や整備の実施を助言する。
4. 重大な健康被害を生じる可能性が高いことを養護教諭に伝える。
5. 測定結果に加え、一酸化炭素などの他の汚染物質濃度の測定結果も合わせて、空気清浄度を総合的に評価する。

Here:

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya

物理

問 109-197｜物理
Q. 二酸化炭素の検出法とその原理に関連する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
■選択肢
1. 検知管法は、二酸化炭素が酸性溶液に吸収される性質を利用している。
2. 検知管法では、検知管に充てんした検知剤中のpH指示薬の色の変化によって二酸化炭素を検出する。
3. 二酸化炭素は、赤外吸収スペクトル測定法でも検出できる。
4. 二酸化炭素が対称伸縮振動をする場合、双極子モーメントは変化する。
5. 二酸化炭素は、水素炎イオン化検出器を用いたガスクロマトグラフィーでも検出できる。

Here:

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya

こんにちは！薬学生の皆さん。
Mats & BLNtです。

matsunoya_note から、薬剤師国家試験の論点解説をお届けします。
苦手意識がある人も、この機会に、【物理・化学・生物、衛生／実務】　の複合問題を一緒に完全攻略しよう！
今回は、第109回薬剤師国家試験｜薬学実践問題 / 問196-197、論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトルを徹底解説します。

薬剤師国家試験対策ノート NOTE ver.
matsunoya_note｜note https://note.com/matsunoya_note

Here; https://note.com/matsunoya_note/n/n85e9a7dd17fe

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya

薬剤師国家試験対策には、松廼屋の eラーニング
「薬剤師国家試験対策ノート」

マガジン｜薬剤師国家試験対策ノート on note

👉マガジンをお気に入りに登録しよう！

このコンテンツの制作者｜

滝沢 幸穂　　Yukiho Takizawa, PhD

https://www.facebook.com/Yukiho.Takizawa

お友達や知り合いに、matsunota_note で学習したeラーニングを勧めてみたい方は、いいね！、口コミ、おススメなど、よろしくお願いします！

設問へのアプローチ｜

薬学実践問題は原本で解いてみることをおすすめします。
まずは、複合問題や実務の問題の構成に慣れることが必要だからです。
薬学実践問題は薬剤師国家試験2日目の①、②、③ の3部構成です。
今回の論点解説では2日目の①を取り上げています。

厚生労働省｜過去の試験問題👇

第109回（令和6年2月17日、2月18日実施）
第108回（令和5年2月18日、2月19日実施）
第107回（令和4年2月19日、2月20日実施）
第106回（令和3年2月20日、2月21日実施）

第109回薬剤師国家試験 問196-197（問109-196-197）では、学校環境衛生基準のうち換気に関する知識を物理および実務のそれぞれの科目の視点から複合問題として問われました。

複合問題は、各問題に共通の冒頭文とそれぞれの科目別の連問で構成されます。
冒頭文は、問題によっては必要がない情報の場合もあるため、最初に読まずに、連問すべてと選択肢に目を通してから、必要に応じて情報を取得するために読むようにすると、時間のロスが防げます。
1問、2分30秒で解答できればよいので、いつも通り落ち着いて一問ずつ別々に解けば大丈夫です。
出題範囲は、それぞれの科目別の出題範囲に準じています。
連問と言ってもめったに連動した問題は出ないので、平常心で取り組んでください。

💡ワンポイント

複合問題ですが、問109-196-197を解くうえで必要な情報は、黄色い線で示した部分です。
それ以外の情報取得は必要がないです。読んでいると時間のロスに繋がります。

問109-196および問109-197は、学校環境衛生基準のうち換気に関する記述の正誤を問う問題です。
学校環境衛生基準の理解が必要です。
今回は換気が論点でした。
換気の指標は二酸化炭素濃度です。検知管法で測定します。

学校環境衛生基準は、薬剤師国家試験で頻出するテーマです。
全部覚えるのは大変ですが、そんなに難しい内容ではないので、覚えられる範囲で覚えておくと実力になります。

冒頭文で必要な情報は、
（測定結果）二酸化炭素濃度：1,600ppm
学校環境衛生基準：二酸化炭素濃度は1,500ppm以下であることが望ましい。
です。

🫛豆知識　学校環境衛生基準

下記の文献を一読しておくと応用力がつきます。

学校環境衛生管理マニュアル「学校環境衛生基準」の理論と実践［平成30年度改訂版］　1292465_01.pdf　｜文部科学省

以下抜粋します。

第１　教室等の環境に係る学校環境衛生基準

1　教室等の環境（換気、保温、採光、照明、騒音等の環境をいう。以下同じ。）に係る学校環境衛生基準は、次表の左欄に掲げる検査項目ごとに、同表の右欄のとおりとする。

2　1の学校環境衛生基準の達成状況を調査するため、次表の左欄に掲げる検査項目ごとに、同表の右欄に掲げる方法又はこれと同等以上の方法により、検査項目⑴～⑺及び⑽～⑿については、毎学年2回、検査項目⑻及び⑼については、毎学年1回定期に検査を行うものとする。

１　換気及び保温等  
⑴　換気
Ａ　検査項目及び基準値の設定根拠等の解説

検査項目⑴　換気
基準　換気の基準として、二酸化炭素は、1500ppm以下であることが望ましい。

換気の基準は、二酸化炭素の人体に対する直接的な健康影響から定めたものではない。
教室内の空気は、外気との入れ換えがなければ、在室する児童生徒等の呼吸等によって、教室の二酸化炭素の量が増加するとともに、同時に他の汚染物質も増加することが考えられる。
このため、教室等＊における換気の基準として、二酸化炭素濃度は1,500ppm以下であることが望ましいとしている。

換気方法には、窓・欄間の開放による自然換気や機械換気がある。

なお、平成15年の「建築基準法」（昭和25年法律第201号）の改正により、改正後に新築された学校はもとより、改正以前に建築された学校についても、改築・改修等に際して、教室等における機械換気設備の設置が原則義務付けられたことに留意する必要がある。

特定建築物に該当する建築物であり、空気調和設備又は機械換気設備を設けて空気を供給する場合は、建築物衛生法に基づく基準（参考Ⅰ−2）が適用される。

＊教室等の環境に係る学校環境衛生基準において、「教室等」とは、普通教室、音楽室、図工室、コンピュータ室、体育館、職員室等の児童生徒等及び職員が通常使用する部屋を指すものである。

換気に関して、以下について留意すること。

🫛空気清浄度の判定は、一酸化炭素及び揮発性有機化合物の濃度等の測定結果を踏まえて、総合的に評価する。

○　二酸化炭素の量とともに他の汚染物質の増加も考えられることから、空気清浄度の判定は、一酸化炭素及び揮発性有機化合物の濃度等の測定結果を踏まえて、総合的に評価すること。
○　暖房時のみならず、冷房時にも換気に心掛けること。
○　特殊なエアコンを除き、エアコンは室内の空気を循環しているのみで、室内の空気と外気の入れ換えを行っていないことから、換気を行うこと。
○　インフルエンザ等の感染症拡大の予防対策として換気を行うこと。

Ｂ　検査方法等の解説

🫛換気の検査において、二酸化炭素は、検知管法により測定する。

検査項目⑴　換気
方法　二酸化炭素は、検知管法により測定する。

備考　学校の授業中等に、各階1以上の教室等を選び、適当な場所1か所以上の机上の高さにおいて検査を行う。

上表の左欄に掲げる検査項目について、右欄に掲げる方法又はこれと同等以上の方法により、毎学年2回定期に検査を行うものとする。

①　検査回数
毎学年2回定期に行うが、どの時期が適切かは地域の特性を考慮した上、学校で計画立案し、実施する。　
特定建築物に該当する建築物であり、空気調和設備又は機械換気設備を設けて空気を供給する場合は、建築物衛生法に基づき、2月以内ごとに1回、定期に測定する（建築物衛生法施行規則第3条の2第3号）。

②　検査場所
学校の授業中等に、各階1以上の教室等を選び、適当な場所1か所以上の机上の高さにおいて検査を行う。
なお、幼稚園等では、例えば子供たちが床で活動するのであれば、床の上で検査を行うなど、子供たちの活動状況を考慮して検査を行う。

③　検査方法

🫛二酸化炭素濃度測定は、授業開始前から授業終了時まで経時的に行うことが望ましい。

🫛測定回数を1回とする場合は、二酸化炭素濃度が高くなる授業終了直前に行う。

二酸化炭素濃度測定は、授業開始前から授業終了時まで経時的に行うことが望ましいが、測定回数を1回とする場合は、二酸化炭素濃度が高くなる授業終了直前に行うこと。　
二酸化炭素は、検知管法又はこれと同等以上の方法により測定する。　
検知管の使用に当たっては、測定濃度に応じた検知管を用いること。

＜同等以上の方法の例＞　

🫛二酸化炭素は、検知管法又はこれと同等以上の方法（例：非分散型赤外線ガス分析計（NDIR））により測定する。　

非分散型赤外線ガス分析計（NDIR）を用いて測定する場合、定期的に較正ガスを用い精度管理を実施するほか、センサーや電池の寿命を考慮し、定期的にメーカーの点検を受けること。

Ｃ　事後措置　

🫛二酸化炭素濃度が1,500ppmを超えた場合は、換気を行う。

🫛機械による換気が行われる教室等においては、運転時間の検討や工夫を行った上で、換気能力の確認等、機械の点検や整備を行う。

二酸化炭素濃度が1,500ppmを超えた場合は、換気を行うようにすること。
機械による換気が行われていない教室等においては、窓や欄間、入り口の戸等の開け方を工夫し、自然換気が適切に行われるようにすること。
機械による換気が行われる教室等においては、運転時間の検討や工夫を行った上で、換気能力の確認等、機械の点検や整備を行うこと。

＜参考Ⅱ−1−1＞
換気量及び換気回数の考え方
【換気量の測定法】　
教室等の換気量の測定は、換気方式によって異なり、間接測定法と直接測定法のいずれかによる。

換気量を求める方法は、JISA1406や日本薬学会衛生試験法に規定されている。
間接測定法：
自然換気の場合に用いる方法。教室の3点で二酸化炭素濃度を測定し、その平均値から換気量を求める。なお、二酸化炭素濃度は、教室内に瞬時一様に拡散分布していることを前提としている。
直接測定法：
機械換気方式の場合に用いる方法。空気量を吹出し口や隙間等で微風速計により直接測定し、換気量を求める。

間接測定法で測定した二酸化炭素濃度及び児童生徒等から授業中に発生する二酸化炭素濃度を用いて、換気量を以下の計算式より求める。　
なお、授業開始時の教室内の二酸化炭素濃度は、十分に換気を行っていたと仮定し、教室の外部から入ってくる空気の二酸化炭素と同濃度とする。また、教室内の二酸化炭素の発生は一定（定常状態）とする。
Ct - C0 = M / Q ×1,000,000
Q = M×1,000,000 ÷ （Ct - C0）

Ct - C0：t時間後に教室で増加した二酸化炭素濃度（ppm）　
Ct ：t 時間後における教室の平均二酸化炭素濃度（ppm）　
C0：授業開始時の二酸化炭素濃度（教室の外部から入ってくる空気の二酸化炭素濃度）（ppm）
Q：換気量（発生した二酸化炭素を希釈した空気量）（m3/時）
M：教室で発生した二酸化炭素量（m3/時）＝在室者数×二酸化炭素呼出量（m3/時）

＊ppm（parts per million）は割合を示す単位であり、全体を百万としたときの割合を示している。そのため、上の式では1,000,000を乗じている。　

教室で発生した二酸化炭素量Ｍは、以下に示す在室者が発生する1人当たりの二酸化炭素呼出量から算出する。
幼稚園児・小学生（低学年）…0.011m3/時
小学生（高学年）・中学生…0.016m3/時
高校生・大人…0.022m3/時

⑹　一酸化炭素
Ａ　検査項目及び基準値の設定根拠等の解説

検査項目⑹　一酸化炭素
基準　10 ppm 以下であること。　

一酸化炭素は不完全燃焼に伴って発生し、その濃度が高い場合には直接人の健康に影響する。
この基準値については、学校が児童生徒等の生活の場、学習の場であることを考えて、10ppm以下であることとされている。

Ｂ　検査方法等の解説

検査項目⑹　一酸化炭素
方法　検知管法により測定する。

備考　学校の授業中等に、各階1以上の教室等を選び、適当な場所1か所以上の机上の高さにおいて検査を行う。　
教室等において燃焼器具を使用していない場合に限り、検査を省略することができる。　

上表の左欄に掲げる検査項目について、右欄に掲げる方法又はこれと同等以上の方法により、毎学年2回定期に検査を行うものとする。

①　検査回数　
毎学年2回定期に行うが、どの時期が適切かは地域の特性を考慮した上、学校で計画立案し、実施する。

毎学年2回の定期検査の対象となる教室等とは、具体的には、長期間、燃焼器具により暖房する教室等や給湯器等が置かれた職員室等である。

また、教科等において燃焼器具を使用している教室等は、燃焼器具を使用しているときに適宜測定する。

なお、教室等において燃焼器具を使用していない場合に限り、検査を省略することができる。　

特定建築物に該当する建築物であり、空気調和設備又は機械換気設備を設けて空気を供給する場合は、建築物衛生法に基づき、2月以内ごとに1回、定期に測定する（建築物衛生法施行規則第3条の2第3号）。

②　検査場所　
学校の授業中等に、各階1以上の教室等を選び、適当な場所1か所以上の机上の高さにおいて検査を行う。なお、幼稚園等では、例えば子供たちが床で活動するのであれば、床の上で検査を行うなど、子供たちの活動状況を考慮して検査を行う。

③　検査方法　
一酸化炭素は、検知管を用いて測定する。　
検知管の使用に当たっては、測定濃度に応じた検知管を用いること。

🫛一酸化炭素は、検知管を用いて測定する。

🫛同等以上の方法の例として、非分散形赤外線吸収法、定電位電解法、水素炎イオン化検出法（FID）及び接触燃焼法を利用した測定器がある。

＜同等以上の方法の例＞　
非分散形赤外線吸収法、定電位電解法、水素炎イオン化検出法（FID）及び接触燃焼法を利用した測定器がある。
定電位電解法を利用した測定器（記録計付きの機器では自動測定も可能である。）を用いる場合は、定期的に較正ガスを用い精度管理を実施するほか、センサーや電池の寿命を考慮し、定期的にメーカーの点検を受けること。

Ｃ　事後措置　

10ppmを超えた場合は、その発生の原因を究明し、適切な措置を講ずること。
発生源として考えられるのは、主に室内における燃焼器具の使用である。　
窓が閉め切られた状態で自然排気式（CF式）ボイラーと換気扇を同時に使用し、室内の圧力が室外よりも低下したため、一酸化炭素を含むボイラーの排気が正常に室外へ排出されず室内の一酸化炭素濃度が上昇し事故に至った例が報告されている。

学校内に自然排気式（CF式）ボイラーが設置されている場合には、換気扇との同時使用を避け、適切な換気が行われるような措置を講ずること。また、屋外式のボイラーへの交換を促進すること。

出典：

学校環境衛生管理マニュアル「学校環境衛生基準」の理論と実践［平成30年度改訂版］　1292465_01.pdf　｜文部科学省

まず基本的な知識について復習しておきましょう。

■■GPT4o

検知管法の標準的な測定原理

1. 検知管法の概要

検知管法（ガス検知管法）は、特定のガス成分を迅速かつ簡便に測定する方法の一つであり、JIS K 0804:2021 などの規格に基づいています。
この方法では、試料ガスを吸引ポンプを用いて検知管（ガス検知管）に通過させ、検知剤との化学反応を利用してガス濃度を測定します。

2. 測定原理

検知管法では、以下の原理に基づいてガスの存在や濃度を検出します。

1. 化学反応による指示薬の変色

   • 二酸化炭素（CO₂）の検出には、通常 pH指示薬を含む検知剤 を用います。

   • CO₂が検知剤中の水分に溶解すると炭酸（H₂CO₃）が生成され、溶液のpHが低下します。

   • これにより、pH指示薬が色変化を起こし、その変色範囲を比較することでCO₂の濃度を測定できます。

2. 検知剤の色変化と目盛りの対応

   • 検知管の内壁には、ガス濃度に応じて色が変化する指示薬が塗布されています。

   • 目盛り付きのチューブ内で変色が進行する長さを観察し、既定の換算表と照合することで、CO₂の濃度（ppmまたは%）を読み取ります。

3. 測定手順

   • ガス吸引ポンプを使用し、一定量の試料空気を検知管に通過させる。

   • CO₂が検知剤と反応し、色の変化が生じる。

   • 変色した範囲の長さを測定し、目盛りを基に濃度を算出する。

3. 検知管法の特徴

✅ メリット

• 迅速・簡便: 特別な機器を必要とせず、短時間で測定可能。

• 持ち運びが容易: 小型で軽量なため、現場での測定に適する。

• コストが低い: 他の分析手法（例: NDIR法）に比べて安価。

⚠️ デメリット

• 精度が低い: 目視による判定のため、定量性に限界がある。

• 干渉ガスの影響を受ける: 他の酸性ガス（例: SO₂）が存在すると、誤差が生じる可能性あり。

4. 関連する標準規格

• JIS K 0804:2021「ガス検知管法—一般規格」

  • 検知管の使用条件、検出原理、精度管理に関する規定が示されている。

• JIS K 0811:2019「職場環境測定—有害ガスの測定方法」

  • 二酸化炭素を含むガス成分の定量分析手法について記載。

引用文献リスト

1. JIS K 0804:2021「ガス検知管法—一般規格」日本工業規格.

2. JIS K 0811:2019「職場環境測定—有害ガスの測定方法」日本工業規格.

3. 厚生労働省「作業環境測定ガイドライン」2020年版.

4. 日本産業衛生学会「職場の有害ガス測定と管理」2019年.

5. Skoog, Holler, and Crouch「Principles of Instrumental Analysis, 7th Edition」Cengage Learning, 2017.

6. R. E. Gygax & J. C. Smith「Colorimetric Methods for Gas Analysis」Analytical Chemistry, 1952.

論点およびポイント

■■GPT4o

問 109-196｜実務
論点｜ 二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気
ポイント｜

• 学校環境衛生基準では、教室内の二酸化炭素濃度は1,500ppm以下が望ましい。

• 測定値が基準を超えた場合、まず換気設備の運転状況や換気能力を確認し、適切な対策を講じることが重要。

• 機械換気設備の運転時間の調整やフィルター清掃、整備などを助言することが推奨される。

• 二酸化炭素濃度の測定のみでは教室内の空気清浄度を総合的に評価できないため、一酸化炭素や揮発性有機化合物など他の汚染物質の測定も必要。

• 測定値1,600ppmは基準を超えているが、急性の重大な健康被害を引き起こすレベルではないため、過剰な警告は不要。

• 生徒の呼吸による影響を考慮すると、生徒がいない状態での再測定は適切ではない。

問 109-197｜物理
論点｜ 二酸化炭素 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル
ポイント｜

• 検知管法は、二酸化炭素が水と反応して炭酸を形成し、pH指示薬の色変化を利用することで濃度を測定する。

• 二酸化炭素は、赤外吸収スペクトル測定法（NDIR法）で特定の波長（4.26μm）の吸収を利用して定量できる。

• CO₂の対称伸縮振動では双極子モーメントが変化しないため、赤外吸収を起こさない。

• 水素炎イオン化検出法（FID）は有機化合物のイオン化を利用した検出器であり、CO₂の検出には適さない。
  ※一酸化炭素（CO）の検査方法において、検知管法と同等以上の検査法として、水素炎イオン化検出法（FID）が用いられる。

• CO₂の酸性特性は測定に関与するが、「酸性溶液への吸収」を直接の検出原理とするわけではない。

薬剤師国家試験　出題基準

出典：　薬剤師国家試験のページ ｜厚生労働省 (mhlw.go.jp)

出題基準　000573951.pdf (mhlw.go.jp)　

論点を整理します。

■■GPT4o

総合的な論点

実務 (問109-196)

学校薬剤師が二酸化炭素 (CO₂) の測定結果に基づいて適切な対応を行うことが求められる。
CO₂ は密閉された環境では濃度が上昇し、健康や集中力に影響を与えるため、学校環境衛生基準では 1,500 ppm 以下が望ましいとされている。
1,600 ppm という測定結果に対し、以下の3点が重要な論点となる。

1. 測定の正確性の確保
   機器の気密性点検や再測定

2. 適切な換気の実施と評価
   換気設備の調整や助言

3. 追加の環境要因の評価
   他の汚染物質の測定

物理 (問109-197)

二酸化炭素の検出法に関する問題である。
以下の 2 つの主要な測定手法が問われている：

1. 検知管法:
   検知剤の pH 指示薬が CO₂ によって色変化することで濃度を測定する。

2. 赤外吸収法:
   CO₂ の特定の赤外波長 (4.26 μm 付近) での吸収を利用する。

また、分子振動に関する基本的な物理学の知識として、

• CO₂ の対称伸縮振動では双極子モーメントが変化しないため、赤外吸収は起こらない。

• ガスクロマトグラフィーの水素炎イオン化検出器 (FID) は有機炭素を含む物質のイオン化を検出するが、 CO₂ には適用できない。
  ※一酸化炭素（CO）の検査方法において、検知管法と同等以上の検査法として、水素炎イオン化検出法（FID）が用いられる。

結論

実務問題では換気管理と環境評価が、物理問題では CO₂ の測定原理と分子特性が論点となる。

各選択肢の論点および解法へのアプローチ方法

実務 (問109-196)

選択肢 1: 測定機器の気密性点検を実施する

論点:

測定値が異常であった場合、測定機器の誤作動を疑うべきか。

アプローチ方法:

測定機器の点検は一般的な手順だが、今回の測定値 (1,600 ppm) は基準値 (1,500 ppm) をわずかに超えているのみであり、異常値とは言えない。
したがって、測定機器の気密性点検は最優先ではなく、この選択肢は適切ではない。

選択肢 2: 教室を30分以上換気し、生徒がいない状態でCO₂濃度を再測定する

論点:

換気の影響を評価する適切な測定方法とは何か。

アプローチ方法:

教室の CO₂ 濃度は生徒の呼吸により上昇するため、生徒がいない状態で測定しても、換気の実態を適切に評価できない。
そのため、この選択肢は適切ではない。

選択肢 3: 換気設備の運転時間の検討や工夫を行い、換気能力の確認や機械の点検を助言する

論点:

CO₂ 濃度の上昇は換気不足による可能性があるため、設備の調整が必要か。

アプローチ方法:

機械換気設備の運転時間や運転モードの見直し、換気能力の確認、フィルター清掃などの点検・整備を推奨することが妥当である。この選択肢は適切。

選択肢 4: 重大な健康被害の可能性を養護教諭に伝える

論点:

1,600 ppm の CO₂ 濃度が重大な健康被害を引き起こす可能性があるか。

アプローチ方法:

1,600 ppm は許容基準を超えているが、急性の健康被害が発生する濃度 (例: 5,000 ppm 以上) ではない。
そのため、「重大な健康被害」とするのは誤解を招く。この選択肢は不適切。

選択肢 5: 一酸化炭素などの他の汚染物質濃度の測定結果も合わせて、空気清浄度を総合的に評価する

論点:

CO₂ 以外の空気環境要因も評価するべきか。

アプローチ方法:

学校環境衛生基準では、CO₂ のほかに一酸化炭素 (CO) や浮遊粉じん、揮発性有機化合物 (VOC) なども評価対象となる。
そのため、この選択肢は適切。

各選択肢の論点および解法へのアプローチ方法

物理 (問109-197)

選択肢 1: 検知管法は、二酸化炭素が酸性溶液に吸収される性質を利用している

論点:

検知管法の原理として酸性溶液の吸収が関与するか。

アプローチ方法:

検知管法は CO₂ の酸性特性を利用するが、直接「酸性溶液に吸収される」ことを主な原理とするものではなく、pH 指示薬の色変化を利用する。この選択肢は不適切。

選択肢 2: 検知管法では、検知剤中の pH 指示薬の色の変化によって CO₂ を検出する

論点:

検知管法における CO₂ 検出の具体的な仕組みとは。

アプローチ方法:

CO₂ は水と反応して炭酸 (H₂CO₃) を生成し、これにより pH が低下し、指示薬の色が変化する。
この選択肢は正しい。

選択肢 3: 二酸化炭素は、赤外吸収スペクトル測定法でも検出できる

論点:

赤外吸収法による CO₂ の検出が可能か。

アプローチ方法:

CO₂ は特定の赤外波長 (4.26 μm) を吸収するため、赤外分光法 (NDIR: 非分散型赤外線法) による検出が可能。
この選択肢は正しい。

選択肢 4: CO₂ が対称伸縮振動をする場合、双極子モーメントは変化する

論点:

分子振動と双極子モーメントの関係。

アプローチ方法:

CO₂ の対称伸縮振動 (O=C=O が両側へ伸縮する振動) では双極子モーメントが変化しないため、赤外吸収は起こらない。この選択肢は不適切。

選択肢 5: CO₂ は、水素炎イオン化検出器を用いたガスクロマトグラフィーでも検出できる

論点:

FID (水素炎イオン化検出器) は CO₂ の検出に適しているか。

アプローチ方法:

FID は有機物のイオン化によって信号を得るが、CO₂ は検出できない。
この選択肢は不適切。
※一酸化炭素（CO）の検査方法において、検知管法と同等以上の検査法として、水素炎イオン化検出法（FID）が用いられる。

正答

実務 (問109-196)

✅ 選択肢 3: 換気設備の調整・点検を助言する
✅ 選択肢 5: 他の汚染物質と合わせて空気清浄度を評価する

物理 (問109-197)

✅ 選択肢 2: pH 指示薬の色変化を利用する検知管法
✅ 選択肢 3: 赤外吸収スペクトル測定法による CO₂ 検出

■引用文献リスト

1. 文部科学省「学校環境衛生基準」2021年改訂版.

   • 二酸化炭素濃度の基準値（1,500 ppm以下）に関する公的な基準を明示。

2. 厚生労働省「職場の換気と二酸化炭素濃度管理に関するガイドライン」2020年版.

   • 換気設備の点検および適切な運用の重要性について言及。

3. 日本産業衛生学会「室内空気質と健康に関する報告書」2019年版.

   • 室内環境の評価方法と換気対策に関する記述あり。

4. JIS K 0804:2021「ガス検知管法—一般規格」

   • 検知管法の標準的な測定原理（pH指示薬を用いた二酸化炭素検出法）についての規定。

5. JIS B 7986:2019「赤外線吸収法による二酸化炭素測定」

   • 赤外吸収スペクトル測定法（NDIR法）による二酸化炭素検出の詳細。

6. NIST Chemistry WebBook「Infrared Spectra of Carbon Dioxide」

   • CO₂の赤外吸収波長（約4.3 µm）と分子振動モードについてのデータ。

7. P.W. Atkins & J. de Paula「Physical Chemistry, 10th Edition」Oxford University Press, 2014.

   • 分子の対称伸縮振動と双極子モーメント変化の関係についての理論的説明。

8. Skoog, Holler, and Crouch「Principles of Instrumental Analysis, 7th Edition」Cengage Learning, 2017.

   • ガスクロマトグラフィー（FID, TCD）および二酸化炭素の分析手法についての解説。

以上で、論点整理を終わります。
理解できたでしょうか？

大丈夫です。
完全攻略を目指せ！

はじめましょう。

薬剤師国家試験の薬学実践問題【複合問題】から二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトルを論点とした問題です。

なお、以下の解説は、著者（Yukiho Takizawa, PhD）がプロンプトを作成して、その対話に応答する形で GPT4o & Copilot 、Gemini 2、または Grok 2 が出力した文章であって、著者がすべての出力を校閲しています。

生成AIの製造元がはっきりと宣言しているように、生成AIは、その自然言語能力および取得している情報の現在の限界やプラットフォーム上のインターフェースのレイト制限などに起因して、間違った文章を作成してしまう場合があります。
疑問点に関しては、必要に応じて、ご自身でご確認をするようにしてください。

Here we go.

第109回薬剤師国家試験｜薬学実践問題 /
問196-197

一般問題（薬学実践問題）

【物理・化学・生物、衛生／実務】

■複合問題｜問 109-196-197

Q. 学校薬剤師が授業中の教室の環境に係る検査を実施するため、中学校を訪れた。この学校には冷暖房設備と機械換気設備が設置されている。学校薬剤師は、検知管を接続した測定機器を用いて、2限目の授業が終了する直前に養護教諭立会いのもと、教室内で二酸化炭素濃度を測定した。
（測定結果）
二酸化炭素濃度：1,600ppm
学校環境衛生基準：二酸化炭素濃度は1,500ppm以下であることが望ましい。

実務

問 109-196｜実務
Q. 測定結果をもとに学校薬剤師が行うこととして、適切なのはどれか。2つ選べ。
■選択肢
1. 測定結果が1,500ppmを超えたので、未使用の検知管を使って測定機器の気密性点検を実施する。
2. 教室を30分以上換気し、生徒がいない状態で二酸化炭素濃度を再測定する。
3. 換気設備の運転時間の検討や工夫を行った後に、換気能力の確認等機械の点検や整備の実施を助言する。
4. 重大な健康被害を生じる可能性が高いことを養護教諭に伝える。
5. 測定結果に加え、一酸化炭素などの他の汚染物質濃度の測定結果も合わせて、空気清浄度を総合的に評価する。

Here:

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya

物理

問 109-197｜物理
Q. 二酸化炭素の検出法とその原理に関連する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
■選択肢
1. 検知管法は、二酸化炭素が酸性溶液に吸収される性質を利用している。
2. 検知管法では、検知管に充てんした検知剤中のpH指示薬の色の変化によって二酸化炭素を検出する。
3. 二酸化炭素は、赤外吸収スペクトル測定法でも検出できる。
4. 二酸化炭素が対称伸縮振動をする場合、双極子モーメントは変化する。
5. 二酸化炭素は、水素炎イオン化検出器を用いたガスクロマトグラフィーでも検出できる。

Here:

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya

■■GPT4o

■問 109-196｜実務

■論点｜

この問題の論点は、学校環境衛生基準に基づく換気対策と空気清浄度評価を特定することです。

■解説1｜

換気設備の運転時間の検討や工夫を行った後に、換気能力の確認等機械の点検や整備の実施を助言する。（選択肢3）[正しい]

• 学校環境衛生基準（文部科学省）では、教室の二酸化炭素（CO₂）濃度は1,500ppm以下が望ましいと規定されている。

• 1,600ppmは基準値を超えているため、換気の改善が必要である。

• 換気能力の確認や設備点検は、室内空気環境を適正に維持するために重要な対応策であり、適切なアプローチといえる。

• 換気不足の要因として、換気設備の運転時間が短い、フィルターが汚れている、風量設定が不適切などが考えられるため、運転状況の見直しや点検を助言することが求められる。

測定結果に加え、一酸化炭素などの他の汚染物質濃度の測定結果も合わせて、空気清浄度を総合的に評価する。（選択肢5）[正しい]

• 空気環境評価は二酸化炭素濃度だけでなく、**他の大気汚染物質（例：一酸化炭素（CO）、揮発性有機化合物（VOC）、浮遊粉じんなど）**の測定も含める必要がある。

• 学校環境衛生基準では、二酸化炭素以外にも**「一酸化炭素が10ppm以下であること」「浮遊粉じん濃度が0.10mg/m³以下であること」**などの基準がある。

• 二酸化炭素濃度が高い場合、教室の換気不足が示唆されるが、CO₂以外の汚染物質の影響を考慮しないと、総合的な判断を誤る可能性がある。

• 特に一酸化炭素（CO）は無色無臭で毒性が強いため、換気が不十分な場合に蓄積する可能性があり、測定が重要となる。

■解説2｜

• 二酸化炭素濃度が1,600ppmであること自体は、直ちに健康被害を引き起こすレベルではない。

  • 一般的な健康への影響の目安：

    • 1,000ppm以下：通常の室内環境

    • 1,000～2,000ppm：眠気や集中力の低下がみられることがある

    • 2,000ppm以上：頭痛、倦怠感を感じる可能性がある

    • 5,000ppm以上：長時間暴露で健康リスクが高まる

• 換気の確認・改善と空気清浄度の総合評価は、公的基準に基づいた適切な対応策であり、学校薬剤師の職務として推奨される行動である。

■結論｜

本問において、「換気設備の運転時間の検討と換気能力の確認を助言する（選択肢3）」と「CO₂以外の汚染物質濃度の測定を含めた空気清浄度の総合評価を行う（選択肢5）」は、学校環境衛生基準に基づく適切な対応であり、正しい選択肢となる。

■補足｜

測定結果が1,500ppmを超えたので、未使用の検知管を使って測定機器の気密性点検を実施する。（選択肢1）[誤り]

• 検知管法の測定誤差の主な要因は「温度・湿度の影響」「読取ミス」「流量の変化」などであり、気密性点検は直接的な解決策にはならない。

• まずは、換気状況の確認と適切な測定手法の確認を行うべきである。

教室を30分以上換気し、生徒がいない状態で二酸化炭素濃度を再測定する。（選択肢2）[誤り]

• 換気後に測定すると、実際の授業中のCO₂濃度が反映されず、環境評価として不適切。

• 授業中のCO₂濃度を正しく評価するには、生徒がいる状態で測定を行う必要がある。

重大な健康被害を生じる可能性が高いことを養護教諭に伝える。（選択肢4）[誤り]

• 1,600ppmのCO₂濃度は、健康被害を直ちに引き起こすレベルではなく、「重大な健康被害が生じる可能性が高い」と伝えるのは過剰な対応。

• むしろ、換気対策を講じることで十分改善可能な範囲であるため、冷静な助言が求められる。

■問 109-197｜物理

■論点｜

この問題の論点は、二酸化炭素の検出方法とその原理を特定することです。

■解説1｜

検知管法では、検知管に充てんした検知剤中のpH指示薬の色の変化によって二酸化炭素を検出する。（選択肢2）[正しい]

• 検知管法は、ガスを化学反応により検出する方法であり、二酸化炭素検出用の検知管では、pH指示薬の色変化を利用してCO₂の濃度を測定する。

• CO₂は水と反応して炭酸（H₂CO₃）を形成し、溶液のpHを低下させる。この変化により、pH指示薬の色が変化し、CO₂濃度を判定することができる。

• 一般的な指示薬としてブロモチモールブルー（BTB溶液）が使用され、CO₂の量が多いほど黄色に変化する。

二酸化炭素は、赤外吸収スペクトル測定法でも検出できる。（選択肢3）[正しい]

• 赤外吸収スペクトル測定法（IR法）は、分子の振動と赤外線吸収の関係を利用して物質を特定する手法である。

• CO₂は特定の波長（約4.3 µm）の赤外線を強く吸収するため、赤外吸収スペクトルを測定することで濃度を検出できる。

• 実際、二酸化炭素測定器（NDIR: Non-Dispersive Infrared Sensor）は、この原理を用いて高精度な測定を行う。

• この方法は、選択性が高く、高感度でリアルタイム測定が可能なため、環境測定や産業用途で広く用いられている。

■解説2｜

二酸化炭素の検出法の比較

検出法｜原理｜特徴｜用途

• 検知管法

  • pH指示薬の色変化

  • 安価・簡便・使い捨て 局所的なCO₂測定

• 赤外吸収スペクトル法（IR）

  • CO₂の特定波長の赤外線吸収 高精度・リアルタイム測定

  • 産業・環境モニタリング

• ガスクロマトグラフィー（GC）

  • 吸着・分離後に検出

  • 高精度だが前処理が必要

  • 研究・特殊分析

• 検知管法は簡便で持ち運びが可能なため、学校環境などの現場測定に適している。

• 赤外吸収スペクトル法（IR法）は、高精度な測定が求められる環境モニタリングや排ガス分析で使用される。

■結論｜

本問では、「検知管法はpH指示薬の色変化を利用する（選択肢2）」と「二酸化炭素は赤外吸収スペクトル測定法で検出できる（選択肢3）」が、二酸化炭素の測定原理として正しいため、正答となる。

■補足｜

検知管法は、二酸化炭素が酸性溶液に吸収される性質を利用している。（選択肢1）[誤り]

• 検知管法は酸性溶液に吸収される性質ではなく、「pH指示薬の色変化」を利用する。

• CO₂が水に溶解して炭酸（H₂CO₃）を生成し、その影響で指示薬の色が変化するため、測定原理の説明として不適切。

二酸化炭素が対称伸縮振動をする場合、双極子モーメントは変化する。（選択肢4）[誤り]

• 対称伸縮振動（symmetric stretching vibration）では、二酸化炭素分子（O=C=O）の両側の酸素原子が同時に内向きまたは外向きに移動するが、分子全体の双極子モーメント（dipole moment）は変化しない。

• IR吸収には双極子モーメントの変化が必要であるため、対称伸縮振動は赤外吸収を示さない。

• 逆に、非対称伸縮振動（asymmetric stretching vibration）や屈曲振動（bending vibration）は双極子モーメントが変化するため、IR吸収が起こる。

二酸化炭素は、水素炎イオン化検出器を用いたガスクロマトグラフィーでも検出できる。（選択肢5）[誤り]

• 水素炎イオン化検出器（FID: Flame Ionization Detector）は、有機化合物（炭化水素）の検出に適しているが、CO₂の検出には適さない。

• CO₂は燃焼してもイオン化しないため、FIDでは検出されない。

• ガスクロマトグラフィーでCO₂を検出する場合は、熱伝導度検出器（TCD）や赤外線検出器（NDIR）を使用するのが一般的である。
  ※一酸化炭素（CO）の検査方法において、検知管法と同等以上の検査法として、水素炎イオン化検出法（FID）が用いられる。

必須問題の解説は、こちらからどうぞ。

薬剤師国家試験対策ノート｜論点解説 必須問題 第106回-第109回 一覧 powered by Gemini 1.5 Pro, Google AI Studio & GPT4, Copilot｜matsunoya (note.com)

薬学理論問題の解説は、こちらからどうぞ。

薬剤師国家試験対策ノート｜論点解説 薬学理論問題 第106回-第109回 一覧 powered by Gemini 1.5 Pro, GPT4o, Copilot, and Grok 2｜matsunoya

お疲れ様でした。
🍰☕🍊

では、問題を解いてみましょう！
すっきり、はっきりわかったら、合格です。

第109回薬剤師国家試験｜薬学実践問題 /
問196-197

一般問題（薬学実践問題）

【物理・化学・生物、衛生／実務】

■複合問題｜問 109-196-197

Q. 学校薬剤師が授業中の教室の環境に係る検査を実施するため、中学校を訪れた。この学校には冷暖房設備と機械換気設備が設置されている。学校薬剤師は、検知管を接続した測定機器を用いて、2限目の授業が終了する直前に養護教諭立会いのもと、教室内で二酸化炭素濃度を測定した。
（測定結果）
二酸化炭素濃度：1,600ppm
学校環境衛生基準：二酸化炭素濃度は1,500ppm以下であることが望ましい。

実務

問 109-196｜実務
Q. 測定結果をもとに学校薬剤師が行うこととして、適切なのはどれか。2つ選べ。
■選択肢
1. 測定結果が1,500ppmを超えたので、未使用の検知管を使って測定機器の気密性点検を実施する。
2. 教室を30分以上換気し、生徒がいない状態で二酸化炭素濃度を再測定する。
3. 換気設備の運転時間の検討や工夫を行った後に、換気能力の確認等機械の点検や整備の実施を助言する。
4. 重大な健康被害を生じる可能性が高いことを養護教諭に伝える。
5. 測定結果に加え、一酸化炭素などの他の汚染物質濃度の測定結果も合わせて、空気清浄度を総合的に評価する。

Here:

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya

物理

問 109-197｜物理
Q. 二酸化炭素の検出法とその原理に関連する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
■選択肢
1. 検知管法は、二酸化炭素が酸性溶液に吸収される性質を利用している。
2. 検知管法では、検知管に充てんした検知剤中のpH指示薬の色の変化によって二酸化炭素を検出する。
3. 二酸化炭素は、赤外吸収スペクトル測定法でも検出できる。
4. 二酸化炭素が対称伸縮振動をする場合、双極子モーメントは変化する。
5. 二酸化炭素は、水素炎イオン化検出器を用いたガスクロマトグラフィーでも検出できる。

Here:

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya

楽しく！驚くほど効率的に。

https://note.com/matsunoya_note

お疲れ様でした。

🍰☕🍊

またのご利用をお待ちしております。
ご意見ご感想などお寄せくださると励みになりうれしいです。
note からのサポート、感謝します。

今日はこの辺で、
それではまた
お会いしましょう。

Your best friend
Mats & BLNt

このコンテンツ

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya

Here;  https://note.com/matsunoya_note/n/n85e9a7dd17fe

よろしければこちらもどうぞ

薬学理論問題の論点解説一覧です。

必須問題の論点解説一覧です。

よろしければ、こちらもどうぞ。
薬学実践問題の論点解説一覧（第106回、第107回、第108回）です。

薬剤師国家試験対策ノート📒
薬学実践問題　第106回薬剤師国家試験　全50問

薬剤師国家試験対策ノート📒
薬学実践問題　第107回薬剤師国家試験　全50問

薬剤師国家試験対策ノート📒
薬学実践問題　第108回薬剤師国家試験　全50問

このコンテンツの制作者｜

滝沢幸穂（Yukiho.Takizawa）phD
■Facebook プロフィール
https://www.facebook.com/Yukiho.Takizawa
■X (Former Twitter) プロフィール　🔒
https://twitter.com/YukihoTakizawa

CONTACT｜

mail: 　info_01.matsunoya@vesta.ocn.ne.jp (Matsunoya Client Support)
tel: 　029-872-9676

日々の更新情報など、Twitter @Mats_blnt_pharm 🔒から発信しています！
🔒🐤💕 https://twitter.com/Mats_blnt_pharm

https://note.com/matsunoya_note

note.com 右上の🔍で

（ matsunoya_note 🔍 ）

松廼屋 Mats.theBASE
https://matsunoya.thebase.in/

サポート感謝します👍

最後までお読みいただきましてありがとうございました。

Here; https://note.com/matsunoya_note/n/n85e9a7dd17fe

松廼屋｜論点解説　薬剤師国家試験対策ノート問 109-196-197【物理・化学・生物、衛生／実務】論点：二酸化炭素 / 学校環境衛生基準 / 換気 / 検知管法 / pH指示薬 / 赤外吸収スペクトル｜matsunoya