閉鎖系における空気イオンとホルムアルデヒドの相関性に関する研究
住環境における空気イオンに関する基礎研究その１
正会員
同
同

空気イオン
プラスイオン

空気質
ホルムアルデヒド○中里美保*
劔持晶子**
石川恒夫***
菅原明子****

マイナスイオン
室内空気汚染１．はじめに近年、マイナスイオンの空気清浄作用に関心が寄せらい空気イオン環境であると言える。また、空気イオンのれている。室内空気汚染の主要因と指摘されているホルに少ない、または全くない状態は好ましくない。

欠乏は生体に悪い影響を及ぼすため、空気イオンが非常ムアルデヒドをはじめとする有害化学物質を、マイナス松林、噴水、住宅や交通量の多い道路といった、身近イオンによって、除去・低減することができれば、良好な環境における空気イオン環境を把握するために、ゲルな室内環境の創出に極めて有効であろう。しかし、マイディエンコンデンサ方式の空気イオン測定器を用いて予ナスイオンが空気中の固体状の浮遊微粒子を除去するこ備測定を行った。ここでは詳細は省くが、既往研究にあ1）とは、ある程度明らかになりつつあるが 、ガス状の有害るように 4）、なるほど空気イオン環境は場所により大きく化学物質にも有効に作用するのかということに関して、異なっていた。室内においては、建築の構造、湿度、換学術的な研究は端緒についたばかりである。そこで本研

気の有無、在室人数などに、屋外においては空気清浄度

究はまず、閉鎖系における空気イオンとホルムアルデヒなどの条件に、それぞれ大きく影響を受けている。加えドの相関を測定により明らかにし、空気イオンが住環境て空気イオン濃度は刻々と変化し、微弱な気流ひとつにの改善に寄与する可能性について考察する。

影響される、繊細な要素であることも一目瞭然であった。

２．空気イオン概説｢空気イオン｣とは、空気中の原子または分子がプラスまたはマイナスに帯電した状態をいう。空気イオンは大３．閉鎖系装置における空気イオンとホルムアルデヒド濃度の測定
マイナスイオンによる空気中のホルムアルデヒドの低気電場と密接に関連しており、大気中の電気現象の源と減効果、及びマイナスイオン濃度とホルムアルデヒド気もいうことができる。空気イオンは粒子の大きさ及び移中濃度の相関関係を明らかにするために、以下の実験を動度に従って、小イオン、中イオン、大イオンに分類さ行った。但し電気放電式により生成されたマイナスイオれるが、大、中イオンは、小イオンが空気中の中性微粒

ンは、水破砕式により発生するマイナスイオンと異なり、子(エアロゾル粒子)に付着し帯電したものであり、その特水のクラスターを持たないものも多く、ガス状物質除去性や組成は大きく異なる。小イオンは、大、中イオンにに不利と考えられる 1）。しかしその方式は今日、電化製品比べ、その移動度が大きく、大気中の微粒子や生体に付に多く採用されており、住環境に持ち込まれる機会も多着しやすいため、圧倒的に人体や環境への影響が大きい。

い。そのため本実験では、電気放電式のマイナスイオン

2）

それゆえ本研究は、主に小イオンを研究対象とする 。

発生器を用いた。特にホルムアルデヒドはオゾンなどの空気イオンは、空気の清浄度と密接に関わることが明

強い酸化作用により分解されるため、電気放電式の中でらかになっている。空気イオン濃度及び空気イオン比は、も、これら副生成物の発生がなるべくない振動フリーエ

場所により大きく異なり、空気の汚染に従って、空気イレクトロン放射式マイナスイオン発生方式を選択した。

オン濃度は減少し、空気イオン比(n+/n‑)は増加すること
3)

実験は、デシケータ内に汚染源として Fc2 の合板、マが、多くの研究者によって報告されている 。そのため、イナスイオン発生器及びホルムアルデヒド簡易測定器を望ましい空気イオン環境のためには、空気イオン濃度と図１のように入れ、表１の測定条件でホルムアルデヒド空気イオン比の両方を考慮する必要がある。n+/n‑＞１の濃度を測定した。測定Ⅰ、Ⅱでは、マイナスイオンによ時にはプラスイオンの作用が現れ、n+/n‑＜１の時にはマるホルムアルデヒド低減効果を、測定Ⅲ、Ⅳでは、前者イナスイオンの作用が現れることから、プラスイオンよの実験を補足するために、測定Ⅰ、Ⅱの実験で生じるデりもマイナスイオンが多い状態が、生体にとって望ましシケータの開閉が、測定に影響するかを調べた。

A Study on the Correlation Nature of Air Ions and Formaldehyde
in Closed SystemExperimental Study on Air Ions in Environment Part 1Miho NAKAZATO, Akiko KENMOCHI, Tsuneo ISHIKAWA ,Akiko SUGAHARA

（235 分後）には 0.71ppm（100 換算で 82.5）まで上がっガラス製デシケータ(約17400cm3)た。その後、60 分おきに、マイナスイオン発生器の電源を切り替えたが、電源を入れマイナスイオンを発生させホルムアルデヒド簡易測定器

昇するというな明らかな相関関係が確認された。

マイナスイオン発生器

３．２デシケータの開閉による測定への影響
図３に測定Ⅲ、Ⅳの測定結果を示す。両者ともデシケ

Fc2合板(100×100×12)
測定使用器具
ガラス製デシケータ
汚染源
ホルムアルデヒド簡易測定器
マイナスイオン発生器

内径260mm、深さ280mm、中板下内径200mm、中板下深さ80mm
Fc2合板(ホルムアルデヒド放散量基準/平均5.0mg/L) 100×100×12mm １枚
ホルムアルデメータ400(JMS社取扱、燃料電池方式)
inti ITC‑301A(アンデス電気社製、振動フリーエレクトロン放射式)

図１

測定装置概略図

測定No. マイナスイオン発生器の電源
測定Ⅰ ON,OFF有ON:開始後60分
OFF:開始後175分
測定Ⅱ OFF

測定Ⅲ
測定Ⅳ

ると、ホルムアルデヒド濃度は低下し、電源を切ると上ONOFF

表１ータの蓋を閉めきった状態とし、測定Ⅲでは、マイナスイオン発生器の電源は測定開始時から ON、測定ⅣではOFF とした。両測定ともデシケータ内のホルムアルデヒ
ド濃度は、測定開始より急激に上昇し始めるが、測定Ⅲ

デシケータの蓋開閉有1回目開閉:約4秒(開始後60分)
2回目開閉約4秒(開始後175分)
開閉有
1回目開閉約4秒(開始後60分)
2回目開閉約4秒(開始後175分)
開閉無開閉無では、測定開始後 40 分頃から低下し始めた。これは、測定開始後 40 分頃までは、ホルムアルデヒドおよびにマイナスイオンがデシケータ内に充満し、その後、ホルムアルデヒドの揮発量よりも、マイナスイオンにより減少するホルムアルデヒド量のほうが多くなり、濃度の低下につながったと考えられる。一方測定Ⅳは、測定開始時よ測定条件り上昇を続け、測定開始後 240 分頃からは、ホルムアル３．１マイナスイオンによるホルムアルデヒド低減効果
図２に測定Ⅰ、Ⅱの測定結果を示す。測定Ⅰ、Ⅱともデヒドが飽和状態になり、濃度低下は認められなかった。

マイナスイオン発生器の電源を切った状態で測定を開始

４．まとめ
ホルムアルデヒド簡易測定器を使用する場合、測定数

すると、デシケータ内のホルムアルデヒド濃度は、時間とともに上昇した。測定開始後 60 分に、デシケータの蓋値の信頼性の問題があるが、本研究(1)は、継時変化を見を必要最小限開き、測定Ⅰでは、マイナスイオン発生器ることを主目的としており、デシケータを用いた閉鎖系の電源を入れ、マイナスイオンを発生させ、測定Ⅱではの実験・測定をとおして、マイナスイオンによるホルム蓋の開閉のみとした。すると、測定Ⅰでは、ホルムアルアルデヒド低減効果が明らかに確認されたことを報告しデヒド濃度は急激に低下し、測定開始後 175 分には測定た。さらに、開放系での実験をとおして、イオン環境の開始時よりも低い約 0.60ppm まで低下したが、測定Ⅱで視点から室内環境をとらえることを試みたい。

図３

デシケータの開閉による測定への影響*前橋工科大学工学部建築学科研究生* Research student, Dept. of Architecture, Maebashi Institute of Technology**（株）林藤ハウジング・工修**Rindou Housing Co.,Ltd, M.Eng.

***前橋工科大学工学部建築学科助教授・工博*** Assoc. Prof., Dept. of Architecture, Maebashi Institute of Technology, Dr.Eng.

****（株）菅原研究所･保健学博士**** Sugahara Institute, PhD.

360

345330315300285270

経過時間[分]経 過時 間[分 ]図２ マイナスイオンによるホルムアルデヒド低減効果

2550240

360

345

330

315

300

285

270

255

240

225

210

19518016515013512090105756045300150

測定Ⅲ50225

20100210

蓋開off4015019560測 定Ⅰ

蓋開on

蓋開
off

180蓋開on
80165

100

測定Ⅳ

200150測 定Ⅱ135120250

120蓋開

90蓋開0

ホルムアルデヒド濃度測定開始40分後の値を100とした値

ホルムアルデヒド濃度測定開始60分後の値を100とした値

140

なお本研究は石川研究室と（株）菅原研究所との共同研究によっている。また東芝キャリア株式会社の方々にご協力を頂いた。ここに記して感謝の意を表します。

105

時間経過にしたがって再び上昇し、電源を切って 60 分後

75

ド濃度は、蓋を開けたことにより一時的に低下したが、60スイオン発生器の電源を切った。結果、ホルムアルデヒ

山堂書店/1938/p.106-108 また現代の空気はプラス：マイナスイオン=1:1.2 という比率であるという記述も散見される。例えば菅原明子:マイナスイオンの秘密/PHP 研究所/19984)例えば註 3）における木村らは、映画館や学校での測定から、人が密集すると、特にマイナスイオンの減少が早く、イオンバランスが悪化することを明らかにしている。同書 p6145

175 分に、デシケータの蓋を再度必要最小限開き、マイナ

30

マイナスイオンの効果を再度確認するため、測定開始後

註及び参考文献
1)例えば中邨隆・乾博：真気と真気システムについて/臭気の研究 31 巻 6 号/2000.11/p8-142)例えば琉子友男・佐々木久夫編著 日本住宅環境医学会監修:空気マイナスイオン応用事典/
人間と歴史社/2002 を参照 3)木村正一・谷口正弘：医学領域 空気イオンの理論と実際/南

15はホルムアルデヒド濃度は上昇し続けた。測定Ⅰでは、