日立鉱山の大煙突
煙害の加害者である日立鉱山側は、煙害の原因は製錬に伴って排出される亜硫酸ガスであることを認め、1909年(明治42年)1月には日立鉱山庶務課内に煙害調査と被害補償について担当する地所係を置いた。このように鉱山側が煙害問題発生後、早期に被害補償に乗り出した理由としては、当時足尾銅山などの鉱害問題が大きな社会問題化していたことと、前述のように日立鉱山の前身である赤沢銅山時代に、鉱害の被害に対して補償を行う慣行があったこと、そして江戸時代からの経緯があって、地域住民たちの鉱害に対する意識が高かったことが挙げられる。
しかし被害地域の拡大と深刻化が進む中で、1910年(明治43年)以降、煙害に対する抗議の声が高まっていった。1911年(明治44年)1月には煙害被害地域の2町8村の町村長、郡会議員、地主などは煙害対策協議会を結成し、同年2月には開会中の第27回帝国議会に、煙害被害民代表119名が日立鉱山の煙害補償額に対する不満とともに、早急な煙害対策を求める請願を提出した。この頃になると激化する煙害は日立鉱山そのものの操業にも悪影響を及ぼすようになっていた。鉱山周辺の山林は煙害の影響で木が枯れ果て、茅が生えるだけか裸地と化していた。そのため土砂崩落や茅地の火事が頻発し、鉱山施設の操業に大きな支障をきたすようになっていたのである。このような状況下で日立鉱山は煙害対策に本腰を入れざるを得なくなった。
大煙突の基礎部分は、直径85フィート(約25.91メートル)の円形であり、大煙突本体直下は13フィート(約3.96メートル)の深さである。基礎の深さは大煙突本体直下から内側、外側とも徐々に薄くなり、内側、外側とも最も薄い部分で4フィート(約1.22メートル)となる。基礎部分も鉄筋を組んだ上でコンクリートを打ち込む鉄筋コンクリート造であり、大煙突本体ではアメリカ製の異形鉄筋を用いたが、基礎部分については丸鋼が用いられている。また基礎部分のコンクリートは、セメント、砂、砂利などの骨材の混合比が1:3:5のものが用いられた。
なお、1974年4月に名古屋大学工学部土木工学科によって行われた大煙突の振動測定結果から、大煙突の基礎部分は極めて良好な状態にあると診断されている。
日立鉱山の技術陣は既存の八角煙突と第3煙突で排煙の拡散状況について調査を行った。まず排煙を希釈させてから排出する方式の第3煙突における排煙の拡散状況についての観察から、希釈された排煙は第3煙突から排出されても思うように拡散しないばかりか、空中に拡散するよりも、むしろほぼ排出されたままの濃度で地上まで降りて来る傾向があり、地上に降りてしまった排煙が風によって各地に運ばれ、煙害を引き起こすとした。
一方、排煙を薄めて排出する機能が無い八角煙突では、煙突から排出された濃度の濃いままの排煙がどのように拡散するのかを実測した。すると第3煙突の薄められた排煙よりも希釈の効率が良いことが判明した。これらの結果から、人為的にある程度排煙を薄めた上で排出するよりも、自然に排煙が希釈されていくことを利用した方が効率的であると判断した。そこで煙突から排出された後の排煙の希釈率と地上で煙害が発生する場合とを勘案して、拡散がよりスムーズに進む状態で排煙させることが煙害軽減の鍵となるとした。
具体的には製錬所裏山の高所に高い煙突を建設すれば、排煙が地上に達するまでの間に広い空間が確保できるため、人為的に排煙を薄めた上で排出するよりもより薄められた状態で地上に達すると考えられ、また排煙が地上にまで降下する確率も低くなると判断した。つまり高い場所から排煙を出した方がより排煙の濃度が低下し、また再び地上に降下する確率も下がると主張したのである。