ガス吸着と破過とは（破過点・破過曲線・吸着等温線）
「破過点」と「飽和点」って同じじゃないの？と迷いませんか。実は別物で、吸着剤を交換する目安になるのは破過点のほうです。違いをはっきりさせます。
この記事の要点
ガス吸着は、活性炭などの吸着剤の表面に、排ガス中の成分をくっつけて除去する方法です。使い続けると、やがて吸着剤が役目を終えます。
- 破過＝吸着しきれなくなり、出口に被吸着物質が出てき始めること
- 破過点＝出口に被吸着物質が現れ始める（許容濃度に達する）点。交換・再生の目安
- 飽和点＝出口の濃度が入口の濃度に達した点（もう吸着できない）。破過点とは別
排ガス中の有害成分は、活性炭などの吸着剤の表面に集める（吸着する）ことでも除去できます。吸着剤を筒に詰めて、そこにガスを通す形が基本です。
吸着剤には限りがあるので、使い続けるとやがて吸着しきれなくなります。その「もうすぐ限界」を知らせるのが破過という考え方です。
破過とは（出口に出てき始める）
吸着剤を詰めた層にガスを通すと、はじめは入口側でどんどん吸着され、出口にはほとんど出てきません。
ところが、入口側から吸着剤が埋まっていくと、吸着できる部分が出口側へ移っていき、やがて出口に被吸着物質が出てき始めます。これが破過です。
この、出口の被吸着物質の濃度が時間とともにどう増えるかを描いたものが破過曲線で、ゆるやかなS字を描きます。
破過曲線。破過点は出口に被吸着物質が現れ始める点、飽和点は出口濃度が入口濃度に達した点。両者は別。
破過点と飽和点は別物
ここが最大のポイントです。破過点と飽和点を混同しないようにします。
- 破過点……出口に被吸着物質が現れ始める（許容できる濃度に達する）点。実務では、ここで吸着剤を交換・再生する目安にする
- 飽和点……吸着剤がもう吸着できず、出口濃度が入口濃度に達した点。完全に役目を終えた状態
運転上で大事なのは破過点です。出口に有害物質が漏れ始める前に手を打つため、破過点を交換・再生のサインにします。
関連する吸着の用語
吸着では、ほかにも次の用語が一緒に問われます。
- 吸着等温線……一定温度のもとで、ガスの濃度と、それと釣り合う吸着量との関係を表した線
- ラングミュアの式……吸着層が単分子層（1層）からなると仮定して導かれた式
- 脱着……吸着された物質が吸着剤から離れて、再び気相に出てくること（再生に利用）
混同しやすい用語
破過点 と 飽和点
どちらも「吸着の限界」に関わりますが、タイミングが違います。
破過点は出口に出始める点（早い）。飽和点は出口濃度が入口濃度に達する点（遅い・完全に限界）。
交換・再生の目安にするのは早いほうの破過点です。「破過＝出始め、飽和＝入口濃度に追いつく」と覚えると取り違えません。
大気有害物質特論での問われ方
ガス吸着は、大気有害物質特論で、用語の定義の組合せとして問われます。
令和7年度の大気有害物質特論（問4）では、破過点を「充塡層出口の被吸着物質濃度が充塡層入口濃度に達した点」とするのは誤りでした。それは飽和点の説明です。破過点は、出口に被吸着物質が現れ始める点が正しい判断です。
理解度チェック
破過点とは、どのような点か。飽和点との違いは。
答え：破過点＝吸着層の出口に被吸着物質が現れ始める（許容濃度に達する）点。飽和点＝出口濃度が入口濃度に達した点
破過点のほうが早く、交換・再生の目安に使います。飽和点は完全に吸着できなくなった状態です。
吸着等温線とは、何と何の関係を表したものか。
答え：一定温度における、ガスの濃度と、それと釣り合う吸着量との関係
「一定温度で」という条件がつくので等温線と呼ばれます。
まとめ
ガス吸着は、吸着剤の表面に成分を集めて除く方法で、使い続けると破過します。
破過点は出口に被吸着物質が現れ始める点で、交換・再生の目安。飽和点は出口濃度が入口濃度に達した点で、両者は別物です。
破過点と飽和点の取り違えが定番の引っかけなので、「破過＝出始め、飽和＝入口濃度に追いつく」とセットで押さえておきます。
参考
- 大気汚染防止技術（ガス吸着：吸着等温線・ラングミュアの式・破過曲線・破過点・飽和点）
- 一般社団法人 産業環境管理協会 公害防止管理者等国家試験 大気有害物質特論 出題範囲・公式正答（令和7年度 問4 ほか）
※ この記事の確認日：2026年6月
まちがえやすいポイント
破過点と飽和点の定義を入れ替えた記述が狙われます。
破過点を「充塡層出口の被吸着物質濃度が充塡層入口濃度に達した点」とするのは誤りで、それは飽和点の説明。破過点は出口に被吸着物質が現れ始める点です。