1. 硫黄じゃ ないなら、においの もとは?
1. 硫黄は無臭なのに、なぜ「硫黄のにおい」と呼ぶのか
1. 「硫黄臭」という通称と、においの本当の主役
硫黄は、きれいな 黄色い 結晶です。火山や 温泉の まわりで 見つかりますが、においは しません。
においを 出して いるのは、硫化水素という 気体です。硫黄が ふくまれて いて、水に とけやすく、ゆで卵の ような においが します。たくさん すうと からだに よくないので、おとなは 気を つけて います。
だから 「硫黄の におい」は、ほんとうは 「硫黄の なかまの 気体の におい」です。ただし、ふだんの 言いかたは 「硫黄の におい」で 通じる ので、まちがいと 言う ことでも ありません。
ところで、「硫黄の 温泉」は、みんな この においが するのでしょうか。
2. 硫黄の 温泉なのに、においが しない?
2. 硫黄をたくさんふくむ温泉は、どれもにおうのか
2. 硫黄の多い温泉は、硫化水素型でないものが多い
温泉が 「硫黄の 温泉」かどうかは、においでは きまりません。おゆに とけて いる 硫黄の なかまを 全部 たした 数で はかります。
この なかまには、硫化水素の ほかにも、においの はっきりしない ものが 入って います。だから、硫黄が たくさん あっても、硫化水素の 形では ない おゆも あります。
かんきょうしょうの しらべ(2018年)では、硫黄が 多い 温泉が 全国に 1187か所 ありました。そのうち 硫化水素の タイプは 417か所、ちがう タイプは 770か所です。ちがう タイプの ほうが、およそ 3分の 2も ありました。
ただし、「ちがう タイプ」が においゼロとは 言えません。この 資料からは、そこまでは わかりません。
それでは、においを かぎ分ける 人の 鼻は、どのくらい するどいのでしょう。
温泉法では、1キログラムの湯に総硫黄が1ミリグラム以上あれば、物質の基準のひとつを満たします。療養泉の基準は2ミリグラム以上です[3]。この「総硫黄」は、硫化水素イオン、チオ硫酸イオン、遊離の硫化水素に対応する硫黄を合計したものです[4]。つまり判定の物差しは成分の量で、においの有無ではありません。
環境省の検討会資料の集計では、総硫黄が2ミリグラム以上の温泉は、2018年2月の時点で全国に1187件ありました。うち硫化水素型が417件、硫化水素型でないものが770件です[9]。割合にすると、前者が約35%、後者が約65%で、硫黄の多い湯でも硫化水素型でない湯のほうが多いことになります。
ただし、「硫化水素型でない」がそのまま「においゼロ」を意味するかどうかは、この資料からは言えません。2018年の集計なので、現在の数とは違う可能性もあります。
では、においがするかしないかは、人の鼻のどんな力で決まるのでしょうか。
温泉法の「温泉」は、物質の基準の一つとして総硫黄1mg/kg以上を挙げ、療養泉の基準は2mg/kg以上とされる[3]。総硫黄は、硫化水素イオン(HS⁻)、チオ硫酸イオン(S₂O₃²⁻)、遊離の硫化水素(H₂S)に対応する硫黄の合計で表す[4]。ここが落とし穴で、においの主役である遊離の硫化水素は、合計の一部にすぎない。硫黄泉の判定はにおいの強さではなく、成分の量で決まる。
環境省の検討会資料の集計(2018年2月時点)では、総硫黄2mg/kg以上の温泉1187件のうち、硫化水素型が417件(約35%)、そうでないものが770件(約65%)だった[9]。硫黄の多い湯の過半数が、硫化水素型ではないことになる。2018年の集計なので、現在の件数とは異なりうる。
注意したいのは、「硫化水素型でない」がそのまま無臭を意味するとは、この資料から言えない点である。においのしかたは、鼻の側の事情にも左右される。次の章で、人の嗅覚の側から見る。
3. 鼻は、とても するどい。でも…
3. 人の鼻は敏感だが、においで安全は測れない
3. 嗅覚の閾値と、「においがしない」ことの意味
人の 鼻は、硫化水素の においに とても びんかんです。ほんの 少しでも、「あ、たまごの においだ」と わかる ことが あります。しらべた 本に よって、わかる こさの 数字には はばが あります。
ところが、においが つよく なるほど、鼻は かえって わかりにくく なる ことが あります。硫化水素には、においを 感じる はたらきを にぶく させる 力が あるからです。だから 「においが しない」ことは、あんぜんの しるしに なりません。
この ため、硫化水素が 出る 温泉の ふろ場には、空気を 入れかえる きまりが あります。おゆから 出る 気体は、ふろ場で 少なくなるように 気を つけられて います。
では、温泉の おゆ自体は、空気に ふれると どう かわるのでしょう。
硫化水素のにおいを「それとわかる」濃度は、宮城県の資料で用いられた認知閾値では、0.006ppmとされています[8]。資料によって値には幅があり、もっと高い濃度を「だれでも感じる」目安とするものもあります。ppmは100万分の1のことで、0.006ppmは、空気の分子100万個あたり、硫化水素の分子が約6個にあたる薄さです。それでも鼻は気づくことがあります。
ところが、硫化水素には嗅覚を麻痺させる作用があり、濃度が高くなるとかえってにおいが分かりにくくなります[7]。「においがしないから安全」とは言えないのです。
だから、硫化水素を含む温泉の浴室には、環境省の資料に記された設備基準があります。湯面から上10センチで20ppm、床面から上70センチで10ppmを超えないことなどを目安に、換気を求める内容です[2]。においに頼らず、数字で守る仕組みだといえます。
鼻の話から、お湯そのものに戻りましょう。空気にふれた湯は、色まで変わることがあります。
硫化水素の臭気を「それと分かる」最低濃度(認知閾値)を0.006ppmとする自治体の資料がある[8]。これは宮城県の資料で用いられた認知閾値で、資料により値には幅があり、一つに決めて断定はしない。1ppmは100万分の1なので、0.006ppmは空気中の分子100万個あたり、硫化水素の分子が約6個に相当する薄さで、人の鼻がいかに敏感かが分かる。
ところが、この敏感さには限界がある。硫化水素は嗅覚を麻痺させる作用があり、濃度が上がるほど、においはむしろ分かりにくくなる[7]。そのため、「においがしない」ことと「濃度が低い」ことは同じ意味にならず、においの有無は安全の物差しにならない。
環境省の資料には、硫化水素を含む温泉の浴室について、湯面から上10cmで20ppm、または床面から上70cmで10ppmを超えないことなどを目安とする設備基準が記され、換気などが求められている[2]。においという感覚に頼らない、数値による管理である。
では、鼻ではなく湯の側に目を向けよう。硫化水素を含む湯は、空気にふれて何に変わるのか。
4. おゆが 空気に ふれると、白く にごる?
4. 空気にふれた湯が、白くにごるのはなぜか
4. 硫化水素の酸化と白濁:単体硫黄か、多硫化物由来か
温泉の なかには、わき出た ときは すきとおって いるのに、時間が たつと 白く にごる おゆが あります。
これは、硫化水素を ふくむ おゆが、空気と ふれて かわるからだと 考えられて います。硫黄の 小さな つぶが できたり、硫酸という ものに かわったり すると 考える 人も います。
ただし、白く にごる 理由は、まだ 一つに きまって いません。硫化水素が かわった もの だけでは なく、べつの 硫黄の なかまが もとだと 考える 研究も あります。
ゆの花と よばれる つぶが できる ことも あります。白く にごる わけには、いろいろな 見かたが あるのです。
湧き出したときは透明でも、しばらくすると白く濁る温泉があります。硫化水素を含む湯が空気にふれて酸化されると、単体の硫黄(湯の花)ができたり、硫酸イオンに変わったりすると考えられています[5]。この一般的な説明のとおり、白濁は硫黄の細かい粒によるものと語られることも多いようです。
ところが、岡山大学の研究資料は、白濁を硫化水素由来の硫黄だけで考えるより、多硫化物由来の硫黄と考えたほうがよい、と論じています[6]。白濁の成因は、単純に「硫化水素が硫黄に変わった」とは言い切れないのです。
酸化の途中では、チオ硫酸など酸化数の違う中間的な硫黄の化合物ができ、湯の色やにおいの多様さに関わるかもしれない、という指摘もあります[5]。ただし、この指摘は個人運営の解説ページにあるもので、「そういう見方がある」という強さで受け止めるのがよいでしょう。
白くにごる理由には、複数の見方があります。同じ「硫黄の湯」でも、にごり方にちがいがあるのは、そのせいかもしれません。
硫化水素を含む湯が空気にふれて酸化されると、単体硫黄(湯の花)が析出する、あるいは硫酸イオンまで酸化されると考えられている。酸化の途中ではチオ硫酸など、酸化数の異なる中間的な硫黄化合物が生じ、色やにおいの多様さに関わる可能性があるとの指摘がある[5]。これは個人運営の解説ページが研究を引用した記述であり、「考えられている」の強さで読むべきものである。
白濁の原因は、一般向けの解説では「硫化水素が酸化されて出る硫黄の細かい粒」と説明されることが多い。ところが、岡山大学の研究資料は、白濁を硫化水素由来の硫黄とするより、多硫化物由来の硫黄と考えたほうがよい、という立場を論じている[6]。本文は画像で読めず、検索結果の抜粋に依拠するため、論の詳細までは踏みこまない。それでも、白濁の成因が単純な一本道ではないことは、この対立から読み取れる。
こうして見ると、白濁の成因には複数の見方があり、「硫化水素が硫黄の粒に変わった」という一本道の説明だけでは収まらない。
5. 温泉で ためせる こと
5. 脱衣所の掲示で、湯の硫黄を探す
5. 掲示と原典から確かめる:総硫黄の記載と環境省の集計
今日 できる こと
おうちの 人と、温泉の パンフレットや ホームページに ある 「せいぶんひょう」を 見て みましょう。「硫黄」と 書いて ある ところを、ノートに うつして みます。
出かけて できる こと
温泉の ひょうじに、「硫黄」や 「硫化水素」と いう 字が ないか、入る 前に さがして みます。においだけでは、あんぜんかどうかは わかりません。おふろでは、お店の人の 注意に したがい、へんだなと 思ったら、おとなや お店の人に すぐ つたえましょう。
くわしく 知りたい とき
環境省の ホームページに、温泉の きまりが 出て います。おとなの 人と いっしょに 見て みて ください。
今日できること
行ってみたい温泉施設のホームページやパンフレットで、成分表示を開いてみましょう。「硫黄」「硫化水素」「総硫黄」といった言葉や数字がのっているか、探してみます。
出かけてできること
温泉施設の掲示に、「硫黄」「硫化水素」といった言葉や成分の数字がないか、入る前に探してみましょう。においだけでは、安全かどうかも成分の量も分かりません。浴場では施設の案内に従い、においが強いなど異変を感じたときは、がまんせず、すぐに外へ出て大人や施設の人に伝えてください。
原典を読む
環境省の「温泉の定義」のページで、総硫黄の基準が分かります。検討会資料の集計は、硫化水素型とそうでない湯の数を比べる手がかりになります。
今日できること
気になる温泉施設の成分表示(ホームページや館内掲示)から、総硫黄・硫化水素の記載を探して書き出してみる。記載の有無や数字の大小は、においの強さとは別の情報であると意識しておく。
出かけてできること
施設の掲示で、総硫黄や硫化水素の記載があるかを確かめる。においだけでは、安全も成分量も判断できない。浴場では施設の案内に従い、においが強いなど異変を感じたときは、無理をせず、すぐに浴場の外へ出て施設の人に伝える。
資料を読む
環境省「温泉の定義」の表1・表2で、総硫黄の1mg/kgと2mg/kgの違いを確かめられる。検討会資料の硫化水素型・非硫化水素型の集計は、本文を読んで件数や集計条件を確かめたい。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
用語の説明は辞典や公的機関の資料で、数値は環境省の資料や自治体・労働局の解説で確かめています。
- コトバンク「硫黄」(デジタル大辞泉・精選版日本国語大辞典) https://kotobank.jp/word/%E7%A1%AB%E9%BB%84-29937 (単体の硫黄の性質)
- 環境省 硫化水素型温泉の検討会資料 https://www.env.go.jp/nature/onsen/council/ryuuka/ryuuka3/siryo2-1.pdf (浴室の設備基準)
- 環境省「温泉の定義」 https://www.env.go.jp/nature/onsen/point/ (総硫黄の基準)
- 鳥取県「温泉」のページ https://www.pref.tottori.lg.jp/96924.htm (総硫黄の定義)
- 「温泉の科学」(個人運営の解説ページ) https://www.asahi-net.or.jp/~vd5h-cb/bbs/special/sience_of_hotspring/sience_of_hotspring_5-7-1.htm (硫化水素の酸化の解説)
- 岡山大学学術成果リポジトリ(温泉の白濁に関する論文) https://ousar.lib.okayama-u.ac.jp/files/public/1/19593/20160528001625530418/007_015_019.pdf (白濁の成因の議論)
- 福島労働局の硫化水素対策の周知(労働新聞社の記事) https://www.rodo.co.jp/news/193819/ (嗅覚の麻痺)
- 宮城県の硫化水素に関する資料 https://www.pref.miyagi.jp/documents/2447/308759.pdf (においを感じる濃度)
- 環境省 検討会資料(2018年2月現在の集計) https://www.env.go.jp/council/12nature/900432616.pdf (硫化水素型の件数の集計)
なおした ところ
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