[資料]兵庫県における光化学オキシダントの新指標による解析
智子 １

久保１

飯野博夫 ２良平 １

中坪瀧本充輝 １

平木隆年 １

兵庫県環境研究センター大気環境科（〒654-0037 神戸市須磨区行平町 3-1-18）

２

兵庫県農政環境部環境管理局水大気課環境影響評価室（〒650-8567 兵庫県神戸市中央区下山手通 5-10-1）

Evaluation of Photochemical Oxidants by a new index
in Hyogo Prefecture
Tomoko KUBO1

Hiroo IINO 2 Ryohei NAKATSUBO 1

Mitsuteru TAKIMOTO 1

andTakatoshi HIRAKI1

1 Atmospheric Environmental Division, Hyogo Prefectural Institute of Environmental Sciences,3-1-18, Yukihira-cho, Suma-ku, Kobe, Hyogo 654-0037, Japan2 Environmental Assessment Office, Water & Air Quality Control Division, Environmental Management

Bureau, Agricultural & Environmental Affairs Department, Hyogo Prefectural Government,
5-10-1, Shimoyamate-Dori, Chuo-ku, Kobe, Hyogo 650-8567, Japan

環境省から通知のあった光化学オキシダントの新指標「日最高 8 時間値の年間 99 パーセンタイル値の 3 年移動平均値」を平成 10 年度～平成 29 年度の県内 49 測定局の測定データを用いて算出した．従来の指標である 1 時間値と比較することにより，兵庫県における新指標の活用の有効性が確認された．
また，従来の指標ならびに新指標の解析結果より，県内の光化学オキシダント濃度分布が変化し，一定濃度域に収束傾向が見られたことから，光化学オキシダント濃度の支配要因が地域的な汚染から広域的な汚染へとシフトした可能性，光化学オキシダントのベースライン濃度の上昇及び局地的な高濃度光化学オキシダントの発生頻度の減少が示唆された．

Ⅰ

はじめにの日最高１時間値の年平均値」などが用いられてきたが，気象要因による年変動が大きいため，長光化学オキシダント（Ox）は，工場や自動車か期的な環境改善効果を適切に示す指標として，環ら排出される窒素酸化物（NOx）や揮発性有機化合

境省より，Ox の環境改善効果を適切に示すための物（VOC）を主体とする汚染物質が，太陽の紫外線指標（以下，「新指標」という．）について通知照射を受けて光化学反応を起こすことにより発生1)する二次的な汚染物質である．兵庫県では，平成ついても通知 2)があった．

があり，さらに新指標に係る測定値の取り扱いに29 年度までの過去 10 年以上全測定局で環境基準が今回，県内（大気環境中）のOxの長期的な変動達成されておらず，依然として光化学スモッグ注について新指標を用いて解析を行い，これまでの意報の発令がみられる．

指標等と比較し，考察を行った．

これまで，Ox 濃度の指標としては，「環境基準の達成状況」，「注意報等の発令状況」，「昼間11Ⅱ

方法⑤測定局別日最高8時間値の年間99パーセンタイ
ル値の県内最高値（以下，「新指標の県最高値」

1. 使用データという．）

解析対象測定値は，兵庫県内の一般環境大気測⑥測定局別日最高8時間値の年間99パーセンタイ

定局で自動測定されたOx濃度の1時間値を用いた．

ル値の3年移動平均値（以下，「 新指標」という．）

その中から調査対象として，平成29年度に測定を行っている52局のうち、平成10年度から継続してデータがある49局を解析対象とした．Fig.1に解析対象測定局の位置を示した．
2. 地域区分
兵庫県の地方機関である県民局・県民センターが管轄する10地域のうち、阪神南と阪神北を阪神地域として，9つの地域区分とした．Fig.1に地域区分を示した．

Kobe

Nishi-Harima

HanshinTajimaHigashi-Harima

Tamba

Kita-Harima

Awaji

Naka-Harima

Fig.1 Monitoring stations andregionalization for analysis

3. 解析方法
各測定局から得られた1時間値をもとに，以下の６種類の計算値を算出し，濃度変動の傾向を解析した．Fig.2に解析値の説明を図示した．
①測定局別昼間（5-20時）の日最高1時間値の年平均値（以下，「旧指標」という．）②昼間年平均値③年最高1時間値④測定局別日最高8時間値の年間99パーセンタイ
ル値の県内平均値121-hour concentration
Old index①Annual average of 1-hour daily maximum concentrations during daytime(5-20h)
Fig10.

Fig.12 purple lines (prefectural average)②Annual average of 1-hour concentrations during daytime(5-20h)
Fig.3③Annual maximum 1-hour concentrations at monitoring stations
Fig.7Fig.9

Fig.118-hour concentration④Annual 99th percentile of 8-hour daily maximum concentrations at monitoring stations
Fig.8

Fig.9

Regional averageFig.11

Fig.12 green lines (prefectural average)

Regional maximum, averaged over 3 years⑤Prefectural average

Fig.6

New index⑥Annual 99th percentile of 8-hour daily maximum concentrations, averaged over 3 years
Fig.4

Fig.5

Fig.2 Summary of the analysis

13

Ⅲ

結果及び考察(2)新指標における経年変化
地域別及び県の新指標の平均値の推移をFig.5

1.県内Ox濃度分布の変化に示した．県では平成19-21年度に最高値を示し，(1)濃度別測定局比率の経年変化

平成23-25年度に最低値を示した後，再び上昇傾向

昼間年平均値及び新指標の濃度別測定局数比率が見られた．地域別には，但馬地域のみ平成25-27の経年変化をFig.3及びFig.4に示した．昼間年平年度以降低下傾向を示し、他地域と異なる結果だ

均値では，近年20ppb以上30ppb未満の局数が減少った．また，Fig.6に示した新指標の県内最高値のし，30ppb以上の局数が増加していることが確認で経年変化から，新指標では県内最高値が低下傾向きた．新指標では，平成18-20年度以降90ppb以上にあることが分かった．の局数が減少し，75ppb以上90ppb未満の局数が増

Fig.5及び6より，高濃度域のOx濃度が低下傾向加した．また，60ppb以上75ppb未満の局数も解析にあり，また，解析年度当初はOx濃度に地域的な年度当初から減少傾向を示した．

差が見られたが，近年はその差が小さくなる傾向

低濃度で推移していた測定局におけるOx濃度ががあり，Ox濃度レベルの支配要因が地域的な汚染

上昇し，高濃度で推移していた測定局におけるOxから広域的な汚染へと変化した可能性がある．
Hanshin
Higashi-Harima
Naka-Harima
Tamba
Awaji

濃度が低下した可能性があり，Ox濃度の県内分布が変化したことが示唆される．
(％）

100Ox(ppb)100

Ox<20ppb
20ppb≦Ox<30ppb
30ppb≦Ox

80

9080
70

4060
H10-H12
H11-H13
H12-H14
H13-H15
H14-H16
H15-H17
H16-H18
H17-H19
H18-H20
H19-H21
H20-H22
H21-H23
H22-H24
H23-H25
H24-H26
H25-H27
H26-H28
H27-H29

60200
H10
H11
H12
H13
H14
H15H16
H17H18
H19
H20
H21
H22
H23
H24
H25
H26
H27
H28
H29Fig.5 Annual 99th percentile of 8-hourdaily maximum concentration, averaged over3 years

Fig.3 The rate of monitoring station numberby annual average of 1-hour concentrations
range during daytime

80

110
100

Ox<60ppb
60ppb≦Ox<75ppb
75ppb≦Ox<90ppb
90ppb≦Ox<100ppb
100ppb≦Ox

Ox(ppb)

(％)
100

Kobe
Kita-Harima
Nishi-Harima
Tajima
Hyogo

60

90
80

20

H10-H12
H11-H13
H12-H14
H13-H15
H14-H16
H15-H17
H16-H18
H17-H19
H18-H20
H19-H21
H20-H22
H21-H23
H22-H24
H23-H25
H24-H26
H25-H27
H26-H28
H27-H29

700Fig.6 The trend of maximum new index value

H10-H12
H11-H13
H12-H14
H13-H15
H14-H16
H15-H17
H16-H18
H17-H19
H18-H20
H19-H21
H20-H22
H21-H23
H22-H24
H23-H25
H24-H26
H25-H27
H26-H28
H27-H2940

in Hyogo prefecture

Fig.4 The rate of monitoring station number
by annual 99th percentile of 8-hour dailymaximum concentrations range, averaged
over 3 years(3)年最高1時間値及び日最高8時間値の年間99パーセンタイル値の経年変化
Fig.7に年最高1時間値の測定局ごとの出現濃度
14範囲の経年変化を，Fig.8 に日最高 8 時間値の年40間 99 パーセンタイル値の測定局ごとの出現濃度範囲の経年変化をそれぞれ示した．

20

年最高1時間値及び日最高8時間値の99パーセン
タイル値の両者において，一定の濃度範囲に収束③1998
Max:143ppb
Min:80.0ppb

40200④1998
Max:99.8ppb
Min:48.6ppb

0

傾向が見られた．
200Frequency

40Ox（ppb)

150

100Maxrd
3 Quartile
Medianst
1 Quartile
Min50

20

H10
H11
H12H13
H14
H15
H16
H17
H18
H19
H20
H21
H22
H23
H24
H25
H26
H27
H28
H29

200③2017
Max:122ppb
Min:92.0ppb

40
20Ox（ppb）

60
Maxrd
3 Quartile
Medianst
1 Quartile

20Ox（ppb）

Fig.9 Frequency distribution of annual ③maximum 1-hour and ④ 99 percentile
8-hour average Ox concentration in each year
year 1998, 2007, 2017
③ and ④ are indicated in Fig.2.

8040④2017
Max:88.8ppb
Min:73.0ppb

0120100④2007
Max:96.6ppb
Min:57.9ppb

200Fig.7 The trend of annual maximum 1-hourconcentration

Ox（ppb)400400③2007
Max:148ppb
Min:73.0ppb

2. 新指標の評価

Min(1)旧指標と新指標の経年変化における比較
H10
H11
H12
H13
H14
H15
H16
H17
H18
H19
H20
H21
H22
H23
H24
H25
H26
H27
H28
H290

地域別及び県の旧指標の推移をFig.10に示した．
旧指標においては県全体でわずかに上昇傾向が見Fig.8 The trend of annual 99th percentileof 8-hour maximum average

られたが，1.(2)で前述した新指標における傾向とは異なる傾向だった．地域別でも旧指標と新指標収束傾向を詳細に検討するため，解析した20年では異なる傾向を示し，旧指標においては丹波地間のうち，平成10年度，19年度，29年度の3箇年の域のみ低下傾向を示した．

年最高1時間値，日最高8時間値の年間99パーセン
タイル値の濃度別出現頻度をFig.9に示した．
3箇年の年最高1時間値は，それぞれ，最大値が143，148，122ppb，最小値が80，73，92ppbだった．

60

Hanshin
Higashi-Harima
Naka-Harima
Tamba
Awaji

Kobe
Kita-Harima
Nishi-Harima
TajimaHyogo

一方，日最高8時間値の年間99パーセンタイル値は，Ox(ppb)

それぞれ，最大値が100，97，89ppb，最小値が49，58，73ppbだった．Fig.9③及び④から，低濃度域が徐々に高い濃度へシフトし，高濃度域が減少しており，Fig.9③では100ppb以上120ppb未満，Fig.95040H10H11H12H13H14H15H16H17H18H19H20H21H22H23H24H25H26H27H28H2930④では80ppb以上100ppb未満に収束する傾向が見られた．

Fig.10 Annual average of 1-hour daily
maximum concentrations during daytime15

(2)1時間値と8時間値の比較

り気象条件等の日内変動の短期的影響を軽減する

1.(3)で前述したとおり，年最高1時間値及び日と共に，「 光化学オキシダントの環境改善効果を適最高8時間値の99パーセンタイル値の測定局ごと切に示すための指標（中間とりまとめ）について」の出現濃度範囲の経年変化では，どちらも一定の

1）濃度範囲に収束する傾向が見られたが，その傾向より外れ値を除いた年間の高濃度値が採用されるは日最高8時間値の年間99パーセンタイル値の方ことになり，特異値のない安定的な値として経年が顕著だった．

変化を検討する際には有効であると考えられる．

で示されているとおり，99パーセンタイル値に1時間値と8時間値の相関関係を明らかにするた

200

め，Fig.9で示した平成10年度、19年度、29年度の3箇年の年最高1時間値及び日最高8時間値の年間

150

99パーセンタイル値の相関をFig.11に示した．

100

y = 0.5857x + 13.342
R² = 0.7334

低濃度域では両平均値の差が小さく，濃度上昇に
50

99 percentile 8-hour average（ppb）

つれて年最高1時間値が高濃度側へ乖離していることが分かる．回帰直線の傾きが近年に近づくにつれ小さくなっていることから，両者の乖離幅は増大している．
Oxの前駆物質であるNOxやVOCの発生源が少ない地域では，Ox生成量が少ないため，1日のOx濃度の変動（日内変動）が小さくなる．日内変動が小さ
いほど8時間値が小さくなることから，年最高1時間値と日最高8時間値の年間99パーセンタイル値の差は小さくなると考えられる．一方，NOxやVOCの発生源となる自動車や工場が多い地域では，日内変動が大きく，年最高1時間値と日最高8時間値の年間99パーセンタイル値の差が大きくなると考

1998

00100

150200200
y = 0.4668x + 30.282
R² = 0.6083

150100502007

0050100

150200200
y = 0.427x + 36.025
R² = 0.4588

150

えられる．近年，大気汚染防止のための様々な取50100

組強化によって，NOxやVOCの大気中濃度が多くの地点で低下していることから，地域別のOx生成量50

2017の差は縮小傾向にあり，日内変動も縮小傾向にあ0ると示唆される．

0

また，平成10年度及び平成19年度に比べて平成

50100150200

29年度は年最高1時間値の低濃度と高濃度の差はMaximum 1-hour average（ppb）

小さく，90ppbから120ppbの範囲に集中している．

Fig.11 Relationship between Fig.9 ③

日最高8時間値の99パーセンタイル値についてもand Fig.9 ④ in each year 1998, 2007,

同様，平成29年度は平成10年度及び平成19年度に

2017

比べて低濃度と高濃度の差は小さく，70ppbから90ppbの範囲に集中している．このことは，オゾン(3)注意報等発令日数と指標値の評価のベースライン濃度の上昇及び局地的な高濃度オ光化学スモッグ注意報等発令日数と旧指標及びゾンの発生頻度の減少を表している可能性がある．

日最高8時間値の年間99パーセンタイル値の県平

Ox濃度は，気象状況の変化の影響を強く受けて均値の推移をFig.12に示した．平成22年度以降，大きく変動することから，1時間値への影響は大き注意報等発令日数は2日以下と少ないレベルで推いが，8時間値は1時間値より平均化時間が長いた

移しているものの，旧指標はわずかに増加傾向がめ，短期の気象変化の影響等を受けにくいと予想見られた．一方，日最高8時間値の年間99パーセンされる．年最高1時間値は気象条件等Ox濃度が上昇

タイル値は過去20年間横ばいだった．

する条件が揃った日の値が採用されるが，日最高8発令日数が激減した平成22，23年度に，日最高8時間値の年間99パーセンタイル値は，8時間値によ

時間値の年間99パーセンタイル値が大きく変化し16

ているが，旧指標も減少していることから，測定値より顕著に表すこと，さらに日内変動が大きな法及び校正法の変更の影響が考えられる．日最高8地点ほど年最高1時間値と日最高8時間値の年間99時間値の年間99パーセンタイル値と発令日数につパーセンタイル値の差が大きくなることから，新いて，平成23年度以前と以降で比べると，発令日指標は兵庫県において長期的な環境改善効果を示数が多かった平成23年度以前は増加傾向が見られす指標として活用できることが示唆された．

たが，発令日数が横ばいである平成23年度以降は従来の指標のひとつである「注意報等の発令状横ばいとなっていることから，日最高8時間値の年況」と新指標の99パーセンタイル値を評価したと間99パーセンタイル値と発令日数には相関関係はころ，両者に相関関係は認められなかった．その認められない．

ため，発令日数についてはこれまでと同様，新指(day)20

標による長期的な傾向分析とは別に検討する必要100がある．

8060

1040

ⅤOx(ppb)

15

おわりにOxの測定方法としては，「 環境大気常時監視マニ
ュアル（第6版）」 3) で，主に吸光光度法と紫外線5200吸収法が規定されている．
県内のOx測定局においては，従来，全て湿式で0H10 H12 H14 H16 H18 H20 H22 H24 H26 H28

ある吸光光度法（KI法）であったが，平成10年度以降，順次乾式である紫外線吸収法（UV法）に変

photochemical smog forecast
photochemical smog advisoryprefectural average of old index value
prefectural average of new index value

更され，平成23年度に全ての測定局がUV法での測定に切替わった．
また，Ox濃度の測定については，平成18年にJISが改正され，その校正法がKI法からUV法に変更された．これを受け，環境省では平成22年3月に「環Fig.12 The relationship between issuancedates of a photochemical smog warning andold/new index value.

境大気常時監視マニュアル（第6版）」を改正した．
マニュアルの変更に伴い、全国的にトレーサビリティを考慮した統一的な精度管理体制が整備さⅣ

結論

れ，平成22年度から順次，地域ブロック毎に二次標準器，自治体毎に三次標準器が設置され，平成

平成10年度～平成29年度の県内49測定局の測定23年度以降，新校正法に基づくデータとなっていデー タに よ り， 従来 の 指 標と 新指 標 につ いて 解る．

析・検討したところ，兵庫県内のOx濃度分布が変Ox濃度の経年変化を旧指標で示したFig.3，新指化しており，地域差が縮小傾向にあること，また，標で示したFig.4及びFig5において，平成23年度ま高濃度域のOx濃度は低下傾向にあり，一定濃度域たはそれを含む3箇年に，Ox濃度の低下が見られた．に収束していることが分かった．

これは，新校正法に基づくデータになったことが影響として考えられ 4) ，長期的なOx濃度の変動をこのことから，Ox濃度レベルの支配要因が地域的な汚染から広域的な汚染へとシフトした可能性解析・検討する際には留意する必要がある．

があること，及びOxのベースライン濃度が上昇し，文献局地的な高濃度Oxの発生頻度が減少した可能性があることが明らかとなった．
新指標及びそれに用いられる8時間値等と現在

1)環境省水・大気環境局大気環境課長通知：光化の指標に用いられる1時間値等を比較した結果，旧

学オキシダントの環境改善効果を適切に示すた

指標では見られなかった変化や明らかな低下傾向

めの指標（中間とりまとめ）について，平成26

等が確認できたこと，日最高8時間値の年間99パー

年9月26日，環水大大発第1409262号

センタイル値の方が20年間の傾向を年最高1時間

2)環境省水・大気環境局大気環境課長通知：光化
17

学オキシダントの環境改善効果を適切に示すための指標に係る測定値の取り扱いについて，平成
28年2月17日，環水大大発第1602171号
3)環境大気常時監視マニュアル（第6版），平成22年3月
4)橋場久雄，牧野雅英，宮田朋子，野口邦雄：新指標による石川県内で観測された光化学オキシ
ダント濃度の長期的推移の評価，石川保環研報，第52号，83-87（2015）18