Jpn J Clin Ecol（Vol.25 No.2 2016）

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総説

シンポジウム環境エアロゾルの現状
鍵直樹

東京工業大学環境・社会理工学院

Environmental aerosol in indoor airNaoki Kagi
School of Environment and Society, Tokyo Institute of Technology

要約

本報告では，室内エアロゾルの現状として，浮遊粉じんの室内基準値及び大気の PM2.5濃度の基準値について述べ，室内環境においては PM2.5の基準値についてはないことを示した。事務所用途の建築物室内における浮遊粉じん濃度と PM2.5濃度の実測調査の結果を示すとともに，超微粒子粒径分布の測定を行うことで，室内エアロゾルの粒径別の特徴を示した。さらに居住者の行動がある住宅において，24時間のPM2.5濃度及び粒径別超微粒子濃度の実測調査を行うことにより，住宅における室内エアロゾルの特徴及び室内発生源として調理や線香などの燃焼物の原因があることを示した。 （臨床環境 25：88－93，2016）《キーワード》室内空気質，PM2.5，超微粒子

Abstract
This paper reported the characteristics of indoor sub-micron aerosols and PM2.5 in indoor environment. First, the indoor environmental guideline for suspended particle matter (SPM, less than 10µm)
was shown and there is no guideline for indoor PM2.5. Second, the number of size distributions, PM2.5and SPM mass concentrations were measured in 15 large office buildings that were over 3,000m2 of total
floor areas and had central HVAC systems. As a result, the mass concentration shows a bimodal distribution at around 0.2-0.3µm and 4µm, while the number concentration has a smaller peak at 0.02 to0.05µm. Every mass concentration was relatively low, except for the building, which had smoking area
inside. PM2.5 ratios (PM2.5/SPM conc.) were around 0.8, and therefore SPM forms the greater part of
PM2.5. Finally, the PM2.5 mass concentrations and size distributions were measured in 7 residential
homes. In each house, the average of PM2.5 concentrations was 10-45µg/m3. And the average of I/O ratio
was about 0.5-1.5. The indoor PM2.5 concentrations were increased by using a stove, a toaster oven, andcandles. Nano-size particles with diameters in the range of 30-50nm were generated by cooking.
(Jpn J Clin Ecol 25 : 88－93, 2016)
受付：平成28年９月30日，採用：平成28年10月１日
別刷請求宛先： 鍵 直樹
東京工業大学環境・社会理工学院〒152-8552 目黒区大岡山2-12-1

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臨床環境医学（第25巻第2号）《Key words》Indoor air quality, PM2.5, Ultrafine particle

1．はじめに粒径の大きい粒子を除去した後に採取される粒一般の室内における浮遊粒子状物質について

子：PM2.5） に つ い て，2009年 に 1 年 平 均 値 がは，特に事務室や公共の建物など不特定多数の居15µg/m3 であり，かつ， 1 日平均値が35µg/m3 以住者が使用するような室内では，建物内における下であることが制定された。また，表 1 には，各分煙又は禁煙が推し進められたため，たばこ煙に国・組織の PM2.5に関する大気基準値についてまよる室内空気質の悪化は見られなくなってきた。

とめた。しかしながら，建築物室内においては，特に事務所や店舗などある程度大規模な建築物にPM2.5に関する室内環境の基準などはない。室内

おいては，建築物における衛生的環境の確保に関

空気は外気を取り入れて換気を行うため，また室する法律（建築物衛生法）により環境衛生管理基内で微小粒子の発生があれば，大気同様室内も準として，1970年代から浮遊粉じん量を質量濃度PM2.5は存在する。しかしながら，室内におけるで0.15mg/m 以下とすることが定められている。

PM2.5に関する知見が少なく，管理を行う上でも結果として，上述の建物における喫煙環境が変化健康影響も含めた知見の蓄積が必要である。

3

そこで本報告では，室内における PM2.5を代表したこと及び空調設備のエアフィルタの高性能化したことにより，浮遊粉じん濃度が劇的に低下している。東京都における立入検査時の室内の浮遊粉じん量の調査 1 ）においても，建築物衛生法が施行された1970年から1977年にかけて，平均濃度で3とする室内エアロゾルの現状について述べる。

2．室内エアロゾル濃度の現状

室内において従来対象となっていた浮遊粉じん3については，建築物衛生法により粒径10µm 以下を超過する建物の割合）は50％を超過していたの粒子が対象となっている。室内における浮遊粉が，その後年ごとに低下し，近年ではその濃度，じんの発生源については，室内に堆積・付着して不適率も極めて低い値となっているのが現状であいるものの再飛散，たばこ煙，ガス・石油系燃料る。の室内燃焼，そして大気の侵入などがある。現在

0.1mg/m を超過し，不適率（基準値0.15mg/m

一方，大気においては工場の排ガスなどを念頭に，環境基本法において大気汚染に係わる環境基準として，浮遊粒子状物質（粒径が10µm 以下のも の ） に つ い て 基 準 が 定 め ら れ て い る。 更 には，空調機に装着されているエアフィルタの高性
表 1 各国・組織の PM に関する大気基準値
2.5

能化による除じん能力の向上，住宅で使用されてPM
国・組織
2.5

いる空気清浄機の性能の向上及び室内において分35 µg/m
15 µg/m
米国
日平均

年平均

33

煙，禁煙が進んだことにより粉じんの発生が少な（24 時間平均値の 98 パー （日平均値を年算術平均したセンタイル値の 3 年間の平 値の 3 年平均値）均値）

ディーゼル排ガスなどの微小粒子が健康影響で問くなり，浮遊粉じん濃度が低下の傾向となってい題となり，微小粒子状物質（粒径2.5µm の粒子をる。

50% の割合で分離できる分級装置を用いて，よりWHO

33

日本

35 µg/m315 µg/m3

表1
国・組織

PM2.535 µg/m

表2国

PM2.5濃度の調査例
室内の表 2 室内の PM濃度の調査例

建物

年平均
315 µg/m3（24 時間平均値の 98 パー （日平均値を年算術平均したセンタイル値の 3 年間の平 値の 3 年平均値）
均値）
EU

目標値：25 µg/m32020 年からの達成義務値：
20µg/m3—

PM2.5を含む微粒子の発生源につ室内における25 µg/m
10 µg/m

PM2.5PM
各国・組織のに関する大気基準値
表 1 各国・組織の2.5 に関する大気基準値
日平均

米国

EU

インド

住宅

クウェート

住宅

2020 年からの達成義務値：
20µg/m3

香港

住宅

目標値：25 µg/m3

—

2.5

3

PM2.5 濃度[μg/m ]備考

137.93173.03

道路沿い
都市部

135.55

農村部

46-80
24-32

台所
寝室

73.6/66.1(OA)
60.0/38.7(OA)
39.6/26.4(OA)

道路沿い
都市部
農村部

WHO

25 µg/m3

10 µg/m3

チェコ学校

7.6-44.0

昼間，夜間で変わらず

日本

35 µg/m3

15 µg/m3

オーストラリア

事務所ビル

8

高性能なフィルタで低減

表2

室内の PM2.5 濃度の調査例
3濃度[μg/m ]

国建物

PM

インド

住宅

137.93173.03135.55

道路沿い
都市部
農村部

クウェート

住宅

46-80
24-32

台所
寝室

香港

住宅

73.6/66.1(OA)
60.0/38.7(OA)

道路沿い
都市部

2.5

備考

Jpn J Clin Ecol（Vol.25 No.2 2016）

PM conc. [mg/m3]

0.05

2SPM(LV)

0.04

PM2.5(β）

1.5

PM2.5 ratio(β/LV)

0.03

10.02

0.5

0.01
00
A B C D E F G H

図1

図1

PM2.5 ratio [-]90I

JK L M N O

事務所室内における粉じんと PM2.5濃度とその割合6）

事務所室内における粉じんと PM2.5 濃度とその割合 6)

いては，大気の侵入に加え，室内での燃焼物に濃度の比を示す。各測定点での浮遊粉じん濃度

よって発生することが知られている。従来から粉は， 建 築 物 衛 生 法 の 環 境 衛 生 管 理 基 準 値 のじんの発生源として注目されているものではある

0.15mg/m3 を超過する建物はなかった。建築物 K

が，調理，ろうそく，アロマ，ヘアースプレー・においては，室内において喫煙が可能であったこ

ドライヤー，タバコ煙，ガスストーブなどがあり，と，建築物 M については測定室の隣での喫煙が確

PM2.5とはいえ特別なエアロゾルではない。

認されており，たばこ煙の影響によって若干濃度

室内における PM2.5の実態を把握するために，が高くなったものと考えられる。PM2.5について

表 2 には文献調査による室内における PM2.5濃度は，単純に大気環境基準と比較するのは議論の余。いずれも地域により室内 PM2.5

地はあるが，大気環境の 1 日平均基準値（35µg/濃度も異なり，道路沿い，都心，郊外によりそれm3 ）を上回る建物は，喫煙が許されている建築物ぞれの濃度が異なり，周辺外気の影響を受けていK のみであった。また， 1 年平均基準値15µg/m3ることがわかる。また，PM2.5の濃度についても，については，建築物 B, K, M で上回る結果となり，上述の大気の基準値を上回ることがある。大気に他の建物では10µg/m3 を下回っていた。PM2.5の

おいては自動車排ガスや工場の排ガス等による影割 合 に つ い て は， 本 来 な ら ば 粒 径 区 分 の 狭 い

響があると共に，室内において木材などを用いたPM2.5よりも広い浮遊粉じん濃度の方が大きな値

暖房機器が使用されることが多く，また適切な換となるはずであるが，B, K, M 建物では逆転する気設備がない場合が多いため，室内粒子濃度が高現象となった。これは質量を測定する方式によるくなるとしている。また，調理による発生も多く，ものであり，これらは他の建物よりも質量濃度がていた。なお，高性能のフィルタを有する建物にいによるものと考えられる。の一覧を示す

2－5）a) 建築物高く，異なる室内粒子の組成による検出効率の違C
住宅では居間，寝室よりも台所の濃度が高くなっおいては，その室内濃度も低減できることも示さ

図 2 に上記実測建物における粒径別の個数濃度及び個数濃度から算出した質量濃度分布についれている。て，２箇所の建築物について示す。横軸が粒径で3．室内エアロゾルの特徴

対数目盛，縦軸が規格化した濃度（個数濃度：我が国における事務所建築物において浮遊粉じdN/dlogDp，質量濃度：dM/dlogDp）である。なん濃度と PM2.5濃度の実測と共に，粒径分布の特お質量濃度については，全ての粒子が粒径や粒子徴を検討した実測調査 6 ）がある。図 1 に各建築物組成に関係なく一様の密度を有している（＝1.0における粒径10µm 以下の浮遊粉じん濃度，β 線g/cm3 ）と仮定して，個数濃度から算出した。い法による PM2.5濃度及び浮遊粉じんに対する PM2.5ずれの建物も同様の粒径分布を有しており，個数b) 建築物 N

PMPM co0.020.50.0100A B C D E F G H

図1IJK L M N O

事務所室内における粉じんと PM2.5 濃度とその割合 6)

臨床環境医学（第25巻第2号）

91a) 建築物 Cb) 建築物 Na) 建築物 C
図26）
図 2 事務所室内における粒径別の個数濃度と質量濃度分布
事務所室内における粒径別の個数濃度と質量濃度分布3.53I/O ratio(-) DustTrak

PM 2.5 c oncentration(μg/m 3 )2502002.515010050021.510.5ABCDEF0GAa) PM2.5 濃度

BCDEFGb) I/O 比b) 建築物
N 7件の住宅における PM2.5濃度と I/O 比
図3

図 3 7 件の住宅における PM2.5 濃度と I/O 比事務所室内における粒径別の個数濃度と質量濃度分布 6)

4．住宅における室内エアロゾルの特徴

濃度については，微小粒径側の粒径20～50nm にピークがあり，粗大粒子側の検出は少ないものと既往の研究 7 ）に， 7 件の住宅において，24時間なっていた。一方質量濃度分布では，全ての建物内に室内で居住者の活動がある状況で，室内外のにおいて微小粒径側の粒径0.2-0.3µm 付近、及びPM2.5濃度，粒径別濃度の実測調査を行ったもの

大粒径側で 4 µm 前後の 2 箇所にピークが存在すがある。図 3 に各住宅における24時間での PM2.5ることが確認できた。大気中においても同様の粒濃度及び I/O 比（室内濃度（I）/室外濃度（O）比）径分布を示していることからも，大気からの室内の箱ひげ図を示す。各住宅の平均濃度は住宅 B をに侵入していることが示唆されるものである。

除 き10-45µg/m3 で， 室 内 活 動 に よ り 一 時 的 に

以上のように，建築物室内の PM2.5濃度につい50µg/m3 を超える住宅があった。I/O 比は，通常ては，外気の影響を受けること，PM2.5について

時 1 以下であったが，平均値では住宅 B を除いては，粒径0.2-0.3µm 付近の微小粒子が多くを占め0.5-1.5であった。住宅 B は終日 I/O 比が低かったていることがわかった。

ものの，やかんの空焚きがあり極端な濃度上昇が

図4

住宅 A における PM2.5 濃度，温湿度，CO起きたため，高い値となった。
2 濃度の経時変化
住宅 A, E では， 1 日の濃度変動が他の住宅と5544321I/O ratio(-)

I/O比(-)

図23216)AA

A A B B CC DD EE FF GGa)a) PMPM2.52.5濃度
濃度2001503I/O ratio(-) DustTrak

250
PM 2.5 c oncentration(μg/m 3 )BB CCDDEEFFGG3.5b)b) I/O
I/O 比比2.521.5

図PM
図33 77件の住宅における件の住宅におけるPM2.5
濃度と I/O
I/O 比比2.5濃度とJpn J Clin Ecol（Vol.25 No.2 2016）
1009250010.5ABCDEF0GAa) PM2.5 濃度
図3図4BCDEFGb) I/O 比

7 件の住宅における PM2.5 濃度と I/O 比住宅 A における PM2.5 濃度，温湿度，CO2 濃度の経時変化

図4住宅 A における PM2.5濃度，温湿度，CO2濃度の経時変化

44I/O比(-)
I/O比(-)

4432101050100Particle Diameter(nm)
粒径(nm)

500

3255

1010I/O ratio(-)
ratio(-)
I/O

55

I/O ratio(-)

I/O比(-)

図図4 4 住宅
住宅5AAにおけるにおけるPMPM2.52.5濃度，温湿度，CO濃度，温湿度，CO濃度の経時変化
22 濃度の経時変化
5443350100Particle Diameter(nm)33a) 住宅 A

22I/O比比図5図 5 住宅住宅AA及び及び EE における粒径別における粒径別
I/O
2211
比べて特徴的であった。図
4 に住宅 A での室内外500b) 住宅 E

11径30-50nm 付近にピークを持ち，外気と異なる粒PM2.5濃度経時変化と温湿度，CO2 濃度を示す。

径分布となった。このことから，調理により粒径0000105010050010の粒子が多く発生していたことが示唆
5010105050
100500100500 30-50nm
17時から19時の間，台所にてガスコンロによる調Particle
ParticleDiameter(nm)Diameter(nm)
粒径(nm)粒径(nm)
Particle
Particle Diameter(nm)Diameter(nm)PM2.5濃度と CO2された。よって，住宅における室内エアロゾルの理が行われており，それに伴う濃度の上昇が確認された。住宅 E では，調理によ特徴として，粒径100nm 以下の超微粒子についてそくと線香を使用したため，濃度の上昇が観察さ動により発生する微粒子が室内エアロゾルを形成

る濃度上昇は比較的小さかったが，隣室にてろうa)a) 住宅
住宅AAも，外気からの侵入とともに調理など居住者の活b)b) 住宅
住宅 EEE図れた。図 5 に住宅 A, 図における粒径別比を EEにおける粒径別していることがわかる。
55 住宅
I/O
住宅AI/O
A及び及びにおける粒径別I/O 比比示す。平均値のピークは粒径50nm 付近となり，室内活動による一時的な濃度上昇がこの粒径の粒子の発生で起こっていたことが考えられる。図 65．まとめ

本報告では，室内エアロゾルの現状について，に各住宅における調理時の室内外粒径分布を示

建築物衛生法により粒径10µm 以下の浮遊粉じんす。住宅 A ではガスコンロ，住宅 E ではオーブンの環境管理基準値があるものの，PM2.5についてトースターを使用していた。どちらも室内では粒は室内にはまだないことを述べ，事務所建築物と臨床環境医学（第25巻第2号）

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dN/dlogDp (-/cm3)

2.E+5(b)House E
13:00

1.E+5IO
5.E+40.E+010100

1000

Diameter Midpoint, Dp[nm]a) ガスコンロ使用b) オーブントースター使用

図6
調理時における室内粒径別個数濃度分布
図6 調理時における室内粒径別個数濃度分布
住宅における実測調査結果について示した。
事務所建築物における PM2.5濃度については，大気環境の 1 日平均基準値（35µg/m3 ）を上回る建物が，喫煙が許されている建築物であったこと，浮遊粉じん中の PM2.5の占める割合は，大気中と同様に室内も大きく，粒径20-30nm にピークを有する微小粒子の寄与によることである特徴を示した。
また，住宅における実測調査から，各住宅での室内平均 PM2.5濃度は10-45µg/m3 ，I/O 比の平均値は0.5-1.5程度であった。またこの調査により，
PM2.5の室内発生源として，ガスコンロ，オーブントースター，ろうそく，線香等が確認され，調理により粒径30-50nm 付近の粒子が発生していることを示した。
参考文献
1）（財）ビル管理教育センター．建築物における環境衛生に関する研究．平成16年度厚生労働科学研究費補助金報告書：10，2005
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Indoor Air 15: 197-204, 2005
5） Branis M, Rezácová P, et al. The effect of outdoor
air and indoor human activity on mass concentrations of PM 10 , PM 2.5 , and PM 1 in a classroom.

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6） 鍵直樹，柳宇，他．事務所ビルにおける室内浮遊微粒子の特性と PM2.5濃度の実態調査，日本建築学会技術報告集 18：613-616，2012年６月
7） 鍵直樹，相川真未，他．住宅における室内微粒子の実態調査，平成26年室内環境学会学術大会講演要旨
集：244-245，2014年12月