室内環境のエアロゾル−その挙動と換気趣旨
本学会の機関紙である「エアロゾル研究」ではこれまで様々な環境で発⽣したエアロゾルについての研究が公表されてきました。公表された記事から室内環境のエアロゾルに関係するものを紹介し，結果を短くまとめて、さらに換気量などの情報を加えました。室内環境のエアロゾルとして多くの研究がなされているタバコ煙（吐出煙）の報告をご紹介いたしますが，これも⼈から出たエアロゾルの⼀つと⾒ていただければ幸いです。エアロゾル粒⼦とガス分⼦の違いは，その混ざり易さ（拡散係数）ですが，ここで紹介するのはガス分⼦に⽐べて拡散せずに空間中に⻑く漂っている微⼩なエアロゾル粒⼦を対象にした研究です。ガス分⼦は混ざりやすい（拡散しやすい）ですが，エアロゾル粒⼦の中でも室内にも多く存在す
る⼤きさが 1,000 分の１mm（１μm）程度の微⼩なエアロゾル粒⼦はガス分⼦に⽐べればほとんど拡散しません。さらに、⽬に⾒える粗⼤な粒⼦とは異なり，その沈降速度も⾮常に⼩さく，空間中に⻑く浮遊しています。この微⼩なエアロゾル粒⼦を室内から追い出すには，空気の流れ（気流）により移動させ，排出（換気）または空気清浄機により除去することが必要です。詳細は各⽂献を参照してください。
１．⾶⾏機（B７４７）内のエアロゾル粒⼦の挙動
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/13/2/13_2_119/_article/-char/ja
本報は 1997 年に⽇本航空のＢ747 型ジャンボジェット機に実装された分煙システムの気流シミュレーションに関する論⽂である。⼀般的に航空機内の排気は尾翼部近傍にあるため気流は全体的に機⾸から尾翼⽅向に流れる。そのため当時の国際線は最後尾域を喫煙席としていたが、座席のピッチ幅が狭い航空機内では喫煙席と禁煙席の境界では⼗分な分煙はなされておらず，そのため最後尾にあるＣＡ（キャビンアテンダント）⽤の席を改造し，かつ気流の⽅向を変えるグリルを通常の給気⼝に取り付け、禁煙席へのたばこ煙の流⼊を極⼒低減したシステムを開発した。
換気システムは Fig.１に⽰すように，座席上部に位置する左右の荷物⼊れの下から機体中央⽅向に吹き出し，窓側座席下にある排気⼝から排気される。気流は Fig.2 の実測結果に⽰すように中央部席に向かいその後窓側席に回るような旋回流を描きながら流れる。Fig.５に⽰す気流の数値シミュレーション結果は実測結果を良好に再現している。
⼀般に航空機の換気回数は多くＢ747 型機における客室内では⼀時間当たり 10 回，またフライトデッキでは 50 回に及ぶ。Fig.３は，Fig.４に⽰す座席 59Ａと 59Ｃで喫煙した場合、その周りの席である 58Ａ，58Ｃ，58Ｄおよび 59Ｄにおけるたばこ煙の濃度の時間変化を⽰している。喫煙開始 0 分から 10 分間喫煙を⾏い，その後喫煙が終了すると濃度の減衰は早く，およそ 5 分で喫煙前の⽔準にまで濃度は低下する。

その後、世界的な国際線の全席禁煙化がすすみ，1999 年４⽉に当該システムは撤去された。またＢ747 型機の最後となった政府専⽤機が 2019 年春に退役した。現在の機種の換気はここで⽰す⽅法と全く同じではない。
２．特急列⾞⾞内のエアロゾル粒⼦の挙動
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/10/3/10_3_179/_article/-char/ja
本報は 1993 年にＪＲ東⽇本の房総特急 255 系「ビューさざなみ・わかしお」に実装された分煙⾞両内の気流シミュレーションに関する解説である。図２に⽰すように，グリーン⾞両内の通路を出⼊り⼝とする仕切り板で喫煙席と禁煙席に分け、喫煙席側を陰圧にすることにより禁煙席側から喫煙席側に流れる気流を形成することによって，たばこの煙が禁煙席側に流れにくい換気の構造を有している。
図２に⽰すように天井部にある左右２本のライン給気⼝から給気された空気は窓側から床に沿って流れ中央の通路で左右の流れが合流し上⽅向に流れる左右対称の旋回流を形成している。図４は気流解析による流線（空気の流れの軌跡）を表したもので、喫煙席から発⽣した微⼩なたばこ煙の粒⼦は、窓側から通路側に気流に沿って流れるが、禁煙席側に流れず天井に配置された排気⼝から速やかに排気されることが予測された。
⼀般に列⾞の換気条件について「鉄道に関する技術上の基準を定める省令」では“客室内は，必要な換気をすることができること。”と記載があるだけで具体的な数値は述べられていない。しかしながら“通常時において強制換気装置は 1 ⼈ 1 時間あたりの換気量を 13m3とする。それに客室定員の 2 倍を乗じて算定した容量以上の能⼒があること”と，解釈基準がなされているようである。

1）

本研究の分煙室は，2020 年 4 ⽉ 1 ⽇から本格的に施⾏される改正健康増進法に定める喫煙室の技術基準の考え⽅を先取りした画期的な換気システムであった。しかし、2002 年 8⽉に公布された旧健康増進法による受動喫煙防⽌の強化等による世の中の動向もあり，当該分煙⾞両は 2005 年 12 ⽉に全⾞禁煙となっている。
1）「解説 鉄道に関する技術基準（⾞両編）改訂版」，第⼆版 平成 22 年 11 ⽉ 15 ⽇，社団法⼈

⽇本鉄道⾞両機械技術協会、pp137-138.

３．⾃動⾞内のエアロゾル粒⼦の挙動
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/28/1/28_44/_article/-char/ja
本報は，セダン型普通乗⽤⾞の⾞内でエアロゾルの発⽣（たばこ煙）時の換気条件による濃度の違いを実験的に計測した論⽂である。濃度の測定場所は，Fig.2 に⽰す運転席、助⼿席、助⼿席後ろの後部座席である。乗⽤⾞の⾛⾏速度は停⽌，２０km/時，４０km/時，１

００km/時の 4 条件、換気モードは停⽌、低、中、⾼の 4 条件、たばこ煙の発⽣場所は助⼿席および助⼿後部座席の 2 条件，たばこ煙の吐出⽅向は正⾯⽅向および窓側⽅向の 2 条件，窓はすべて閉，運転席側の窓のみ開，助⼿席後部座席側の窓のみ開の 3 条件であり，それぞれの条件を組み合わせることによって Table 2 に⽰すように合計 11 ⽔準の計測をおこなっている。また、窓の開⼝幅は Fig.1-1 に⽰すようにおよそ 5cm であり，開⼝部の 5 点で⾵速を測定した。
その結果，室内における粉じん濃度の基準値 0.15mg/m3 を⾞内空気環境評価の⽬安とした場合，運転席、助⼿席、助⼿席後部座席のいずれかにおいて，喫煙時に粉じん濃度の基準値を超過する条件は，Table 4 に⽰すように Test 1（⾛⾏停⽌、換気停⽌、窓全閉、後部座席で正⾯吐出），Test 2 (⾛⾏停⽌、換気中、窓全閉、後部座席で正⾯吐出），Test 3 (⾛⾏２０km/時，換気中，窓全閉，運転席で正⾯吐出）、Test 5 (⾛⾏２０km/時，換気中，運転席側の窓のみ開，後部座席で正⾯吐出）および Test 7(⾛⾏２０km/時，換気低，助⼿席後部座席側の窓のみ開，後部座席で正⾯吐出）の 4 ⽔準であった。以上のことにより、⾞室のエアロゾルによる空気環境を悪化させる条件は①⾞内換気が悪いこと、②吐出位置と開いている窓との距離が⻑いこと、③⾞が停⽌していることが挙げられる。また、Test3 の結果より、換気（中モード）を⾏いながら⾛⾏（２０km/時）しても、窓が閉まっている場合では⾞内空気環境が悪化しており、窓を開けることによる⾃然換気の効果は⾼いと推測される。ただし、⾛⾏時ではエアロゾル発⽣場所と開いている窓との位置関係が⾞内濃度を低減させる効果としては重要であり、また吐出⽅向は窓側に向けることが濃度の低減に効果があることがわかった。
４．喫煙所の空気清浄機
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/23/4/23_4_246/_article/-char/ja
本解説記事は，分煙機（空気清浄機）が設置された喫煙所の現場測定の結果を元に，分煙機に求められる機能について述べたものである。たばこ煙粒⼦の空間中での粒径分布が主流煙，副流煙が混合した状態で粒径 0.3 µm 程度であること，⼀般的な分煙機の構造について，集じん部の粒⼦捕集効率は 0.3 µm 粒⼦で 90%程度であるものの，ガス状成分は完全に除去できるものではないことを述べている。また，喫煙室には，⾮喫煙空間へのたばこ煙の漏洩を防ぐため，喫煙室と⾮喫煙空間の境界において⾵速 0.2 m/s の気流を保つことが必要となるが，開⼝部の⼯夫やフードの使⽤によりたばこ煙をより効率よく除去することが⽰されている。また，喫煙室を設けることのできない場合には気流の流れを⼯夫することにより，⾮喫煙空間の汚染物質の濃度低減が期待できることも明らかにしている。喫煙所においては，換気による排気と空気清浄機による浄化，気流による拡散防⽌等を組み合わせることにより，効果的な分煙ができることを⽰したものである。
現在は，受動喫煙対策として，原則として屋内禁煙が求められるが，喫煙を認める場合，室外への煙の流出防⽌措置が確認されている喫煙専⽤室の設置が義務付けられる。ここでは主に喫煙室と⾮喫煙空間の境界の⾵速を重要視し，換気による排気の⾵量を⼗分に確保することで煙の流出を防ぐ⽅法を⽰したものとなっている。
５．喫煙室⼊⼝の気流による分煙効果
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/33/1/33_12/_article/-char/ja
受動喫煙防⽌の観点から分煙効果のある喫煙室として，⾮喫煙空間へのたばこ煙の漏洩防⽌として，喫煙室内に向かう気流，浮遊粉じん濃度，⼀酸化炭素濃度を確認することが重要である。本報では，規定されている境界⾯での⾵速 0.2 m/s よりも低気流であっても⼀定の分煙性能が維持できる可能性について，実験および数値解析により検討したものである。
喫煙所の扉の形状・開閉動作，マネキンの⼊退室などの喫煙所の環境を模擬し，⾮喫煙側で検出する粉じん濃度により評価を⾏った。気流速度を 0.2 m/s から，0.15, 0.1 m/s とすることで，粉じん濃度の上昇が確認された。しかしながら，分煙性能を維持するために，扉に空気の流⼊が可能となるガラリの設置，さらに扉の開⼝部にフードを設けることで気流の乱れを抑制する⽅法などにより，空気の流れを整流化することで低⾵速であっても分煙性能を向上または維持できる可能性を⽰した。
空気中に浮遊するエアロゾルの移流の制御には，適切な気流を作り出すことにより，ある程度汚染物質の拡散を防ぎ，効率的に汚染物質を排出することが可能となることを⽰したものである。
６．オフィス内のエアロゾル粒⼦
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/7/2/7_2_99/_article/-char/ja
本報では，オフィスにおけるエアロゾルの概要と実態について元素分析結果を元に紹介したものである。室内の浮遊粉じんの管理基準値は建築物衛⽣法により 0.15 mg/m3 以下と定められていること，オフィスの空調システムに装着されているエアフィルタにより外気および室内の粒⼦を除去していること，室内の粒⼦の発⽣源として建物，在室者，⼈間活動に分類して⽰している。
近年，オフィス内では禁煙または分煙が進んでおり，室内エアロゾルの主要発⽣源が喫煙ではなくなっている現状がある。しかし，室内には他にも様々なエアロゾルの発⽣源があり，さらには PM2.5 など外気からの侵⼊もある。また，オフィスでは換気および空気調和機のエアフィルタによりエアロゾルを除去しており，外気よりも低濃度になっているのが⼀般的となっている。
７．病院のエアロゾル粒⼦
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/7/2/7_2_106/_article/-char/ja本報では，病院における汚染物質としてガス状物質，臭気物質，そしてエアロゾルの中でもアスベストなどの繊維状エアロゾル，また浮遊微⽣物として真菌胞⼦，レジオネラ属菌が存在することを述べている。病院における空気中の微⽣物については⽂献調査により，検出された微⽣物の種類と検出数をまとめている。病院環境においては，⼈由来の腸内細菌，環境由来の細菌が特定の病院において検出された。⼀般⼿術室，ICU，⼀般病棟などで特⻑ある菌種があり，浮遊粉じん（エアロゾル粒⼦）の個数濃度と浮遊微⽣物数が良い相関があることから，微⽣物はこれらの粒⼦に付着して浮遊していることを⽰唆している。また，病院環境の制御として，汚染物質の適切な管理・運営の重要性，空間消毒の効果などを⽰している。
８．ウイルス計測のための捕集⼿法
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/34/4/34_219/_article/-char/ja
本報では，空気中に存在するウイルスなどの微⽣物の計測の重要性から，インフルエンザウイルスを対象に，エアロゾル状態で捕集を⾏い，検出することが可能になる⽅法について紹介したものである。このような条件で捕集できるバイオエアロゾルサンプラーを開発し，その捕集性能を確認し，バイオエアロゾルへの適⽤可能性とその有⽤性を検討した。さらに
実環境中においてインフルエンザウイルスの捕集，検出の実証実験を⾏い，あるサンプルについてはインフルエンザ A 型を検出することに成功し，今後の空間中の感染リスク評価への適⽤可能性を⽰唆したものである。今後はさらなる検討を⾏い，例えばポンプの⼤きさや設置性の観点から，簡便性や捕集効率の向上により，また検出⽅法として PCR 以外の⽣菌を検討できる⼿法を採⽤するなどにより，広く⽤いられる⽅法となることが期待されるものである。