未利用資源のＳＰＭ捕集材としての可能性の検討*
八重樫貴宗**

未利用資源の活用を図るため SPM 捕集材としての可能性を検討した。未利用資源として木材チップと木材炭化チップ、バークを用いてSPM のうちの発ガン性物質であるB(a)P に着目し捕集能力を検討した。
試験の結果、バークは濾紙に比べ約 40 倍の捕集能力があることが判明した。
キーワード：SPM、B(a)P、未利用資源、木材チップ、チップ炭、バーク

Examination of Possibility as SPM Adsorption Material of
Unused Wood Resources
YAEGASHI Takamune
SPM(Suspended Particulate Matter) generated from the smoke of the factory and the car exhaustemission is a typical air pollutant. And B(a)P(benzo〔a〕pyrene) in SPM is presumed to be a carcinogen. Inthis study, about ability to adsorb B(a)P, bark chip and wood chip are compared with paper filter for dust
measurement. As a result, the adsorption ability of bark chip is higher than that of wood chip. And barkchip has the adsorption ability 50 times paper filter.
key words : SPM, B(a)P, unused wood resources, wood chip, charcoal, bark chip
1緒

そこで、岩手県における未利用資源を活用して、大気言SPM（浮遊粒子状物質）とは、大気中に漂う 10μm 以下汚染物質のひとつである SPM の捕集可能性を検討するこの粒子を指し、自動車排ガスや化石燃料の燃焼によってととした。今回対象とした物質は、ディーゼル車排ガス発生するもので、呼吸器疾患やスギ花粉症などの原因にに含まれ、発ガン性物質のひとつであるとされるベンツなるといった報告がされている1,2)。また、粒径 2.5μm以下の PM2.5 に関しては、肺ガン等を引き起こす変異原ピレン（以下、B(a)P）に着目し、その吸着性能の検討を行ったので報告する。

性として疑われている物質である。岩手県における SPM
濃度は環境基準をクリアしている 3)ものの人体への悪影

2

実験方法の検討

響は否めない。さらに、近年、東京都をはじめとする首2-1

捕集材の検討

都圏の八都県市では「自動車 NOX・PM 法」の規制に関し岩手県内における未利用資源のうち、捕集能力が見込ての条例を設け、基準を満たないディーゼル車についてまれる素材として木材チップ（赤松）（以下、チップ）とは八都県市を走行できないこととなったため、対策地域

木材炭化チップ（唐松）（以下、炭化チップ）、バーク（ス内にて登録できなくなった車両が対策地域外である地方ギ）を用いることとした。また、比較対象として、SPMに移転している。このことは、汚染の地方移転を意味しの簡易大気モニタリング材としてミクロ繊維シートが検4)、今後、地方の主要都市部における汚染対策も考慮し討されている 6)ことから、ミクロ繊維シート（花王：クていかなければならない。

イックルワイパー®）と、粉塵測定などに用いられるエア

また、岩手県における未利用資源の一例として、木材炭化チップやバークなどが挙げられる。木材炭化チップ

サンプラー用の濾紙を比較対象として用いることとした。
図 1～5 に今回用いた供試材を示す。

は土壌改良材等に用いられているがその他の利用例が少なく、バークに関しては堆肥原料や家畜の敷料として農業分野に利用されているほか、ペレット化され燃焼機器の燃料として利用されているがその利用は一部に限られている 5)ため新たな活用方法が模索されている。
＊

基盤的・先導的技術研究開発事業＊＊

環境技術部（現岩手県 宮古地方振興局 岩泉土木事務所）

岩手県工業技術センター研究報告
図1

濾紙

図2

第１５号（２００８）

ミクロ繊維シート

図73

実験フロー実験

これまでの検討の結果を踏まえて、図 7 のフローによって実験を行った。
3-1

供試材料（ブランク）の B(a)P 濃度測定捕集材として検討するにあたり、試験供試前のサンプ
図3チップ

図4

炭化チップ

図5

バーク

ル（以下、ブランク）の B(a)P 濃度を測定することとした。結果を表 1 に示す。

2-2

供試形状の検討

表 1 に示すとおり、5 種類のうち 4 種類の供試材から供試材料の形状が異なることから、比較検討の際の基は B(a)P が検出されなかったが、炭化チップからは B(a)P準を検討した。考えられる基準として、重量あたりのが検出された。この結果として考えられることは、木炭B(a)P 補集量や、表面積あたりの B(a)P 補集量などが考を製造する際に、炭化温度等の諸条件により排煙にえられるが、未利用資源は濾紙などと比較して、敷き詰B(a)P が含まれ、その排煙が木炭部から抜けきらず冷やめた際に重量や表面積の比較が難しいため、ある面積にされることで含有した可能性が考えられる。しかしなが敷き詰めた際の単位面積あたりの B(a)P 補集量を比較す

ら、木炭としての形状をなしている場合においては飛散ることとし、今回の検討では直径 90mm のシャーレに敷き等の悪影響を及ぼす可能性は極めて低いと考えられるの詰め、ディーゼル車排ガスの捕集を行うこととした。

で、炭化チップも供試材として検討することとした。な2-3

お、濃度測定の際には、ブランクにおける B(a)P 濃度を排ガス捕集方法の検討ディーゼル車排ガスを捕集する方法として、排ガス捕差し引いた値にて評価することとした。

集 BOX を作製し、BOX 内底部に供試体を設置しマフラーから排出される排ガスを直接 BOX へ引き込む方法にてサ表1ンプリングを行った。今回実験に用いた排ガス捕集 BOX

材種
濾紙
ミクロ繊維シート
チップ（赤松）炭化チップ（唐松）バーク（杉）（約 0.1m3）の模式図を図 6 に示す。

排気入口

3-2375
325

B(a)P濃度 （mg/L）
0.00
0.00
0.00
1.96E-030.00

ディーゼル車排ガスのサンプリング

供試材となる濾紙、ミクロ繊維シート、チップ、炭化67544565335

図6ブランクの B(a)P 濃度

チップ、バークを直径 90mm のシャーレに敷き詰め、図 6に示す排ガス捕集 BOX 内にシリカゲルを敷き、その上に、図 8 の順にシャーレを並べ、排ガス捕集を行った。捕集

排ガス捕集 BOX 模式図（単位 mm）

実験の条件および様子を表 2、図 9,10 に示す。

捕集材作製
サンプル5種自動車排ガス捕集

ろ紙③

バーク③チップ③チップ②

ミクロ③

炭③

バーク②

炭②

ろ紙②

ミクロ②チップ①

バーク①

炭①

ろ紙①ミクロ①

ディーゼル排ガス

抽出
ソックスレー

濃縮
ロータリーエバポレーター

排出口

乾固

図8濾過B(a)P濃度測定液クロ配置図

図9表2

排ガス捕集実験条件

実験車
実施時間

配置状況

トヨタ ルシーダ（平成6年式）1時間750rpm (アイドリング時)
エンジン回転数
2000rpm (10分に1回10秒間)

未利用資源のＳＰＭ捕集材としての可能性の検討

今回用いた濾紙は、粉塵測定などの際に用いるエアサンプラー用の濾紙を用いたが、従来はエアサンプラーによる強制捕集により、粒子状物質を濾紙へ吸着させるた
め、凹凸の少ない濾紙の表面形状から考えても、濾紙単体での捕集能力は低いものと考えられる。
同様に、ミクロ繊維シートと他の捕集材とを比較した
際の B(a)P 濃度を表 4 に示す。
表4

図 10
44-1

ミクロ繊維シートと比較した際の B(a)P 濃度

濾紙チップ
炭化チップ
バーク

排ガス捕集実験

19.1%
289.0%-93.6%
742.0%

結果
B(a)P 濃度の比較

ミクロ繊維シートに関しては従来から簡易大気モニタ

排ガス捕集後の供試材は、図 7 に示すフローに沿ってB(a)P 濃度の測定を行った。結果を図 11 に示す。

リング材として検討されていることもあり、濾紙と比較すると捕集能力があるように考察されるが、チ ップらかとなった。ミクロ繊維シートは表面に凹凸があり、1.00E-02

粒子状物質の捕集を得意とする形状となっているが、チ8.00E-03

ップやバークにはそれ以上の捕集能力があることがわかった。その要因として、チップやバークの表面形状が粒6.00E-03

子状物質の捕集に優位に作用することが考えられるが、4.00E-03

詳細に関しては今後検討を重ねていく必要がある。

2.00E-03

4-2

0.00E+00

重量変化

今回、実験を行うにあたり排ガス捕集実験の前と後で-2.00E-03
濾紙ロ
ミク

繊維

シート
チップ

（赤松）

炭図 11

化

チップ

（カラマツ）バー

杉
ク（）

捕集材の重量を計測した。実験に用いたチップ、炭化チップ、バークは表乾状態にしたもので、濾紙、ミクロ繊
維シートも含めて同一条件にて計測を行った。結果を図供試材と B(a)P 濃度の関係

12 に示す。

試験の結果、比較対象物である濾紙・ミクロ繊維シー

0.100

トに比べ、チップ、バークの B(a)P 濃度が高く、捕集材0.080としての可能性があることがわかった。炭化チップにつ0.060

いては、ブランク時の B(a)P 濃度を下回る濃度であった

0.040

ため、マイナスの濃度を示している。この原因として考えられることのひとつとして、ブランクとして用いたサンプルの B(a)P 含有量に比べ、供試材へ用いたサンプルの B(a)P 含有量が少なかったことが考えられるが、今回の実験工程から B(a)P 濃度がマイナスになった原因を解明するには至らなかった。

重量変化(g)

B(a)P濃度(mg/L)(289%）やバーク(742%)と比較すると捕集能力の違いが明1.20E-020.020
0.000-0.020-0.040-0.060
濾比較対象物として用いた濾紙と他の捕集材とを比較し紙ミクロ繊た際の B(a)P 濃度を表 3 に示す。

シー

ト
チップ

（赤松）

炭

図 12
表3維化

チップ

（カラマツ）
バー杉ク（）

供試材と重量変化の関係

濾紙と比較した際の B(a)P 濃度

ミクロ繊維シート
チップ
炭化チップ
バーク

522.8%
1510.9%-489.5%3879.6%

濾紙、ミクロ繊維シート、チップに関してはプラスの重量変化となったが、炭化チップとバークに関してはマ岩手県工業技術センター研究報告第１５号（２００８）

イナスの重量変化となった。この原因として考えられる
ことは、供試材の乾燥が不十分であり、排ガス捕集実験中に、排ガスの温風により乾燥されたため水分減少分が今回は、未利用資源を SPM 捕集材として用いることのこのような結果になったものと考えられる。また、他の可能性について検討を行った。結果、可能性の段階では3 供試材に比べ水分を吸収しやすいため、サンプル準備あるが、木材チップ、バークに関しては有効な素材であ中にも水分を吸収した可能性も考えられる。いずれの場ることがわかった。

合にも、湿度・温度条件等によって重量が左右されやす

今後は、捕集材として用いた場合の高効率化の検討や、い供試材料であるため、重量変化による判断は難しいも現在、ミクロ繊維シートにて検討がなされている簡易モのと考えられる。

ニタリング材への応用など、捕集材以外への応用展開も視野に検討を行う必要がある。

5結言

本研究では、未利用資源の活用を図るため SPM 捕集材

謝辞としての可能性を検討した。未利用資源として木材チッ

本研究を遂行するにあたり、岩手大学工学部建設環境

プと木材炭化チップ、バークを用いて SPM のうちの発ガ工学科の齊藤貢助教より、多大なるご支援ご協力を頂いン性物質である B(a)P に着目し捕集能力を検討した。今たことに文末ながら感謝を申し上げます。

回の結果をまとめると次のとおりである。
1）木材チップの B(a)P 補集量（濃度）は濾紙と比較して文献

約 15 倍、ミクロ繊維シートと比較して約 3 倍となり、

1)

嵯峨井勝ほか：国立環境研究所年報,p104-106(1998)

B(a)P 捕集材として木材チップの有効性が示唆された。

2)

ディーゼル車排出ガスと花粉症の関連に関する調査

2) バークの B(a)P 補集量（濃度）は濾紙と比較して約委員会：ディーゼル車排出ガスと花粉症の関連に関40 倍、ミクロ繊維シートと比較して約 7 倍となり、B(a)P 捕集材としてバークの有効性が示唆された。

する調査委員会 報告書,p23(2003)3)3）木材炭化チップは、炭化物特有の多孔質表面形状により、VOC 等のガス状物質の捕集には向いている7)もの果概要(2008)
4)
5)

4）
未利用資源を用いた SPM 捕集材を比較検討するにあたり、重量変化等、様々なファクターが考え得るが、あことがわかった。

岩手県：いわてバイオマス総合利活用マスタープラン(2005)6) 齊 藤 貢 、 大 塚 尚 寛 ： 大 気 環 境 学 会 ,38(3),p162-171(2004)

る面積に敷き詰めた際の単位面積あたりの B(a)P 補集量（濃度）を比較することにより一定の評価ができる

中央環境審議会大気環境部会 自動車排出ガス総合対策小委員会(第 3 回)：議事録(2005)の、粒子状物質の捕集には向いていない可能性があることが示唆された。

岩手県環境生活部 HP：平成 18 年度大気常時監視結7)

小幡透、森田慎一、神野好孝、新村孝善：鹿児島県
工業技術センター研究成果発表会予稿集(2007)