[資料]兵庫県内の常時監視局における PM2.5 濃度の 1 時間値に関する考察
中坪
１

良平 １

隈部

康晴 ２

亘１

藤原

松村

千里 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（〒650-0011 兵庫県神戸市中央区下山手通 5-10-1）

Study on PM2.5 hourly concentration of monitoring stationin Hyogo Prefecture
Ryouhei NAKATSUBO 1

Yasuharu KUMABE 2 Wataru FUJIWARA 1

Chisato MATSUMURA 1

andTakatoshi HIRAKI1

1 Atmospheric Environmental Division, Hyogo Prefectural Institute of Environmental Sciences,3-1-18, Yukihira-cho, Suma-ku, Kobe, Hyogo 654-0037, Japan
2 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 650-0011, Japan

兵庫県内の大気汚染常時監視測定局における PM2.5 濃度の 1 時間値を機種別に解析した．加茂及び稲美町役場の 1 時間値は，日内の濃度変化が極端に大きく，且つ，マイナス値が頻繁に出現し，これは，自動測定機の機種固有の特性であると考えられた．この傾向は春季から夏季にかけて顕著に現れること，また，加茂及び稲美町役場の PM2.5 濃度の 1 時間値は，相対湿度との関連性がみられたことから，気象要素の影響を強く受けていると考えられた．

Ⅰ

はじめに

て日内の濃度変化（最高値と最低値の差）が極端に大きく，且つ，マイナス値が頻繁に出現する傾兵庫県では，微小粒子状物質（PM 2.5）による健向がみられている．そこで本報告では，兵庫県内

康影響の可能性が懸念される場合に，参考情報との測定局におけるPM 2.5 濃度の1時間値の特徴を考して広く社会一般に注意を促すことを目的に，平察するとともに，加茂及び稲美町役場における極成25年3月からPM 2.5 に係る注意喚起を実施してい

端な濃度変化の要因及びマイナス値の出現要因をる．平成26年2月26日には，県内初となる注意喚起

調べた．

が発令されたこともあり，PM 2.5による大気汚染及Ⅱび兵庫県がホームページ等で公表するPM 2.5の常時方法

監視データについての県民の関心は一層高まっていると考えられる．一方，兵庫県内に設置されて1. 解析対象測定局

いる大気汚染常時監視測定局（以下「測定局」と

解析対象測定局は，環境省のPM 2.5等価性評価認称す）のうち，加茂及び稲美町役場におけるPM 2.5定機種が導入されている兵庫県内のPM 2.5測定局の濃度の1時間値については，周辺の測定局と比較しうち,平成25年度の測定日数が有効測定日数（25017Table 1

Stations for analysis（General sites）

Table 2

Stations for analysis （Road side sites）

StationLocal government

Instrument

StationLocal government

Instrument

Hyogo-nanbu

Kobe CityA

Tobu-jidosya

Kobe City

A

Suma

Kobe City

A

Tarumi-jidosya

Kobe CityA

Seishin

Kobe City

A

Senba

Himeji CityA

Hokushin

Kobe CityA

Shikama

Himeji City

B

Nadahama

Kobe City

A

Sunada-kodomohiroba

Amagasaki City

A

Minatojima

Kobe CityA

Higashi-honmachi

Environment MinistryD

Hirohata

Himeji City

B

Hayashizaki

Akashi CityC

Shirahama

Himeji City

B

TsutogawaNishinomiya CityA

Mikunino

Himeji CityA

KoshienNishinomiya City

B

Aboshi

Himeji CityA

UchideHyogo PrefectureE

Shikisai

Himeji City

B

Midorigaoka

Hyogo PrefectureA

Oji

Akashi CityC

Sakaemachi

Hyogo Prefecture

B

FutamiAkashi City

C

Kamo

Hyogo PrefectureD

Toyooka city office

Hyogo PrefectureA

Kakogawa city office

Kakogawa City

B

Befu

Kakogawa City

B

Takasago city office

Hyogo PrefectureA

Inami town office

Hyogo Prefecture

D

Table 3Specifications of PM 2.5 automatic measurement instrument

Instrument

Detection principle

Humidity regulation

Filter's material

Filter replacement
intervalA

β-ray absorption

Calculation

Fluoroplastic

1 hourB

β-ray absorption

Heating（unreleased）

Polytetrafluoroethylene

59 minutes

C

Light scatter andβ-ray absorption

Heating(less than RH40%）

Fiberglass

24 hoursD

β-ray absorption

Heating（45℃）

Fiberglass

24 hoursE

β-ray absorption

Heating（40℃）

TFH-01（Teflon）

1 hour日）に達した測定局（一般環境大気測定局、以下

Ⅲ「一般局」と称す：18局，自動車排ガス測定局、

結果

以下「自排局」と称す：13局）とした．Table 1
及びTable 2に解析対象測定局名及び設置自治体，

1. PM 2.5濃度推移の特徴

機種を示した．また，Table 3に，PM 2.5自動測定機(1) PM 2.5濃度の月間推移の各機種の主な仕様を示した．

Fig.1に，平成25年6月における加茂及び周辺の自排局（打出，緑ヶ丘，栄町）で測定されたPM 2.5

2. 解析対象期間

濃度を，Fig.2に，同期間における稲美町役場及び解析対象期間は，平成25年4月1日から平成26年3

周辺の一般局（加古川市役所，高砂市役所）で測

月31日までの1年間とした．

定されたPM 2.5濃度を示した．加茂及び稲美町役場
における濃度推移は，周辺の測定局と比較して，

3.解析対象データ

日中に濃度が大きく上昇し，夜間に濃度が大きく

解析対象データは，兵庫県が大気汚染常時監視低下するとともに，濃度低下が大きい場合はマイシステムで公開している平成 25年度のPM 2.5 の1時

ナス値となる特徴的な変動を示した．

間測定値の速報値を用いた．

18

70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30

UchideMidorigaoka

Sakaemachi

6/1 0:00
6/1 12:00
6/2 0:00
6/2 12:00
6/3 0:00
6/3 12:00
6/4 0:00
6/4 12:00
6/5 0:00
6/5 12:00
6/6 0:00
6/6 12:00
6/7 0:00
6/7 12:00
6/8 0:00
6/8 12:00
6/9 0:00
6/9 12:00
6/10 0:00
6/10 12:00
6/11 0:00
6/11 12:00
6/12 0:00
6/12 12:00
6/13 0:00
6/13 12:00
6/14 0:00
6/14 12:00
6/15 0:00
6/15 12:00
6/16 0:00
6/16 12:00
6/17 0:00
6/17 12:00
6/18 0:00
6/18 12:00
6/19 0:00
6/19 12:00
6/20 0:00
6/20 12:00
6/21 0:00
6/21 12:00
6/22 0:00
6/22 12:00
6/23 0:00
6/23 12:00
6/24 0:00
6/24 12:00
6/25 0:00
6/25 12:00
6/26 0:00
6/26 12:00
6/27 0:00
6/27 12:00
6/28 0:00
6/28 12:00
6/29 0:00
6/29 12:00
6/30 0:00
6/30 12:00

3]
PM2.5 mass concentration [μg/mKamo

Fig.1 Variation of 1 hour PM 2.5 concentration at Kamo, Uchide, Midorigaoka and
Sakaemachi in June 2013

70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30

Kakogawa city office

Takasago city office

6/1 0:00
6/1 12:00
6/2 0:00
6/2 12:00
6/3 0:00
6/3 12:00
6/4 0:00
6/4 12:00
6/5 0:00
6/5 12:00
6/6 0:00
6/6 12:00
6/7 0:00
6/7 12:00
6/8 0:00
6/8 12:00
6/9 0:00
6/9 12:00
6/10 0:00
6/10 12:00
6/11 0:00
6/11 12:00
6/12 0:00
6/12 12:00
6/13 0:00
6/13 12:00
6/14 0:00
6/14 12:00
6/15 0:00
6/15 12:00
6/16 0:00
6/16 12:00
6/17 0:00
6/17 12:00
6/18 0:00
6/18 12:00
6/19 0:00
6/19 12:00
6/20 0:00
6/20 12:00
6/21 0:00
6/21 12:00
6/22 0:00
6/22 12:00
6/23 0:00
6/23 12:00
6/24 0:00
6/24 12:00
6/25 0:00
6/25 12:00
6/26 0:00
6/26 12:00
6/27 0:00
6/27 12:00
6/28 0:00
6/28 12:00
6/29 0:00
6/29 12:00
6/30 0:00
6/30 12:00

3]
PM2.5 mass concentration [μg/m

Inami town officeFig.2 Variation of 1 hour PM 2.5 concentration at Inami town office, Kakogawa city
office and Takasago city office in June 2013

Table 1及びTable 2に示したとおり，加茂及び

2. PM 2.5濃度の機種による特徴

稲美町役場に設置されている自動測定機は，両方

加茂及び稲美町役場におけるPM 2.5濃度の特徴的

とも機種Dであり，PM 2.5濃度の周期的な変化は，自な濃度変化は，機種による影響を受けている可能

動測定機の機種に依存していると考えられた．ま性があるため，設置されている自動測定機の機種

た，Table 3に示した各機種の仕様では，機種C及ごとに、PM 2.5濃度変化の特徴を解析した．

び機種Dは，フィルタ送りの周期が24時間であり，(1) 時刻別平均濃度

他機種と異なっている．また，これら2機種は捕集

Fig.5に，各測定局における平成25年度中のPM 2.5

フィルタにグラスファイバーフィルタを使用して濃度の1時間値を時刻別に平均化し，機種ごとに示いることも，他機種と異なっている．

した．機種A及び機種Bは，全ての測定局で概ね同様の日内変化を示し，午後から夕方にかけてやや(2) PM 2.5濃度の年間推移高くなった．機種Cは，日中から夕方にかけてやや

Fig.3に，平成25年4月1日から平成26年3月31日

高くなる変化を示した．機種Dは，3局中2局では午（1年間）に、加茂及び周辺の自排局で測定された

前中もしくは夕方に高くなり，夕方から明け方にPM 2.5濃度を，Fig.4に，同期間における稲美町役場

かけて低くなる変化を示したが，1局のみ夜中から及び周辺の一般局で測定されたPM 2.5濃度を示した．

明け方にかけて高くなる変化を示した．機種Eは，

Fig.1及びFig.2でみられたような特徴的な濃度変1局のみであるが日中に高くなる変化を示した。他

化は，加茂，稲美町役場ともに5月頃から9月頃に機種と比較して特に機種Dの日内変化が大きいとかけてみられたことから，気温や相対湿度の高く考えられるが，同じ機種Dでも1局（東本町自排局）

なる晩春から夏季にかけて，特徴的な濃度変化がのみ日内変化のパターンが大きく異なっており，顕著に現れる可能性がある。

PM 2.5濃度の日内変化には，機種以外の要因が影響していると考えられる．
19

UchideMidorigaoka

Sakaemachi

75
50
25
0

-25
-50
4/1 0:00
4/8 11:00
4/15 22:00
4/23 9:00
4/30 20:00
5/8 7:00
5/15 18:00
5/23 5:00
5/30 16:00
6/7 3:00
6/14 14:00
6/22 1:00
6/29 12:00
7/6 23:00
7/14 10:00
7/21 21:00
7/29 8:00
8/5 19:00
8/13 6:00
8/20 17:00
8/28 4:00
9/4 15:00
9/12 2:00
9/19 13:00
9/27 0:00
10/4 11:00
10/11 22:00
10/19 9:00
10/26 20:00
11/3 7:00
11/10 18:00
11/18 5:00
11/25 16:00
12/3 3:00
12/10 14:00
12/18 1:00
12/25 12:00
1/1 23:00
1/9 10:00
1/16 21:00
1/24 8:00
1/31 19:00
2/8 6:00
2/15 17:00
2/23 4:00
3/2 15:00
3/10 2:00
3/17 13:00
3/25 0:00

PM2.5 mass concentration [μg/m3]

Kamo
100

Fig.3 Variation of 1 hour PM 2.5 concentration at Kamo, Uchide, Midorigaoka and
Sakaemachi in FY 2013
Kakogawa city office

Takasago city office

75
50
25
0

-25
-50

4/1 0:00
4/8 11:00
4/15 22:00
4/23 9:00
4/30 20:00
5/8 7:00
5/15 18:00
5/23 5:00
5/30 16:00
6/7 3:00
6/14 14:00
6/22 1:00
6/29 12:00
7/6 23:00
7/14 10:00
7/21 21:00
7/29 8:00
8/5 19:00
8/13 6:00
8/20 17:00
8/28 4:00
9/4 15:00
9/12 2:00
9/19 13:00
9/27 0:00
10/4 11:00
10/11 22:00
10/19 9:00
10/26 20:00
11/3 7:00
11/10 18:00
11/18 5:00
11/25 16:00
12/3 3:00
12/10 14:00
12/18 1:00
12/25 12:00
1/1 23:00
1/9 10:00
1/16 21:00
1/24 8:00
1/31 19:00
2/8 6:00
2/15 17:00
2/23 4:00
3/2 15:00
3/10 2:00
3/17 13:00
3/25 0:00

3]
PM2.5 mass concentration [μg/m

Inami town office100

Fig.4 Variation of 1 hour PM 2.5 concentration at Inami town office, Kakogawa city
office and Takasago city office in FY 2013
けている可能性が示唆される．
(2) 変動係数及びマイナス値の出現回数

Fig.8に，平成25年6月に加茂において測定されFig.6に各月における機種別の変動係数（平均値）

たPM 2.5濃度及び同一期間に神戸地方気象台で観測を，Fig.7に各月における機種別のマイナス値の出された相対湿度の1時間値を示した．また，Fig.9

現回数（平均値）を示した．変動係数は，PM 2.5濃に，平成25年6月に稲美町役場において測定された度の1時間値のばらつきを表すと考えられ，全てのPM 2.5濃度及び同一期間に姫路特別地域気象観測所

機種で概ね同様の傾向を示したが，機種Dの変動係で観測された相対湿度の1時間値を示した．PM 2.5

数が，特に春季から夏季にかけて高くなる傾向を

濃度の1時間値と相対湿度は負の相関関係を示し，示した．また，マイナス値の出現回数は，他機種

相対湿度が高くなればPM 2.5濃度が低くなり，相対に比べて機種Dが多く，5月から10月にかけて多く

湿度が低くなればPM 2.5濃度が高くなる傾向を示しなる傾向がみられた．

た．
一般的に，PM 2.5は硫酸アンモニウム等の吸湿性の粒子を多く含むため，フィルタに捕集された粒Ⅳ

考察

子中の成分が吸湿することで質量濃度が増加する
ことが指摘されている．相対湿度の変化による質

加茂及び稲美町役場におけるPM 2.5濃度は，日中量濃度の変化を抑制するため，PM2.5の標準測定法に高く，夜間に低くなる周期的な日内変化を示し（フィルタ法）では，フィルタ秤量時の相対湿度

たこと，また，加茂及び稲美町役場に設置されて条件を一定にし，PM2.5の自動測定法では，試料大いる機種DのPM 2.5濃度は，変動係数が春季から夏季

気導入管を加熱するなどの方法で，捕集される粒に高くなる季節性を示したことから，加茂及び稲子の相対湿度を制御する方法がとられている．加美町役場におけるPM 2.5濃度は気象要素の影響を受

茂及び稲美町役場に設置されている機種Dについ
20

30

25
20
15
10

5

25
20
15
10

0

5
0

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

2

4

6

8

10

PM2.5 mass concentration[μg/m3]

20
15
10

5
0

15
10

5

12

14

16

18

20

22

0

2

4

6

8

12

14

16

18

20

22

Time

E (n=1)

25

10

Fig.5 Diurnal variation
pattern of PM 2.5
concentration for each modelof measurement instrument

20
15
10

5
0

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

0

2

4

6

8

10

Time

A

12

14

16

18

20

22

Time

B

C

D

A

E

B

C

D

E

70
Number of minus values

1.2

Coefficient of variation

20

Time

30

D (n=3)25

C (n=3)

25

0
0

Time

30
PM2.5 mass concentration[μg/m3]

30

B (n=8)PM2.5 mass concentration[μg/m3]

A (n=15)

PM2.5 mass concentration[μg/m3]

PM2.5 mass concentration[μg/m3]

30

1.0

0.8
0.6
0.4

60
50

40
30
20
10
0

0.2

Apr May Jun

Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar

Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar

Fig.6 Coefficient of variation of monthly
average PM 2.5 concentration for each model ofmeasurement instrument

Fig.7 Number of minus values of monthly
average PM 2.5 concentration for each model ofmeasurement instrumentても，試料導入管をヒーターで45℃になるように昇し，午前8時頃から正午にかけてマイナス値が大

常時加熱し，捕集される粒子の相対湿度を一定にきくなる周期的な変化を示した．これは，主に水する方法がとられている。一方，加茂及び稲美町

蒸気の結露と再揮発の影響によるものと推測され役場におけるPM 2.5濃度は，相対湿度と負の相関関ている．加茂及び稲美町役場におけるPM 2.5濃度の1係がみられた．大気中の相対湿度が高くなった場

時間値は，変化のタイミングは異なるものの，日合，粒子の凝集や凝結によって粒径が増大し，微中に一旦大きく濃度が上昇した後，夕方から午後8

小粒子の相対割合が少なくなることが知られてい時頃にかけてマイナス値が大きくなる周期的な変る．そのため，相対湿度の高くなる夏季は，相対化を示しており，U.S.EPAが報告した機種DのPM 2.5

湿度の上昇に伴ってPM 2.5濃度が低下した可能性が濃度の変化パターンと類似している．そのため，考えられるが，相対湿度との負の相関関係は，加極端な濃度変化とマイナス値の出現傾向は，本機

茂及び稲美町役場で顕著にみられる現象であり，種固有の特性である可能性が考えられる．なお，

その他の測定局では，顕著な負の相関関係はみら

U.S.EPAの試験では，自動測定機のフィルタ送り時れなかった．そのため，粒子の粒径が増大するこ

刻が午後0時に設定されていたが，加茂及び稲美町とによる相対割合の減少では，加茂及び稲美町役

役場のフィルタ送り時刻は午前0時であり，テープ場におけるPM 2.5濃度の変動を説明できない．

送り時刻に12時間の差がある．そのため，フィル

Fig.10に，U.S.EPAが実施した機種Dの特性評価

タ送り時刻からの経過時間が，変化のタイミング

試験結果から，機種D（Monitor1及びMonitor 2）の差に影響している可能性が考えられる．

で測定された夏季におけるPM 2.5 濃度の5分間値の推移を示した 1) ．PM 2.5濃度の5分間値は，深夜に上21

3]PM2.5 mass concentration [μg/m

60
80

40
60

20
40

0
20

-20
0

Fig.8
PM2.5_Inami town office
100

60
80

40
60

20
40

0
20

-20
0

Fig.9

Fig.10 Variation of 5 minutes PM 2.5
concentration at Pittsburgh from August 12,2000 to September 2, 2000 1)

Ⅴ

文

1)

おわりに

加茂及び稲美町役場におけるPM 2.5 濃度の1時間

値の極端な濃度変化の要因及びマイナス値の出現22

U.S.EPA:

Environmental

AMBIENT DUST MONITOR (2001)

Relative humidity [%]100

6/1 0:00
6/1 12:00
6/2 0:00
6/2 12:00
6/3 0:00
6/3 12:00
6/4 0:00
6/4 12:00
6/5 0:00
6/5 12:00
6/6 0:00
6/6 12:00
6/7 0:00
6/7 12:00
6/8 0:00
6/8 12:00
6/9 0:00
6/9 12:00
6/10 0:00
6/10 12:00
6/11 0:00
6/11 12:00
6/12 0:00
6/12 12:00
6/13 0:00
6/13 12:00
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6/15 0:00
6/15 12:00
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6/16 12:00
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6/17 12:00
6/18 0:00
6/18 12:00
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6/19 12:00
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6/20 12:00
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6/22 12:00
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6/27 12:00
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6/28 12:00
6/29 0:00
6/29 12:00
6/30 0:00
6/30 12:00

80

Relative humidity [%]80

6/1 0:00
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6/18 12:00
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6/19 12:00
6/20 0:00
6/20 12:00
6/21 0:00
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6/27 0:00
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6/29 0:00
6/29 12:00
6/30 0:00
6/30 12:00

3]
PM2.5 mass concentration [μg/mPM2.5_Kamo
RH_KobeVariation of 1 hour PM 2.5 concentration at Kamo and relative humidity at Kobe
local meteorological observatory in June 2013
RH_Himeji

Variation of 1 hour PM 2.5 concentration at Inami town office and relative
humidity at Himeji local meteorological station in June 2013
要因については，本報告では明確に特定できなかったが，設置されている自動測定機の機種固有の特性である可能性があった．ただし，東本町自排局に設置されている同機種では，同様の濃度変化はみられず，機種による差以外の要因が影響していると考えられる．

は精度評価基準が示されていない．そのため，公PM 2.5自動測定機の1時間値については，現時点で表されているPM 2.5 濃度の1時間値を解釈するうえでは，各機種が有する固有の特性についても理解しておく必要がある．

献Technology

Verification Report, THERMO ANDERSEN FH62C14