――2929――

大型ディーゼル車への酸化触媒装着によるNO2 排出量比率の変化について
木下

要輝昭

小谷野眞司

岡村整横田久司旨

近年、大気中の SPM 濃度が大きく低減しているのに対し、NO2 濃度は低減の傾向が緩やかである。その一因として、排出ガス規制の強化等において、大型ディーゼル車に酸化触媒を装着することが一般的になり、排気管における NOx 中の NO2 排出量比率が増加していることが考えられる。ここでは、大型ディーゼル車 22 台の排出ガス試験結果から、酸化触媒の有無と NO2 排出量比率及び NO2 排出原単位の関係について検討を行った。その結果、以下のことが明らかになった。①酸化触媒装着車（KR 車を除く）は、酸化触媒を装着していない車両より NO2 排出量比率が高かった。②酸化触媒装着車（KR 車、尿素 SCR 車を除く）は、酸化触媒を装着していない車両よりNO2 排出原単位が高かった。③特に、新長期規制車（尿素 SCR 車を除く）の NOx 排出原単位は、酸化触媒を装着していない長期規制車両に比べて約 60%低減していたが、NO2 排出原単位は、逆に約 20%増加していた。
キーワード：大型ディーゼル車、酸化触媒、NO2 排出量比率、NO2 排出原単位

Change of NO2 Emission ratio by the Oxidation catalyst forHeavy-Duty Diesel Vehicles
KINOSHITA Teruaki, KOYANO Shinji, OKAMURA Hitoshi, YOKOTA Hisashi
Summary
Recently, NO2 concentration in the atmosphere gradually decreases contrary to the greatly decrease of SPM
concentration. Because of the oxidation catalyst equipped with the heavy-duty diesel vehicles for the exhaustgas regulation, the NO2 emission ratio may increase. We investigated about 22 heavy-duty diesel vehicles toclarify the change of NO2 emission ratio and NO2 emission coefficient by the oxidation catalyst. The results
were as follows. ①The NO2 emission ratio was high on the heavy-duty diesel vehicles with the oxidation
catalyst. ②The NO2 emission coefficient was high on the heavy-duty diesel vehicles with the oxidation catalyst.
③The NO2 emission coefficient of the heavy-duty diesel vehicles suitable for the latest regulation increased
about 20% than that of the heavy-duty diesel vehicles without the oxidation catalyst. On the other hand, theNOx emission coefficient of these decreased about 60% than that of those.
Key Word：heavy-duty diesel vehicle, oxidation catalyst, NO2 emission ratio,NO2 emission coefficient

東京都環境科学研究所年報2007

― 30 ―
1

はじめに都市地域における大気汚染の原因物質である窒素酸化物（NOx）や粒子状物質(PM)の排出量は、50％以上が自動車から排出されている。この自動車からの排出量のうち、NOｘの約 8 割、PM のほとんどがディーゼル車によるものである 1)。都は、八都県市と連携し 2003 年 10 月からディーゼル車走行規制を実施した。
その結果、平成 17 年度には、浮遊粒子状物質（SPM）について、一般環境大気測定局（以下、一般局）及び自動車排出ガス測定局（以下、自排局）の全局で初めて環境基準を達成した。一方、二酸化窒素（NO2）については、一般局のほぼ全局で環境基準を達成しているものの、自排局では 56%と依然低い達成率であった
2)。自排局における一酸化窒素（NO）及び NO2 年平
均値の推移（図 1）をみると、NO は低減傾向にあるが、NO2 はほぼ横ばい状態であった。
大気汚染の移動発生源である自動車の公害対策として、NOx や PM 等の排出ガスの規制が段階的に強化されている。折原 3)や鈴木 4)らは、大型ディーゼルの長期規制 適合 車や新 短期 規制適 合車 から排 出さ れる
NOx は、実走行では必ずしも低減していないとしているが、これら旧式車両の代替となる新長期規制適合車については、実走行においても大幅な NOx の低減効果が確認されている 5)。
一方、排出ガス規制により、新型車には酸化触媒の装着が標準化し、特に新短期規制以降は SCR や DPF等の後処理装置のパーツとして酸化触媒が装着されて0.12

NO、 NO2 平均値（ppm）

NO平均値

0.10

NO2平均値0.080.060.040.020.00S54

図1S57S60S63H3H6H9H12H15年度
自動車排出ガス測定局におけるNO、NO2 年平均値の推移いる。酸化触媒の装着により、排気管からの NO2 排出量が増加している可能性があり、直接的な沿道環境濃度への影響だけでなく、近年増加している光化学オキシダント濃度への影響も懸念される。
このため、本報告では、平成 14 年度以降に当研究所で調査を行った大型ディーゼル車 22 台の排出ガス試
験結果から、酸化触媒の有無と排気管レベルでの NO2排出量比率及び NO2 排出原単位との関係について検討した結果を報告する。

2 調査方法(1) 対象車両及び試験方法
ア 対象車両
今回調査したディーゼル車 22 台の諸元を表 1 に、自動車排出ガス規制の識別記号一覧を表 2 に示した。
調査車両は、長期規制車（平成 10、11 年規制）が10 台、新短期規制車（平成 15、16 年）が 8 台、新長期規制車（平成 17 年規制）が 4 台で、そのうち酸化触媒を装着していない車両（以下、非装着車両：D-1～10）は 10 台、装着している車両（以下、装着車両：DOC-1～12）は 12 台である。以下では、表 2 の識別記号により、長期規制車を KK、KL 車、新短期規制車をそれぞれ KR、PA、PB 車、新長期規制車を ADG 車（尿素 SCR を装着している車両は、尿素 SCR 車とする）と記す。
イ 試験方法当研究所の大型自動車排出ガス実験システム（以下、
大型 C/D）使い、実車を走行させ、その排出ガスを測定した。走行パターンは、定常試験モードである D13モードと都内における自動車の実際の走行状態をモデル化した東京都実走行パターンのうち、No.2（平均車速 8.4km/h）、No.5（平均車速 17.9km/h）、No.8（平均車速 28.5km/h）を用いた。最大積載量の記載のある車両については、等価慣性重量の設定を 1/2 積載とした。
(2)自動車排出ガスの測定方法
ア 測定①NOx（CVS 法）
定 容 量 希 釈 試 料 採 取 装 置 （（ 株 ） 堀 場 製 作 所 製
CVS-9400T、平成 18 年度より CVS-7400T に更新）を用いて、希釈排出ガスをサンプリングし、自動車排出ガス分析装置（（株）堀場製作所製 MEXA7400D）を用いて分析を行った。
②NOx、NO（直接測定法）
車両の排気管より排気ガスをサンプリングし、直接排出ガス分析計（（株）堀場製作所製 MEXA-1160CLT-H）を用いて分析を行った。
MEXA-1160CLT-H は、NOx 分析計と NO 分析計を装備していて、両物質を同時に測定できる。
イ データ処理
直接法による NOx、NO 濃度の 1 秒毎の測定値から、下記のように NO2 濃度、排出量等を求めた。
①NO2 濃度（瞬時値）
ここで、NO2 濃度、NO 濃度、NOx 濃度をそれぞれCNO2 、CNO、CNOx とする。NO2 濃度は、以下の(1)式により求めた。ただし、分析計（MEXA-1160CLT-H）
では、NOx 濃度はコンバータにより NO2 を NO に変換後、NOx として計測している。その影響により、NO と NOx はコンバータ容積の増加及び流路の違い

東京都環境科学研究所年報2007

――3131――による応答時間が違うため、遅れ時間を補正している。

∑QNO 2 、t

C NO 2 = C NOx − C NO ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (1)∑Q

NOx ：実走行パターンにおける瞬時t

排出量の積算値（t：走行時間）②NO2 排出濃度比率（瞬時値）
排気管からの排出濃度の比率を下記により求めた。

R NO 2 =C NO 2
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (2)
C NOx③NO2 排出量（瞬時値）
1 秒毎の NOx 排出量を、次式のように求めた。

Q NOx = Vex × d × C NOx × 10 −3 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (3)ただし， Q NOx ：排出ガス中の NOx 排出量（g/s），Vex ：排出ガス流量（m3/s）
d ：排出ガス密度（g/l），
C NOx：排出ガス中の NOx 濃度（ppm）(2)式と(3)式より、NO2 排出量を求めた。

④NO2 排出量比率③において、1 秒毎の NOx 及び NO2 排出量の積算値の比率を NO2 排出量比率とする。

W NO 2NO 2t

EFNO 2 = W NO 2 × EFNOx ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (6)ただし、EFNO 2 、 EFNOx ：NO2、NOx 排出原単位（g/t・km）

表 2 自動車排出ガス規制の識別記号一覧
区分

Q NO 2 = R NO 2 × Q NOx ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (4)∑Q=∑Q⑤NO2 排出原単位
排出原単位は、通常、CVS 法によるバッグ計測法により、単位走行距離当たりの排出量（g/km）として求められているが、総重量の異なる各車両の評価を行うために、排出原単位を等価慣性重量で除した値（g/t・km）を排出原単位として用いることとした。NO2 排
出原単位は、NOx 排出原単位に WNO2 を乗じて算出した。

レギュラー

低公害車

平成10年規制

ＫＫ⋅ ⋅ ⋅ LL ⋅ ⋅(5)t

3.5トンを超え12トン以下

平成11年規制ＫＬ

平成15年規制ＫＲ

3.5トンを超え12トン以下

ＰＡ

3.5トンを超え12トン以下

ＰＢ

3.5トンを超え12トン以下

ADG

3.5トン超長期

平成12年基準粒子状物質
新短期 平成15年規制
75％低減レベル
平成12年基準粒子状物質
平成15年規制85％低減レベル

NOx

GVW区分

識別記号

新長期 平成17年規制

12トン超

表 1 車両諸元
車両

型式

D-1
D-2
D-3
D-4
D-5
D-6
D-7
D-8
D-9D-10KK-XZU411M
KK-FC3JJEA
KK-MK25A
KK-MK26A
KK-FK71GH
KK-FE70EB
KK-FK61FA
KK-NKR71EA
KK-NPR72LV
KL-FW1KXHA

総重量 最高出力 エンジン 酸化（kg） (NkW/min)
型式 触媒
5,725
103/3000
S05D
無7,970125/2900
J07C
無7,990152/3000
FE6
無7,960165/2700
MD92
無7,980132/2900
6M61
無4,745103/3200
4M51
無7,990177/2700
6M60
無4,425 133ps/3100 4HG1
無5,925
114/3100
4HJ1
無24,930 272/2000
K13C
無DOC-1
DOC-2
DOC-3
DOC-4
DOC-5
DOC-6
DOC-7
DOC-8
DOC-9
DOC-10DOC-11
DOC-12KR-BKR81EAVKR-NPR81LR
KR-NPR72PAV
KR-NPR72LV
PA-FE82DEV
PA-FE83DEY
PB-FC7JKFAPB-NKR81N
ADG-FD8JLWA
ADG-CG4ZA
ADG-CG4ZA
ADG-CYJ77W7

4,810
6,385
7,475
5,665
6,195
7,965
7,980
7,055
7,985
24,95024,95024,99096/3000
100/3000
114/3100
114/3100103/2700
132/2700
154/2700
96/3000
177/2700
279/1800
279/1800
279/2000

4HL1
4HL1
4HJ1
4HJ1
4M50
4M50
J07E
4HL1
J08E
GE13
GE136UZ1

東京都環境科学研究所年報

2007

排出ガス対策
EGR
EGR
電子式燃料、噴射ポンプ、EGR
EGR
高圧分配式、EGR
高圧分配式、EGR
コモンレール、EGR
冷却式EGR
EGR（平成16年度調査）
コモンレール、EGR

有
冷却式EGR、コモンレール
有冷却式EGR、コモンレール
有冷却式EGR、コモンレール
有冷却式EGR、コモンレール
有 コモンレール、冷却式EGR、連続再生DPF
有 コモンレール、冷却式EGR、連続再生DPF
有コモンレール、EGR、DPR
有
冷却式EGR、コモンレール、DPD
有コモンレール、EGR、DPR
有
ユニットインジェクタ、尿素SCR、EGR
有ユニットインジェクタ、尿素SCR、EGR
有
冷却式EGR、コモンレール、DPD

― 32 ―100

IDLING
40% RPMIDLING
40% RPM80

60% RPM
80% RPM

6040
2000

図450
負荷率(%)

100

エンジン回転数及び負荷率と NO2
排出濃度比率の関係（DOC-10）3-2 酸化触媒の有無による NO2 排出量比率
酸化触媒の有無による NO2 排出量比率を比較する
ため、非装着車両（D-1～10）の NO2 排出量比率を図5 に、装着車両（DOC-1～12）の NO2 排出量比率を図 6 に示した。NO2 排出量比率は、東京都実走行パターン No.2、5、8 の平均値である。

60% RPM
80% RPM

6010040200050100

NO2排出量比率(%)

NO2 排出濃度比率（%）

80100

NO2排出濃度比率(%)

3 結果及び考察
3-1 D13 モードにおける NO2 排出濃度比率
酸化触媒の有無による車両の特性を把握するため、D13 モードの各モードにおける NO2 排出濃度比率を算出し、エンジン回転数及び負荷率との関係を明らかにした。事例として、非装着車両 D-2 を図2 に、装着車両 DOC-7 を図 3 に、尿素 SCR 車
DOC-10 を図 4 に示した。
非装着車両については、各モードにおける NO2排出濃度比率が 3～15％程度であった。一方、装着車両については、エンジン回転数にかかわらず、負荷率が 0～40%の時に NO2 排出濃度比率が 70～90％と高く、負荷率が 60%以上の高負荷になると、NO2 排出濃度比率が低下する傾向にあった。尿素SCR 車両については、装着車両と同様に、高負荷になると NO2 排出濃度比率が低下する傾向にあった。また、エンジン回転数にかかわらず、負荷率が20%で NO2 排出濃度比率が約 20%と低くなる特徴がみられた。

80604020負荷率（%）

図20
D-1 D-2 D-3 D-4 D-5 D-6 D-7 D-8 D-9 D-10

エンジン回転数及び負荷率と NO2排出濃度比率の関係（D-2）

100

図5IDLING

非装着車両における NO2 排出量比率

40% RPM

8060% RPM

10060
NO2排出量比率(%)

NO2排出濃度比率(%)

80% RPM

40200050

100

負荷率(%)

6040200

装着車両における NO2 排出量比率

DOC-12

DOC-11

DOC-10DOC-9DOC-8DOC-7

DOC-6

DOC-5

DOC-42007DOC-3

東京都環境科学研究所年報

図6DOC-2

エンジン回転数及び負荷率と NO2
排出濃度比率の関係（DOC-7）

DOC-1

図380――3333――

非装着車両の NO2 排出量比率は 0.10～0.33 であった。一方、装着車両を表 2 の識別記号により、規制区分別にみると、KR 車（DOC-1～4 車）の NO2
排出量比率は 0.01～0.18、PA 車（DOC-5、6 車）
は 0.31、尿素 SCR 車（DOC-10、11 車）は 0.15、PB 車（DOC-7、8 車）及び ADG 車（DOC-9、12車）は 0.51～0.66 で、装着車両については、ばらつきが大きかった。結果として、PA 車、PB 車及びADG 車で酸化触媒の影響による NO2 排出量比率の増加がみられた。なお、KR 車の NO2 排出量比率が低い原因は不明である。また、尿素 SCR による NOx低減のシステムは、NO 濃度と NO2 濃度が等しいとアンモニアとの反応速度が速くなるため、尿素 SCRの前段に酸化触媒を用いて NO2 濃度を増加させている。しかし、今回の結果では、尿素 SCR 車の NO2排出量比率の増加は見られなかった。
3-3 規制区分別の車両における NOx 及び NO2 排出原単位
今回調査を行った車両を、表 2 による識別記号で分類し、NOx 及び NO2 排出原単位を算出した結果を図 7 に示した。NOx 及び NO2 の排出原単位は、各車両の実走行パターン No.2、5、8 における平均値を算出し、これを規制区分毎に平均した値である。

排出原単位（g/t・km）

0.8
NO0.6

km で非装着車両より高かった。特に、ADG 車についてみると、NOx 排出原単位は、非装着車両より約 60%低減していたが、NO2 排出原単位は、逆に約 20%増加していた。
4まとめ
自動車の排出ガス規制が段階的に強化されるに従い、大型ディーゼル車では酸化触媒の装着が標準化しており、特に新短期規制以降は SCR や DPF 等の後処理装置のパーツとして酸化触媒が装着されている。酸化触媒の装着により、排気管から NO2が増加することが懸念されており、その排出実態を知ることが急務である。
今回の報告では、平成 14 年度より蓄積されてきたデータをもとに大型車 22 台の酸化触媒の有無による NO2 の排出実態をまとめた。その結果、酸化触媒の装着された車両のうち、新短期規制かつ低排出ガス車（PA 車、PB 車）及び新長期規制車（ADG車）において、非装着車両より NO2 排出量比率とNO2 排出原単位が増加していることを明らかにした。
現在、自排局における NO2 の環境基準達成率が低いが、当研究所では、今後とも使用過程車調査を継続し、NO2 の排出係数、インベントリーへの影響等を検討していくこととしている。

NO20.40.20KK、KLKR

PA

PB

尿素SCR

ADG

規制区分

図 7 規制区分別による NOx 及びNO2 排出原単位
NOx 排出原単位を規制別でみると、長期規制車（KK、KL 車）は 0.60g/t・km、新短期規制車（KR車、PA 車、PB 車）は 0.55g/t・km、新長期規制車（尿素 SCR 車、ADG 車）は 0.28g/t・km であった。
新短期規制車は長期規制車とほぼ同じレベルの排出原単位であったが、新長期規制車は新短期規制適合車と比較して約 50%低減していた。
次に、NO2 排出原単位をみると、非装着車両のKK、KL 車は 0.13g/t・km であった。一方、装着車両のうち KR 車と尿素 SCR 車は 0.05g/t・km と非装着車両より低かったが、PA 車、PB 車、ADG車はそれぞれ 0.20g/t・km、0.25g/t・km、0.16g/t・

参考文献1）東京都環境局：東京都環境白書 p56（2006）
2）東京都環境局：平成 17 年度大気汚染状況の測定結果について 報道発表資料（2006 年 9 月）
3) 折原ら：長期規制適合車における排出ガス低減効果
東京都環境科学研究所年報 p64-71（2005）
4) 鈴木ら：最新ディーゼル排出ガス対策技術の違いが実使用時の排出ガス特性に及ぼす影響 交通安全環境研究所研究発表会講演概要 p21-26（2006）
5)小谷野ら：最新規制適合大型ディーゼル車の排出ガス測定 結果 （速報 ） 東京都 環境 科学研 究所 年報（2007）(掲載中)

東京都環境科学研究所年報

2007