日本と諸外国の水銀の大気排出インベントリー
貴田

晶子

1＊

高橋

史武

2

（（独）国立環境研究所循環型社会形成推進 廃棄物研究センター・ 九州大学工学研究院）
１

2〒 305-8506＊

茨城県つくば市小野川 16-2

e-mail：akida@nies.or.jp

摘要国連環境計画（United Nations Environment Programme; UNEP）
は、極地汚染の懸念、
すなわち全地球規模の汚染が認められる残留性有害物質として水銀の大気排出量削減計画を実施している。削減計画に大気排出実態の把握は基礎情報として重要であり、各国の大気排出インベントリー作成も求められている。本稿は世界、アメリカ、イギ
リスおよび中国のインベントリーを概説し、現在日本において行われている大気排出インベントリーの推定結果を報告した。日本全体（2002 年）での水銀排出量は 19.8 ～24.1 t/年と推定された。国際的なレビューでは日本の大気排出量は UNEP の排出係数
デフォルト値を用いて 143 t/年とされており、100 t 以上も過大評価されている。アメリカでは石炭燃焼の寄与が大きいのに対して、日本では水銀排出源の寄与は、産業廃棄物焼却が 24％と大きく、セメント製造 15％、非鉄金属 13％、鉄鋼・製鉄 8％と続く。1 t/年以上の排出源として、更に石炭火力発電、事業用石油燃焼ボイラー、医療廃棄物焼却、下水汚泥燃焼、また新たな排出源となる自動車シュレッダーダストも一般
廃棄物以上に水銀排出に寄与している。これは、石炭火力発電の寄与が大きいアメリ
カに対し、製造部門からの排出が多いイギリスに近い排出構成となっている。日本の一人あたりの排出量は 0.19 ～ 0.23 g/ 人 /年
（2002 年）であり、アメリカの 0.37 g/ 人 /年
（2001 年）とイギリスの 0.15 g/ 人 /年の中間である。また、GDP ベースによる 1＄あたりの水銀排出量ではイギリスに近く、日本の 6.04 ～ 7.16 µg/＄、イギリスの 5.78 µg/＄に対し、アメリカでは 11.08 µg/＄である。
キーワード : インベントリー、水銀、大気排出、燃焼過程、排出係数
1．はじめに
国連環境計画（UNEP）の化学物質対策について、
地球的規模で対応すべき物質として残留性有機化合物（Persistent Organic Pollutants; POPs）を中心的課
題として取り上げているが、2001 年から水銀を生物残留性および長距離移動による極地汚染の増加などの観点から、残留性有害物質（PHS; Persistent1）
Hazardous Substances）として追加した 。また、
2）
2002 年には Mercury Global Assessment を公表し、使用削減、代替促進、環境中濃度把握、排出イン
ベントリーについて各国の情報提供を要請した。
2007 年 2 月に開催された UNEP 管理理事会会合では、地球規模での水銀汚染防止のための現状の取組は不十分であり、さらなる国際的な手段が必要であ
3）
ることを認識し、以下の方針を決定した 。
⑴ 優先的対策：人為的な大気への水銀排出の削減、水銀を含む廃棄物の処理対策、製品および生産プロセスへの水銀需要の削減、水銀の一次生産の削減の検討を含む水銀供給の削減、環境影響の少ない水銀の長期保管、汚染地域の修復等⑵ 水銀の大気への排出と局地的な水銀汚染に関する報告書作成作業の取り組み『地球環境』
13：167－180：167－180
167－180－180
180（2008）（2008）
Printed in Japan⑶ パートナーシッププログラムの推進⑷ 削減対策のための条約策定および自主的な取り組みの両面からのオプションの検討（作業部会設置）
作業部会は 2007 年 11 月に会合が開催され、2009 年 2 月開催の 25 回管理理事会に向けて、上記
4）
内容を検討し報告書を提出することとなっている 。
このような背景のもと、
著者らは日本における水銀
5）－7）の大気排出インベントリーの推定を行ってきた。
本稿では、日本における水銀の排出インベントリーの推定結果を、世界、アメリカ、イギリスおよび中国のインベントリーと合わせて報告する。
2．世界の水銀の大気排出インベントリーと排出量と用いられた排出係数
人間活動に由来する、水銀を含む重金属類の大気排出量を世界規模で最初に推定した例は、
8）
Nriagu ら である。水銀は全世界で年 910 ～ 6,200 t（1983 年ベース）排出されると推定しており、特に石炭燃焼と一般廃棄物焼却を大きな排出源としてい9）る（表 1）。Pirrone ら は、1983 年から 1992 年までの水銀の大気排出量を地域別に推定しており、全世2008 AIRIES

167

貴田・高橋：日本と諸外国の水銀の大気排出インベントリー

表 ���������
1��������
Nriagu 8）らによる世界の水銀の大気排出係数と排出量の推定（1983 年ベース）．
分類
排出係数
石炭燃焼
発電
10 - 35 ［μg/MJ］
μg/MJ］］
工業および家庭内消費0.5 - 3 ［g/Mg］
g/Mg］
］
石油燃焼
発電
工業および家庭内消費
非鉄精錬
採鉱
鉛精錬
2 - 4 ［g/Mg-metal］
g/Mg-metal］］
銅－ニッケル精錬
亜鉛－カドミウム精錬
8 - 45 ［g/Mg-metal］
g/Mg-metal］
］
製鉄
廃棄物焼却
一般ゴミ
1-15 ［g/Mg-waste］
g/Mg-waste］］
下水汚泥
5 -20 ［g/Mg-waste］
g/Mg-waste］］
リン酸肥料製造
セメント製造木材焼却
0.1- 0.5 ［g/Mg-wood］
g/Mg-wood］
］
運輸
総排出量
（平均）

活動量（世界）Hg 排出量1.55 × 1010 ［MJ/yr］
MJ/yr］］
9.90 × 108 ［Mg/yr］
Mg/yr］］

155 - 542
495 - 2,970

5.80 × 108 ［MJ/yr］
MJ/yr］］
3.58 × 108 ［Mg/yr］
Mg/yr］］

3.9 × 106
8.5 × 106
4.6 × 1067.10 × 108［Mg/yr］
Mg/yr］］［Mg/yr］
Mg/yr］］［Mg/yr］
Mg/yr］］［Mg/yr］
Mg/yr］］

7.8-1637-207（37-207）37-207））1.40 × 108
3.0 × 106
1.37 × 108
8.90 × 108
6.00 × 108
6.47 × 108［Mg/yr］
Mg/yr］］［Mg/yr］
Mg/yr］］［Mg/yr］
Mg/yr］］［Mg/yr］
Mg/yr］］［Mg/yr］
Mg/yr］］［Mg-gas/yr］
Mg-gas/yr］］

140 - 2,100
15 - 60

60 - 300
910 - 6,200
3,560

表 ����������
2���������
Pirrone �
ら 9）（1983 ～ 1992 年）と Pacyna ら 10）,11）（1995 年，2000 年）による地域別水銀排出インベントリー．
分類

地域
北米

中南米

ヨーロッパ（西）
（東）

アフリカ

アジア

オセアニア

ロシア
総排出量

文献注1）
燃焼源
廃棄物焼却
非鉄精錬
Pirrone9）） 石炭燃焼 石油燃焼 木材焼却 廃棄物焼却 亜鉛精錬 鉛精錬
Pacyna10））
燃焼施設
廃棄物焼却
非鉄精錬
Pacyna11））
燃焼施設
廃棄物焼却
非鉄精錬
～ 19929））
81.3
28.2
4.4
129.4
39.6
6.2
199510））
104.8
66.1
25.1
200011））
79.6
18.7
6.4
9）
）
6.2
12.1
8.2
24.8
11
0.79
10）
）
26.9
－
1.4
11）
）
31.0
－
25.4
9）
）
94.6
37.6
1.6
99
68.5
5
9）
）
114.4
29.9
3.6
41
51.3
4.8
10）
）
185.5
12.4
15.4
11）
）注 2））
88.8
11.5
10.0
9）
）
28.7
8
18.5
35
7.6
0.6
10）
）
197
－
7.9
11）
）
205.2
32.6
7.9
9）
）
420
68.4
32
300.5
55.7
3.5
10）
）
860.4
32.6
87.4
注 2）
）
11）
）
878.7
32.6
87.6
9）
）
8.6
1.4
0.35
7.3
10.9
1.7
10）
）
99.9
0.1
4.4
11）
）
112.6
0.1
4.4
11）
）
26.5
3.5
6.9
9）
）
753.8
185.6
68.65
637
244.6
22.59
10）
）
1,474.5
111.2
165.6
11）
）
1,422.4
66.4
148.6

その他
その他
製鉄
製鉄
4.6
4.3
1.4
1.4

10.2
10.6
0.5
0.4
12.1
11.6
0.3
0.3
2.7
29.1
31.3

セメント製造セメント製造 ソーダ製造 水銀製造 金製造 その他
43.4
12.9
－
－
－
－
7.7
8.0
0.1
12.2
8.8
9.5
5.5
－
－
－
－
7.7
8.0
0.1
12.2
8.8
46
36.8
26.2
－
－
－
－
26.5
12.4
－
－
15.3
14.8
5.2
－
－
－
－
5.3
0.3
0.1
177.8
1.4
132
81.8
－
－
－
－
89.9
30.7
0.1
47.2
0.9
4.5
0.8
－
－
－
－
0.8
0.7
－
7.7
－
3.7
8.0
－
3.1
18.2
2.7
132.4
－
－
－
－
140.4
65.1
23.1
248.0
44.6

総排出量

332
214
146
73
59
146
352
282
250
175
113
211
398
1,012
1,074
1,179
35
106
127
73
2,199
1,913
2,190

注 1）
）
インベントリー文献：1983
1983 年～ 1992 年のインベントリー 9））－11）．
注 2））
欧州およびアジアはロシアを除く．ロシアは別途計上されている．

界での総排出量が 1,861 t から 2,199 t に増加したこと、総排出量の約 46％がアジアからであることを報告した。主要な発生源として、アメリカ、西ヨー
ロッパおよびアフリカでは廃棄物焼却を、アジア、
東ヨーロッパ、ロシアでは石炭燃焼を、またオセア
ニアでは採掘と亜鉛・鉛精錬と推定している（表 2、
図 1）。アジアにおける廃棄物処理（焼却）からの排出は、日本が主要な排出元と考えられ、推定値は年10）32 t である。また、Pacyna ら は 1995 年の水銀総排出量（世界）を 1,913 t、その内の約 56％がアジアからの排出と推定している。また、どの地域でも石168

図 �����������������������
1����������������������
世界の地域別の水銀������������
排出����������
量���������
�������� �．
（Pirroneら 9））

地球環境 Vol.13 No.2

表3

世界の水銀の大気排出インベントリー）（2000 年）に用いられた排出係数 11�
．

排出源の分類
石炭燃焼
電力事業
家庭系・産業系燃焼
石油燃焼
非鉄金属精錬
Cu 精錬
Pb 精錬
Zn 精錬
セメント製造
鉄鋼製造
廃棄物燃焼
一般廃棄物
下水汚泥
水銀精錬（一次）
金精錬（大規模）

167－180（2008）

表 ������������������
4�����������������
アメリカにおける水銀の大気排出
）
，���
16�
） 
インベントリー 14�����
．
（� t/��
�� 年）
��

単位

排出係数

g ton －11 coalg ton －11 coalg ton －11 oil

0.1 - 0.3
0.5
0.0006g ton －11 Cu produced
g ton －11 Pb produced
g ton －11 Zn produced
g ton －11 cementg ton －11 steel

5.0 - 6.0
3.0
7.5 - 8.0
0.1
0.04

g ton －11 wastes
g ton －11 wastes
Kg ton －11 ore minedg g －11 gold mined

1.0
5.0
0.2
0.5

炭燃焼などの固定燃焼施設からの排出が多くを占め11）ると報告している（表 2）。Pacyna ら の継続的なイ
ンベントリー研究によれば、2000 年の排出量推定値（全水銀）は 2,190 t で、1,200 t はアジアからの排出量としている（表 2）。さらに、排出量の多い国として、中国 605 t、南アフリカ 257 t、インド 149 t、
日本 144 t、オーストリア 124 t、
アメリカ合衆国 109 t、
ロシア 72.6 t、カザフスタン 43.9 t、北朝鮮 46 t、
サウジアラビア 40.7 t を挙げている。これに対し
12）
Nelson は、オーストラリアの排出量が過大評価されている（10 分の 1 の人口で北アメリカの 90％の排出量は異常に高い）こと、電力事業からの排出量は年間 2 ～ 8 t と少ないことを報告し、Global Mercury
Assessment での推定値への疑問を述べている。ア13）
ジアからの排出量に関して、Jaffe ら は大気中の金
0
属水銀と一酸化炭素の比（Hg /CO）を元にアジアの金属水銀排出量を 1,460 t と報告しており、Pacyna
11）
ら の報告値よりも多い。日本の排出量は世界 4 位
で 143 t との推定値に対し、我々の初期のインベントリー研究では、電力事業および廃棄物燃焼を中心
5）6）におよそ 9 ～ 29 t 、または 19 ～ 35 t と見積もった。これらについては、次章で詳細を述べることにする。これら世界の水銀の大気排出インベントリー
は、欧州・米国を中心に実測データを含む詳細な検討が行われている国以外は、排出係数を決めて排出11）量推定値を求めている。Pacyna ら の使用した排出係数（デフォルト値）を表 3 に示す。5 章の日本でのインベントリー推定において、この値を検証する。
なお、世界の Hg 排出量はおよそ 2,000 t/年と推定されることから、世界人口 61 億人で除すると、
0.33 g/ 人 /年となる。
3．アメリカ、イギリスおよび中国における水銀の大気排出インベントリー
3.1 アメリカ
アメリカでは 1997 年に議会に提出された水銀
14）
研究報告書 において、1990 年と 1995 年の大気

面源

点源

排出源
ランプの破損実験での消費
歯科での消費
埋め立てガス
計
燃焼部門
発電
一般廃棄物焼却
産業・工業用ボイラー
医療廃棄物焼却
有害廃棄物焼却
家庭用ボイラー
下水汚泥焼却
木材燃焼ボイラー
火葬
小計
製造部門
塩素アルカリ
セメント製造製紙
装置製造
二次的な水銀生産
電気部品製造カーボンブラック製造
石灰石生産
鉛精錬（一次）銅精錬（一次）蛍光灯リサイクル
バッテリー製造
小計
その他
金鉱採掘
地熱発電
小計
計
総排出量
文献

1995
1.5
1.1
0.7
0.08
3.4

2001
1.0

2020
1.7

0.7

1.16

51.8
29.6
28.4
16
7.1
3.6
1.0
0.2
＜ 0.1
137.7

48.6
4.8
11.2

34.4
2.7
11.15

6.6
1.1
0.9

3.8
1.1
1.3

7.1
4.8
1.9
0.5
0.4
0.3
0.3
0.1
0.1
＜ 0.1
＜ 0.1
＜ 0.1
15.6

6.5

4.97

1.7

1.5

1

1.4

11.5

2.4

7.5

8.6

113
16）
）

87.2
16）
）

1.4
1.4
15.6
158
14）
）

排出インベントリーがまとめられており（表 4）、
1995 年の排出量は 158 t と推定されている。石炭燃焼（utility, commercial ＆ industrial）および廃棄物燃焼（municipal ＆ medical）がそれぞれ全水銀排出量の 50％と 29％を占めていることから、石炭燃焼と廃棄物燃焼に対して水銀排出量の削減計画が作成され、MACT（Maximum Achievable Control
Te c h n o l o g y ）の 採 用 お よ び C E M（ C o n t i n u o u s
Emission Monitoring）によるチェックにより目標達成を狙っている。2005 年 3 月には、Clean Air
Mercur y Rule により世界で最初の石炭電力からの15）
排出規制が設けられた 。この Rule では 2010 年に第 1 フェーズの 38 t へ、2018 年には第 2 フェーズの 15 t へ削減目標が掲げられ、最新の処理技術導入（MACT）と国内排出源取引（民間ベース）を制度化して達成しようとしている。この Rule に関連する
16）
インベントリー報告 において、2001 年の排出量と最新の処理技術導入（MACT）後の 2020 年における水銀排出量が推定されており、2001 年の排出量11.3 t に対し、2020 年には 87.2 t と 24％削減されると見込んでいる。人口に対する排出量をみると、人口 284 百万人として、0.56 g/ 人 /年（1995 年）、169

貴田・高橋：日本と諸外国の水銀の大気排出インベントリー

図2

イギリスにおける水銀の大気排出量の推移
17�）（����������
1970 ������
～ 2001������）．
表 5���������������
����������������
中 国 に お け る 水 銀 の 大 気 排 出
インベントリー（1999年）19）．
（� t/��
�� 年）
��
排出源分類
石炭燃焼
⑴電力事業
電力事業
⑵産業用
産業用
⑶家庭用
家庭用
⑷その他
その他
石油等燃焼
ガソリン、ジーゼル等燃焼
生物系燃料燃焼
草地火災
森林火災
廃棄物燃焼
石炭採掘場火災
セメント製造鉄鋼
苛性ソーダ製造
亜鉛精錬
銅精錬
鉛精錬
金鉱採掘・精錬
水銀鉱採掘
電池・蛍光灯製造
合計

Hg 排出量
68.0
103.2
19.7
11.5
0.5
5.6
8.3
4.2
2.8
5.9
3.0
22.7
4.9
0.2
147.6
10.1
40.1
44.6
8.8
24.3
535.8

0.33 g/ 人 /年
（2001 年）である。
3.2 イギリス
イギリスでは国会に提出された大気汚染物質の排出に関する報告書において、1970 年から 2001 年までの水銀の大気排出インベントリーの推定値が示さ17）れている 。2001 年の総排出量は 8.8 t であり、そのうち広域電力、地域電力、製造業の工程、産業内の焼却工程、廃棄物焼却がそれぞれ 15％～ 19％の排出割合を占めている（図 2）。一方、EU において Pollutant Release and Transfer Register（PRTR）に相当する European Pollutant Emission Registr y
18）（EPER） によれば、イギリスにおける水銀の大気排出量は 3.7 t であり、インベントリー推定値より少ない。排出源の積み上げによる推計値では、排出量は少なく見積もられると考えられる。人口に対する水銀の大気排出量は、人口 59 百万人、排出量 8.8 tとすると、0.15 g/ 人 /年であり、アメリカの約30％程度にとどまる。
170

3.3 中国中国のインベントリーはアメリカの研究者と共同19）で行われた。Streets らは、1999 年における水銀排出量を 536 ± 236 t/年（1999 年）と推定した。内訳
を表 5 に示す。排出量の 45％が非鉄金属精錬から、38％が石炭燃焼から発生し、その他 17％のうち、電池・蛍光灯製造およびセメント製造の寄与が大き19）いと報告している 。世界の水銀排出量のうち、アジアが約 2 分の 1 を占め、中国の寄与が大きいと推11）定されているが、Pacyna ら の推定値 605 t/年より若干少ない。一人あたりの水銀排出量は、人口13 億人とすれば、0.5 g/ 人 /年前後といえる。
4．日本の排出量推定に向けた信頼性のある排出量推定のための方法論
排出量の推定には、排出源を業種別に分類した上で各業種別に対応させた排出係数を用いて推定する方法が一般的である。業種別の活動量（A）に排出係数（EF）と排ガス処理による排出低減効率（ER）を乗
じて排出量
（E）
を求める。

（ 1 － 100 ）E ＝ A・EF・ERE（emission）：排出量（Mg-Hg/yr）A（activity）：活動量（Mg/yr, PJ/yr etc.）

EF（emission factor）：排出係数（g-Hg/Activity）

ER（overall emission reduction efficiency）：排出低減効率（％）

既往の研究においては、排出係数に排出低減効率を含ませた形（ EF ・（1- ER ））で“排出係数”と表記している場合もあるので注意を要する。ここでは、排出係数と排出低減効率を明確に分けて考慮していくこととし、排出係数に排出低減効率を含ませた形（EF・（1-ER））
を“総括排出係数”と呼ぶこととする。
信頼性の高い推定には排出係数および排出低減効率の精度が極めて重要であり、それ如何によって推定値を過小にも過大にも評価し得る。例として、
図 3 および図 4 に既往の研究で報告されているセメ
7）
ント生産および医療廃棄物焼却の排出係数を示す 。
セメント生産では日本の排出係数として 0.16 g/
20）
t-clinker が唯一報告されており 、他国の報告例は
約 0.01 ～ 0.9 g/t-clinker の範囲である。医療廃棄物
焼却の場合（図 4）では報告された排出係数に大きな幅があり、同一の報告例においても一桁から二桁の7）21）幅を有する場合もある 。日本の報告例 では他国と比較して一桁程小さい値（0.13 ～ 1.06 g/t-waste）となっているが、これが日本の医療廃棄物焼却特有のものであるか、測定対象での特異性に拠るものであるか、判断できない。
そこで、本研究では特に重要だと予想される業種
に対して水銀排出量を推定するにあたり、3 方向か地球環境 Vol.13 No.2

図3167－180（2008）

報告されたセメント製造の排出係数�
．
図5

図4

 頼性のある排出量の推定方法�
信－������
������
3 方向からのアプローチ�
．

報告された医療廃棄物燃焼の排出係数�
．

らのアプローチを試みた。その考え方を図 5 に示す。3 つの方向とは、⑴ 既往の研究で報告された総括排出係数（排出係数、排出低減効率）を用いた排出量推定⑵ 実際に本研究で実地調査・現場測定を行って求めた総括排出係数（排出係数、排出低減効率）
を用いた排出量推定⑶ プロセス中のモデル計算により求めた排出係数、排出低減効率を用いた排出量推定であり、それぞれ独立に行って排出量を推定し、相互比較することで、既往の研究や本研究で得られた
総括排出係数（排出係数と排出低減効率）が妥当であるかを検討する。マスバランスの視点から、各排出源からの水銀放出はそのプロセスに流入する水銀以上にはなり得ない。そこで、水銀含有量データベースの作成と各プロセスでのモデル化を通じて求めた排出係数（＝原料中の水銀濃度）に注目した。この排出係数と活動量を乗じた値は理論上最大の水銀排出量となるので、まず排出量の上限値を押さえることができるからである。以降では、モデル計算より得られた水銀最大排出量を“排出ポテンシャル”と記述することとする。
排出源によっては、⑵の実施設調査による総括排出係数が得られていないことがある。
その場合には、燃焼・焼却される原料中の濃度から排出ポテンシャ
ルを推定し、“代表的な”（排ガス処理の装置と水銀の低減効率を統計的に求めた）排出低減効率を乗じて排出量を見積もることとした。排ガス処理装置の種類による排出低減効率を図 6 に示す。詳細は、引用文献 7）を参照されたい。

図6

排ガス処理の設備と水銀の排出低減効率�
．

WS：湿式スクラバー���������������������
，��������������������
ESP：電気集塵器�����������
，����������
FF：バグフィルタ�
，
FA：吸着塔�����������������������������
，����������������������������
DSI/ESP：中和剤噴霧の電気集塵機���������
，��������
DSI/FF ：中和剤噴霧のバグフィルタ�，"Dry"：乾式����������
，���������������
"Semi-dry"：半乾式�
，DSI+CI/FF：中和剤＋活性炭噴霧のバグフィルタ

5．日本における水銀の大気排出量について
5.1 既報の水銀の大気排出量推定
著者らの研究結果を述べる前に、日本の過去の水
22）
銀の排出量に関する報告例を示す。中川 は 1980 年
代の日本における環境大気中の水銀濃度をまとめ、また廃棄物燃焼を除く、石炭、石油、天然ガス等の燃料や鉄鋼、非鉄金属、セメント、ガラス、陶磁器製造における原料濃度から、水銀の大気排出量を約60 t と推定している（表 6）。ここで石炭中の水銀濃度を 0.2 mg/kg としているが、最近の石炭に関して
23）
は約 0.05 mg/kg との報告 があり、この値を採用
すると石炭燃焼由来の水銀排出が 4 分の 1 となる。
24）
一般廃棄物焼却に関し、谷川ら および京都市の報
25）
26）
告 から高岡 は、排出量を約 6 （2000
t
年ベース）
22）
と推定しており、他項目の排出量に関して中川 の
1984 年の推定値を採用すると、日本国内での総排出量は約 54 t と見積もられる。
22）
中川の報告 は、廃棄物燃焼を除く産業系からの水銀の大気排出状況を総括的に捉えようと試みた最初の一例である。しかし、廃棄物燃焼由来の水銀排出は検討されていない。また、国内での産業構造および水銀の流通状況が電池の水銀フリー化に代表されるように 1980 年代以降変化していることから、
171貴田・高橋：日本と諸外国の水銀の大気排出インベントリー

水銀の排出総量および各項目での排出量を再度、検討し直す必要がある。
なお、有害物質の使用に係る環境排出量の登録制
27）
度（PRTR）により推定された水銀の大気排出量 によれば、国内の排出総量はほぼ毎年 0.1 t を下回っている。報告した排出業者が少ないこと、また水銀を使用していなくても、天然原料の不純物として混入している水銀が熱的処理を経て環境中へ排出する
ことが、この差を生じさせている。従って、水銀のインベントリーは熱的処理を含むすべての工程・過程を対象にせねばならない。ここでは、主要な排出源として、石炭燃焼、石油燃焼、廃棄物燃焼、鉄鋼、
非鉄金属精錬、セメント製造を取り上げて述べる。
排出インベントリーを表 7 にまとめて示す。
表 6���������������������
����������������������
日本における水銀の大気排出量の推定（中川 22））．
生産・原料品名
石炭類
石油
天然ガス
鉄鉱
非鉄金属鉱
セメント
ガラス
耐火物
陶磁器
その他
合計
需要水銀量（t）
t））

平均水銀濃度（mg/kg）
mg/kg）
）
0.2
0.02
0.02
0.2
3
0.1
0.1
0.1
0.1

水銀発生率 使用量
（％）
（10
106t）
）
90
102
90
215
85
1.48
80
127
70
4.39
80
78.85
80
3.28
80
1.17
80
1.98

230

水銀発生量
（t/yr）
t/yr）
）
18.4
3.9
0.025
20.3
9.2
6.3
0.26
0.094
0.16
1
59.64
138

5.2 本研究の水銀の排出係数および排出量の推定
5.2.1 石炭燃焼
この排出源として、電力事業用石炭火力発電と産業用ボイラーでの石炭燃焼を該当させた。セメント製造や製鉄など利用されている石炭は、それぞれの発生源に由来するものとした。
23）
石炭火力発電に関して、伊藤ら は実施設において詳細なマスバランス調査を実施し、排出量推定を行っている。石炭中の水銀含有量（＝排出係数に相当）は 0.0454 mg/kg とした。石炭火力では、石炭の他に石炭コークスも熱源として使用されているが、データの不足から石炭コークスの水銀含有量を石炭と同一とした。石炭火力発電での石炭、石炭コー
クス消費量はそれぞれ 7,605 万 t、1,186 万 （2003）tであるから、排出ポテンシャルは 3.99 t/年と見積もられた。石炭火力発電の排ガス処理装置による低減効率に関しては、石炭火力発電所（9 発電所の14 ユニット）での実測調査から約 72.9％を報告して23）いる 。なお、排ガス処理装置はすべて電気集塵器と湿式脱硫装置の組み合わせである。これは図 6の ESP/WS に該当しており、統計解析によって求められた“代表的な”低減効率、75.3％と良い一致を得ている。排出ポテンシャル（3.99 t）に低減効率
72.9％を乗じて、排出量を 1.08 Mg/yr と見積もっ23）た。伊藤ら は、電力生産量あたりの水銀排出量（＝
総括排出係数に該当）を 1.2 g-Hg/TJ とし、石炭火）表 �����������������������������
7����������������������������
日本の水銀の大気排出インベントリー（���������
2002 年，貴田ら����� 7�）．

産業廃棄物燃焼

燃焼・焼却部門
製造 部 門
そ の他
自然
由来
計

排出ポテンシャル［Mg/yr］
Mg/yr］］
3.991
石炭 火力発電
燃焼 事業用ボイラー
0.633
1.134
石油 火力発電
燃焼 事業用ボイラー
2.29
一般廃棄物燃焼1.43－3.29
－3.29
3.29
医療廃棄物燃焼1.40－3.15
－3.15
3.15
下水汚泥焼却・溶融
0.487－2.80
－2.80
2.80
廃プラスチック類
0.031－1.03
－1.03
1.03
紙くず
0.024
木くず
0.039－0.341－0.3410.341
繊維くず0.0064－0.020－0.0200.020
ゴムくず
2.7 × 10 －55 － 2.6 × 10 －33
その他汚泥
1.0
シュレッダーダスト0.094－1.52
－1.52
1.52
鉄鋼・製鉄
4.18
非鉄金属（亜鉛・銅・鉛・ニッケル）－）
セメント製造注 1）
6.28
石灰石製造
1.33
カーボンブラック製造－
コークス製造1.484
パルプ・製紙－塩素アルカリ工業
0バッテリー製造－
電気スイッチ製造－
蛍光灯製造－
その他の製造業－
火葬－
蛍光灯回収・破砕－歯科（アマルガム）－
埋立地ガス－
運輸（燃料由来）
0.797
火山
1.4－3
－33
山火事
－
－

排出量
［Mg/yr］
Mg/yr］
］
1.081
0.33
0.307
1.19
0.107－0.247－0.2470.247
0.73－1.64
－1.64
1.64
0.253－1.46
－1.46
1.46
0.016－0.537－0.5370.537
0.013
0.020－0.178－0.1780.178
0.0033－0.010－0.0100.010
1.43 × 10 －55 － 1.3 × 10 －33
0.521
0.049－0.793－0.7930.793
2.18
3.07－3.56
－3.56
3.56
6.28
1.06
0.113
0.773
0.423－0.648－0.6480.648
00.00087
0.00433
0.026
－
0.057
8.13 × 10 －77 － 1.02 × 10 －66
0.0077
－
0.797
1.4－3
－33
－
19.8－24.1
－24.1
24.1

注 1）
）セメント製造業は原燃料からの推計値による．セメント協会は 55 施設による実測値から，8.94 t /年を報告している．
年を報告している．

172

地球環境 Vol.13 No.2

力発電による発電量、約 623.1 PJ を乗じて石炭火力発電からの水銀排出量を 0.748 Mg/yr と見積もっている。よって、石炭火力発電からの排出量は 0.748～ 1.08 Mg/yr（t/年）と推定される。
これらの値は欧米での排出量（アメリカ：46.3 t、
イギリス：1.31 t）と比べて小さいが、日本の火力発
電所（61 基、2000 年ベース）
は 1990 年代に建設されたことから環境対策が施され、アメリカと比較して規23）
模の大きいものが多いことによると考えられる 。
産業用ボイラーでの石炭、石炭コークスの使用量はそれぞれ 924.8 万 t、468.4 万 t である。石炭火力発電と同様に、石炭、石炭コークスの水銀含有量は0.0458 mg/kg とした。これより排出ポテンシャル
は 0.633 t/年と見積もられた。事業用ボイラーに設置されている排ガス処理装置は産業廃棄物焼却炉での排出低減効率（平均値、47.9％）をそのまま援用する。このとき排出量は 0.330 t/年である。なお、国内での石炭ボイラーからの水銀排出に関しては古屋28）
ら による調査が唯一報告されている（総括排出係
数は 0.375 g/t）が、1985 年以前と古く、石炭の種類が現在と異なっていることから採用しなかった。
石炭火力および産業用石炭ボイラーの排出係数の比較を図 7 に示す。日本は海外に比して小さい値

図7

石炭燃焼に関する排出係数比較�．

167－180（2008）となっている。産業用石炭ボイラーに使用されている石炭の濃度が石炭火力と同じであるという仮定で推定したものであり、精査が必要と考えられる。
5.2.2 石油燃焼
この排出源として、電力事業用石油火力発電と産業用ボイラーでの石油燃焼を該当させた。なお、石油系燃料として LPG、天然ガスおよび都市ガスもこの排出源として取り扱った。
石油火力発電においては、重油等に含有される水7）
銀濃度は既報の値 を採用し、排出低減効率は石炭火力発電と同様の 72.9％とした。石油系燃料の使用量および排出量推定を表 8 に示し、排出係数の海外比較を図 8 に示す。その結果、排出ポテンシャ
ルは 1.184 t/年、排出量は 0.307 t/年と推定した。
産業用ボイラーについては、水銀濃度は火力発電用と同じとし、排出低減効率は産業廃棄物燃焼炉の平均値を用いた。排出ポテンシャルは 2.29 t/年、排出量は 1.19 t/年と推定した。なお、採用した石油系燃料中の水銀濃度の報告値は 1980 年代の古いものであり、最新のデータが入手できれば更新せねばならない。
5.2.3 一般廃棄物焼却29）
安田ら によれば 1980 年代初頭、都市ゴミ中の25）
水銀は 95％が不燃物由来であった。京都市の調査
から都市ゴミ中の水銀濃度は、2.0 mg/kg（1983 年）、
0.9 mg/kg（1992 年）
、0.4 mg/kg（1998 年）と減少していることが報告されている。これは乾電池の回収お24）
よび水銀フリー化が進んだ結果とされる。谷川らは、1992 年での一般廃棄物焼却からの大気排出量を 17 t と報告している。これは排出係数として0.47 mg/kg に相当する。排ガス処理による排出低減効率を電気集塵器で 27％、湿式処理で 65％、バ
グフィルターで 75％と述べている。2002 年でのダイオキシン類対策の本格化に伴い、排ガス処理設備
が電気集塵器からバグフィルターへと転換が進んでいることから、水銀排出量はより低下している。
30）
貴田ら の 2 施設の実炉データによれば、電気集塵器で 20％、バグフィルター＋活性炭吹き込みでは 90％の排出低減効率、ゴミ中の水銀濃度は 0.1、0.46 mg/kg、排出係数は 0.0074、0.05 mg/kg であった。ダイオキシン類対策でバグフィルターおよび活性炭吹き込みが行われている施設を標準とすると、年間焼却量 3,650 万 t に排出係数（0.074 ～ 0.05 mg/kg）
7）を乗じ、水銀排出量は 0.3 ～ 1.8 t/年と推定される 。
さらに、実炉での測定およびラボスケールの燃焼
7）
炉による燃焼実験） により、排出係数の精緻化を図ったところ、一般廃棄物中の水銀濃度は 0.034～ 0.0784 mg/kg を用いることが妥当であると判断された。これにより、排出ポテンシャルを 1.43 ～3.29 t/年と推定した。また一般廃棄物焼却施設に設置される排ガス処理装置の種類を調査し、平均的な排出低減効率を求め、92.4％を得た。一般廃棄173貴田・高橋：日本と諸外国の水銀の大気排出インベントリー

表 8�����������������������
������������������������
石油火力発電からの排出量推定に使用した数値．
発熱量［1]1]
比重［1]1]［kcal/L］
kcal/L］］ ［kg/L］
kg/L］
］
原油
9,126
0.85
ナフサ
8,146
0.7
ガソリン
8,266
0.75
ジェット燃料油
8,767
0.78
灯油
8,767
0.79
軽油
9,126
0.82
重油
9,962
0.95
LPG
11,992
0.55
天然ガス
46.05
2.07 ＊
都市ガス
46.05
2.07 ＊
計2］］
使用量［2］［Gg/yr］
Gg/yr］
］
5,895
21
0
0
172.2
236.1
15,996717
46,0199 ＊＊1,651 ＊＊
73,549 ＊＊＊排出ポテンシャル［Mg-Hg/yr］
Mg-Hg/yr］］
0.153
0.0003000.00260.00330.950
0.00020.02300.00081.134

排出低減効率
［％］

72.9

排出量
［Mg/yr］
Mg/yr］］
0.0415
7.8E-05000.00070.000900.257
0.00005
0.006240.000220.307

単位は kg/Nm3
単位は 100 万 Nm3＊＊＊
発熱量よる原油換算量［1］
1］］
エネルギー・経済統計要覧（2006）
2006）
）
［2］
2］
］
総務省統計局：日本の統計（2002）
2002）
）
＊

＊＊

図8

石油燃焼に関する排出係数比較�
．

物焼却量（4,200 万 t/年）と廃棄物中の水銀濃度および排出低減効率より推定された水銀排出量は 0.107～ 0.247 t/年である。
これはダイオキシン類対策後の施設を想定しており、一般廃棄物焼却の排出量は調査年が重要な因子となっていることはいうまでもない。
一般廃棄物焼却の排出係数の海外比較を図 9 に示す。
本研究で、排出ポテンシャルの最大値 3.29 t/年
11）
は、Pacyna ら の推定値 32 t に対して 10 分の 1 以下であり、排出量は 100 分の 1 と推定された。これは、ゴミ中の水銀量が世界レベルでの推定値より大幅に減少したこと、および活性炭噴霧による排出低減効率の向上が原因と考えられる。
5.2.4 下水汚泥焼却
日本国内での下水汚泥（脱水ケーキ）の水銀含有31）－40）量に関する既往の報告は、0.11 ～ 4.99 mg/kgdr y で、平均値は 1.60 mg/kg-dr y である。総括排出係数を求める実施設調査を 2 カ所で行ったとこ
ろ、下水汚泥中の水銀濃度は 0.64 および 0.31 mg/
7）
kg-dr y が得られた。これらは平均値よりかなり小
さい値である。そこで、排出係数は実炉での結果
174

図9

一般廃棄物焼却に関する排出係数比較�
．

と文献値から 0.31 ～ 1.60 g/t-dry とし、排ガス処理
装置の排出低減効率を産業廃棄物焼却での全国平均値（＝ 47.9％）として水銀排出量を求めた。下水汚泥
焼却量は年間 490 万 （wet）
t
で、平均的含水量から乾燥重量は 156 ～ 175 万 t が得られる。これより水
銀排出ポテンシャルは 0.487 ～ 2.80 t/年、排出量は0.253 ～ 1.46 t/年と推定した。下水汚泥焼却での排出係数の海外比較を図 10 に示す。
5.2.5 医療廃棄物
医療廃棄物焼却からの水銀排出係数（総括排出係数）
は報告例によって値が大きく異なっている（図 4）。
日本での医療廃棄物焼却における水銀排出に関して
21）
は高月ら による報告例が唯一であり、他国と比較して一桁程小さい値（0.13 ～ 1.06 g/t-waste）となっている。医療廃棄物に含まれる水銀の供給源として
は水銀式体温計、水銀式血圧計、チメロサール（ワ
クチン防腐剤）、マーキュロクロム（消毒薬）、医療機器用のボタン式電池が代表的である。また紙類、繊維類、プラスチック類にも微量の不純物として含まれる。外科治療などで生じた生体物（血餅など）
14）にも含有される。アメリカ やイギリスの排出イ

地球環境 Vol.13 No.2

図 10

下水汚泥焼却に関する排出係数比較�
．

図 11

医療廃棄物焼却に関する排出係数比較�
．

ンベントリー では医療廃棄物焼却が主要な水銀排出源の一つとなっており、かつ排出係数の報告値がそれぞれ大きく異なっているために、日本での排出量を推定するには慎重な検討を要する。著者らの予5）
備的インベントリー においては、総括排出係数をUNEP のデフォルト値（10 ～ 20 mg/kg）として、10～ 20 t/年と推定したが、その後実施設調査を行った
7）
結果、1.48 ～ 2.35 mg/kg と 10 分の 1 に低減した 。
医療廃棄物の年間発生量は、感染性廃棄物が 12.0 ～19.7 万 t、非感染性廃棄物は 82.4 ～ 114 万 t であり、合わせて 94.5 ～ 133.7 万 t である。医療廃棄物焼却中の推定水銀濃度 1.48 ～ 2.35 µg/g を用いると水銀
排出ポテンシャルは 1.40 ～ 3.15 t/年と推定される。
更に産業廃棄物焼却施設の排出低減効率 47.9％を用いて、排出量は 0.73 ～ 1.64 t/年と推定した。医療廃棄物の排出係数の海外比較を図 11 に示す。
5.2.6 産業廃棄物焼却
産業廃棄物焼却は産業廃棄物排出・処理状況調査
41）
報告 の分類項目に従い、焼却処理の対象となる汚泥、廃プラスチック、紙くず、木くず、繊維くず、
ゴムくずを項目とした。汚泥とは、下水汚泥以外の汚泥（パルプ汚泥など）を示す。自動車リサイクル法によって焼却処理が進められることが予想される自動車シュレッダーダスト（ASR）
も新たな水銀排出減として対象に加えた。それぞれに、焼却原料中の水銀濃17）167－180（2008）

度の既報値を調べ、建設系廃プラスチック、自動車シュレッダーダスト、木くずについては燃焼実験により
7）
，
42）
－47）
水銀濃度および総括排出係数を求めた。
それ以外は既報値をベースに、以下に述べる排出低減効率を用いて排出量を推定した。
産業廃棄物焼却での国
48）
内平均排出低減効率は、
産業廃棄物焼却施設調査で報告された全国での排ガス処理装置設置状況をもとに、各種の処理装置の導入割合に、
図 6 に示した
統計値（それぞれの装置での排出低減効率）を乗じて全国平均での排出低減効率を計算し、47.9％を得た。
燃焼される年間産業廃棄物、産業廃棄物中の水銀
濃度、排出ポテンシャル、推定排出量を表 9 に示す。
燃焼される産業廃棄物は木くずが最も多く 302 万 t、続いて廃プラスチック類が 269 万 t、パルプ等下水
汚泥以外の汚泥が 224 万 t、紙くず 134 万 t、自動車シュレッダーダストが最大 55 ～ 75 万 t 等である。これら産業廃棄物約 1,000 万 t の焼却による水銀排出量は、0.6 ～ 2.0 t/年と推定された。
5.2.7 製造業－鉄鋼・製鉄
国内での製鉄プロセスからの水銀排出に関する報告例はない。よって、製鉄プロセスへインプットされる水銀量から排出量を推定していく。製鉄プロセ
スでは、鉄鉱石と粉コークスと石灰石を混ぜて作った焼結ペレットにコークス、石灰石を層状に高炉へ導入し銑鉄を生産する。銑鉄は転炉で脱酸素工程に導かれ、石灰石が加えられる。製鉄プロセスへインプットされる原料および燃料は鉄鉱石、石灰石、石炭、石油、コークスである。近年では、コークス以
外に炭素源や燃料として廃タイヤ、廃プラスチックなどの廃棄物も利用されているが、使用量が不明であるのでここでは考慮しないこととした。
鉄鋼石は輸入されるが、産地によって水銀濃度は異なると予想される。鉄鉱石中の水銀濃度は報告値49）がない。鉄鉱石標準試料の値 を用いて、水銀と硫黄分との関係（自然界の水銀は硫黄分と結合して（HgS）して存在する場合が多い）から水銀含有量を推定することとした。日本国内での表土クラーク数
は水銀濃度が 0.2 mg/kg、硫黄濃度が 600 mg/kg であり、鉄鉱石標準試料では硫黄濃度が 50 mg/kg であるので鉄鉱石中の水銀含有量は 0.0167 mg/kg と推定される。鉄鉱石使用量 1 億 3,616 万 t、石灰石
2,239 万 t、石炭 784 万 t、石油 0.28 万 t、コークス
3,382 万 t と、各原料中の水銀濃度を用いて推定した排出ポテンシャルは 4.18 t/年であり、その内の約 80％が原料由来（鉄鉱石、石灰石）であった。排
50）出ポテンシャルと粗鋼生産量（1 億 700 万 t/年 ）から生産量あたりの排出係数を求めると 0.0389 g/t と推定される。製鉄所での排ガス処理装置における排出低減効率は不明なため、産業廃棄物焼却施設での平均値である 47.9％を用いると、排出量は 2.18 t/
年、総括排出係数は 0.0203 g/t と推定される。イ17）
ギリスでの報告例 では総括排出係数が 0.0387 g/t
175貴田・高橋：日本と諸外国の水銀の大気排出インベントリー

表 9���������������������
����������������������
産業廃棄物の種類と焼却量および排出係数．

シュレッダーダスト
廃プラスチック
紙くず
木くず
繊維くず
ゴムくず
汚泥（下水汚泥以外）

焼却量［ t /年］
年］
550,000 - 750,000
2,686,000
1,345,000
3,022,000
39,600排出係数［g-Hg/
g-Hg/ t ］
0.170 - 2.03
0.0115 - 0.384
0.018
0.013 - 0.113
0.161 - 0.493

排出低減効率
［％］
47.9
47.9
47.9
47.9
47.9

13,7500.002 - 0.187

47.9

2,243,000

0.446

47.9

排出ポテンシャル［ t /年］
年］
0.094 - 1.52
0.031 - 1.03
0.024
0.039 - 0.341
0.0064 - 0.020
2.7 × 10 －55 ～2.6 × 10 －33
1.0

排出量［ t /年］
年］
0.049 - 0.793
0.016 - 0.537
0.013
0.020 - 0.178
0.0033 - 0.010
1.43 × 10 －55 ～1.3 × 10 －33
0.521

種類

（焼結工程：0.029 g/t、高炉：0.00674 g/t、転炉： 表 10����������������������
������������������������
セメント製造における原材料・燃料使用量と
排出ポテンシャル．
0.003 g/t）とされており、ほぼ一致している。
Hg 濃度
排出5.2.8 製造業－非鉄精錬
用途
使用量
［mg/
mg/
ポテンシャルkg］］［ t /年］
年］
非鉄精錬では、鉛、亜鉛、銅、ニッケルを考える。
石灰石
原料
80,1220.048
3.85
精錬工場での水銀排出調査例や鉱石中の水銀含有量
珪石
原料
2,857
0.057
0.16
データが不明なため、ここでは諸外国での報告され
粘土
原料
5,723
0.00250.014
鉄原料＋その他
原料
1,813
0.00250.0045ている総括排出係数を用いて国内での水銀排出量を
石炭
熱源
6,101
0.04540.28推定する。国内で使用されている鉱石中の水銀含有
石油コークス
熱源
874
0.0142
0.012
重油
熱源
54
0.059
0.0032
量を調査する必要があるが、報告値が入手できない
その他
熱源
335
－
－
ため、諸外国の排出係数を援用する。金属精錬量、
2,932
0.0025
0.007
高炉スラグ
原料
石炭灰
原料
6,294
0.16
1.01
総括排出係数、排出量をまとめる。非鉄金属精錬の
副産石こう
原料
0
－
－
中では鉛と亜鉛からの排出が大きく、全体での排出
汚泥
原料
2,286
1.60
0.73
量は 3.07 ～ 3.56 t/年と推定される。非鉄金属の鉱石
非鉄鉱残滓等
原料
1,039
0.02660.028
下水汚泥焼却灰 原料，熱源
475
0.01
0.0047は硫化鉱が多いことから、硫黄と類似の挙動をする
その他燃え殻
原料，熱源
399
0.144
0.0575水銀が鉱石中に含有していると考えられ、また中国
建設発生土
原料
269
0.054
0.015
19）
鉄鋼スラグ
原料
803
－
－
における排出インベントリー推定 で石炭と並んで
鋳物砂
原料
507
0.02660.013
大きな発生源とされていることから、日本において
ボタ
原料，熱源
522
－
－
木くず
原料，熱源
149
0.113
0.017
も今後この分野からの排出の精緻化が必要であろう。
廃プラスチック
熱源
211
0.384
0.081
5.2.9 製造業－セメント製造
再生油
熱源
252
0.014
0.0035
セメント製造ではクリンカ原料として大半が石灰
廃タイヤ
熱源
253
－
－
廃油
熱源
100
0.014
0.0014石（Ca 源）で、粘土（Si、Al 源）、ケイ石（Si 源）、鉄
肉骨粉
原料，熱源
91
－
－
滓
（Fe 源）
が、また熱源として石炭、石油コークス、
廃白土
原料，熱源
97
－
－
その他
435
－
－
重油が使用されている。また二次原料、二次燃料と257
6.28
して高炉スラグ、石炭灰、汚泥、非鉄鉱残滓、燃え注 1））使用量の単位：＊は ML/年，年，＊＊は kg/t-clinker，その他は，その他はがら、煤じん、ダスト、建設発生土、鋳物砂、ボタ、
1,000 t/年;
年;; 表にはクリンカ原料の使用量を示している．
添加材として利用される高炉スラグ，石こうなども含め
木くず、廃プラスチック、再生油、廃タイヤ、廃油ると 361 kg/t-cement となる．副産石膏はクリンカ原料などの廃棄物が利用されている。原料および二次原としては使用されないで，添加材として利用される．
料は破砕後に混合され、キルン排ガスによって過熱された後、キルンへ投入される。なお、廃棄物利用であり、一致した値であった。この排出係数から排として石膏（主に排煙脱硫石膏）が利用されるが、こ
出量は 9 t/年程度となる。セメント協会から報告されは熱過程ではなく、クリンカ粉末に混合する。従れた 55 施設の水銀排出量調査によれば、8.94 t/年
52）って、セメント製造過程の水銀排出量には影響を及 （2006）と報告されており 、この値が妥当な値といぼさないため、考慮していない。
えるであろう。セメント製造に関する排出係数の海表 10 にセメントキルンに投入される原料燃料の外比較を図 12 に示す。
使用量を示した。それぞれの原燃料について、報告
5.2.10 その他の製造業
されている値等を用いて排出ポテンシャルを推定しその他の製造業として、石灰製品製造、カーボンたところ、0.094 g/t-clinker を得た。排出ポテンシ
ブラック製造、コークス製造、パルプ・製紙、塩素
ャルは 6.28 t/年で、このうち、石灰石等天然物由来
アルカリ工業、バッテリー製造、電気スイッチ製造、が 4.32 t/年、廃棄物由来が 1.96 t/年と推定された。
蛍光灯製造等が挙げられる。
20）
国内での報告例（1986 年、
実施設調査） は 0.16 g/
石灰製品製造は、主に石灰石から生石灰・消石灰
51）t-clinker であり、著者らも実施設調査を行ったを製造する過程である。それらは農業・製造業・水が、これに基づく総括排出係数は 0.16 g/t-clinker
処理薬剤・ガラス原料等に利用される。石灰石の水
注 1）
）

原料
燃料

＊
＊

＊
＊
＊

廃棄物

計

176

＊＊

地球環境 Vol.13 No.2

図 12セメント製造に関する排出係数比較�
．

銀含有量は 0.048 mg/kg 、石灰製品用の石灰石出
53）
荷量は 2,765 t/年 であることから、排出ポテンシ
ャルは 2.66 t/年である。焼成炉の排ガス処理装置については不明であるが、セメント製造に類似していることから電気集塵機が主に採用されているものと考えた。この仮定のもとで排出低減効率 20.4％を用いて、排出量を 1.06 t/年と推定した。石灰製品製造の総括排出係数 0.101 mg/kg はアメリカの値より 2桁低いことから、実調査の必要な施設といえよう。
カーボンブラック製造は、唯一の排出係数の報告
54）
例（アメリカ） を用いた。生産量 75.5 万 t に総括排出係数 0.15 mg/kg を乗じて、排出量を 0.113 t/年と推定した。
コークス製造では、石油および石炭火力に使用されるものは除いて、鉄鋼・製鉄に用いられるコークスの製造について推定した。鉄鋼・製鉄で利用されるコークス量に対し、原料炭は 1.33 倍（エネルギー収支より推定）である。原料炭とコークス炭の平均水銀濃度は、それぞれ 0.0454 mg/kg および 0.0124
mg/kg であり、その差がコークス製造における排出量分となる。この仮定により求めた排出ポテンシ
ャルは 1.48 t/年、総排出係数は 0.0229 g/t である。
54）
この値はアメリカの値 と同等であり、イギリスの値より小さい。
パルプ・製紙業においては、化学パルプ製造で煮解時に燃焼される石炭、重油、回収黒液やパルプ
スラッジ由来の水銀が排出される。製紙産業での55）
エネルギー使用構成比 より、石炭、重油、灯油
使用量を求め、各燃料中の水銀濃度と排出低減効率（47.9％）を用いた。黒液およびパルプスラッジに
56）
ついては、総括排出係数がそれぞれ 0.0195 g/t 、
57）
0.009 ～ 0.129 g/t との報告例を用いた。これらよりパルプ・製紙からの排出量は 0.423 ～ 0.648 t/年と推定された。石炭および黒液由来の水銀排出が多くを占めた。
塩素アルカリ工業で、塩化ナトリウムの電気分解
で水銀電極を利用する施設は日本にはすでに無い。
53）

167－180（2008）

1950 年代後半から 1970 年まで年間数百 t 使用されていたが、1975 年には 42 t に、1977 年には 10 t 以
下に、そして 1986 年には水銀使用量はゼロになった。よって、日本における排出インベントリーには現在関係しない。しかし、国際的にはまだこの分野で使用されており、水銀削減プロジェクトにおいて塩素製造における水銀電極の廃止が最も重要な規制
2）
対象となっている 。
バッテリー製造については、国内での電池製造でアルカリボタン電池、酸化銀電池、空気（亜鉛）電池
で水銀が使用されている。総括排出係数はアメリカ
54）での報告例 があり、水銀使用量 1 t あたりの排出量が 1,000 g である。電池製造に使用する水銀量は
58）
0.865 t/年 であるので、排出量は 0.00087 t/年と推
定される。
54）
電池製造においては、アメリカでの報告例 を用い、水銀使用量 1 t あたりの排出量が 4,000 g を採58）用した。使用する水銀量は 1.083 t/年 であるので、排出量は 0.00433 t/年と推定される。
蛍光灯製造については、総括排出係数に関する報告例はなく、アメリカのインベントリーでは電気ス
イッチ製造での値（＝ 4,000 g/t）をそのまま援用し54）ている 。同様にこの値を採用した。蛍光灯、バックライトおよび HID ランプの製造量における水銀使用量は 6.39 t/年である。よって排出量は 0.026
t/年と推定される。
5.2.11 そ の 他（ 蛍 光 灯 回 収 、 歯 科 用 用 途 か ら の揮散、火葬、運輸）
蛍光管回収では、実調査として蛍光管破砕機内
7）の測定により得た排出量を元に推定した 。蛍光管
投入量は 9,600～12,000 mg-Hg/hr で、
蛍光粉 4,320 mg/hr、破砕ガラス部分 1,778 mg/hr、
口金部分 1,680 mg/hr となり、大部分が破砕物として回収され、大気への排出量は 0.20 mg/hr であった。残りは不明であるが、可能性として蛍光管破砕時に真空から常圧になる際、ガス態の水銀が常圧時の飽和濃度に達し、液体となり固体表面に付着したということが考えられる。この大気への排出量から、蛍光灯中水銀量あたりの放出量として総括排出係数を用いると、16.67 ～ 20.83 g/t と推定される。蛍光灯用に消費される水銀量は 3.07 t/yr であり、蛍光管のリサイクル率は約 16％であることから、蛍光灯の破砕・回収－7－6からの排出量は 8.13 × 10 ～ 1.02 × 10 t/年と微量である。
歯科用用途からの揮散については、歯科治療に用いられたアマルガム中の水銀の 2％が気化、放出さ54）れるとするアメリカの報告例 を採用する。総括排出係数に換算すると 20,000 g-Hg/t である。歯科58）
治療用のアマルガム出荷量 は 0.385 t/年であるので、排出量は 0.0077 t/年である。
火葬については、実施設調査で得られた総括排
51），59）出係数を用いた。34 例の火葬例を連続測定装177

貴田・高橋：日本と諸外国の水銀の大気排出インベントリー

置によって測定し、一検体あたりの水銀排出量（総括排出係数）
は、9.1 ～ 270.3 mg/ 件、平均値で 51.8
mg/ 件であった。個別のケースは排出量が大きく異なっており、歯科治療として水銀アマルガムの使用量を反映している。日本での年間死者数は約 110
60）
万人 であり、そのほとんどが火葬されると考えられるので、火葬による排出量は 0.057 t/年と推定される。
運輸部門で消費される燃料（ガソリン、ジェット
50）
燃料、灯油、軽油、重油）の消費量 および水銀含
有量（5.2.1 および 5.2.2 参照）を用いて、また排出低減効率はほぼゼロに等しいと仮定すると、排出量（＝
排出ポテンシャル）は 0.797 t/年である。運輸部門
では軽油が最大の水銀排出源である。
5.2.12 自然由来
水銀は地殻中で硫化水銀（辰砂、HgS）の形態で存在することが多いことから、火山性ガスの水銀濃度と硫黄濃度に相関傾向がある。そこで火山活動からの水銀排出量を推定する場合は、硫黄濃度をベー61）スにした排出係数が用いられている。Nriagu は排－4出係数（Hg/S）として 0.02～0.4×10 を、Ferrara
62）－7
ら は 1.2×10 ［～］と推定し、既往の推定が過大評価であった可能性を報告している。2003 年に63）
Nragau ら は再考した世界の地域別火山由来排出インベントリーにおいて、彼らの初めの推定値
1,000 （300t
～ 2,000 t/年）よりも一桁小さい 112 t/年とする修正値を提示している。その新たなインベン
トリーでは、日本を含む北アジアでの火山活動由来の排出量を 3.4 t/年と推定している。
64）
国内では、Nakagawa は 14 箇所の火山における噴気口ガスおよび水蒸気中の水銀濃度を実測し、それから得られた排出係数を用いて、日本全国での排出量を 1.37 t/年と推定している。この推定ではガスの排出量を世界の 6 分の 1 と想定しているのであ63）
るが、Nragau ら の推定値と同オーダーで、良く一致している。ただし日本の場合、近年活発な噴火活動を示した三宅島において非常に硫黄濃度が高かったこともあり、追加する必要があると考えられる。
そこで、国内での火山活動由来の水銀排出量は 1.37
63）
t/年以上とした。最大値としては、Nragau ら の
北アジア全体の 3.4 t/年と考えられるであろう。
65）
自然由来発生源としては、丸本ら が指摘しているように、火山、噴気、温泉ガス、地熱開発、地表面からの揮発などが考えられる。このうち、最も排出量が多いと想定される火山活動を取り上げたが、その他の発生源についての研究も待たれる。1950 年
代に多用したフェニル水銀は土壌に蓄積しており、また水銀含有汚染土壌も存在する。それらからの無機化と蒸発揮散も新たな課題と考えられる。
自然由来の発生源と人為由来の発生源の寄与割合
は国によって異なる。日本は火山活動が多く、自然由来発生源は他国に比べ少なくはないといえる。ま178

た人為由来発生源では、他国に比べ燃焼系、熱処理
系の産業構造及び廃棄物処理が多い。
6．日本における水銀の大気排出インベントリーのまとめと今後の課題
表 7 に示したように、日本全体（2002 年）での水
5）
銀排出量は 19.8 ～ 24.1 t/年と推定された。貴田らによる予備調査的な排出インベントリーでは、19～ 35 t/年と推定していたが、各項目を精査した結果、特に医療廃棄物焼却からの排出量が大きく減少した。日本の水銀排出に大きく寄与している項目を挙げていくと、燃焼部門では石炭火力発電、事業用
石油燃焼ボイラー、医療廃棄物、下水汚泥がほぼ同程度に大きい主要な排出源であり、さらに「その他」に分類される産業廃棄物の寄与が大きい。また、新たな排出源となる自動車シュレッダーダスト
も一般廃棄物以上に水銀排出に寄与している。製造部門では製鉄、非鉄金属精錬、セメント製造の寄与が大きい。焼却部門と製造部門からの排出量はほぼ同程度であり、焼却部門、特に石炭火力発電の寄与66）が大きいアメリカ よりも、製造部門からの排出が67）
多いイギリス に近い排出構成となっている。日
本の一人あたりの排出量は 0.19 ～ 0.23 g/ 人 /年であり、アメリカの 0.37 g/ 人 /年とイギリスの 0.14
g/ 人 /年の中間である。GDP ベースによる 1$あたりの水銀排出量ではイギリスに近く、日本の 6.04
～ 7.16 µg/$、イギリスの 5.78 µg/$に対し、アメリ
カでは 11.08 µg/$である。
本研究では、第一段階としての水銀排出インベン
トリーを提出し終えたといえる。排出量推定にあたり、3 つの方向からのアプローチを行い、精度を検証することとしたが、最も不足しているデータは製造業での実施設調査による総括排出係数であった。
今後は、不足している実施設調査と共に、燃焼原料についても分析データを揃えてゆくことが求められる。更に、海外では総水銀のみならず、粒子状水銀、
イオン性水銀および原子状水銀の分別定量による形
態別濃度の情報があるのに対して、日本での情報は少ない。イオン性水銀は水溶性であり、水系での処理により除去しやすい。排出量低減の方策選択において、形態別水銀濃度のデータ取得も今後の課題と考えている。
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