- 97 -〔報告〕

最新規制適合車両（大型ディーゼル車）からのVOCs 成分の排出実態
酒井 裕香*

木下 輝昭

小谷野 眞司

岡村 整

横田 久司

（*現・成蹊大学）1. はじめに走行により排出ガスを測定した。測定に用いた走行パ

近年、自動車から排出される大気汚染物質は、排出

ターンは、都内における自動車の走行状態をモデル化

ガス低減技術の進展等により大幅に減少しつつある。

した東京都実走行パターン No.1～12 のうち、No.2（平特にガソリン乗用車は、電子制御燃料噴射方式による均車速 8.4km/h）、No.5（平均車速 17.9km/h）、No.8

三元触媒システムの採用により、排出ガス中の規制物（平均車速 28.5km/h）、No.10（平均車速 44.4km/h）

質である NO x 、CO、HC ともに大幅に低減した。また、の 4 種である。なお、等価慣性重量については、いずディーゼル車に関しても、現在では世界でもトップク

れの車両も積載重量を 1/2 積載として設定した。

ラスの排出ガス規制が実施されている

1) 。しかし、ガソリン乗用車と比較すると NOx や VOCs を含む非メタン炭化水素類の排出量は多い傾向にある。

2)

排出ガスの測定および分析方法
本調査では、全量希釈トンネル（以下、FT という。）

またはマイクロダイリューショントンネル（以下、VOCs は直接的にも有害であるが、光化学オキシダ

MdLT という。）にて希釈した排出ガスをサンプリング

ントの原因物質としても注目されており 2-4) 、当研究所して測定を行った。また、排出ガス中に含有する VOCs

でも、大気中および自動車排出ガス中に含まれる種々成分としては、アルデヒド類(8 成分)、アルケン類(9の VOCs 成分について、継続的に測定を行っている 5-8) 。

成分)、芳香族(10 成分)、アルカン類(24 成分)について

本報告では、最新の排出ガス規制である新長期規制調査を行った。なお、FT における希釈空気には HEPAに適合した大型ディーゼル車について、シャシダイナ

フィルターにて浮遊粉じん等を除去した一般大気（外モメータ（以下、C/D という）を用いて行った排出ガ気）を使用し、MdLT での希釈空気には希釈空気清浄ス測定結果について、主に VOCs を中心に報告する。

装置（SAES Pure Gas 製：CAS150）で、浮遊粉じんのほか、HC、CO、CO 2 、H 2 、H 2 O および NO x を ppb

2. 調査方法レベル以下まで除去した空気を用いた。

1） 調査車両および試験方法

ア．採取および測定

ア．調査車両アルデヒド類については、試験中に排出される希釈本調査は、新長期規制適合車両 7 台(D-1～D-7) を排 出 ガ ス を HPLC 用 カ ー ト リ ッ ジ (Waters 製 ：用いて行った。調査車両の主な諸元を表 1 に示す。

Sep-Pak)に 1.0L/min で通気することにより採取した。

イ．試験方法

炭化水素類については捕集管(Supelco 製：PEJ-02)に

今回調査した 7 台の車両について、C/D 上での実車より 0.5L/ min で通気し採取した。通気時間は各走行

表 1 調査車両の諸元
D-1

D-2

D-3

D-4

D-5

D-6

D-7

車両総重量(kg)

5275

7980

7135

7980

7990

5205

24970

総排気量(cc)

2999

6403

4009

7545

7684

4899

12882

識別番号

BKG

ADG

BDG

PDG

ADG

PDG

BDG

等価慣性重量(kg)

4220

6030

5605

6680

6915

4150

18370

初年度登録

平成19年9月

平成17年12月

平成19年8月

平成19年11月

平成18年8月

平成19年9月

平成19年10月

規制区分

新長期(H17年)

新長期(H17年)

新長期(H17年)

新長期(H17年)

新長期(H17年)

新長期(H17年)

新長期(H17年)

排ガス低減装置等

DPF+EGRDPF+EGRDPF+EGRDPF+EGRDPF+EGR

DPF+EGR

尿素SCR+EGR

エンジン型式

4JJ１

J07E

N04C

6M60

J08E

4M50

6M70

東京都環境科学研究所年報2009

- 98 パターンでの試験時間に従い、No.2 は 14.7 分間、No.5、No.10て通気させ採取した。またブランク用として、同様の方法で希釈空気のみについても採取した。
THC および NO x 濃度の経時変化については、自動走行パターン

No.8、No.10 については 19.7 分間の試験中に連続しaldehydealkenearomaticalkane

No.8

No.5

車排出ガス分析装置（堀場製作所製：MEXA-7400D）
No.2により測定した。
イ．VOCs の分析方法

05

アルデヒド類は、採取後のカートリッジをアセトニ

10
排出原単位 (mg/km)

1520

図 1 排出ガス中の VOCs 排出原単位（走行パターン別）

トリル 5mＬで抽出した後、高速液体クロマトグラフ(島津製作所製：SPD-M10AVP)を用いて測定した。捕8

した GC-MS(島津製作所製：QP -5050A)を用い、既報の条件 5) で測定した。

3. 結果および考察
1) 排出ガス中の VOCs 排出原単位
新長期規制に適合した 7 台の大型ディーゼル車両について、東京都実走行パターン No.2、No.5、No.8、排出原単位(mg/km)・燃料消費率(km/L)

集管により採取した炭化水素類は加熱脱着装置を装備

No.10 に よ る 測 定 を 行 い 、 そ れ ぞ れ の 測 定 値 か らCO
THC
NOx6

燃料消費率

420

D-3cold

D-3hotD-4cold

D-4hot

VOCs の各成分の排出原単位を求めた。
図 2 コールド走行及びホット走行における各成分全車両の排出原単位（7 台の平均値）について、走の排出原単位と燃料消費率

行パターンごとに比較した結果（MdLT による測定結果）を図 1 に示す。No.5 の結果について、トータルのVOCs 排出量を従前の規制である長期規制適合車(9 台コールド走行とホット走行における各成分の排出の平均値 6) )と比較すると、1/20 程度にまで低減してい原単位について、東京都実走行パターン No.5 の結果ることが確認された｡

を用いて評価した。なお、コールド走行、ホット走行走行パターンによる比較結果から、No.2 走行時の排出原単位の値が最も大きく、次いで No.5、No.8、No.10とも FT からの希釈排出ガスによる結果を用いた。
ア. 各成分の排出原単位および燃料消費率の順に低下する傾向が見られた。平均速度の上昇に従D-3 および D-4 車両を例に、コールドおよびホットい排出原単位が小さくなるのは、これまでに報告して走行での THC、NO x 、CO の排出原単位および燃料消いる車両と同様の傾向である

6)-8) 。 渋 滞 走 行 で あ る費率の結果を図 2 に示す。

No.2 において排出原単位が大きいのは、触媒の温度がTHC はコールド走行において、既報 7) の長期規制適十分に上がらず触媒活性が高まらないため、排出ガス合車（酸化触媒装備車両）と比べ、D-4 で約 1/4、D-3中の VOCs 成分の低減効果が低くなることが要因の一では約 1/15 にまで低減しており、ホット走行においてつと考えられる。

は、D-4 で約 1/8 に、D-3 では約 1/60 にまで低下して5)-8) と比較し、アルデヒド類の割いた。また、CO についても、長期規制適合車と比較合は高まっており、中でもホルムアルデヒドとアセト

するとコールド走行においては、D-3、D-4 ともに、アルデヒドは含有率が高かった。

1/2 程度の低下がみられ、ホット走行では D-4 で約 1/5

2) コールド 走行とホット 走行における 各成分の排出に、D-3 では約 1/10 まで減少していた。

また、過去の報告

状況の比較

コールド走行とホット走行を比較すると、THC の排出原単位は、D-4 でコールドがホットの約 3 倍に、D-3

東京都環境科学研究所年報

2009

- 99 では約 7 倍であった。CO についても同様の比較を行台（D3～D7）の環境影響について評価した。

うと、D-4 で 2.5 倍、D-3 で 6 倍であった。コールド各車両のオゾン生成能について、都内の平均的な走とホットの差は、長期規制適合車と比べて大きい傾向

行パターンである No.5 における VOCs 排出原単位かにある。

ら算出した結果を図 4 に示す。

また、NO x 排出量については、D-4 車両では、コーコールド走行における D-5 および D-6 のオゾン生成

ルド走行時はホット走行時の約 2 倍であり、D-3 車両

係数は、ともに約 170mg/km と高い値を示し、次いででは同約 1.2 倍であった。車両により違いがあるが、D-4 が 約 100mg/km、 D-3 お よ び D-７ に つ い て はNO x 排出量についても、コールド走行では大幅に増加

30mg/km を下回っていた。D-3 は DPF を、D-7 は尿する車両がみられた。

素 SCR を装備しており、ともに平成 17 年排出ガス規

燃料消費率に関しては、いずれの車両においてもコ制適合かつ NOx 、PM10％低減達成車両で、この 5 台

ールド走行時 がホット 走行時より 10%程度低下 しての中では最も厳しい基準をクリアした車両であることいる。これは長期規制車両と同程度であり、コールドから、このように低い値を示したものと考えられる。

走行の場合、始動からエンジンが温まるまでの間の燃また、ホット走行では D-4 が約 35 mg/km で、他 4 台焼効率が低いためと考えられる。

は 20mg/km より低い値であった。

イ. VOCs 排出原単位の比較
20

新長期車両 5 台(D3～D7)についてコールド走行と位の平均値を図 3 に示す。
前述したように、VOCs の排出量は長期規制適合車両と比較すると大幅な低減が認められた。しかし、コ

排出原単位 (mg/km)

ホット走行にて VOCs の測定を行い、求めた排出原単ールドとホット走行を比較すると、VOCs 排出原単位

alkanearomaticalkene
aldehyde15105（合計値）は、コールド走行では約 4.5 倍となった。
0

この主な理由として、ホット走行の場合は酸化触媒のcold No.5

hot No.5

活性が上がり VOCs 除去率が高くなるが、コールド走
図 3 コールド・ホット走行時における VOCs 排出原単位

行の場合には触媒温度が低く十分な活性が得られない
ため、排出ガス中の VOCs が酸化されずに排出される

200.0

また、コールド走行においても、ホット走行と同様に、アセトアルデヒドおよびホルムアルデヒドの含有率が高く、アルデヒド類全体として 8 割以上を占めていた。ホット走行では非常に低濃度であったアルケン類および芳香族などの不飽和炭化水素類は、コールドオゾン生成係数(mg／km)

ものと考えられる。
150.0
cold
hot100.0

50.0

走行では高濃度で含有率としても高まっていた。ホット走行では触媒による酸化が進んだ為、これらの濃度が低下したものと考えられる。アルカンについては、

0.0D-3

D-4D-5D-6D-7

図 4 各車両におけるコールド・ホット走行時のオゾン生成係数

コールド走行とホット走行での排出原単位にほとんど4．おわりに差はみられなかった。
ウ. VOCs によるオゾン生成能の評価

新長期規制適合の大型ディーゼル貨物車について、コールド走行およびホット走行における各 VOCs 成

その排出ガス中に含有する VOCs 成分等の測定、評価分の排出原単位に、光化学大気汚染生成能(MIR)を掛を行った。この結果、新長期規制適合車においては、けた値を足し合わせることにより、最大オゾン生成能

長期規制適合車と比較して、VOCs の排出量は大幅にを算出し9) 、本調査で測定した新長期規制適合車両5低減していることが確認された。

東京都環境科学研究所年報

2009- 100 しかし、コールド走行や渋滞などの走行条件では、触媒の活性等が十分でなく VOCs 濃度が高くなること(VOC) の 排 出 実 態 , 東 京 都 環 境 科 学 研 究 所 年 報 ,pp.49-56 (2004)

も確認された。また、コールド走行の VOCs 排出量は、

7) 村上雅彦ら：コールドスタート時におけるディーゼ

ホット走行の約 4.5 倍と、長期規制適合車両の場合とル車排出 ガス 中 の有害成分排出実態 の 解明,東京都

比較し、ホット走行との差が大きい傾向にあった。さ

環境科学研究所年報, pp.72-81 (2005)

らに、オゾン生成能についても、コールド走行のオゾ

8) 木下輝昭ら：最新規制適合の使用過程車から排出さン生成係数はホット走行の 3～20 倍程度となった。

れる揮発性有機化合物(VOC)の実態(年次報告)、東ディーゼル貨物車は、1 日の走行距離が一般的に長いため、全体の走行に占めるコールド走行の比率は低

京都環境科学研究所年報, pp.25-32 (2006)
9) US EPA: PROPOSED AMENDMENTS TO THE

いと考えられている。このため、これまではコールドTABLES

走行時における規制は設けられていない。しかし、規REACTIVITY (MIR) VALUES制が適用されているホット走行時の排出量が低減してきたため、相対的にコールドでの排出ガス比率が高まる可能性があり、排出量を総体として低減するためにはコールド走行時の排出量にも注目していく必要がある。
また、コールド走行や渋滞時の走行などに加え、DPF 装着車の再生時における排出ガスや燃費等への影響についても、今後定量的な調査を行っていきたいと考えている。

参考文献
1) 中 央 環境 審 議会 : 今 後 の 自動 車 排 出 ガ ス 低 減 対 策の あ り 方 に つ い て ( 第 九 次 報 告 ), 中 央 環 境 審 議 会(2008)
2) Robert J. Avery: Reactivity-Based VOC ControlforSolvent

Products:

MoreEfficientOzoneReduction Strategies, Environ. Sci. Technol. 40,
pp.4845-4850 (2006)
3) Jun Matsumoto et.al., Naohiro Kosugi, Ayaka
Nishiyama, Ryoko Isozaki,Yasuhiro Sadanaga,
Shungo Kato, Hiroshi Bandow and Yoshizumi
Kajii: Examination on photostationary state ofNO x in the urban atmosphere in Japan, Atmos.
Environ. 40, pp.3230–3239 (2006)4) 星純也ら：大気中 VOC モニタリングデータを用いた排出源およびオゾン生成能の評価，東京都環境科学研究所年報, pp.93-101 (2005)
5) 村上雅彦ら：自動車排出ガス中の炭化水素類の排出実態及びリスク評価試算，東京都環境科学研究所年報, pp.97-104 (2003)
6) 村上雅彦ら：自動車排出ガス中の揮発性有機化合物

東京都環境科学研究所年報

2009

OFMAXIMUM

INCREMENTAL