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都内の六フッ化硫黄の濃度傾向について
小峯 美奈子＊ 早福 正孝＊＊ 辰市 祐久＊（ 非常勤研究員要古明地 哲人

岩崎 好陽

＊＊

現環境局環境改善部）

旨'99から'02年度の４年間、都内における六フッ化硫黄（SF6）濃度を連続測定した。その結果、年平均値は'99年が13.1ppt であった。'01年は前年から約11％増加し14.6ppt であったが、その後 SF6濃度は低下傾向となり、'02年は13.4ppt であった。これは SF6を使用している電気機器等及び、半導体製造等の事業者による削減対策が行われたため、SF6の漏洩が減少したことにより、大気濃度が低下したものと思われる。
WMO のデータによれば、ハワイ・マウナロアの'01年の SF6年平均値は4.8ppt であった。'01年の環研濃度はマウナロアの約3倍の値で、これは都内で使用されている SF6の排出が影響していると考えられる。

キーワード：六フッ化硫黄、SF６、温室効果ガス、漏電防止ガス

Study on the Trend of Sulfur Hexafluoride Concentrationin Tokyo.
Minako Komine*, Masataka Soufuku**, Sukehisa Tatsuichi,
Tetsuhito Komeiji, Yoshiharu Iwasaki*Associate researcher **Environmental Improvement Division

Summary
Sulfur Hexafluoride (SF6) concentration was observed continuously in '99 to '02 fiscal year in Tokyo.
The annual average value in '99 year was 13.1ppt. SF6 in '01 year is 14.6ppt, and this value increased
from the previous year by about 11%. SF6 concentration became decrement tendency and02 year was 13.4ppt.

Industries, such as electric apparatus and semiconductor manufactures probably performed the measureagainst reduction of SF6.It is supposed that descent of SF6 leakage influence on decrement of atmosphericSF6 concentration.
According to the data of WMO, the annual average value of SF6 in '01 in Mauna Loa was 4.8ppt. The
concentration in Tokyo for '01 year was about 3 times higher than Mauna Loa, and this is considered thatdischarge of SF6 has influenced.

Keyword：sulfur hexafluoride, SF6, greenhouse effect gas, electric insulating gas

東京都環境科学研究所年報 2003

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１

WMO データの月平均値から（GC‑MS 法、週１回の測定）、はじめに1997年の地球温暖化京都会議（COP3）において、削減

日変化データは WMO データの1時間値（GC‑MS 法、毎対象物質に指定された六フッ化硫黄（SF6）は、二酸化時間の測定）を使用した８）。波照間のデータは試料採

炭素比地球温暖化係数（GWP）が約16,300〜23,900倍１）

取月が２月、５月、８月、11月の年４回の測定を実施とフロン類、メタン、亜酸化窒素等の中でも最も強力なしており、この測定結果を用いた９）。

温室効果ガスである。また、大気中での寿命は約3,200
年で他の物質よりはるかに長い２）。SF6は常温で無色、３ 結果と考察

無臭の気体で、不燃性であり、電気絶縁性、消弧性に優(1) 年変化れ、化学的に安定性のある物質である。これらの特性か'99年4月〜'03年３月までの SF6の環研の年平均値をら、わが国では昭和40年ごろから SF6を封入した電気開表１に示す。環研の'99年は'99年４月〜12月の平均値で閉器が製造され、現在では主にガス絶縁開閉装置やガスある。また、'03年はデータ量が３ヵ月と少ないので暫絶縁変圧器等の漏電防止ガスとして電力用機器等に使用定値としている。WMO はハワイのマウナロア他数ヵ所でされている３）。また、他の用途としては、半導体製造工

SF6を測定している８）。このデータ（'95年２月〜'03年程におけるエッチングガス、アルミニウムやマグネシウ３月まで）を使用してマウナロアの年平均値を参考としム精錬工程または合金鋳造時の被覆ガス、ネオジウムやて載せた。また、国立環境研究所の地球環境研究センタ

ラウドスピーカー製造、医療用粒子加速剤、運動靴の靴

ーと日本環境衛生センターが沖縄県波照間島で測定して底やタイヤの膨張ガス、複層ガラス（防音ガラス）や、いる SF6データも暫定値のため今後変更される可能性が大気・海洋拡散調査のトレーサーガスなど広範囲に使用あり、また、環研の観測数よりも少ないので参考値とし

４）,５）されているて載せた９）。

。

わが国では SF6は主に電力の安定供給に不可欠な絶縁媒体として用いられているが、現在、代替ガスは開発されておらず、今後も保有量は増加すると考えられている
５）,６）

。

東京都では1999年度から4年間、都内の SF6濃度の連続測定を行い、若干ではあるが都心域の経年的なデータが得られたので報告する。

２ 測定方法等(1) 測定地点：東京都環境科学研究所屋上（以下「環研」とする。江東区新砂、採取高度 約33m）当研究

表１ アウナロア、波照間と環研のSF6の年平均値８），９）

単位：ppt年95969798
9900
010203

環研
（東京）

13.1
13.2
14.6
13.4
（11.6）

マウナロア
（ハワイ）
3.5
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0（5.2）

波照間
（沖縄）
3.9
4.34.54.74.95.25.4（5.6）

注：（ ）は各地点のデータ数が通常の 1/4 以下なので参考値
環研'99 年は 1999 年 4 月〜12 月の平均値

所は準工業地域に相当する環境にある。
(2) 測定期間：1999年４月〜2003年３月

環研の'99年の年平均値は13.1pptであった。'01年は(3) 測定方法：測定は30分周期の連続自動採取式 ECD

前年から約11％増加し14.6pptであったが、'01年からは

６３

SF6濃度は低下傾向となり、'02年は13.4pptであった。

カラムは PORAPAK Q(80/100mesh)充填のφ３mm×２'01年のマウナロアの年平均値は4.8pptであった。年平ｍのステンレス製である。恒温槽温度は58℃、検出器温均値の最高値である'01年の環研のSF6濃度はマウナロア

度は302℃、キャリアーガスは N2 、300ml/min である。の約3倍の値となった。マウナロアは毎年濃度の増加傾

大気サンプルを300ml の計量管に採取後、電子冷却濃縮向がみられ、'01年は'95年より約37％の増加となった。

７）(０℃）し、その後120℃に加熱してカラムに導入した 。

波照間のデータを各年でそれぞれ平均した値もマウナロ(4) 測定値の処理方法：データは30分値２個の平均値をアと同様に増加傾向にある。環研の月平均値とマウナロ１時間値として処理した。マウナロアの年平均値はアの月平均値を経年的に並べたものが図１である。マウ（Ni）−GC 法で行った。

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ナロアは'95年に比べ、明らかに増加傾向にある。'03年(2) 月変化

3月のマウナロアの月平均値は5.23pptで、'95年３月の都内の４年間の平均的月別変化を図２に示す。10月か3.42pptより約53％の増加となった。また、環研の'00、ら12月にかけて濃度が高くなっている。これは一般の大'01年は20ppt近くの値になる月があったが、'02年は約気汚染物質と同様に大気が安定した場合に高濃度になり18pptとなった12月以外は11〜14ppt程度であった。

やすいことを示している。

図１ 環研とマウナロアのSF6濃度の観測値(月平均値)８）
国内の SF6や代替フロン等の排出抑制対策は、'98年６月に関係事業者団体により策定された自主行動計画等に基づき推進されている。'02年３月に国において新たに決定した「地球温暖化対策推進大綱」においても、自主行動計画は今後の対策の中心的役割を成すものとして位置付けされている10）。これらの自主行動計画に基づく製造メーカーや電力業界など産業界による主要排出源の漏洩対策が進んだことにより排出量が減少してきている

図２ 環研の SF6の月変化(3) 日変化
環研とマウナロアのSF6の日変化パターンを図３に示す。環研は12〜15pptの間を上下した濃度変化になっており、日中の１山型ではなく、朝夕の２山型のパターンのようにもみえるが、変化が小さい。18時をピークにそれ以降濃度が低くなっている。マウナロアは環研と比較すると大きな変化はなく、4.8ppt前後でほぼ一定であった。と考えられる。国内と都内の排出量については後半に述べる。
各年の前年からの増加率の推移を表２に示す。環研は'01年の10.6％から大幅に減少している。一方、マウナ
ロア、波照間については年ごとに濃度は増加しているが、増加率ではマウナロアは'96年をピークにして次第に緩慢になってきており、波照間も同様な傾向が見られるので全球的に増加率は低下傾向になっていくと思われる。
表２ マウナロア、波照間と環研の SF6の増加率８），９）
単位：％/年

年'96'97'98'99'00'01'02

環 研
（東 京）

0.8
10.6-8.2

マウナロア
（ハワイ）
8.6
5.3
5.0
4.8
4.5
4.34.2

図３ 環研とマウナロアのSF6の日変化('99‑'03年)８）波照間（沖 縄）社会的影響が少ないと考えられる盆と正月の日変化
10.3
4.74.44.3
6.1
3.8

パターンを図４、５に示した。'99〜'02年度の各盆（8/14〜16）と盆前（8/10〜12）、正月（1/1〜3）と正月前（12/25〜27）の４年分を平均した値を夏季、冬季として表した。盆及び正月は社会活動の低下を受け、年間の日変化（図３）に比べ、濃度が平均で２割から４割

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−91−ほど減少している。盆前では18時に大きなピークが見ら(4) 高濃度現象の要因れた。これは'99年8/10の18時に234.4ppt、'99年8/11の全データの頻度分布と累積度数分布を年度別に図６に18時に320.9ppt という高濃度データによるもので、グ示す。対数正規分布的な分布を示しており、５ppt以上ラフ上に表現できなかった。'99年度以外では18時に高10ppt未満の値が最も多く、各年とも57〜64％と60％前くなるというパターンは見られず、15、16時にピークが後の出現率であった。また、50ppt以上の濃度が４年間みられた。また、正月前では７、８時、18時にピークがで760例あり、これは全体の約2.3％であった。特に'00見られた。両グラフともに７、８時と18時頃に大きなピ

年度は253例と最多で、次いで'01年度の217例の出現がークが見られた。図３の日変化でも小さいが18時にピー多かった。各年間最高値は'99年度が385.0ppt、'00年度クがみられた。気象要因として同期間中の風向、風速をが246.2ppt、'01年度が312.1ppt、'02年度が294.3pptでみた。風向は夏季がＳ系、冬季はＮ系の風が多かった。

あった。これは各年平均値のおよそ20〜30倍の値である。

これは盆前、正月前も同様な風向であり、風向による差はみられなかった。風速は夏季が２〜６m/s の変動があったのに対し、冬季は３〜４m/s で夏季よりも変動が少なく、大気が比較的安定したため、冬季の SF6濃度が高くなったのではないかと思われる。正月前は年間の日変化（図３）に比べ濃度が高く、ばらつきも多かった。これは環研が準工業地域で排出源の影響を受けたものと推測されるが、Ｎ系の風が弱く、比較的大気の安定したことと、年間の中でも年末という社会活動が活発な期間であるということが考えられる。

図６ 環研の SF6の頻度分布('99‑'02年度)
高濃度の出現頻度を月別にみたのが図７である。秋から冬にかけて高濃度が出やすく、５、６月にも高濃度が出るパターンとなった。また、これを時間別にみたのが図８である。明け方から正午あたりでは高濃度の出る頻度は低く、夕方から夜、特に18時前後に高濃度が現れるパターンとなった。この要因については現在検討中である。高濃度を風向別にみたのが図９である。NNW が29％、Ｓが19％、Ｎが14％、SSW が12％と、Ｎ〜NNW、Ｓ〜SSW

図４ '99‑'02年度の SF6の日変化パターン(夏季)の２方向に多く高濃度が現れるパターンとなった。環研の一般風向は南北の風系が多く、必然的にこの２方向の出現率が多くなってしまう（図10）。東西の風系が少なければ東西に発生源があっても高濃度が出にくいと思われる。環研の南方約３km には東京湾があり、Ｓ成分については湾岸の工業地域の影響を受けていると考えられる。また、Ｎ成分については SF6は主に電気設備等の絶縁ガスとして使用されており、その扱いやすさ、利便性からコンパクトな大きさで施設内や、変電所などに点在しており、大工場や大規模な電力施設以外からも排出される可能性があると思われる。

図５ '99‑'02年度の SF6の日変化パターン(冬季)東京都環境科学研究所年報 2003

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鋳造時等がある11），12）。全国と都内の SF6排出量の年変化を図11に示す12），13）。経済産業省が報告している'02年度（平成14年度）の温室効果ガス排出量の推移12）によると、全国において SF6は基準年度（'95年度）が16.9Mt‑
CO2eq（単位は二酸化炭素換算で百万トンの意。各温室効果ガスの排出量に地球温暖化係数 GWP を乗じたもので、SF6は GWP が23,900）で、'02年度は5.3 Mt‑CO2eq と、基準年に比べると−68.6％も減少し、また、前年度（'01
図７ 環研の SF6の月別高濃度出現数年度）比では−7.0％減少している。これは電力設備等からの排出の減少が最も大きいとしている。

図８ 環研の SF6の時間別高濃度出現数

図11 全国と都内の SF6排出量の推移12),13）

東京都も各温室効果ガスの用途別排出量を算出しており、図12に SF6の用途別排出量の年変化グラフを示す13）。
'00年度における SF6 の排出量は二酸化炭素換算で0.1Mt‑CO2eq となり、基準年度（'95年度）と比較すると−63％減少している。排出量は経年的に減少傾向で、

図９ 環研のSF6の高濃度出現割合と風向の関係(数字は％)

特にドライエッチング等の半導体製造に関わる排出が減少している。'00年度における都内の排出量は、全国の排出量（6.8Mt‑CO2eq）の約1.5％を占めている。

図10 環研の主風向('99‑'00,'02年、数字は％)(5) SF6の大気中への排出状況
日本の SF6の主な排出源は、SF6製造時、半導体製造時、電気絶縁ガス使用機器の製造時と使用時、マグネシウム

東京都環境科学研究所年報 2003

図12 都内の SF6排出量の推移13）

−93−'00年度の都内における SF6排出量の使用別内訳を図13）

しかし、マグネシウム鋳造分野も新たに自主行動計画に13に示す 。'00年度は電力設備が91％、半導体製造が加わり、単位排出量（１トン当たり溶解量に対する SF6９％と約９割が電力設備からの排出であることがわかる。

ガス使用量）を減らすなどの目標を計画している１2）。

排出構成比を95年度と比較すると「半導体製造」用途のSF6は地球温暖化係数の高さや大気寿命の長さから、少割合が減少し、「電力設備」用途の割合が増加しており、量であってもその影響は長期で強力なものである。

都内の SF6濃度は、電気絶縁機器等からの排出を大きく４ まとめ反映していると考えられる。

'99〜'02年度の４年間にわたって都内 SF6のモニタリングを行い、以下のことがわかった。
(1) 環研の SF6の年平均値は、'99年が13.1ppt であった。
'01年は前年から約11％増加し14.6ppt であり、ハワ
イ・マウナロアで測定された'01年の濃度4.8ppt の約３倍であった。環研はマウナロアや波照間と異なり、'01年をピークにしてその後は低下傾向を示している。
(2) 月変化は一般大気汚染物質と同様に大気が安定した秋から冬にかけて濃度が高くなり、日変化は明け方と夕方18時頃にピークがみられた。盆と正月の濃度パタ
13）

図13 都内の SF6排出量内訳('00年度:0.1Mt‑CO2eq)

ーンからみた社会的影響による日変化の差は、夏季は18時頃に高濃度が現れた年があり、冬季は特に明け方

SF6の使用量の８〜９割を占める電力設備等からの排と夕方に社会影響による差がみられた。

出も確実に減少しており、回収・再利用など、各業界の(3) 濃度は５以上10ppt 未満が最も多く、50ppt 以上の排出抑制の効果が現れたと思われる。全国の電気絶縁ガ高濃度は全データの約2.3％であった。月別では５、

１1）

ス使用機器に係る SF6累計保有量を図14に示す。SF6は電力の安定供給に不可欠な絶縁体として用いられてい６）６月と11、12月に高くなる傾向を示した。また、ＮとＳ系の風の場合に高濃度が多く現れることがわかった。

るが、現在代替ガスは開発されていない 。今後も電力(4) 環研の SF6観測データは発生源の影響を受けるとい設備の SF6の保有量は増加すると考えられる。一方、半う特徴があり、排出削減対策の効果検証に有効である導体製造に使用される SF6は'00年をピークに減少傾向

ことから、今後も SF6の継続的な大気濃度の監視が必になってきているが、半導体製造等の中でも、液晶分野要であると思われる。

11）に使用される SF6は、増加傾向にある 。また、マグネシウム鋳造時に使用される SF6の使用量も増加している11）。

謝辞
データ処理等、多大なお世話を戴いた経済産業省産業製造局各位に深い感謝の意を表します。

参考文献
１） 気象庁編：地球温暖化の実態と見通し（ＩPCC 第二次報告書），pp.21（平成8年）
２） 片岡修身：(2)代替フロンの現状,環境技術，vol30，
No2，pp.93‑96（2001）
３） 化学工業日報社：115の工業用ガス−特殊材料ガス・高純度凡用ガス−，pp.93‑94

図14 電気絶縁ガス使用機器のSF6累計保有ガス(全国)11）

４） 新エネルギー・産業技術総合開発機構 オゾン層

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保護対策産業協議会：諸外国におけるフロン対策
最新動向に関する調査報告書，pp.38‑41（平成７年３月）
５） 新エネルギー・産業技術総合開発機構 オゾン層保護対策産業協議会：代替フロンの地球温暖化対策動向に関する調査報告書，pp.70‑103（平成13年３月）
６） 土屋良文：電気事業における環境行動計画，エネ
ルギーレビュー，2001‑6，pp.8‑11７） 早福正孝ら：東京における六ふっ化硫黄の大気濃度 ， 東 京 都 環 境 科 学 研 究 所 年 報 ， pp.71‑74（2000）
８） ＷＭＯ ＷＤＣＧＧ ホームページ：
http://gaw.kishou.go.jp/wdcgg̲j.html
９） 織田伸和ら：波照間ステーションにおける CFC、SF6等のモニタリング，第42回大気環境学会年会公演要旨集，pp.289（2001）
10）環境省：新地球温暖化対策推進大綱，p.15‑18，
pp.44‑46
11）経済産業省：第9回地球温暖化防止対策小委員会配布資料, 資料３‑３：排出量データ2000
12）経済産業省：2002年の代替フロン等３ガス排出抑制
自主行動計画の進捗状況及び排出量について，（平成15年６月12日プレス発表）
13）東京都環境局：2000年度 都における温室効果ガス排出量総合調査より作成

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