ＪＣＡＰからみた日本の排気規制と大気汚染防止効果について

９５

特集 ● 規制・基準と環境・エネルギーへの効果／報告

ＪＣＡＰからみた日本の排気規制と大気汚染防止効果について
柴田芳昭＊
日本の大気環境の現状と自動車排出ガス規制の推移を欧米の規制と比較して紹介するとともに、自動車業界と石油業界の共同研究プログラムであるＪＣＡＰ（Ｊａｐａｎ Ｃｌｅａｎ Ａｉｒ Ｐｒｏｇｒａｍ）の概要及び排出ガス低減技術と燃料性状の影響、それらを使った大気質シミュレーションモデルによる大気改善効果の予測結果を紹介する。

       


＊                    

したＪＣＡＰⅠとそれに引き続いて平成１
４年度から実１．はじめに施中のＪＣＡＰⅡがある１）。

わが国の自動車排出ガス規制は世界的に見ても厳ＪＣＡＰでは、自動車排出ガス低減のための将来自しいものになっているが、都市域沿道等の一部地域

動車技術に必要な燃料技術の評価研究及びその結果

では大気環境基準が達成されておらず、一層の排出を用いて大気質シミュレーションモデルによる大気ガス低減を行うことが求められている。石油産業

改善効果の予測と効果的な改善施策の提言を行って活性化センターは石油連盟及び自動車工業会の協いる。本稿では日本の排気規制動向とＪＣＡＰで評価力の基に、平成９年度から経済産業省補助金事業としている自動車燃料技術と大気改善効果について紹して「大気改善のための自動車・燃料の技術開発」介する。

プログラム（ＪＣＡＰ：ＪａｐａｎＣｌｅａｎＡｉｒＰｒｏｇｒａｍ）に取

２．日本の大気環境の現状と排気規制り組んでいる。このＪＣＡＰでは合理的に達成可能な環境負荷低減のための自動車技術と燃料技術の排出２−１ガスへの影響に関する研究を行い、その中長期的な日本における自動車排出ガスに関連する大気汚染大気環境の現状方向性を明確にすることを目的としている。ＪＣＡＰ

物質には以下のものがある。には平成９年度から平成１３年度までの５ヵ年間実施【ＣＯ２】 二酸化炭素。炭素の完全燃焼で発生。地球＊ 石油産業活性化センターＪＣＡＰ推進部上席主任研究員【ＣＯ】 一酸化炭素。化石燃料の不完全燃焼で発生。

温暖化の原因。
ＣｈｉｅｆＳｅｎｉｏｒＲｅｓｅａｒｃｈｅｒ，ＪＣＡＰＰｒｏｍｏｔｉｏｎＤｅｐｔ．
，
Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ＥｎｅｒｇｙＣｅｎｔｅｒ
原稿受理 ２００４年４月１５日

ＩＡＴＳＳ Ｒｅｖｉｅｗ Ｖｏｌ．
２９，Ｎｏ．
２【ＨＣ】 炭化水素。炭素と水素の化合物。光化学スモッグの原因。

（２３）

Ｏｃｔ.，
２００４９６柴田芳昭【ＮＯｘ】窒素酸化物。主にＮＯとＮＯ２。酸性雨や大（自動車走行による排出物質に起因する大気汚染の考えられる交差点、道路及び道路端付近の大気を対気汚染の原因。
【ＰＭ】 Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒの略。排気規制上の定象にした汚染状況を常時監視する測定局、以下「自義で、テールパイプから排出される粒子状排局」と示す）において常時観測されている。この物質。煤塵・粉塵・黒煙等。

中で、ディーゼル車の排出ガスに関連して注目され【ＳＰＭ】Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒの略。大気ているものが、ＮＯｘとＳＰＭ／ＰＭである。
Fig.1、2に大気中のＮＯｘとＳＰＭの年間平均濃度の環境中に浮遊している微粒子。環境基準対推移を示す。

象は粒経１０μｍ以下。

一般局、自排局とも全国の年平均濃度は減少して【ＳＯ２】 二酸化硫黄。硫黄を含む燃料の燃焼の排いるが、近年は下げ止まりの状況にある。Fig.3は気ガスとして発生。
【オゾン】Ｏ（。ＨＣ、ＮＯｘと反応しオゾ３ 過酸化物）

東京都内における一般局、自排局における環境基準ンが生成される。光化学スモッグの原因。 の達成率の推移を示す。都市部における達成率は依然低く、沿道大気を中心にさらなる改善が望まれる。

環境基準対象は光化学オキシダント。

２−２

これらの物質の大気中の濃度は一般大気環境測定

日本の自動車排出ガス規制について

局（一般大気環境の汚染状況を常時監視する測定局、ここでは、上述したように都市部の沿道大気環境

以下「一般局」と示す）と自動車排出ガス測定局に大きな影響を及ぼしていると考えられる自動車排出ガスの規制の推移について示す。

0.06

2NO（ppm）

Fig.4はガソリン乗用車の排出ガス規制の推移を自排局（Road side）
一般局（Urban background）

0.05

示す。縦軸は規制開始前の状況を１００として排出ガ

0.04

スレベルをどの程度減少させる規制が行われたかを0.03示している。１９６５年（昭和４０年）に既に行政指導によ0.02

るＣＯ排出量の規制が始まり、１９７３年（昭和４８年）に0.0101970

本格的な自動車排ガス規制を施行、１９７８年には昭和
1975

1980

198519901995

2000年

５３年規制が施行された結果、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘともに規制以前の１／１０以下となった。

出典）環境省データ。

２０００年（平成１２年）からは新短期規制が施行され、Fig. 1 ＮＯ２の平均濃度の推移
0.18
自排局（Road side）
一般局（Urban background）

0.15
SPM（ppm）

Gasoline Passenger Car

100
NOx80
排ガ
ス 60
レ
ベル︵ 40％︶ 20

0.120.090.060.03

HC00197019751980198519901995

出典）環境省データ。

2000年

Test Mode；10−15 Mode
CO 1.27g／km（0.67）
HC 0.17g／km（0.08）
NOx 0.17g／km（0.08）

CO6570758060 NO240SPM

20Oxidant
98

99

Roadside monitoring Station80
排ガス 60レ
ベ40ル︵％︶ 20

100
80

SPM

60
40
20

NO20097

Attainment Ratio（％）

Attainment Ratio（％）

8000

01

97

98

9900

9500

010COHCPM

NOx
Test Mode；13 Mode
CO 3.46g／kWh（2.22）
HC 1.47g／kWh（0.87）
NOx 4.22g／kWh（3.38）
PM 0.35g／kWh（0.18）

65

7075

80

85909500

出典）東京都調査データ。

Fig. 3 東京都内の環境基準達成率の推移

国際交通安全学会誌 Ｖｏｌ．
２９，Ｎｏ．
２05
年

Heavy Duty Diesel Engine

100
Urban B/G monitoring Station

90

Fig. 4 ガソリン乗用車の排出ガス規制の推移

Fig. 2 ＳＰＭの平均濃度の推移

100

8505
年

Fig. 5 大型ディーゼル車の排出ガス規制の推移（２４）

平成１６年１０月

９７

ＪＣＡＰからみた日本の排気規制と大気汚染防止効果について
a）ガソリン乗用車の排出ガス規制比較
0.30

日本

0.25

米国連邦

NOx（g/km）

HC（g/km）

0.30
0.20

米国加州 欧州

0.15
0.10
0.05
0.00
199819992000

2005

日本

0.25
0.15

欧州

0.10
0.05

米国加州

0.00
199819992000

2010

米国連邦

0.20

2005

2010

87
欧州
6543
日本
2101998 1999 2000

0.30

米国連邦

PM（g/kWh）

NOx（g/kWh）b）ディーゼル重量トラックの排出ガス規制比較

2005

実線：新型

日本

0.25

米国連邦

0.20
0.15
0.100.05

欧州0.00199819992000

2010

2005

2010

点線：継続生産

Fig. 6 日米欧の排出ガス規制値比較
93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07

２００
５年（平成１７年）からは新長期規制が予定されてい米国 Auto oil Program DECSE（USA） （ARQIR）る。これらにより自動車排出ガスに対する更に厳しい低減が求められており、自動車技術と燃料技術の欧州 Auto oil ProgramⅠ
CAFE（EU）
Auto oil ProgramⅡ

より一層の連携が必要な状況になっている。
Fig.5は大型ディーゼル車の排出ガス規制の推移を示す。大型ディーゼル車についても１９７５年から規制が開始された。図から分かるように特にＮＯｘのAPBF−DEC

Auto oil

日本の検討（Japan）

▼意思決定
JCAPⅠ

JCAPⅡ

削減を目的として規制が行われたが、１９９７年になっFig. 7 日米欧のオートオイルプログラムの推移て初めてＰＭの排出規制が行われた。２００３年（平成１５年）からは新短期規制が施行され、２００５年（平成１７Fig.7に、各国のオートオイルプログラムの実施年）からは新長期規制が予定されている。さらなる状況を示す。米国では、１９８９年にＡＱＩＲＰ、いわゆＮＯｘ、ＰＭの低減が求められている。
Fig.6は最近の排出ガス規制値の欧米との比較をるオートオイルプログラムが最初に開始された。こ示す。２００５年以降はおおむね日欧米ともほぼ同レベのプログラムは米国自動車業界と石油業界の共同研

ルの規制値になることが分かる。

究で、５年間に渡って実施された。その成果の一部

このように、ガソリン車もディーゼル車も規制がとして、リフォーミュレイティッドガソリンが導入強化されているのに、近年は大幅な大気質の改善がされた。その後、ディーゼル車の排出ガス低減技術見られていない。その理由の一つは、自動車保有台を研究するためのＤＥＣＳＥ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎ-

数は伸びつづけ、２０００年には７，５００万台に達していｔｒｏｌＳｕｒｆｕｒＥｆｆｅｃｔ）
やＡＰＢＦ‐ＤＥＣ（ＡｄｖａｎｃｅｄＰｅｔｒｏ-る。こうした自動車保有台数の伸びが、大気質の改

ｌｅｕｍ ＢａｓｅｄＦｕｅ
ｌ‐ ＤｉｅｓｅｌＥｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ）
が実施

善を阻害しているものと考えられる。

され、軽油の硫黄分低減に反映された。

２−３ ＪＣＡＰの概要について

一方、欧州では１９９３年にオートオイルプログラム

大気質の改善のためには、まず、自動車からの排が開始され、その成果は、欧州のＥＵＲＯⅢ、ＥＵＲＯ出ガスのさらなる低減が必要である。このためには、 Ⅳ規制の検討に反映された。
ガソリンや軽油といった燃料品質の改良が大きな役

日本でも、以前から自動車と燃料の共同研究の必割を果たしている。さらなる大気質の改善には、自要性を感じていたが、なかなか実現するまでに至ら動車業界と石油業界の協力が不可欠である。このよなかった。しかしながら、自動車業界と石油業界がうな背景からＪＣＡＰが開始された。

一緒になって環境問題に対応して行くためには、欧ＩＡＴＳＳ Ｒｅｖ
ｉｅｗ Ｖｏｌ．
２９，Ｎｏ．
２（２５）

Ｏｃｔ.，
２００４

９８柴田芳昭
環境政策・エネルギー政策に資するデータの提供

Ｇｒが実際の研究を推進している。ＪＣＡＰⅠにはなか

環境政策 ＝った専門委員会では各分野の専門家の先生方から研エネルギー政策
石油需給・品質の見通し究の技術的アドバイスを頂き、的確な成果を出すように進めている。研究計画や成果の承認は研究委員

自動車排ガス逓減等の大気改善効果の予測会で判断頂いている。

将来自動車の方向性とそれに必要な燃料品質の見極め

２−４

ＪＣＡＰⅡにおける研究テーマ一覧表をTable 1に示

リアルワールドの将来排出量推計
政策評価が可能な
高精度大気モデル研究とデータベース構築

自動車排出ガス低減技術についてす。ガソリン、軽油やオイル性状がエンジン排出ガゼロエミッションを目指した自動車技術と燃料技術の研究（ＣＯ２対策との両立）

Fig. 8 ＪＣＡＰの役割

スに及ぼす影響や最近話題になっているナノ粒子の排出について研究している。また、これらの結果を用いてより高精度な大気質予測シミュレーションモ
デルを開発し、低減施策の検討を行っている。
１）ガソリン車排出ガス低減技術と燃料性状影響
Fig.10にガソリン車（ＭＰＩ：Ｍｕｌｔ
ｉ‐ＰｏｉｎｔＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）

米と同様な検討が必要との認識により、１９９７年から２、３）。の排出ガス低減技術を示す。酸素センサーと三元触ＪＣＡＰの目的は、よりよい大気をめざした自動車媒による排出ガス浄化システムが主流である。触媒技術と燃料技術の研究開発である。大気環境改善のの浄化性能向上のため、触媒自身の改良や直下型触ための将来の自動車技術と燃料技術の見極め、新技媒化、低温活性化を図っている。一方エンジンから術の導入による大気環境改善効果の予測し、大気環の排出ガスそのものの改善のため、燃料噴射装置の境改善のコスト・効果の評価による、より合理的な改良も行われている。これらの技術に対する燃料性

環境、エネルギー対策に資する技術情報を提供して状（硫黄分、芳香族分、蒸留性状等）が排出ガスにいくことである。Fig.8にその流れを示す。

及ぼす影響を研究している。

ＪＣＡＰを開始し、現在のＪＣＡＰⅡに至っている

Fig.9にＪＣＡＰⅡの推進体制を示す。ＪＣＡＰⅠと同

特に今後の燃費（ＣＯ２）向上にガソリン直噴エンジ様に、経済産業省資源エネルギー庁の補助金事業とンが有望である。燃費、出力性能に優れているが、して当センター内に産・官・学の代表者による研究

希薄混合気による燃焼を行っている場合には、三元委員会を設置し運営している。ＪＣＡＰ全体をステア触媒が利用できない。
排出ガス低減にはリーンＮＯｘリングする企画調査ＷＧやナノ粒子研究や大気モデ触媒を使用しているが、ガソリン中の硫黄分が多い

ル研究の部分をステアリングする大気企画ＷＧの元と還元性能を確保するために多少燃費（ＣＯ２）を犠牲に、六つの技術領域毎のＷＧと二つ大気モデル研究する必要がある。ＪＣＡＰのこれまでの研究で、ガソ大気モデル
専門委員会

JCAP推進部
大気研究グループ
排出量モデルGr
大気企画WG

自動車及び燃料研究委員会

広域・沿道モデルGr
未規制物質WG

企画調査WG

生体影響調査WG

ガソリン車WG

石油基盤
技術
研
究所

ディーゼル車WG

自動車・燃料専門委員会

オイルWG
CO2排出量調査WG

石油連盟、
（社）
日本自動車工業会

Fig. 9 ＪＣＡＰⅡの推進体制

国際交通安全学会誌 Ｖｏｌ．
２
９，Ｎｏ．
２（２６）

平成１６年１０月

９９

ＪＣＡＰからみた日本の排気規制と大気汚染防止効果について
Table 1 ＪＣＡＰⅡ研究テーマ一覧
ＷＧ

エミッション低減手法
研究テーマ

触媒 浄化率向上

・ガソリン性状の排出ガスへの影響把握
・ガソリン硫黄分の排出ガス・燃費への影
響把握
ガソリン車ＷＧ
・ＣＯ２の削減を目指した望ましいオクタン価の把握
ディーゼル車ＷＧ

・将来型の車両／エンジンと燃料の組み合
わせで、排出ガス、ＣＯ２低減ポテンシャ
ル評価

オイルＷＧ・後処理装置（ＤＰＦ、ＤｅＮＯｘ触媒など）に対するオイル成分（Ａｓｈ、Ｐ、Ｓ）の影響を把
握

未規制物質
ＷＧ

・大気放出を想定した微小粒子の測定
・燃料・潤滑油性状が微小粒子に及ぼす影響の把握・車両からの微量排出物質排出実態の正確な把握

ＣＯ２排出量調査ＷＧ・オクタン価向上や低硫黄化による石油精製側のＣＯ２排出量の増加と自動車での燃費改善（ＣＯ２削減）との総合評価

ステンレス製低ヒートマス
Ｅｘマニフォールド
ヒータ付
酸素センサ

触媒 低温活性化
直下型触媒（三元触媒・６００セル）
ステンレス製低ヒートマス
Ｅｘマニフォールド
点火時期遅角制御

直下三元触媒
（ＴＷＣ）
６００セル

ヒータ付
酸素センサ

シングルホール マルチホール
インジェクタ インジェクタ

エンジン排出ガスの改善

大気モデル
研究グループ

マルチホールインジェクタ
ヒータ付酸素センサ
吸気ポート形状（スワール）
ボート部の燃料付着補正
高精度空燃比制御システム
Fig. 10 ガソリン車（ＭＰＩ）の排出ガス低減技術

燃費
悪化率︵％︶・高精度な沿道・広域大気質シミュレーションプログラム・超広域から沿道までの可変スケール大気モデル・微小粒子の生成拡散モデル・走行実態を再現できる次世代交通流モデル

8S＝1ppm
7S＝10ppm
6S＝50ppm
5432
10回復制御による燃料悪化率の差

約5％（S＝50→10ppm）

Fig. 11 ガソリン硫黄分の燃費影響

リン直噴エンジン車の場合、燃料中の硫黄分を５０ｐｐｍから１０ｐｐｍに低減することにより、リーンＮＯｘ0.3

触媒システムの硫黄被毒再生用に使用する燃料が減PM（g／kWh）

少するため、１０・１５モードの燃費が約５％向上出来ることが判った（Fig.11）。
また、ガソリンオクタン価と燃費（ＣＯ２）の関係を明らかにするために圧縮比を替えたエンジンを使用して感度解析を通じてその関係を把握し、製油所からエンジン排出までを含めた総合的なＣＯ２削減を目指した、望ましいオクタン価を明らかにしていく予

長期排ガスレベル0.2
新短期高圧
噴
ole 射酸化触媒等 連続0.1dE
後処理
GR再生式
新長期
DPF
DeNOx触媒
00246NOx（g／kWh）

Co8注）エンジンベース国内１３モード。

定である。

Fig. 12 ディーゼル車の排出ガス低減技術

２）ディーゼル車排出ガス低減技術と燃料性状影響
Fig.12にディーゼル車の排出ガス低減技術を示す。

ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の硫黄分による燃費影響は

エンジン本体からの排出ガスを低減する技術には高５０ｐｐｍ⇒Ｓ１０ｐｐｍ化による硫黄被毒再生頻度変更で圧噴射（燃 料 噴 射 系 を 高 圧 化 し てＰＭ を 低 減）や燃費が約４％向上。

ＣｏｏｌｅｄＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉ
ｏｎ：再循環すＮＯｘ、ＰＭ同時浄化触媒への硫黄分による触媒のる排気ガスを冷却してＮＯｘを低減）がある。新短期

ＮＯｘ吸蔵能への影響は硫黄除去を同一硫黄消費量規制や新長期規制には後処理装置が必要となる。

基準で実施した場合；５０ｐｐｍ＞１０ｐｐｍ＞１ｐｐｍとなる。

ＪＣＡＰでは将来型排出ガス低減技術（ＮＯｘ吸蔵還３）ディーゼル車後処理装置とオイル性状影響

元型触媒、尿素ＳＣＲ、連続再生式ＤＰＦ）における燃ＪＣＡＰでは連続再生式ＤＰＦ（ＣＲ‐ＤＰＦ）
やＮＯｘ吸蔵料性状（硫黄分、芳香族、９０％留出温度）の排出ガス

還元触媒などの後処理装置に及ぼすオイル組成の影への影響を研究している。現在までの検討結果をま響も研究している。

とめると以下のようになる。

ＩＡＴＳＳ Ｒｅｖ
ｉｅｗ Ｖｏｌ．
２９，Ｎｏ．
２

ＣＲ‐ＤＰＦは、エンジン油中の添加剤由来の金属分（２７）

Ｏｃｔ.，
２００４

１００柴田芳昭

1515

通気抵抗 ｋＰａ

S.Ash=1.70%

ュ堆積量は減少し、圧損上昇も緩和される。ＤＰＦ

15S.Ash=1.31%

S.Ash=0.96%

101010555に 堆 積 し た ア ッ シ ュ の 主 成 分 はＣａＳＯ４で あ っ た（Fig.13）。
アッシュはＤＰＦの下流側に多く堆積する傾向がみられ、主としてフィルター表面に堆積し、ＤＰＦ壁内部への進入は少なかった。

0020400３

空気流量 ｍ ／ｍｉｎ

020400３

試験後

2040３

空気流量 ｍ ／ｍｉｎ

初期0空気流量 ｍ ／ｍｉｎ

今回検討した結果では、ＤＰＦに堆積したアッシュを逆洗エアブローで完全には除去できなかった。
２−５

燃成後

大気質シミュレーションモデルについてＪＣＡＰではエンジン暖機時の排出ガスやエバポ

Fig. 13 オイル中のアッシュ分とＣＲ‐ＤＰＦの通気抵抗（燃料蒸発ガス）を含む自動車排気排出量推計モデル、により目詰まりすることが懸念されるため、オイル交通流を考慮した交差点近傍過渡排出量推計モデル、アッシュ量や添加剤の種類・組成の影響について評ＬＥＳに基づく沿道拡散モデル、二次有機粒子モデル

価した。

を開発した。これらを用いて、関東圏、都内交差点

また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、エンジン油中のＰ、近傍の高濃度大気汚染をシミュレーションし、新短Ｓ分による被毒が懸念されるため、エンジン油中の期、新長期規制による改善効果を明らかにした。
ＪＣＡＰで構築した大気モデルは、関東県全域を５Ｐ、Ｓ分の影響について評価する予定である。
現在までの検討結果をまとめるとＣＲ‐ＤＰＦに及ぼｋｍグリッドで計算する「広域モデル」と、交差点周すアッシュ分の影響は以下のようになる４）。

辺を２〜５ｍグリッドで計算する「沿道モデル」の二

オイルの硫酸灰分を低減すると、ＤＰＦのアッシつである。
「沿道モデル」では、交通量が多く、１９０ｋｍ

大気汚染の厳しい交差点近傍を対象にし、ビル形状や高架道路、アンダ

光化学反応ーパスなどの複雑地形における自動エミッション

２６０ｋｍ（工場、自動車、事業所）

車排ガスの拡散挙動を解析することを主眼とし、自排局におけるＮＯｘ、ＳＰＭの濃度を推計した。領域全体

５ｋｍ
２ｋｍ

風

風による汚染気の拡散輸送

５ｋｍの規模は約５００ｍ四方である。
一方、「広域モデル」は化学反応の影響を考慮するために、
２００ｋｍほどの領域を対象とし、主に海陸風にFig. 14 広域大気モデルの計算領域

よる大気汚染物質の流れを計算する
ＮＯ２SPM（％）２４時間平均濃度変化率（％）２４時間平均濃度変化率
１００
１００８０８０自動車排気の６０６０寄与度
４０４０２０２０００
９９９９ Ｇ Ｇ 全 自９９ ９９ Ｇ Ｇ 全 自
年 年 Ｄ Ｄ 車 動
年 年 Ｄ Ｄ 車 動
新長期規制以降、新長期規制以降、新長期規制以降
よ よ 車 車 新 車
よ よ 車 車 新 車
自動車排気の動車排気の自動車排気り り 新 新り り 新 新規 規 短 短 長 排
規 規 短 短 長 排
寄与度はＮＯ
寄与度はＮＯｘが2が寄与度制 制 期 長 期 出制 制 期 長 期 出焦点
焦点
規 ガ
規 ガ
強 強 ま
強 強 ま
期制 ス
化 化 で化 化 で 期 制 ス
導導導な
導なな なな なししし し 入 入
し し 入 入
２０００年

２０１５年

２０００年

２０１５年

注）冬期・自動車ＮＯｘ法規制地域平均。いずれも１９９９年１２月１０日の気象条件にて計算。

濃度を推計する（Fig.14）。
このモデルを使って２０１５年の大気質の改善効果を予測した結果をFig.15に示す。新長期規制まで導入すれば、２０１５年にはＳＰＭに対する自動車排気の寄与度は大幅に低減するが、ＮＯｘに対しては寄与度が残ると予測される。さらに大気環境改善が必要な場合は、自動車以外も含めＮＯｘ低減も進める必要があることを提言した５、６）。
ＪＣＡＰⅡではＪＣＡＰⅠ大気モデル

Fig. 15 ２０１５年の大気質改善効果予測図

国際交通安全学会誌 Ｖｏｌ．
２９，Ｎｏ．
２

とともに、ＮＯｘ、Ｏ３、二次粒子の（２８）

平成１６年１０月

１０１

ＪＣＡＰからみた日本の排気規制と大気汚染防止効果についてをさらに精度の高いデータと高度なツールとするた③沿道における高推計精度モデルの構築めに以下の四つのキーワードで研究を進めている。

④超微小粒子の動力学的な挙動解析モデル構築
Fig.16にＪＣＡＰⅡモデルの全体像を示す。東アジ①リアルワールドエミッションの推計②マルチスケールモデルによる広域から沿道までのアからの長距離輸送を扱え、かつ沿道モデルと連結するために東京都区部を１ｋｍメッシュでシミュレー統一的な解析ションする、マルチグリッドサイズモデル、実走行排出量モデル
マクロスケール排出量推計

広域モデル

ミクロスケール排出量推計

車両のリアルワールドエミッションを推計するマクロ／ミクロの排出量推計モデル、沿道モデルも含めて統一して扱える統合化モデル、凝集、沈着、凝縮、等のプロセスをモデル化し、数濃度を推計する超微沿道モデル
気象モデ
ル

有機二次生成小粒子モデル等を構築している。
２−６

超微小粒子の研究について

ＪＣＡＰⅡでは、近年、健康影響が懸念され、欧州凝集凝縮／蒸発核生成沈着気流モデ
ル

キーワード 粒子 沿道を中心に議論がされている超微小粒子についても取り組んでいる。

モデルの統合化

現在の超微小粒子の測定には三つの課題が考えらFig. 16 ＪＣＡＰⅡ大気モデルの全体像れている。一つ目の課題は測定機器の標準校正方法が未確立であるため、器差・再現性の確認が必要なこと。二つ目は微小粒子の粒径分布が排出ガスの希釈・サンプリング条件により分布が大きく変化すること。最後はエンジン技術・燃料技術の排出レベルへの影響が不明確なことである。
未規制物質ＷＧではＥＬＰＩやＳＭＰＳ等の微小粒子の計測機器を国内の研究機関から広く協力を頂き、クロスチェックを実施し、計測機器間の精度や再現性の実力を評価した。
その結果、装置間で粒子径は概略一致するが，粒Fig. 17 追従走行試験

子数濃度の相違は大きい。また、機種のハード・ソ
交通環境
⑫⑧②④⑨

大気中粒子の粒径分布⑩交通量
大型車混入率 をパラメータ
混雑時平均車速 として①⑤⑥⑦

フトが異なると粒子数濃度の相違は大きいことなどを明らかにした７）。
一方、自動車から大気放出される排出ガス中の微小粒子の実態を評価するため、テストコース上で先都内１３地点を選定③

行する試験車の大気放出時の微小粒子を，追従走行する計測車により測定する追従走行試験やシャシダ⑪⑬

イ上の車を簡易的な風洞で覆い排出ガスを放出して微小粒子を測定する簡易風洞試験などにより微小粒

粒径別粒子数測定装置（ＳＰＭＳ）により、
１カ所
２．
５時間×１〜３回の計測ビデオカメラ

風向風速計

子の排出実態を研究している（Fig.17）。
現在までの結果をまとめると以下のようになる。
ＳＭＰＳサンプリング口

同一粒子発生源を用いた各種測定装置のクロスチェックを実施し、ＳＭＰＳ、ＥＬＰＩともにメーカー・温度湿度センサ仕様を統一してデータを比較する必要がある。
観測車

微小粒子の粒径分布は燃料硫黄分の低減により核モード粒子（サルフェート由来？）の生成が抑制される傾向にあり、定常走行時における核モード粒子の生成条件は限定的である。

Fig. 18 沿道観測の概要

ＩＡＴＳＳ Ｒｅｖ
ｉｅｗ Ｖｏｌ．
２９，Ｎｏ．
２（２９）

Ｏｃｔ.，
２００４

１０２

柴田芳昭

後背地

乗用車が多い× 104個12中間30nm①844100nm

12010× 104個
12②⑪8444

12010100nm

12③010× 104個
124010100nm

1212④01001012⑨84444100nm

010100nm

式ＤＰＦの詰まりに及ぼすオイルアッ⑬8010４）石油産業活性化センター「連続再生100nm

12⑦8100nm

５号、Ｐ．
２４２、２００３年

4100nm8010成果」『エネルギー学会誌』第８２巻、⑫844100nm

１６号、Ｐ．
４８、２００１年３）小俣達雄「ＪＣＡＰⅠの活動概要とその1288ＪＣＡＰ」『エンジンテクノロジー』第100nm⑧⑥8010号、Ｐ．
５４、２００２年２）中田雅彦「オートオイルプログラムと128100nm計画」『エンジンテクノロジー』第２２100nm⑤8010１）柴田芳昭「ＪＣＡＰⅠの成果とＪＣＡＰⅡの30nm
⑩8010

参考文献

大型車が多い× 104個
12010

シュの影響調査」『ＪＣＡＰ技術報告書』
ＰＥＣ‐２００３ＪＣ‐０１、２００３年100nm５）石油産業活性化センター「大気モデFig. 19 測定地点別の粒子数濃度分布

ル技術報告書（１）」『ＪＣＡＰ技術報告書』
排出ガス後処理装置（ＣＲＴ）装着及び燃料の低硫黄化により微小粒子は低減できる可能性がある。

ＰＥＣ‐２００１ＪＣ‐０４、２００２年６）石油産業活性化センター「大気モデル技術報告書（２）」『ＪＣＡＰ技術報告書』ＰＥＣ‐２００１ＪＣ‐０５、また、ナノ粒子モデルの入力データや検証データ２００２年を収集するために、ナノ粒子の沿道観測を実施している。交通環境の特徴と大気中粒子の粒径分布との

７）石油産業活性化センター「微小粒子計測に係関連を明確にするため、都内のさまざまな沿道環境わるクロスチェック技術報告書」『ＪＣＡＰ技術における観測を実施した。観測地点は、交通センサ

報告書』ＰＥＣ‐２００２ＪＣ‐０１、２００３年

スの東京都交通データの相関解析から、交通環境への影響が大きい交通量、大型車混入率、混雑時平均車速の上位と下位地点に現地踏査をふまえ、１３地点でＳＭＰＳ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ ＰａｒｔｉｃｌｅＳｉｚｅｒ）による粒径別微小粒子状物質数濃度および気象データを測定した（Fig.18）。
各地点での数濃度分布は、形状から四つの類型に分類することができた。特に乗用車の多い地点では粒径３０ｎｍに数濃度ピークがあるのに対し、大型車混入率の高い地点では、粒径１８ｎｍに数濃度が高い分布が見られた（Fig.19）。
３．さいごに
本報告では、日本の自動車排出ガス規制と大気環境の現状、ＪＣＡＰで取組んでいる排出ガス低減技術と将来大気質予測について紹介した。紹介した内容
はＪＣＡＰの各ＷＧの技術報告書及びの研究計画に基づいたものであり、各ＷＧの委員各位に感謝の意を表したい。また、ＪＣＡＰの技術報告書及びＪＣＡＰの最新の活動状況は、次のＪＣＡＰホームページに掲載されているので参考にしていただきたい。
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．
ｐｅｃｊ．
ｏｒ．
ｊｐ／ｊ
ｃａｐ／ｉ
ｎｄｅｘ‐
ｊｃａｐ．
ｈｔｍ

国際交通安全学会誌 Ｖｏｌ．
２９，Ｎｏ．
２（３０）

平成１６年１０月