航空環境研究 No. 26（2022）, PP. 45− 49

解説

航空機運航と大気環境*
橋本弘樹**

はじめに
地球上では自動車や工場の排ガスに伴う大気汚染、光化学反応により起きる光化学スモッグ、オゾン層の破壊や地球温暖化といった様々な大気環境問題がある。
航空機は車などと同様に化石燃料を燃焼して運航されていることから、空港周辺に大気汚染物質を排出するため空港周辺の大気環境問題があげられる。一方、航空機は自動車などと異なり

図1

輸送機関別エネルギー消費割合( 平成 30 年度)

表1

航空機から排出される大気汚染物質と健康影響

高度 13 km の上空を飛行し、その際も大気汚染物質を排出するため高高度の上空で大気汚染物質を排出する唯一の存在である（宇宙ロケットを除く）。その他、化石燃料の燃焼により気候変動の原因物質である二酸化炭素（CO 2）も発生する問題があげられる。
本解説では航空機の運航に伴う排ガスは地上3000フィート（915m）
までは、空港周辺の大気汚染

1 地域環境問題（空港周辺）に係る地域環境問題として取り扱い、3000 フィー

1. 1 航空機から排出される大気汚染物質と健康影響

ト以上で排出されるものは気候変動、地球温暖化の地球環境問題として取り扱うことにした。

航空機は化石燃料を燃焼させることから排出また、新型コロナウイルス感染症（COVIT- 19）の影響により2020 年から航空需要が大きく減少される大気汚染物質は車と同様な健康に影響がある物質となる。

していることから本報告では航空需要に影響が

表1に航空機から排出される大気汚染物質と健ない 2019 年までのデータを用いて解説を行った。

康への影響及びICAO（国際民間航空機関）による

1)

図 1 に国土交通省の「交通関連統計資料集」

規制状況をまとめた。ICAOでは、一部の物質におを基に作成した日本国内の輸送機関別のエネルいて航空機エンジン排出物の規制を行っている。

ギー消費割合を示す。エネルギーの消費割合の空港周辺における大気汚染は、空港のそばにあ

約 92 % を乗用車、貨物車などの車が占めているが、るからと言って特別な規制は行っておらず、人の航空機はジェット燃料として原油換算で 5 . 1 % 消健 康を保 護 するうえで維 持 することが望ましい

費しており、これが燃焼されると（エンジンや燃基準として定められている大気汚染に係る環境料により異なるものの）生成される大気汚染物質

基準 2) が適用される。大気汚染に係る環境基準をも概ねこれに相当する排出割合を占めることが表 2 に示す。

推定される。
* Aircraft Operation and Atmospheric Environment** 航空環境研究センター 調査研究部 主任研究員−45−

〔解説〕No.26, 2022

表2

大気汚染に係る環境基準

大気汚染物質環境上の条件二酸化窒素

NO2

1時間値の1日平均値が0.04 ppmから0.06 ppmのゾーン内またはそれ以下であること。(S53.7.11告示)

0.04～
0.06ppm

一酸化炭素

CO

1時間値の1日平均値が10 ppm以下でありかつ，1時間値の8時間平均が20 ppm以下であること。(S48.5.8告示)

10ppm

浮遊粒子状物質

SPM

1時間値の1日平均値が0.10 mg/m3以下でありかつ，1時間値が0.20 mg/m3以下であること。(S48.5.8告示)

0.1mg/m3

微小粒子状物質PM2.5

１年平均値が15μg/m3以下であり、かつ、１日平均値が35μg/m3以下であること。(H21.9.9告示)

15μg/m3

光化学オキシダント

Ox

1時間値が0.06 ppm以下であること。(S48.5.8告示)

0.06ppm

SO2

1時間値の1日平均値が0.04 ppm以下でありかつ，1時間値が0.1ppm以下であること。(S48.5.16告示)

0.04ppm

年平均値が3 μg/m3以下であること。(H9.2.4告示)

3 μg/m3

年平均値が0.15 mg/m3以下であること。(H13.4.20告示)

0.15 mg/m3

年平均値が0.13 mg/m3以下であること。(H30.11.19告示)

0.13 mg/m3

年平均値が0.20 mg/m3以下であること。(H9.2.4告示)

0.20 mg/m3

年平均値が0.6 pg–TEQ/m3以下であること。(H11.12.27告示)

0.6 pg–TEQ/m3

二酸化硫黄
ベンゼン
ジクロロメタン
トリクロロエチレン

VOCs
揮発性有機化合物

テトラクロロエチレン
ダイオキシン

Dioxine1. 2 航空機から排出される大気汚染物質の算

駐機出方法

タキシング・アイドル
エンジンパワー 7%

一例を示す。図 2 に ICAO で規定されている航空

クライム
エンジンパワー 85%915m

排出される航空機エンジン排出量の算出方法の915m

空港周辺に影響する高度 3000 フィート以下でアプローチ
エンジンパワー 30%

機の運航モード（LTO サイクル）を示す。LTO サ

テイク・オフ
エンジンパワー 100%

イクルでは航空機の運航モードをアプローチ（着図2陸）、テイク・オフ
（離陸）
、クライム
（上昇）
、タキ
シング・アイドル（地上走行）の 4 つに定義し、そ表3

れぞれエンジンパワーを 30％、100％、85％、7％

航空機の運航モード（LTO サイクル）

ICAO における LTO サイクル時間（分）としている。ICAO の運航モードの時間を表 3 に

テイク・オフ

0.7

示す。

クライム

2.2

アプローチ

4.0

タキシング・アイドル

26.0

ICAO では NOx、HC、CO について航空機エンジン排出規制を行っており、エンジンごとの LTO
サイクル当たりの排出量をまとめたデータベー

表4スを作成している3)。このデータベースからB777300 などに搭載されているプラット・アンド・ホイットニー社製の PW 4000 型の LTO サイクル当たりの汚染物質の排出量が記載された部分を表 4に示す。B777-300は2機のエンジンを搭載しているため 1 回着陸し、1 回離陸すると NOx は 63 . 3 kg

排出原単位（g/kg）

運航モード時間（分）燃料流量（kg/s）

HCCO

テイク・オフ1000.73.898

0.030.19

61

クライム

852.22.977

0.030.23

42.8

アプローチ

30

4.0

0.957

0.06

0.44

13.19

アイドル

726.0

0.268

2.3

20.63

4.29

1,204992

8,848

31,629LTOサイクルあたりの燃料（kg）と排出量（g）

NOx

1. 3 国内空港の大気汚染状況
国内空港周辺の大気汚染状況を調査するにあ排出されたことになる。空港全体からの排出量は様々な機種の航空機1機あたりの排出量を求めて航空機エンジンからの排出量

エンジンパワー設定（%Foo）

たって調査期間によって 2 つに大別される。
1 つ目は、環境省や自治体が行っているのと同運航回数を掛け合わせると算出できる。

様に 24 時間、365日連続で空気をサンプリングし−46−

No.26, 2022〔解説〕て自動分析機で測定を行うもので、空港周辺では成田国際空港株式会社（NAA）で実施されている。
もう1つは国土交通省航空局が空港の大気汚染状況を把握するために7日間の短期連続測定を行っている。この測定は年間の大気汚染状況を把握できないものの、コストを抑えてある程度、空港周辺の大気汚染状況を把握することができる。
( 1) 成田国際空港の常時監視測定結果
成田国際空港の常時監視測定結果の経年変化を図 3に示す。すべての汚染物質も長期的傾向は減少傾向にあり、環境基準に適合していた。

図4( 2 ) 航空局実施の短期測定結果

羽田空港の調査地点

航空局はこれまで羽田空港を含め 6 空港で連続した 7日間の短期調査を行ってきている。直近

1. 4 海外空港の地域環境問題
海外空港周辺の大気汚染状況の一例としてイは令和 3 年 12 月17日～12 月 24 日に羽田空港で行われた 。図 4 に調査地点を示す。調査項目は環ギリスロンドンヒースロー空港の事例を示す 5)。

境基準が定められている SO 2、CO、SPM、NO 2、

図5にヒースロー空港周辺のNO 2 濃度の経年変

4)化を調査地点とともに示す。空港周辺にこれだけ

PM 2 . 5 の 5 種類と臭気を測定した。
大気汚染に係る環境基準では「工業専用地域、多くの大気測定局を設置していることは空港の車道その他一般公衆が通常生活していない地域大気環境に関心が高いことの現れかもしれない。

または場所」は適用外であり、羽田空港内は対象

EU及びUKの基準は日本と同程度であるが、空外であるが、測定した 5 種類の大気汚染物質につ港周辺の NO 2 濃度は、基準値を超えている測定いてすべての地点で環境基準以下であった。

局 がある。London Hillingdon 局 や Hayes 局 で臭気についても悪臭防止法では、自動車・航空は、道路のそばの測定局で自動車の影響が大きい機等の移動発生源は規制の対象外であるが、臭気と思われるが、空港内に設置している Heathrow指数の規制基準以下であった。

LHR2局で基準を超えていること及びすぐ近くのに示した数値は長期的評価の基準である。光化学オキシダントには長期的評価値はない。に示した数値は長期的評価の基準である。光化学オキシダントには長期的評価値はない。

図3

成田国際空港の常時監視結果−47−

〔解説〕No.26, 2022

図5

ヒースロー空港周辺の NO 2 濃度の経年変化

Oxford Avenue 局より濃度が高いことは、航空機

2 地球環境問題排出物の影響も無視できないと考えられる。

2 . 1 航空機が占める CO 2 排出割合
図7に日本の運輸部門におけるCO 2 排出量を示

1. 5 地域環境問題に対する対策す。航空機からの CO 2 排出量は1 , 054 万トンで運日本の空港では空港周辺の環境基準が定めら輸部門の排出量の 5 . 0％を占め、全国の排出量のれた大気汚染物質は環境基準以下で問題がみら0.93％を占めている。運輸部門の排出量は1990年れていない。一方、海外では、ヒースロー空港度（2 億 600 万トン）から 2018 年度（2 億 1000 万トの NO 2 濃度のように基準超過しており、航空機からの NOx 排出を削減する必要がある。そこで、
ICAOでは、図6に示すように航空機エンジンからの NOx 排出物規制を 1981 年に導入し、それ以降4 回にわたり規制を強化している 6)。

図7

運輸部門における CO 2 排出量（航空は国内線のみ）ン）に1.9％増加していた。それに対し航空機からの排出量は 1990 年度（716 万トン）から 2018 年度（1054 万トン）に 47％増加しており、航空需要の増加が著しい。

2 . 2 国際的な CO 2 削減対策
国際航空からの CO 2 排出量抑制・削減対策は、
図6

ICAO による NOx 基準強化の状況

国際的な枠組み（京都議定書）の中でICAOに任されている。

−48−

No.26, 2022〔解説〕ICAO では、2010 年及び 2013 年に開催された

みると長期間のトレンドとして光化学オキシダ

ICAO総会において国際航空からのCO 2 排出削減

ントを除いてすべての汚染物質で低下傾向がみに係る目標を以下のとおり決定し、具体的対策をられ、すべての物質で環境基準を達成していた。

検討していくことになった。

また、航空局が実施している短期間の観測結果か①燃料効率を毎年 2％向上させること。

ら、全国の主な空港の大気汚染物質濃度は、環境② 2020 年以降総排出量を増加させない。

基準に対して適合していた。国内空港周辺では航図 8に国際航空からの CO 2 排出量予測と排出空機の影響があまり見られていない。一方、海外削減イメージを示す。対策を全くとらない場合は、の空港ではヒースロー空港のように NO 2 濃度が航空需要の増加によりCO2 排出量は増加してしま基準値を超過している例がみられ航空機の影響う。2020年以降にCO 2 排出量を増加させないといが考えられる。このため、ICAO では NOx 排出量う目標を達成するためには1つの手法だけでは困削減のために航空機エンジンからの NOx 排出量難で様々な手法を活用する必要がある。そこで、の基準を段階的に 4 回も強化している。

ICAOでは、①運航方式の改善、②新型機材等の新地球環境問題の観点から、航空機からの CO 2 排技術の導入、③代替燃料の活用、及び④経済的手出削減に向けたICAOの取り組みは将来の代替燃法の活用の 4 つの対策手法を取り入れることを検料活用までは、経済的手法（排出権取引）を活用し討した。将来的には、コストが低い代替燃料が大て行くことになっている。

量に手に入れることが可能になるかもしれないが、当面 ①から③だけでは目標を達 成することは困難なため経済的手法の排出権取引を利用することで実質的にCO 2 を削減していくことにし、2016年のICAO総会で採択された。採択された排出権取引の詳細は、
航空環境研究No. 21（2017 年）に解説記事を掲載しているので参照されたい 7)。

3 まとめ
日本の空港周辺の大気汚染の状況は、成田空港の常時監視測定結果から汚染物質濃度の推移を参考文献
1 ) https://www.mlit.go.jp/k-toukei/kotsukanrensiryo.
html（2022 年 10 月 6 日閲覧）2 ) https://www.env.go.jp/kijun/taiki.html（2022 年 10 月 6 日閲覧）3 ) https://www.easa.europa.eu/en/domains/environment/icao-aircraft-engine-emissionsdatabank（2022 年 10 月 6 日閲覧）4 ) https://www.cab.mlit.go.jp/tcab/haneda/post_ 329 .
html ( 2022 年 10 月 6 日閲覧）
5 ) UK Aviation and Air Quality Report（www.
sustainableaviation.co.uk）（2022 年 10 月 6 日閲覧）
6 ) European Aviation Environmental Report 20167 ) 航空環境研究 No. 21（2017）

2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600400

図8

国際航空からの CO 2 排出量予測と排出削減目標のイメージ−49−