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ＳＰＭ濃度の経年変化−都心部における長期継続観測の結果から−

環境調査事業ユニット

高橋 克行

今月のキーワード： SPM（浮游粒子状物質）、環境基準の長期的評価

ＳＰＭ濃度の経年変化−都心部における長期継続観測の結果から −環境調査事業ユニット

高橋 克行

グリーンブルーでは大気汚染の実態調査を多数実施していますが、特に環境大気中の浮游粒子状物質（ＳＰＭ：今月のキーワード参照）の調査を得意とし、学会でも毎年発表してきました。今回は、東京の都心部における長期継続観測から得られたＳＰＭ濃度の経年変化についてご紹介します。

１．はじめに大気中には様々な大きさの粒子が存在しており、そのうち小さな粒子ほど呼吸器の奥まで到達する。わが国では粒径 10μm 以下の粒子を「浮遊粒子状物質」（SPM）と定義し、環境基準が定められている。しかしながら SPM は NO2 とならび都市域で環境基準の達成率が依然として低く、その削減対策は大気汚染行政上の重要課題となっている。
これまでにさまざまな対策が採られており、平成 15 年 10 月からは 1 都 3 県の自治体ではディーゼル自動車の乗り入れ規制を開始したほか、自動車メーカーではエンジンの改良、石油メーカーでもガソリン、軽油の改善も進んでいる。

２．ＳＰＭ年平均濃度の推移と環境基準達成率
0.06

自排局
一般局

0.05
SPM濃度(mg/m3)

環境省が発表している「平成 14 年度の大気汚染の状況について」によれば、
平成 14 年度の浮遊粒子状物質の有効測定局数は、1,896 局（一般環境大気測定局：1,537 局、自動車排出ガス測定局：359 局）であり、その年平均値は横這いからゆるやかな改善傾向がみられる
（図１）。

0.04
0.03
0.020.01

出典：環境省ホームページ
http://www.env.go.jp/air/osen/index.html

0H6H7H8H9 H10 H11 H12 H13 H14

調査年度
図１ 全国のSPM年平均値の推移

環境基準達成率(%)

100806040
一般局
自排局

200H6H7H8H9 H10 H11 H12 H13 H14
調査年度
図２ 全国のSPM環境基準達成率の推移

また、SPM の環境基準は「１時間値の１日平均値が 0.10mg/m3 以下であり、かつ、１時間値が0.20mg/m3 以下であること」と定められている。長期的評価による環境基準達成局数は、一般環境大気測定局で 809 局（52.6％）、自動車排出ガス測定局で 123 局（34.3％）であり、いずれも平成 13 年度に比べて達成率は低下した（図２）。
これは、環境基準を超える日が 2 日以上連続することによって非達成となった測定局が増加したためと言われている。環境基準を超過した都道府県は、
図 3 に示したとおり全国に分布している。

ＳＰＭ日平均値が環境基準を２日続けて超えると非達成となる
ので、黄砂の影響を強く受ける日本会海側で環境基準達成局の割合が低くなると思われている。

図３ SPM 環境基準達成局の分布（一般３．微小粒子成分の経年変化
当社では東京都心部の SPM の特性を把握するために、定点での SPM の粒径別観測を 1994 年から継続して行なっている１）。
SPM はアンダーセンサンプラーにより粒径が 2μm 以上の粗大粒子と、2μm 以下の微小粒子に分けて観測している。ろ紙上に捕集された粒子は炭素成分、イオン成分の分析を行っている。以下にその調査の概要を示す。
■調査期間 1994 年６月〜2002 年３月■調査地点 東京都千代田区九段南 ９階建てのビル屋上（地上 30m）
■調査方法 ３段アンダーセンサンプラーによる方法 （２週間ごとにろ紙を交換・回収）

■分析項目①重量濃度（天秤法による）②元素状炭素(EC)、有機炭素(OC)（熱伝導度法による）③SO4 2- 、NO3-、Cl -、Na+、K+、Ca2+、NH4+（イオンクロマトグラフ法による）
図４と５には平成9年度以降の微小粒子における主要成分の経年変化を示した。SPM 濃度
は平成 11 年度に前年と比べて、10%以上低下しており、気象要因等によるものとの報告がある。成分濃度の年平均値の推移をみると、SPMと同様に平成10 年度以降に低下傾向を続けている成分は、EC、OC、Cl-である。EC、OC は自調査地点の周辺状況
動車排ガスから主に排出されていると考えられており、これらが低下した要因は自動車排ガス規制の効果と思われる。

微小粒子濃度(μg/m3)

微小粒子
元素状炭素
有機炭素

3015102051000H9H10H11H12H13

微小粒子中の炭素成分濃度(μg/m3 )

40H14

調査年度
図4 都心部の微小粒子と炭素成分濃度の推移

また都市部の微小粒子中の Cl - は廃棄物焼却炉から発生するガス状塩素が大気中の反応を経て粒子化したものであり、この濃度が低下しているのはダイオキシン対策による廃棄物焼却炉が規制されたことによる効果と考えられる。したがって、近年のSPM濃度の低下傾向は、これらの規制効果も寄与しているものと考えられる。一方、SO42- の経年的な変動は三宅島の火山活動が活発だった平成 12 年度と 13 年度にやや増加したが、14 年度には減少した。
微小粒子中のイオン成分濃度3(μg/m )6SO4NO34NH42Cl0H9H10H11H12H13H14調査年度
図5 都心部のイオン成分濃度の推移

４．おわりに
SPM 濃度は近年低下傾向にあるものの、環境基準の達成率は向上していない。成分濃度の推移からは人為発生源の対策効果もうかがえるが、基準の達成率が向上しない理由として、先にも述べたとおり、環境基準を超える日が 2 日以上続いた測定局が増えたことがあげられる。
最近では中国大陸から飛来する黄砂との関連も指摘されており、SPM 対策が単なる発生源規制だけではすまないことを示している。今後もモニタリングを通して、濃度の推移や規制の効果を把握することが重要であろう。
1)文献：

高橋ら、第 44 回大気環境学会年会講演要旨集 p452 (2003)

今月のキーワード： ＳＰＭ（浮遊粒子状物質）
Suspended Particulate Matter の略で、物の燃焼過程で発生するばいじん、粉体の飛散による粉じんや、風によって巻き上げられる土壌粒子、自動車の走行によって飛散する粉じんなど、固体あるいは液体の粒子の総称ですが、日本では環境基準との関係で 10μｍ(ﾏｲｸﾛﾒｰﾄﾙ）以下のものだけを指しています。
◆ ＳＰＭの由来と生成過程
ＳＰＭの由来をみると、土壌粒子や海塩粒子などの自 然 発 生 源を起源とするものと、工場や自動車などの人 為 発 生 源を起源とするものとがあり大変複雑です。また、粒子の生成過程からみると、発生源から粒子として大気中に放出される一 次 粒 子と、ＳＯ2 や NOx、塩化水素、アンモニアなどのガス状物質から大気中で化学的に生成される二次粒子とに大別されます。
ＳＰＭに含まれる化学成分は発生源の特徴を反映するため、成分の濃度を手がかりとして発生源の影響を解析することがよく行われます。
◆ ＳＰＭの粒度分布と微小粒子
大気中のＳＰＭのサイズ（粒度）は 0.01μm〜数 10μm の広い範囲に分布していますが、質量基準でみると.
約２μmを谷とする二 山 分 布（Bimodal distribution）をしています。そこで、２μm 以上の粗 大 粒 子と２μm 以下の微小粒子に分けて測定する方法が取られます。
微小粒子は呼吸器系への侵入性が大きいばかりでなく、微小粒子中には工場や自動車などに由来する各種の物質が濃縮しており、また、二次粒子の割合が大きいことでも知られています。

環境基準の長期的評価
大気環境基準には「短期的評価」と「長期的評価」があります。浮遊粒子状物質では以下のとおりです。短期的評価には日平均値と１時間値の組み合わせチェックされますが、年度ごとにみて達成／非達成の判定をするときには長期的評価が使われます。
短期的評価： 日平均値が 0 . 1 0 m g / m 3 以下であり、かつ、１時間値が 0 . 2 0 m g / m 3 以下であること。
長期的評価： 日 平 均 値 の ２ ％ 除 外 値（年間で濃度の高い順に並べて上位２％を除外した値、通常８番目に濃度の高い日）が 0.10mg/m3 以下であり、かつ、日 平 均 値 が 0.10mg/m3 を超えた日が２日以上連続しないこと。
（文責：総務・会計ユニット●編 集 後 記発行藤村満）

グリーンブルー株式会社

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３月号をようやくお届けすることができました。
年度末の超多忙な時期でしたが、調査ユニットの 横浜本社 〒221-0822 横浜市神奈川区西神奈川 1-14-12
高橋マネージャより原稿の提出を頂きました。
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SPM 研究に係わり始めた３０年前が、ついこの間 東京本社 〒144-0033 東京都大田区東糀谷 5-4-11のようです。（藤村）Tel.03-3745-1411 Fax.03-3745-1413
編集人堀江宥治