Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
気中に測定干渉物質が存在した可能性や、何らかの原因により$\mathrm{PM}_{2.5}$と$\mathrm{PM}_{10-2.5}$の分粒特性が変化した可能性等が想定されるが、隠岐の$\mathrm{FRM}-2025$は$\mathrm{PM}_{10-2.5}$を採取できないため原因究明には至らなかった。

## 2 ）2013年5月に観測された隠岐－京丹後輸送時の粒径別イオン成分の変化

2013年5月の粒径別質量濃度及び成分濃度を図(6)-10に示す。時間分解能は2時間である。5月13日に、隠岐及び京丹後にて平時よりもPM_{2.5}質量濃度が上昇したイベントが観測された。京丹後でPM_{2.5}最高濃度57.4μg·m^{-3}が観測された5月13日18時の後方流跡線は6時間前に隠岐付近を通過しており、隠岐ではこの時61.7μg·m^{-3}が観測されていた。この時の後方流跡線は図(6)-11に示すとおり、ほぼ同一の輸送経路をとっており、同じ気塊が隠岐から京丹後に輸送された可能性が高い。硝酸イオン(NO_{3}^{-})は、両地点においてPM_{2.5}よりもPM_{10-2.5}に多く観測されているが、これは主にPM_{10-2.5}に含まれる海塩粒子のNaClとHNO_{3}の反応によりNaNO_{3}が生成したものと考えられる。

一方、硫酸イオン $ SO_{4}^{2-} $ は、隠岐では主としてPM_{2.5}に多く観測されたが、京丹後ではPM_{2.5}の硫酸イオンは減衰し、PM_{10-2.5}の硫酸イオンが観測された。輸送中の大気化学反応等により生成した可能性があるが、詳細は今後の検討課題である。

水溶性有機炭化水素(WSOC)は絶対濃度の値付けが難しいという課題があるものの、変動パターンは硫酸イオンとある程度一致していた。

図(6)-10 2013年5月の隠岐及び京丹後における粒径別 $ \left(\mathrm{PM}_{2.5}、\mathrm{PM}_{10-2.5}\right) $ 質量濃度、粒径別硝酸イオン濃度、粒径別硫酸イオン濃度
図(6)-11 2013年5月の高濃度時における後方流跡線（起点時刻：隠岐2013年5月13日12時、京丹後2013年5月13日18時。国立環境研究所地球環境研究センターによるCGER-METEX、地表面から1500m高さ、三次元法、72時間。）

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

無機元素濃度及び無機元素濃度比については、越境汚染と地域汚染の切り分けや、輸送動態のトレーサーとしての有用性から、従前、一部の研究者によって先進的な研究が行われていたが、今回、全国に展開した14観測地点で同期観測を行い、無機元素をトレーサーとして用いることにより、PM_{2.5}高濃度イベントの原因や、越境汚染が影響を及ぼす範囲がほぼ明らかになった。

また、遠隔地においてエアロゾル化学成分の粒経別高時間分解能自動観測を行い、通年のPM_{2.5}及びPM_{10-2.5}の成分濃度を把握するとともに、長距離輸送中の粒径別イオン成分の変化を明らかにした。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

京都府においては、行政担当者会議において本研究成果を講演し、京都府内自治体担当者のPM_{2.5}に対する理解を深めた。

(1) 日置 正：山城広域振興局管內市町村研修会（2013年6月19日、京都府宇治市、山城広域振興局、参加者26名）

「PM_{2.5} — 新たな環境問題の過去・現在・未来—」

(2) 日置 正：微小粒子状物質 $ \left(\mathrm{PM}_{2.5}\right) $ に関する市町村・関係機関連絡調整会議 (2014年3月28日、京都市、御所西京都平安ホテル、参加者41名)

「PM_{2.5}に関する最近の状況(高濃度事例等)について」

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

環境省においては、今後、常時監視として実施されているPM $ _{2.5} $ 成分分析結果の全国的な解析を実
施し、越境汚染や2次生成などPM_{2.5}の高濃度要因を明らかにしていくことが計画されているが、本研究成果は、越境汚染物質が日本国内でどのような輸送動態をとるかについての基礎的な知見を提供することが期待される。

## 6 ．国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

特に記載すべき事項はない。

## くその他誌上発表（査読なし）>

特に記載すべき事項はない。

## （2） 口頭発表（学会等）

1）日置正、谷口延子、山本勝彦、中戸靖子、山本重一、山崎敬久、長谷川就一、三田村徳子、田村圭、家合浩明、佐川竜也、菅田誠治、大原利真：第53回大気環境学会年会（2012）

「2012年1月中旬に観測されたPM_{2.5}高濃度イベントにおける無機元素の举動」

2）谷口延子、日置正、佐川竜也、山本重一、菅田誠治、大原利真：第53回大気環境学会年会(2012)

「隠岐及び京丹後における大気エアロゾル化学成分自動連続分析結果について」

3）谷口延子、高倉尚枝、平澤幸代、北野隆一、日置正、藤波直人：平成24年度京都府保健福祉環境等調査研究発表会(2013)

「全国の環境研究機関の有機的連携によるPM $ _{2.5} $ 汚染の実態解明と発生源寄与評価」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

本研究として主催したものはないが、一般対象のシンポジウムやセミナー等で本業務の成果を含む発表を行ったものについては（6）に記載する。

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## (6) その他

1）日置 正：公益社団法人 日本環境技術協会 平成 25 年度第 1 回技術交流会 (2013 年 6 月 28 日、東京都、ルーテル市ヶ谷センター、参加者 62 名）
「大気エアロゾルの起源解析における粒経別無機元素データの活用」

2）日置 正：一般社団法人 日本環境アセスメント協会関西支部 平成 25 年度第 1 回技術セミナー（2013 年 9 月 6 日、大阪市、大阪ガーデンパレス、参加者 65 名）

「PM_{2.5}の過去・現在・未来」

### 8 \. 引用文献

1) 日置正ら：日本海沿岸で粒径別連続採取したエアロブル中の水可溶性イオン種及び微量金属成分による長距離輸送現象の解析－2002年春の黄砂イベントを中心に－，エアロブル研究，第21巻，第2号，160-175(2006)

2) 日置正ら：松山, 大阪, つくばで観測した浮遊粉じん中金属元素濃度比による長距離輸送と地域汚染特性の解析, 大気環境学会誌, 第44巻, 第2号, 91-101 (2009)

3) 辻昭博、日置正：大気エアロゾル中のイオン成分及び無機元素成分の粒径別高時間分解能観測による黄砂と人為起源物質の越境輸送の詳細解析，大気環境学会誌，第48巻，第2号，82-91(2013)

4) I. Mori et al., Atmospheric Environment, 36, 4569–4575 (2002)

"Estimation of the concentration and chemical composition of kosa aerosols at their origin"
### （7） 北日本におけるPM2.5の都市・地域汚染及び越境汚染の実態解明

（地独）北海道立総合研究機構 環境・地質研究本部 環境科学研究センター

$$ \begin{aligned}& 環境保全部 && 化学物質グループ && 秋山雅行 \\& 環境保全部 && 地球 \cdot 大気環境グループ && 大塚英幸 \\& 環境保全部 && 地球 \cdot 大気環境グループ && 芥川智子 \end{aligned} $$

平成23～25年度累計予算額：23,593千円（うち、平成25年度予算額：7,563千円）

予算額は、間接経費を含む。

[要旨]

PM_{2.5}と呼ばれる粒径2.5μm以下の微小粒子状物質は、呼吸器や循環器系に対し有害性が疑われるとして2009年9月に環境基準が告示された最も新しい環境問題の一つである。2013年1月には中国で発生した過去最悪の大気汚染により健康影響が生じたことから、汚染気塊の移流による影響に対する懸念がますます広がり、越境汚染に関する動態解明が喫緊の課題として挙げられている。

しかし、北海道内の監視体制は十分とは言えず、また、暖房など北日本特有の冬期発生源が存在するにもかかわらずPM $ _{2.5} $ 排出状況や発生源寄与に関する情報がほとんどないのが現状である。特に、積雪寒冷地における排出源情報の整備は、発生源寄与解析時に重要な役割を果たすだけではなく、再生可能エネルギーの利用促進に伴うバイオマス燃料の普及が進むことにより、エネルギー利用形態の変化が予想されることから、将来的なPM $ _{2.5} $ 濃度の排出変動予測には必要不可欠な項目である。

この研究では、北日本における都市域（札幌）と遠隔地（利尻）での同時測定により、越境汚染の移流による影響と思われる濃度上昇が確認されたほか、都市域内発生源の影響によると考えられる冬期の都市域でのPM_{2.5}質量濃度上昇も確認された。また、暖房を中心とした積雪寒冷地特有の排出源調査を行い、排出源種別発生源プロファイルを整備するとともに、発生源別の排出原単位をまとめ、バイオマス燃料を燃焼することによるPM_{2.5}の大気中への負荷が非常に大きいことなどの知見を得た。

[キーワード]

積雪寒冷地、バイオマス燃料、排出原単位、暖房機器

### 1. はじめに

北海道をはじめ、北日本地域では公定法を採用したPM_{2.5}自動測定器を設置している箇所は少なく、PM_{2.5}の測定実態は十分なものとは言えない状況にある。また、低減対策の際に必要とされる発生源情報は全国的にも十分ではなく、特に北海道・東北地域のような積雪寒冷地特有の発生源である暖房からの排出データ等の発生源情報収集及び解析は重要な課題となっている。また、2002年春の大規模黄砂の飛来や2003年春に発生したシベリア森林火災の影響と考えられる視程の低下など、長距離輸送の影響も出現しており、地域的な排出源の影響とともに越境汚染による影響につ
いても実態の解明が必要とされていた。

## 2 ．研究開発目的

北海道は、日本の中でも積雪寒冷地といった特殊な気象条件を有し、そのため、暖房など北日本特有の発生源が存在するが、PM_{2.5}の排出実態に関する情報はほとんどないのが実情である。そこで本業務は、北日本におけるPM_{2.5}の都市・地域汚染及び越境汚染の実態を解明するとともに、北日本特有の発生源から排出されるPM_{2.5}に関する発生源プロファイルの整備を行うことを目的とする。

### 3. 研究開発方法

（１）札幌および利尻における$\mathrm{PM}_{2.5}$観測

北日本でのPM_{2.5}の実態を把握するために、表(1)-1および図(7)-1に示す札幌と利尻においてPM_{2.5}観測を実施した。これらの地点に表(1)-2に示すPM_{2.5}自動計測器(装置a)およびエアーサンプラー（装置b）を設置し、定期的に試料の回収、保守を行うとともに、PM_{2.5}質量濃度の常時観測と成分分析を行った。

図7-1 調査地点 （写真左：利尻、右：札幌）

### （２）発生源$\mathrm{PM}_{2.5}$ データの収集

北日本特有の発生源である暖房設備を中心に、発生源から排出される$\mathrm{PM}_{2.5}$ 及びガス状成分を測定し、発生源寄与割合推定の際に不足している発生源データの収集を行った。対象は灯油ストーブ（FF式と煙突式）、薪ストーブ、ペレットボイラー、木質ボイラー、ペレットストーブ、A重油ボイラーである。灯油ストーブの燃料消費量は、FF式が0.198～0.54ℓ/h、煙突式が0.42～1.2ℓ/hで、それぞれ油量調節つまみにより、燃焼状態を強、中、弱の3段階に変化させて採取を行った。薪ストーブ（自然排気式）の試験は2回行い、1回目は白樺を中心とした小枝などの小片を燃料に投入直後、定常燃焼期、燃焼終期の3段階で、2回目の採取では燃料として市販されている比較的一片が大きな薪（ナラ材）を用いて行った。ペレットボイラー（排煙処理：サイクロン）は燃料として剪定枝を利用して作られたペレットを用い、吹き込み風量と燃料供給量を変化させた3段階について行った。木質ボイラー（排煙処理：サイクロン）では、燃料としてそば殻ともみ殻を3：1に混合したものを用いた。ペレットストーブ（FF式）は市販されているペレット（ホワイトペレット）を燃料とした。A重油ボイラーについては湯温の変化に応じて自動で燃焼制御し間欠運転しているため、ボイラーの燃焼時のみ試料の採取を行った。
試料の採取は図(7)-2 の①に示す発生源用のカスケードインパクタ（発生源用 CI）を使用して実施した。なお、FF 式灯油ストーブについては、図(7)-2 の②に示すように、直接発生源用 CI を取り付けることができないため、簡易ダクトを接続して発生源用 CI を利用した採取（図(7)-2 の③）と、簡易バッファに排気を集めた後、CI を用いての採取（図(7)-2 の④）の2通りで行った。採取したPM_{2.5} 試料について水溶性成分、炭素成分、無機元素成分、多環芳香族炭化水素類(PAHs)を分析、定量した。

①

②

③

④

図(7)-2 試料の採取（①発生源用 CI、②FF 式灯油ストーブの給排気口、③、④FF 式灯油ストーブの試料採取（③：発生源用 CI 使用、④簡易チャンバー使用））

## 4 ．結果及び考察

### （１）札幌および利尻におけるPM_{2.5}観測

図(7)-3 に 2011 年 9 月～2014 年 3 月の札幌、利尻における PM_{2.5} 質量濃度及び OBC 濃度の全測定結果を示す。PM_{2.5} 質量濃度の変動の特徴として、札幌では利尻に対して冬の濃度上昇が著しく、春には札幌、利尻両地点で濃度が上昇するという特徴が見られた。2012 年度及び 2013 年度の年度平均濃度は PM_{2.5} がそれぞれ 9.4、9.3μg/m^{3}、利尻では 6.2、5.6μg/m^{3} であり、2012 年度と比較して 2013 年度は両地点で減少した。2013 年度の PM_{2.5} 年平均値が 2012 年度より低くなった原因としては、2013 年の春季は例年と比較して濃度上昇が明確でなかったことと 2012 年度に見られた 12～1 月にかけての濃度上昇が 2013 年度にはあまり見られなかったことが要因と考えられる。しかしながら、PM_{2.5} 質量濃度の最高値は 2012 年度が札幌、利尻それぞれ 70.1、45.9μg/m^{3} であったのに対し、2013 年度は札幌、利尻それぞれ 78.4、83.9μg/m^{3} と前年度を上回る濃度が観測された。特に、2014 年 2 月～3 月にかけて両地点ともに高濃度となる日が例年よりも多く、3 月の下旬には北海道内全体で 50μg/m^{3} を超える高濃度が観測された日が数日間続き、3 月 27 日には室蘭市で北海道内初の注意喚起が発令されるなど、例年にない高濃度事例が観測された。

OBC の最高濃度は札幌、利尻それぞれ 2012 年度が 12.2、1.9μg/m³（いずれも 12 月）、2013 年
度が8.6、2.5μg/m³（札幌：1月、利尻：2月）で、両地点の差が大きく、また、その差は冬に顕著に広がることが確認された。年平均値を見ても、2012年度及び2013年度それぞれ札幌では0.77、0.74μg/m³、利尻では0.09、0.12μg/m³と札幌の濃度が高く、都市域内の燃焼由来発生源の影響が大きいことが窺えた。

図(7)-4 に 2011 年 9 月から 2012 年 8 月の測定結果について、秋（9～11 月）、冬（12～2 月）、春（3～5 月）、夏（6～8 月）各季節の時間別 PM_{2.5} 平均質量濃度をまとめたものを示す。秋の PM_{2.5} 質量濃度は、20 時から 0 時頃まで札幌がやや高いが、その他の時間帯ではほとんど差がみられず、濃度変動に広域的な気団の影響が大きいことが窺える。また、春についても、全時間帯で利尻がやや低いものの両地点で大きな濃度差はみられなかった。それに対し、冬、夏は全時間帯において札幌の濃度が利尻よりかなり高く、その傾向は冬に顕著であった。また、冬の札幌では午前と夜に濃度ピークが出現しており、暖房や車などの影響があるものと推察される。

図(7)-3 PM_{2.5} 及 び OBC の 大気中濃度の変動 (上段 : PM_{2.5}、下段 : OBC)

図7-4 季節別時間別 $ PM_{2.5} $ 大気中濃度

## （２）高濃度事例について

1）2012年1月10日～21日の事例について
2012年1月10日～21日の札幌、利尻における$\mathrm{PM}_{2.5}$の濃度変動を期間の前後半に分けて解析した。図(7)-5に$\mathrm{PM}_{2.5}$及び各成分濃度の変動を示す。また、図(7)-6に北海道内大気測定局における$\mathrm{PM}_{2.5}$濃度の状況を示す。前半の1月10日～16日では、$\mathrm{PM}_{2.5}$質量濃度は13日～14日にかけて両地点でやや上昇し、$20\upmu\mathrm{g}/\mathrm{m}^{3}$程度の濃度を観測した。この時の各成分濃度を見ると、$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$は13日から14日にかけて両地点で上昇し、$\mathrm{PM}_{2.5}$質量濃度の変動と一致していた。また、利尻ではEC濃度も同期間に上昇が見られ、広域での汚染気塊の流入があったものと推察される。このことは、札幌と利尻の両地点におけるV、As等の上昇とも符合する。一方、札幌では13日前半にEC、$\mathrm{NO}_{3}^{-}$の濃度上昇も見られることから、局地的な発生源の影響も含まれていると推察される。

後半の1月17日～21日は、利尻では$\mathrm{PM}_{2.5}$質量濃度の上昇がみられなかったのに対し、札幌では18日～21日にかけていくつかの鋭い濃度ピークが出現し、$40\upmu\mathrm{g}/\mathrm{m}^{3}$を超える濃度が観測された。また、この期間は札幌の他、旭川でも高濃度が確認されている。札幌の$\mathrm{NO}_{3}^{-}$及び$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$濃度を見ると、$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$濃度は1月13日の時ほど上昇しておらず、それに対し$\mathrm{NO}_{3}^{-}$濃度が極端に上昇し$6\upmu\mathrm{g}/\mathrm{m}^{3}$を超える濃度が観測されており、前半とは違った発生源の影響を受けている状況が窺えた。札幌での$\mathrm{NO}_{3}^{-}/\mathrm{SO}_{4}^{2-}$比の変動を見ると、前半では全て1以下だったのに対し、後半ではほとんどが1を上回り、2を超える試料も見られる。このことは、両期間で$\mathrm{PM}_{2.5}$質量濃度の変動に影響を及ぼす発生源の違いを示唆するものと考えられる。この期間について、大気汚染物質であるNO濃度の推移をみると、17日以降明らかに濃度の上昇が見られていることから、地域内における燃焼の影響が大きかったことが窺える。1月10～16日、17～21日のそれぞれの期間の風配図を図(7)-6に示す。10～16日は札幌、利尻共にほとんどが北西側の風系で、大陸からの影響を反映しやすい状況であったのに対し、17～21日は利尻では東方向から、札幌では東～南の風が卓越しており、大陸からの影響を受けづらい状況であったことがわかる。風向の状況から札幌では都市域内の影響を強く受けたと考えられ、その結果、NO濃度と同様$\mathrm{PM}_{2.5}$質量濃度が上昇したと推察される。また、濃度上昇が確認された17～21日の期間内でもV、Laなどの濃度変動パターンに違いがみられていることから、単一の発生源の影響ではなく、様々な発生源の影響により$\mathrm{PM}_{2.5}$質量濃度の上昇が生じたものと推察される。

図(7)-5 1月10-21日のPM_{2.5}、各成分濃度及び成分比の変動
図(7)-3 北海道内大気測定局における$\mathrm{PM}_{2.5}$質量濃度の状況

図（7）-6 1月10-21日の風配図（札幌、利尻）

2）2013年1月30日～2月1日及び2月14日～15日の事例について

2013年1月30日～2月1日及び2月14日～15日にかけて、札幌ではPM_{2.5}質量濃度が6時間ごとの平均値で2月1日には25μg/m^{3}程度、2月15日には40μg/m^{3}程度まで濃度が上昇した。2月1日は利尻においても時間値で30μg/m^{3}程度まで濃度上昇が確認されており、長距離輸送の影響を反映しているものと推察される。2月14～15日については利尻において15程度の濃度を観測しており、長距離輸送の影響を受けているものと思われるが、札幌で観測された濃度と開きがあり、札幌においては長距離輸送以外の影響も含まれているものと推察される。

この時の$\mathrm{PM}_{2.5}$ 中の成分濃度及び$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$ に対するECの比の変動を図(7)-7に示す。成分組成の傾向としては、EC、OC、$\mathrm{NH}_{4}^{+}$、$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$、$\mathrm{NO}_{3}^{-}$で粒子の大部分を占めていた。各成分の割合については、試料により変動し、2月1日には$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$ の占める割合が大幅に増加したのに対し、2月15日はEC、$\mathrm{NO}_{3}^{-}$ の占める割合が増加している。$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$ に対するECの比の変動を見ると、1月31日は比較的高い値であるのに対し、$\mathrm{PM}_{2.5}$ 質量濃度の上昇した2月1日はその値は極端に低下した。2月14～15日については2月1日と比較してやや高い値であるが、1に満たない値であった。ECが局地的な汚染の影響を反映し、$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$ が長距離輸送の状況を反映しやすい点を考慮すると、1月31日は地域的な影響が支配的であり、逆に2月1日は長距離輸送の影響が支配的であったと推測される。また、2月14～15日については、両者の影響が混合し、濃度上昇が生じているケースと推察され、札幌と利尻での$\mathrm{PM}_{2.5}$ 質量濃度レベルに差が生じたこととも一致する。この時のPAHsの濃度変動を図(7)-8に示すが、長距離輸送の影響が大きいと考えられる2月1日には濃度が低く、一方、1月31日及
び2月14～15日は濃度が高かった。このことから、PAHsの濃度上昇は局地的な汚染の影響が大きく反映しているものと考えられる。

図(7)-7 PM_{2.5}と各成分濃度の変動及びEC/SO_{4}^{2-}比の変動

図（7）-8 PAHs濃度の変動（2013年1月30～2月1日、2月14～15日）

### （３）発生源PM_{2.5}データの収集

図(7)-9 に発生源別 $ PM_{2.5} $ 排出濃度を示す。薪などバイオマス系の燃料を使用した発生源はすべて $ 10mg/m^{3} $ を超える高い濃度が観測された。特に市販の薪を使用した2回目の薪ストーブ試験では、数回採取した試料すべてで、濃度が $ 100mg/m^{3} $ を超える非常に高い濃度が検出されたのが特徴である。2回目の試験時に使用した薪は1回目の試験で使用した薪に対して一片が大きく、均一な燃焼を維持することが難しく、常にくすぶった状態の部分が存在することにより高い排出濃度が継続しているものと推察される。その他のバイオマス燃料の燃焼に伴う $ PM_{2.5} $ の排出濃度は、ペレットストーブで $ 45mg/m^{3} $ で、複数回採取した試料での濃度差は小さく、安定した燃焼状態であることが窺える。ペレットボイラーにおいては、風量と燃料の供給量を変化させても、 $ 13\sim23mg/m^{3} $ と大きな変動はなく、薪ストーブの定常燃焼期での濃度や木質ボイラーのデータと合わせて考えると、適正な燃焼管理下においてバイオマス燃料のストーブやボイラーでは数十 $ mg/m^{3} $ 程度の排出濃度
であると推定できる。一方、灯油ストーブ排気におけるPM_{2.5}質量濃度はFF式で0.02～0.16mg/m^{3}、煙突式で0.9～2.3mg/m^{3}で、差が見られたもののバイオマス燃料と比較して濃度はかなり低かった。また、A重油では灯油（FF式）と比較してやや高く0.6mg/m^{3}であったが、バイオマス燃料と比較するとかなり低かった。

図(7)-10に発生源別の$\mathrm{PM}_{2.5}$ 中含有成分割合を示す。灯油ストーブはEC、OC、$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$ が主体であるが、煙突式はFF式と比較してECの割合が極端に高く、煙突式灯油ストーブの燃焼状態があまり良くなかった状況が窺える。今回測定した煙突式灯油ストーブはかなり旧型であり、FF式との排気方式の違いが原因ではなく本体燃焼部の劣化により燃焼状態が悪化したことが濃度の増加に影響したものと考えられる。A重油についても灯油と同様にEC、OC、$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$ が主体であり、特にECの割合が高かった。一方、バイオマス燃料では炭素成分、$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$ のほか、共通して$\mathrm{K}^{+}$、$\mathrm{Zn}$、$\mathrm{Na}^{+}$、$\mathrm{Cl}^{-}$ が多く含まれているのが特徴である。特に$\mathrm{K}^{+}$は良好な燃焼状況が確保されている場合、炭素成分の排出量が少なくなる分、比率が高くなる傾向が示された。

図(7)-11に発生源別の$\mathrm{PM}_{2.5}$ 中無機元素含有率を示す。バイオマス燃料系では、発生源の違いで含有率に大小はあるものの検出される成分に類似性がみられ、木質の燃焼に共通した元素が排出されている状況が窺えた。それに対し、石油ストーブ、重油ボイラーはバイオマス燃焼とは違った組成パターンを示しており、燃料の違いによる無機元素排出の特徴を把握することができた。

図(7)-12 に灯油ストーブ、重油ボイラー、薪ストーブにおける $ PM_{2.5} $ 中 PAHs 含有率を示す。PAHs の組成の特徴として、無機元素と同様、灯油ストーブ、重油ボイラー、薪ストーブで明確な違いがみられ、薪ストーブのようにくすぶった状態からの排出時には未燃分として分子量の低い炭化水素類が多く含まれる傾向が見られ、燃焼状態が良好になるに従い低分子量の炭化水素類の割合が減少している状況が確認された。バイオマス燃料の指標でもあるレボグルコサンの各発生源での排出濃度を図(7)-13 に示す。灯油ストーブ、重油ボイラーではかなり濃度が低く、重油ボイラーでは検出限界未満であったのに対し、バイオマス燃料からの排出濃度はかなり高く、中でも薪ストーブからの排出濃度が非常に高かった。適正な燃焼管理がなされていれば、排出濃度が低くなる傾向にあるが、薪ストーブのくすぶった状況下で多く排出されていると考えられ、同様な燃焼状況と思われる野焼からも高濃度のレボグルコサンが発生しているものと推察される。

環境大気に与える影響を考慮した場合、排出濃度ではなく排出総量を算出し、比較することが重要である。図(7)-14に各発生源のPM_{2.5}排出原単位（単位時間当たりの排出量）を示す。灯油及びA重油では、0.01～0.1g/hourの排出量であるのに対し、バイオマス燃料については、ペレットストーブを除き10g/hour以上の高い排出量を示した。バイオマス燃料では、燃焼管理とともに燃料の種類も排出量に影響している可能性が示され、燃料の種類に応じた燃焼の適正管理が重要であることが示された。
図(7)-9 発生源別PM_{2.5}排出濃度の比較
図(7)-10 発生源別 $ PM_{2.5} $ 中含有成分の比較

図7-11 発生源別 $ PM_{2.5} $ 中無機元素含有率
図(7)-12 灯油ストーブ、A重油ボイラー、薪ストーブにおける$\mathrm{PM}_{2.5}$ 中$\mathrm{PAHs}$ 含有率

図(7)-13 レボグルコサン排出濃度の比較

図(7)-14 発生源種類別の$\mathrm{PM}_{2.5}$ 单位時間排出量の比較

## 5 ．本研究により得られた成果

今後、$\mathrm{PM}_{2.5}$ 高濃度事例が発生した際の事例解析や再生可能エネルギーの推進によるバイオマス燃料の普及に伴う$\mathrm{PM}_{2.5}$ の将来予測などを通じ、成果の普及に努める。

## （1） 科学的意義

これまで整備されていなかった、暖房を中心とした発生源プロファイルを作成することによ
り、積雪寒冷地特有の発生源の影響評価が可能となった。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

北海道庁主催による$\mathrm{PM}_{2.5}$ に注意喚起設定に関する有識者懇談会や自治体連絡会議において、本研究成果を含めた$\mathrm{PM}_{2.5}$ の北海道の現状などについて講演し、各自治体の$\mathrm{PM}_{2.5}$ 注意喚起運用に対する理解を深めるために活用された。

(1)秋山雅行：微小粒子状物質 $ \left(\mathrm{PM}_{2.5}\right) $ に関する道内有識者等懇談会（2013年3月12日、札幌市）

: 微小粒子状物質に係る注意喚起のための暫定的な指針の運用方法及び注意喚起の方法等について助言

(2) 秋山雅行：微小粒子状物質 $ \left(\mathrm{PM}_{2.5}\right) $ に関する関係自治体連絡会議 (2013年4月23日、札幌市、道戸別館、参加自治体16市町村)

「北海道における微小粒子状物質（PM_{2.5}）の汚染状況について」

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

PM_{2.5}の環境基準超過に対応した行政施策への活用が見込まれるほか、再生可能エネルギー利用促進に伴うバイオマス燃料の普及を進める際に、CO_{2}対策の観点からだけではなく、PM_{2.5}などの大気環境への負荷を総合的に評価し、将来的な最適利用条件の検討において活用が見込まれる。

## 6 ．国際共同研究等の状況

特に記載する事項はない。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

特に記載する事項はない。

## くその他誌上発表（査読なし）>

特に記載する事項はない。

## （2） 口頭発表（学会等）

1）秋山雅行、大塚英幸、芥川智子、菅田誠治、大原利真：第53回大気環境学会年会（2012）「北日本におけるPM_{2.5}高濃度出現状況について（1）－水溶性成分、炭素成分の挙動－」

2）大塚英幸、秋山雅行、芥川智子、菅田誠治、大原利真：第53回大気環境学会年会（2012）「北日本におけるPM_{2.5}高濃度出現状況について（2）－無機元素成分の挙動－」

3）秋山雅行、大塚英幸、芥川智子、菅田誠治、大原利真：第54回大気環境学会（2013）「積雪寒冷地特有の発生源におけるPM $ _{2.5} $ 排出状況について」

4）大塚英幸、秋山雅行、芥川智子、菅田誠治、大原利真：第54回大気環境学会（2013）
「北海道におけるPM_{2.5}高濃度イベント-含有成分と気象及び他の大気汚染物質との関係について-」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない

## （４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

本研究として主催したものは無いが、一般対象のシンポジウムやセミナー等で本業務の成果を含む発表を行ったものについては（6）に記載する

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1）每日新聞（H25年2月8日、道内版、27頁、「PM $ _{2.5} $ 測定値公開」）

2）STVどさんこワイド（H25年3月22日、北海道内PM $ _{2.5} $ 濃度出現傾向について3分ほど紹介）

3）北海道新聞（H26年3月25日、道内版、「月曜討論【PM_{2.5}対策をどうする】」）

## （6） その他

1）ランチタイムセミナー 空に棄てられたもの-汚染物質はどこから来るの？-（2013年4月19日、道戸ロビー、観客110人）：秋山雅行

2）大気エアロゾルシンポジウム-黄砂からPM_{2.5}まで-（2013年11月15日、酪農学園大学 学生ホール、観客96人）：秋山雅行、大塚英幸

### 8 \. 引用文献

特に記載すべき事項はない
# Current Status Elucidation and Source Contribution Assessment of $ PM_{2.5} $ Pollution in Collaboration with Environmental Research Institutes across Japan

Principal Investigator: Seiji SUGATA

Institution:

National Institute for Environmental Studies (NIES)

16-2 Onogawa, Tsukuba-City, Ibaraki 305-8506, JAPAN

Tel: +81-29-850-2457 / Fax: +81-29-850-2580

E-mail: sugatas@nies.go.jp

Cooperated by: Takasaki City University of Economics, Osaka City Institute of Public Health and Environmental Sciences, “Research Institute of Environment, Agriculture and Fisheries, Osaka Prefecture”, Fukuoka Institute of Health and Environmental Sciences, Kyoto Prefectural Institute of Public Health and Environment, Hokkaido Research Organization

## [Abstract]

Key Words: $ PM_{2.5} $ , Transboundary pollution, Local pollution, Source attribution, Receptor analysis, Remote site observation, Environmental standard

Following the environmental standards of $ PM_{2.5} $ announced publicly in 2009, each local government had developed the monitoring network of $ PM_{2.5} $ for three fiscal years from 2010. It was very worthy to do observation and research on $ PM_{2.5} $ at that time just before monitoring organization was well arranged.

In this research, there are three main purposes. The first is the understanding of the current status of $ PM_{2.5} $ over Japan. For the purpose, the observation site network of 14 points across the country, 5 pairs of a remote site and a suburban site along the Sea of Japan, 1 remote site along the sea, and 3 urban sites, had been developed by cooperation between NIES (National Institute for Environmental Studies) and several local governments. At these sites, mass concentration and componential analysis data, whose time resolution is higher than the air pollution monitoring, are collected for $ PM_{2.5} $ .

The second purpose is the update of $ PM_{2.5} $ source profiles. The profiles are newly developed by sample collections for soot by industrial factories and heating facilities. The third purpose is the quantitative evaluation of the $ PM_{2.5} $ source attribution. Receptor models of PMF method and CMB method have been carried out for the evaluation.

Brief summary of the results through this study is following. The monitoring network showed some new findings, such as “high in the west and low in the east” profile of seasonal mean $ PM_{2.5} $ concentrations among the remote sites other than summer. Fractions of long-range transport and local source largely depend on cases, season, year, and weather conditions, which is understood by the source attribution analysis by using
receptor models. Source inventories of $ PM_{2.5} $ from industrial soot and heating facilities are updated as well.

The scientific knowledge about the actual state of $ PM_{2.5} $ and the contributions accumulated by this research will be used as fundamental data for governments working on the measure against reduction of $ PM_{2.5} $ .
# CPRC Discussion Paper Series Competition Policy Research Center Japan Fair Trade Commission

米国反トラスト法における買手事業者間の共同行為規制

—買手独占理論を素材として—

渕川和彦

大宮法科大学院大学非常勤講師

CPDP-55-J March 2012

1-1-1, Kasumigaseki, Chiyoda-ku, TOKYO 100-8987 JAPAN

Phone:+81-3-3581-1848 Fax:+81-3-3581-1945

URL:http://www.jftc.go.jp/cprc.html

E-mail:cprcsec@jftc.go.jp
# 米国反トラスト法における買手事業者間の共同行為規制 —買手独占理論を素材として— $ ^{*} $

渕川和彦

平成24年3月27日

(要約)

従来，買手の市場支配力が競争法上問題となる事例は必ずしも多くなく，主に売手側の市場支配力が問題とされてきた。しかし，強力な買手（例えば大規模小売業）の出現により，競争法は買手独占への理論的対応を迫られている。買手独占とは，買手により競争水準以下に価格が引き下げられた場合，供給量が減ることで社会厚生の損失が生じることを指す。また，買手間の共同行為により買手独占が生じることを共同の買手独占と呼ぶ。

この点，米国反トラスト法では，1948年Mandeville判決において，反トラスト法の保護は，売手，買手の区別なく及ぶと判示したことにより，買手間のカルテルは，売手間のカルテル同様，当然違法であると解されている。しかし，1991年にBlair教授とHarrison教授により買手独占理論が体系化された後，下級審では買手間の共同行為を買手独占理論に言及しながら合理の原則で判断した事例が見受けられる。ただし，現在のところMandeville判決は先例拘束力を有している。

我が国独占禁止法における買手間の共同行為の不当な取引制限該当性を検討する上で，まず，共同の買手独占が社会厚生の観点からは競争促進的な側面がある一方で協調行為につながり得ること，そして，買手独占理論を根拠とした正当化事由は，行為要件を通じて競争の過程を保護してきた我が国独占禁止法の体系を損ないかねないことに留意しなければならない。
## 目次

一 はじめに …… 1

二 買手独占理論 …… 3

（一）買手独占 …… 3

（二）共同の買手独占（collusive monopsony） …… 5

（三）双方独占 …… 7

三 反トラスト法における買手独占規制 …… 8

（一）初期の買手独占の事例 …… 8

（二）共同の買手独占による効率性の取扱い …… 12

（三）買手間の共同行為に合理の原則を適用した事例 …… 15

四 買手間の共同行為規制とその課題 …… 22

（一）買手間の共同行為に対する違法性判断基準 …… 22

（二）買手間の共同行為規制の課題 …… 24

五 結語 …… 25
## 一 はじめに

従来，買手事業者間（以下「買手間」という。）の共同行為が競争法上問題となる事例は必ずしも多くなく，主に売手側の市場支配力が問題とされてきた¹。しかしながら，零細な供給者が多数存在し，需要者が寡占状態にある市場において，大規模な買手事業者の行為が問題となりつつあるとされる²。そして大規模な買手事業者による買手独占力（monopsony power）が競争法上問題となっている。ここでいう買手独占力とは，商品・役務の購入市場において，競争が保たれている状態（以下「競争水準」という。）よりも少ない購入数量や低い購入価格を決定する場合に発生する市場支配力のことである³。そして，買手独占力が行使されると競争水準以下の購入価格と購入数量でしか取引が成立しないため，社会厚生の損失（資源配分上の非効率性）が発生する⁴。また，一般的に，単独で買手が買手独占力を持つことはまれであるが，買手間の共同行為により，買手独占類似の状態が生じる場合があり，これを共同の買手独占（collusive monopsony）と呼ぶ。

我が国では，買手の行為は主に購買力の濫用の問題として取り扱われ，独占禁止法（以下「独禁法」という。）第2条第9項第5号の優越的地位の濫用の問題として規制され，必ずしも市場の概念とは結び付けて捉えられてこなかった $ ^{5} $ 。我が国独禁法下では，買手間の共同行為が独禁法違反と認定された事例は
幾つか見受けられるが $ ^{6} $ ，平成15年独禁法改正まで，購入カルテルに対して課徴金が課されなかった $ ^{7} $ 。

この点，我が国独禁法とは法体系を異にするが，米国反トラスト法においては，買手間の共同行為に関する判例・学説が蓄積しており，我が国独禁法の買手間の共同行為規制の枠組みを検討する際に示唆に富むものと考える $ ^{8} $ 。米国のMandeville事件連邦最高裁判決（1948）では，反トラスト法の保護は，売手，買手の区別なく及ぶと判示したことから，買手間のカルテルは，売手間のカルテル同様，当然違法であると解されている。その後Blair教授とHarrison教授は，1991年，共著論文の中で反トラスト法における買手独占理論を体系化した $ ^{9} $ 。買手独占の古典的なモデルはStigler教授が「価格の理論」の中で明らかにしている $ ^{10} $ 。買手独占に関する競争法上の問題については認識されていたものの，買手独占はまれな現象であるとされ，注目されてこなかった $ ^{11} $ 。しかし，Blair教授とHarrison教授は，古典的な買手独占のモデルを発展させ，共同の買手独占，企業結合，価格差別等における買手独占のモデルを提示し，競争政策
における買手独占規制の重要性を示した $ ^{12} $ 。買手独占理論に従えば，買手間の共同行為，すなわち共同の買手独占が，①効率性を達成する場合及び②売手の市場支配力に対する拮抗力（countervailing power）として消費者厚生を改善する場合があり得ることとなる。この買手独占理論を踏まえて，下級審では消費者厚生に資する買手間の共同行為を合理の原則に基づき判断した事例が見受けられる $ ^{13} $ 。さらに，連邦最高裁は，単独行為規制に関する2007年Weyerhaeuser事件連邦最高裁判決において，買手独占が売手独占と同様，反トラスト法上問題となることに初めて言及し，Blair教授とHarrison教授の論文を引用している $ ^{14} $ 。そこで，購入価格が廉価になることで消費者厚生に資するような買手間の共同行為をどのように規制すべきかが問題となる。

本稿では，米国反トラスト法における買手間の共同行為規制の展開とその課題について検討する。まず，二で買手独占理論を紹介し，三では，反トラスト法における買手独占規制を検討する。そして，四では，買手間の共同行為規制の現状とその課題を明らかにする。

## 二 買手独占理論

## （一） 買手独占

買手独占（monopsony）は，自己の利益となるように競争水準以下に購入量を減少させ，購入価格を競争水準以下に決定することで社会厚生の損失を生じさせる $ ^{15} $ 。他方，壳手独占は，自己の利益となるように競争水準以下に販売量
を減少させ，販売価格を競争水準以上に決定することで社会厚生の損失を生じさせる。このことから買手独占と売手独占とは経済分析において「経済的に対称（economically symmetrical）」 $ ^{16} $ であるとされる。そして，買手独占者が生産品（以下「産出物」という。）の市場においても独占的地位を占めている場合には，独占価格が設定され，死重損失（dead weight loss）が更に拡大するとされる $ ^{17} $ 。買手独占は，上流市場からの投入物要素の購入価格を低廉にする効果があるが，経済分析によれば，上流市場で低廉な価格で購入されたものが，最終消費者にそのまま安価で売られることはまれであるとされる $ ^{18} $ 。

買手独占については，売手側の独占と同様，社会厚生を減じることについて異論はないが，「純粋な消費者厚生」を検討するべきか，それとも最終消費者を含めた「総経済厚生（aggregate economic welfare）」 $ ^{19} $ を考えるべきかについては争いがある $ ^{20} $ 。この点，裁判所は，一般的に「純粋な消費者厚生（pure
consumer welfare)」 $ ^{21} $ を検討する傾向にあるとされる $ ^{22} $ 。

また，古典的な買手独占のモデルでは，買手独占者は価格を引き下げるために購入量を減らさなければならないが，買手独占者は，買手間の共同行為により供給量を全量あるいは無しにすることが可能な場合，すなわち，オール・オア・ナッシング（all-or-nothing）供給 $ ^{23} $ へ減少させることが可能な場合，産出物の量（以下「産出量」という。）を短期的に減らすことなく，価格を引き下げることが可能になる $ ^{24} $ 。そして，供給者の平均総費用以下の価格が提示される場合，中長期的には供給者が市場から退出するため，産出量が減ることとなる $ ^{25} $ 。

## (二） 共同の買手独占（collusive monopsony）

買手独占は，単独行為で問題となる場合は少なく $ ^{26} $ ，むしろ買手間の共同行為によって，製品あるいは投入物要素に支払う価格に影響を及ぼすことが多い $ ^{27} $ 。売手間の共同行為が独占と似た経済上の悪影響，すなわち，社会厚生の損失をもたらすのと同様に，買手間の共同行為も買手独占的な社会厚生の損失をもたらす $ ^{28} $ 。つまり，買手間の共同行為によって数量・価格が引き下げられ，供給者の供給量が減り，最終製品の量・質が低下することになる。このような買手間の共同行為は，共同の買手独占（collusive monopsony）と呼ばれ，共同の買手独占による制限は，反トラスト法上保護する消費者厚生にそぐわないとされる $ ^{29} $ 。

共同の買手独占が問題となる典型的な場合としては，①買手の数が少ない寡
占状態，すなわち買手寡占（oligopsony）の場合，②同質的な製品である場合，③秘密裡に入札が行なわれる場合及び④供給が非弾力的，つまり，供給量が価格によって変化しにくい場合が挙げられる $ ^{30} $ 。買手間で「合意」が締結される場合については，シャーマン法第1条の「共謀」又は「結合」として，規制が及ぶことになる。

共同の買手独占の場合は，買手独占と同様，社会厚生の損失が生じる。そのため，売手の価格協定と，共同の買手独占に対する反トラスト法の対応は類似している $ ^{31} $ 。しかしながら，共同購入のような競争者間の事業提携による場合は経済上の効果が明らかではないため，適切な対応をすることは必ずしも容易ではない $ ^{32} $ 。共同購入の経済上の効果については，生産効率性（productive efficiency） $ ^{33} $ と配分効率性（allocative efficiency）の観点から分析する必要がある。ここにいう生産効率性とは，ある一定の生産要素投入に対する最大産出を達成する能力，あるいは，一定の産出水準において投入を最小化する能力のことを指し，配分効率性とは，ある価格と生産技術において資源を最適配分できる能力のことを意味する $ ^{34} $ 。

共同購入により生産効率性（productive efficiency）が向上すれば，限界生産物価値（value of marginal product） $ ^{35} $ が上昇し，購入量の増加に伴い購入価格も上昇する。この場合，生産者余剰と消費者余剰の両方が増加することになるため，望ましい結果をもたらすとされる $ ^{36} $ 。しかしながら，共同購入により共同の買手独占が生じる場合，共同購入で得られた生産効率性と配分効率性におけ
る社会厚生の損失を比較衡量する必要がある $ ^{37} $ 。

## （三） 双方独占

### 1. 双方独占（bilateral monopoly）

双方独占とは，上流市場，下流市場それぞれで市場支配力を有する事業者が存在し，お互い利益を得るためには，上流市場での独占者と下流市場で独占的な買手が取引する必要がある状態を指す $ ^{38} $ 。そして，上流市場において売手独占者が存在する場合に，買手間の共同行為が双方独占として正当化され得るか，あるいは，下流市場において買手独占者が存在する場合に売手間の共同行為が双方独占として正当化され得るか否かが問題となる。

独占者（あるいは買手独占者）に対抗するため，買手間（あるいは売手間）で共同行為が行われる場合，販売量が増加し，最終製品の販売量も増加するため，消費者厚生に資する。このため，市場の均衡に近づくように意図された共同行為は許容される余地があることになる $ ^{39} $ 。しかし，買手間の共同行為は，投入物要素市場において独占力を相殺する働きがあるとしても，買手独占者が最終製品を販売する産出物市場での価格協定につながりかねないこと，売手寡占（oligopoly）あるいは買手寡占(oligopsony)の場合において拮抗力 $ ^{40} $ が望ましいかについては明らかでないことなどから，共同行為に関する正当化事由としては限定があることが指摘されている $ ^{41} $ 。

### 2. 拮抗力（countervailing power）

拮抗力とは，競争を回復させるために，取引段階の異なる市場における，集
中により生じた力を制限することを指す $ ^{42} $ 。しかし，拮抗力は，供給者である売手と消費者である買手が共同利潤を分配する誘因が働くこと，そして，投入物要素市場に対する買手独占力が産出物の販売市場における市場支配力につながる可能性も指摘されており，投入物価格の低下が産出物価格に反映されるかについて合理的な説明ができないことから批判がなされている $ ^{43} $ 。このほか，買手独占力による産出物価格の低下よりも，産出物価格の上昇の効果の方が大きいとする指摘もある $ ^{44} $ 。このように拮抗力の議論は，経済学的な論拠が乏しいとされる。ただし，小売市場の高い競争性と買手市場支配力を回避する供給者の利潤最大化行動により産出物価格が低下するとして，拮抗力を支持する見解もある $ ^{45} $ 。

## 三 反トラスト法における買手独占規制

## （一） 初期の買手独占の事例

買手独占の判例においては，買手が単独で独占力を獲得することはごくまれであり，複数の買手事業者による共同行為によって買手独占を築き上げる場合が大半である。初期の事例として，大手石油精製業者間でスポット市場の石油を高値で買い取る協定を結んだことが問題となった Socony-Vacuum 事件連邦最高裁判決（1940） $ ^{46} $ がある。

Socony-Vacuum 事件では，1930 年代世界恐慌と石油の過剰生産により，石油業界は不振状態であり，特に 1933 年の春は，卸売市場の石油価格が，製造コストを下回る状況であった。独立系石油精製業者は，石油貯蔵施設の容量を超えた余剰分のガソリンをスポット市場において安く販売しており，スポット市