Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
図(4)-36 PM_{2.5} 中 SO_{4}^{2-} とシュウ酸イオン(2012年7月25～30日東大阪)

## （３）ライダー観測データとの比較

東大阪サイトの測定場所は、国立環境研究所がライダー観測装置を設置している場所と同じ建屋屋上にある。本サブテーマでは、PM_{2.5}濃度、PM_{2.5}成分濃度とライダー観測データとの比較を行うことで、PM_{2.5}の高さ方向のプロファイル推計方法を考察した。

解析期間は、広域移流と一次排出の寄与が考えられる2012年5月7～11日と広域移流の寄与が考えられる2012年7月25～30日とした。

ライダー観測データについては、Shimizuらの方法 $ ^{3)} $ により、土壌性エアロブルと人為性エアロブルの後方散乱係数を求めた。ライダー観測データは15分間隔であるが、PM $ _{2.5} $ 成分分析データが6時間間隔であるため、6時間平均とした。また、ライダー観測データは、高さ方向ヘ15mごとのデータを用い、地上120〜200mの平均値を用いた。

PM_{2.5}測定データは、PM_{2.5}質量濃度とPM_{2.5}中成分のうち、イオン成分、炭素成分、無機元素の濃度を用いた。

こうして求めたライダー観測データと$\mathrm{PM}_{2.5}$ 測定データの相関係数を表(4)-1(2012年5月7～11日)、表(4)-2(2012年7月25～30日)に示す。いずれも濃度が上昇を始めてから下降が終了するまでの時刻とした。両時期とも人為性エアロブル後方散乱係数と$\mathrm{PM}_{2.5}$ 中イオン成分濃度との相関が高いことがわかる。これらの項目の2012年5月の散布図を図(4)-37に、7月を図(4)-38に示す。なお、5月の人為性エアロブル後方散乱係数と炭素成分の相関が高いが、ここではデータ数が少なく(n=6)、また、7月には高い相関が得られていないことから、ここでは用いないこととした。

PM_{2.5}質量濃度とライダー観測データ人為性エアロゾル後方散乱係数の間に相関関係が認められる。このことから、ライダー観測データを用いて、PM_{2.5}、特にイオン成分の高さ方向のプロファイルの推計を行うことができると考えられる。
表(4)-1 ライダー観測データとPM $ _{2.5} $ 中成分との比較(2012年5月7日15時～11日15時)

エアロゾル後方散乱係数
人為性	土壌性
PM_{2.5}濃度	0.83	0.63
イオン成分	0.87	0.51
炭素成分	0.99	0.68
無機元素	0.30	0.18

表(4)-2 ライダー観測データとPM_{2.5}中成分との比較(2012年7月25日9時～30日9時)

エアロゾル後方散乱係数
人為性	土壌性
PM_{2.5}濃度	0.45	-0.43
イオン成分	0.61	-0.60
炭素成分	0.19	-0.38
無機元素	0.24	-0.13

図(4)-37 PM_{2.5} 中イオン成分濃度とライダー人為性エアロブル後方散乱係数(2012年5月7日15時～11日15時)

人為性エアロプル後方散乱係数(×10^5)

図(4)-38 PM_{2.5} 中イオン成分濃度とライダー人為性エアロブル後方散乱係数(2012年7月25日9時～30日9時)

## (4) まとめ

本サブテーマの対象地域である東海・近畿地域の大気環境は、広域移流の寄与を受けるとともに都市域での地元発生の汚染の寄与も大きいことが考えられる地域である。本研究では、同期観測期間のうち、高濃度が発生した時期を分類し、解析を行った。

広域移流の寄与の判定のため、PM_{2.5}時間値濃度を広い範囲にわたって収集し、局間相関と、局間距離の比較を行った。広範囲にわたって局間相関の高いときは、同一要因による汚染が広範囲に及んでいると考えられ、広域移流の寄与の可能性がある。

PM_{2.5}と他の大気汚染項目との比較では、二酸化窒素とオキシダントとの相関を調べた。二酸化窒素は、環境大気中では変化しやすく、長距離の移流をしにくい物質であり、自動車排ガスを主要な発生源としていることから、地元由来の指標的項目と考えた。また、PM_{2.5}生成は、オキシダント生成と大きな関係があると考えられることから、オキシダントを二次生成の指標と考えた。

PM_{2.5}中成分データの解析では、時間分解能を6時間としたことから、成分の時間的な変化をとらえることができた。従来からの指標である鉛/亜鉛比、アンチモン濃度を用いるとともに、硫酸イオンの各観測地間の比較、空間相関をとることで、広域移流の地域的広がりを把握することができた。
高濃度イベント時の汚染メカニズムの解明では、広域移流の寄与にいくつかの特徴がみられた。

ひとつは、東海・近畿地域の中でも、広域移流の寄与に地域差があることである。飛来の有無、飛来の経路の違いにより、濃度の空間相関が高くないときがある。

二つは、広域移流の寄与に半日単位程度で時間的変化がみられ、一時的に地元由来汚染の寄与が大きくなるときがあることである。

また、今回の研究期間中では、広域移流のみが卓越した高濃度は発生せず、一次排出の寄与と重なって発生した。おそらくは、広域移流によると考えられる高濃度イベントの多くが、このように一次排出と重なったものと考えられる。

今回の研究期間中に二次生成を主な要因と考えられる高濃度イベントが発生した。このときは、濃度の空間相関は低く、PM_{2.5}とオキシダント濃度の相関が高かった。特に昼間の相関が高く、光化学反应との関係を示している。また、オキシダントほどの明瞭さはないものの、PM_{2.5}濃度が昼高く、夜低い日変化を示すこともみられた。

PM_{2.5}二次生成を考察する上で、硫酸イオンの挙動に注目した。PM_{2.5}中硫酸イオン濃度は、PM_{2.5}そのものより明瞭な日内変動を示し、オキシダント濃度との相関が高い。また、二次生成の指標とされるシュウ酸イオンとの相関も高い。硫酸イオンの挙動と二次生成の関連は、さらに探求していく必要があると考える。

ライダー観測データとの比較では、ライダーによる人為性エアロゾル後方散乱係数とPM_{2.5}中イオン成分濃度との間で一定の相関が得られた。人為性エアロゾル後方散乱係数は、ライダーの偏光解消度によりエアロゾルの形状(球形、非球形)を推計し、球形のエアロゾルによる散乱を数値にしたものである。この数値とPM_{2.5}中イオン成分濃度との間に相関があることは当然考えられることであり、今回それが確認できたこととなる。これを応用することで、PM_{2.5}高さ方向の分布の推計を行うことができる。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

・東海・近畿地域におけるPM_{2.5}濃度の概観として、日内変動が小さく、春夏秋にピークがみられることが明らかになった。

・東海・近畿地域におけるPM_{2.5}高濃度発生要因として、広域移流、一次排出、二次生成があげられる。それぞれの要因を判別するための手法を確立することができた。

・東海・近畿地域における高濃度イベントの解析により、同一イベントの中でも広域移流に地域的、時間的差異がみられること、二次生成については、PM_{2.5}中硫酸イオンの生成と光化学反応との間に関連があることが解明された。

• PM_{2.5}中成分とライダー観測データとの比較は初めての試みであり、今後さらに解析が進むことで、エアロゾルの高さ方向のプロファイルが解明されることにつながる。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。
## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

PM_{2.5}高濃度発生時、自治体にはその原因についての見解が求められる。本研究で解明された高濃度要因解析が、今後それに資することとなると考えられる。

### 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（查読あり）>

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）中戸靖子、山本勝彦、秋山雅行、長谷川就一、山本重一、谷口延子、山崎敬久、三田村徳子、長田健太郎、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炭素成分の挙動」

2）山本勝彦、中戸靖子、三田村徳子、山神真紀子、加藤三奈、西山亨、高倉尚枝、平澤幸代、谷口延子、中坪良平、吉井克英、山路章、板野泰之、山本重一、菅田誠治、大原利真：第53回大気環境学会年会（2012）

「2012年1月の西日本におけるPM_{2.5}高濃度時の濃度分布とその要因について」

3) 山本勝彦、中戸靖子、三田村徳子、山神真紀子、加藤三奈、西山亨、平澤幸代、中坪良平、板野泰之、菅田誠治、大原利真：第54回大気環境学会(2013)

「PM_{2.5}の近畿地方におけるローカルな要因による高濃度について」

4) 山本勝彦：全国環境研協議会東海・近畿・北陸支部共同研究(越境/広域大気汚染)情報交換会(2013)

「PM_{2.5}の東海・近畿地方における高濃度事例について」

5) 山本勝彦：第28回全国環境研協議会東海・近畿・北陸支部研究会(2013)

「PM_{2.5}東海・近畿地域の動向と高濃度事例解析について」

6）中戸靖子：大気エアロゾルセミナー（大気環境学会近畿支部エアロゾル部会主催）（2013）「成分分析結果から得られた大阪府域におけるPM_{2.5}濃度の特徴について」

## （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）

特に記載すべき事項はない。

（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) 山本勝彦 平成23年度大阪常時監視市町村連絡会議

2011年8月25日 大阪府環境農林水産総合研究所 会議室 40人

「微小粒子状物質の汚染機構解明への取り組みについて」

2) 山本勝彦 平成23年度府市連携セミナー

2012年3月16日 大阪市立環境科学研究所 会議室 60人

「最近の大気汚染の話題から」

3) 山本勝彦 平成24年度大阪常時監視市町村連絡会議

2012年8月27日 大阪府立環境農林水産総合研究所 会議室 40人

「微小粒子状物質の高濃度事象について」

4) 山本勝彦 大阪管区気象台「平成24年度地球環境業務技術指導」

2013年1月16日 大阪管区気象台 会議室 50人

「東アジア規模の広域移流と大気汚染」

5) 山本勝彦 兵庫県大気環境保全連絡協議会神戸支部講演会

2013年3月13日 神戸市勤労会館 60人

「関西における東アジア規模の大気汚染広域移流の寄与について」

6) 中戸靖子 大阪市環境経営推進協議会平成25年度第4回セミナー

2014年 3月20日 大阪市環境局会議室 40人

「PM_{2.5}の基礎知識と大阪府におけるPM_{2.5}汚染の現状について」

### 8 \. 引用文献

1）日置 正、中西貞博、向井人史、村野健太郎: 降水中微量金属元素濃度比と鉛同位体比による長距離輸送と地域汚染の解析、大気環境学会誌、43、2、(2008)

2）笠原三紀夫、東野達：エアロゾルの大気環境影響、京都大学学術出版会(2007)

3) A. Shimizu, N. Sugimoto, I. Matsui, I. Uno, T. Murayama, N. Kagawa, K. Aoki, A. Uchiyama and A. Yamazaki: Continuous observations of Asian dust and other aerosols by polarization lidars in China and Japan during ACE-Asia, J. Geophys. Research, 109, D19S17, doi:10.1029/2002JD003253 (2004)
# （５）西日本におけるPM2.5の越境汚染と地域汚染の複合影響の解明

福岡県保健環境研究所

環境科学部 大気課

山本 重一

濱村 研吾

下原 孝章

<研究協力者>

島根県保健環境科学研究所 佐川 竜也（平成23年度）、

小林 優太、田部 貴大（平成24～25年度）

長崎県環境保健研究センター 田村 圭

平成23～25年度累計予算額：28,921千円（うち、平成25年度予算額：8,000千円）

予算額は、間接経費を含む。

[要旨]

西日本地域では大陸からの越境大気汚染が環境基準超過に大きく影響していると考えられており、研究機関による解析結果例えば $ ^{[1]} $ ， $ ^{[2]} $ ， $ ^{[3]} $ が報告されている。一方各地方自治体では平成22年度からPM $ _{2.5} $ の質量濃度および成分分析の常時監視体制の構築を進めており、従来の環境基準達成未達成の評価に加え、成分濃度から計算される発生源寄与割合やシミュレーションモデルの結果に基づいて有効な削減対策の検討、実施が求められることになるが、多くの地方自治体では観測結果の活用には至っていないのが現状である。

本研究を開始する時点で西日本地域におけるPM $ _{2.5} $ 観測は環境省のPM $ _{2.5} $ モニタリング試行事業が主であり、長期間観測事例は少なく、PM $ _{2.5} $ の実態解明に至っていないのが現状であった。そのため本サブテーマでは西日本地域で越境汚染と地域汚染が複合的に影響を及ぼす都市・都市近郊にと、周辺に発生要因がない、つまり観測される濃度はほぼ域外からの越境汚染と考えられる遠隔地を組み合わせ、さらに時間分解能の高い観測によって詳細に解析した。

研究結果から、質量濃度は春季特に5月に月平均濃度が高くなる傾向を示し、日平均値では月平均濃度が低い秋季においても高濃度事例が起こることが分かった。成分濃度観測では、冬季は石炭燃焼の影響が大きく、春季から秋季にかけては石炭燃焼と重油燃焼の影響が輻転していることが成分濃度比より明らかとなった。なお、地域汚染の影響が大きい事例では重油燃焼の寄与が高かった。また、$\mathrm{PM}_{2.5}$粒子に占める割合が最も多い硫酸イオン（$\mathrm{SO}_{4}^{2-}$）濃度とシミュレーションモデル、後方流跡線を組み合わせた解析により発生要因や地域汚染と越境汚染の影響評価が可能となった。その中で従来越境大気汚染の指標と考えられていた硫酸イオン濃度が地域汚染を要因とする$\mathrm{PM}_{2.5}$高濃度事例で高く、硫酸イオンの前駆物質である二酸化硫黄の高濃度が西日本の各地で観測されており、日本における二酸化硫黄排出量に変化があるものと考えられた。

[キーワード]

$ PM_{2.5} $ 、越境大氨污染、地域大氨污染、石炭燃烧、重油燃烧
### 1. はじめに

西日本地域においてはその地理的条件より大陸からの越境汚染を強く受ける地域である。各自治体においては高濃度時の発生源寄与だけでなく、地域汚染と越境汚染の影響評価も最重要課題となっている。この影響評価を行うためには、地域汚染と越境汚染の複合影響を受ける都市地域での観測に加え、大陸と都市との中間にあり都市・地域汚染をほぼ排除できる離島での観測と組み合わせることが有効である。これらの並行した観測データを解析することによって越境汚染と都市・地域汚染の影響評価が可能となり、各自治体の観測が充実することによる自治体間のデータ共有で周辺地域を発生源とする局所的な高濃度現象に加え、地域外を発生源とする広域的な高濃度現象を詳細に解明することが期待される。

## 2 ．研究開発目的

本サブテーマにおいては主に全国的観測を研究協力者とともに実施し、その結果から西日本におけるPM_{2.5}の越境汚染と地域汚染の複合影響の解明研究を行うとともに、他のサブテーマとデータ共有し、モデルとの連携により詳細な発生源寄与と複合影響の解明研究を目的とする。

### 3. 研究開発方法

表(1)-1に示す観測拠点のうち、調査地点として福岡、対馬、松江、隠岐の4地点を都市・都市郊外（福岡及び松江）と遠隔地（対馬及び隠岐）に位置付け、各地点において表(1)-2に示す装置を設置し、PM_{2.5}の質量濃度連続測定及び成分分析採取を実施した。なお、成分分析及び解析は福岡県保健環境研究所にて行った。

## 4 ．結果及び考察

### （１）自動測定機によるPM_{2.5}観測の結果

図(5)-1（左）に各調査地点のPM_{2.5}月平均濃度、図(5)-1（右）に各調査地点のPM_{2.5}日平均濃度のヒストグラム、図(5)-2（左）にPM_{2.5}日平均濃度、図(5)-2（右）にPM_{2.5}の構成成分の1つであるOBCの日平均濃度示す。また、環境基準の適合状況を表(5)-1に、各調査地点のPM_{2.5}質量濃度の相関係数を表(5)-2に示す。

図(5)-1（左）で示すようにいずれの地点も$\mathrm{PM}_{2.5}$月平均濃度は3～5月に高く、9～10月に低い傾向を示した。対馬と隠岐は約400km離れているが、これらを含む4地点で$\mathrm{PM}_{2.5}$日平均濃度の推移が類似し、都市・都市郊外と遠隔地であってもかなり類似した挙動が認められている。表(5)-2に示すように各調査地点間の日平均値の相関も0.61～0.87とやや高かったことから、調査期間の$\mathrm{PM}_{2.5}$の濃度上昇は数百km規模の広域な現象であったことが理解できる。これに対し、OBC濃度は図(5)-2（右）に示すように都市・都市近郊の福岡、松江が遠隔地の対馬・隠岐に比べて高い傾向を示し、都市部の周辺からの影響を受けていることが示唆されたが、このうち、遠隔地であっても$\mathrm{PM}_{2.5}$の濃度推移と類似したケースも見られた。
図(5)-1 各調査地点の$\mathrm{PM}_{2.5}$月平均濃度図（左）、$\mathrm{PM}_{2.5}$日平均濃度のヒストグラム（右）

図(5)-2 各調査地点のPM $ _{2.5} $ 日平均濃度（左）、OBC日平均濃度（右）（上段：2011年度、中段：2012年度、下段：2013年度）
表5-1 福岡・対馬・松江・隠岐の環境基準適合状況

2011年度*	有効観測日数	環境基準超過日数	環境基準超過割合	日平均値の98パーセンタイル値	年平均値	環境基準適合状況
福岡	207日間	4日間	1.9%	34.8μg/m³	15.3μg/m³	✗
対馬	176日間	6日間	3.4%	38.5μg/m³	13.0μg/m³	✗
松江	183日間	1日間	0.5%	32.5μg/m³	11.4μg/m³	○
隠岐	166日間	1日間	0.6%	27.7μg/m³	11.2μg/m³	○
2012年度	有効観測日数	環境基準超過日数	環境基準超過割合	日平均値の98パーセンタイル値	年平均値
福岡	363日間	11日間	3.0%	38.4μg/m³	15.1μg/m³	✗
対馬	351日間	11日間	3.1%	38.9μg/m³	12.3μg/m³	✗
松江	363日間	7日間	1.9%	32.6μg/m³	12.4μg/m³	○
隠岐	324日間	8日間	2.5%	36.0μg/m³	13.3μg/m³	✗
2013年度	有効観測日数	環境基準超過日数	環境基準超過割合	日平均値の98パーセンタイル値	年平均値
福岡	363日間	19日間	5.2%	40.1μg/m³	16.5μg/m³	✗
対馬	357日間	16日間	4.5%	45.3μg/m³	14.0μg/m³	✗
松江	360日間	7日間	1.9%	33.0μg/m³	12.6μg/m³	○
隠岐	334日間	8日間	2.4%	37.6μg/m³	12.8μg/m³	✗

※2011年度は有効日数が250日未満のため参考値とする。

各調査地点におけるPM_{2.5}の環境基準適合状況を確認した。環境基準は「1年平均値15μg/m^{3}以下かつ1日平均値35μg/m^{3}以下」である。なお、ここで1日平均値は98パーセンタイル値で評価され、1日平均値の有効時間数は20時間以上、1年平均値の有効日数は250日以上となっている。平成23年度は観測開始が9～10月であったため1年平均値の有効日数が不足しており、また、図(5)-1で示されるように月平均濃度が高い4～5月を含んでいないため参考値として示した。平成24年度、平成25年度の結果を見ると松江は環境基準を達成していた。離島の対馬、隠岐は年平均値では環境基準を達成しており、日平均値のみ超過していた。福岡は日平均値、年平均値とも超過していた。図(5)-4より対馬や隠岐では低濃度の頻度が高いことから、離島では通常比較的低濃度であるため年平均値では基準を超過しないが、年間10日前後の日平均値の基準を超える高濃度日により結果として基準超過になったと考えられる。

表(5)-2 福岡・対馬・松江・隠岐のPM_{2.5}質量濃度の相関係数

福岡	対馬	松江
対馬	0.79
松江	0.72	0.67
隠岐	0.61	0.65	0.87

## （２）高濃度日の定性解析

全調査地点で日平均濃度が環境基準の $ 35\mu g/m^{3} $ を超過した期間もしくはそれに準ずる期間を抽出し、その発生要因や地域汚染、越境汚染の寄与を定性的に解析した。その結果、今回の高濃度
事例では大きく3つのパターンに分類することができた。その高濃度パターンに分類された期間と特徴、要因を表(5)-3に示し、各パターンにつき1事例（太字下線期間）の解析を示す。解析はPM $ _{2.5} $ の主成分である硫酸イオン、石炭燃焼の指標である鉛/亜鉛比 $ ^{4)} $ （以下、Pb/Zn比）、重油燃焼の指標であるバナジウム/マンガン比 $ ^{4)} $ （以下、V/Mn比）に後方流跡線（NOAAによるHYSPLITモデル、地表から500mと1500m高さ、3次元法、遡及時間72時間）、化学天気予報システム（九州大学応用力学研究所(RIAM)の鵜野伊津志教授らによって開発された、アジア域における大気汚染物質などの分布を予報するシステム：以下、CFORS）を利用して行った。

表5−3 高濃度パターン一覧表

高濃度パターン[1]	高濃度パターン[2]	高濃度パターン[3]
期間	2012年1月12～16日
2013年1月24日～2月7日
2014年2月23日～27日	2012年5月7日～10日
2013年5月11日～16日
2013年7月25～8月1日	2012年7月24～31日
2013年9月10日～16日
特徴	冬季に観測される
硫酸イオン濃度が高い
CFORSで硫酸塩エアログル
の大陸からの移流を予測
後方流跡線が大陸方向
Pb/Zn比が高く、V/Mn比が低
い	春季から夏季に観測される
硫酸イオン濃度が高い
CFORSで硫酸塩エアログル
の大陸からの移流を予測
後方流跡線が大陸方向
Pb/Zn比がやや高く、V/Mn
比もやや高い	夏季から秋季に観測される
硫酸イオン濃度が高い
CFORSで硫酸塩エアログル
の国内での発生を予測
後方流跡線が周辺地域
Pb/Zn比が低く、V/Mn比が高
い
要因	石炭燃焼を起源とする越境
污染	石炭燃焼と重油燃焼を起源
とする越境污染	重油燃焼を起源とする地域
污染

## 1 ）高濃度パターン $$ 1 $$ （2012年1月12日から16日）

図(5)-3に2013年1月12日から16日のPM_{2.5}時間値濃度を、図(5)-4に成分濃度及び成分濃度比を示す。図(5)-5に2012年1月12日から15日の午前9時における後方流跡線、図(5)-6に2012年1月12日から15日の午前9時におけるCFORSによる硫酸塩エアロブルの濃度予測を示す。

PM_{2.5}質量濃度は13日に対馬が先行して、次いで松江、隠岐、福岡が急激に上昇し、ほぼ1日間高い状態が続いた後、下降した。この事例は時刻の差はあるが4地点とも類似した濃度推移を示しており、時間値の最高濃度もほぼ同じであった。

PM_{2.5}が高濃度となった1月13日～14日にかけてPb/Zn比は4地点いずれも0.5～1.0と高い数値で推移した。一方、V/Mn比は概ね0.1～0.3程度と低く推移していた。CFORSではPM_{2.5}の主成分である硫酸塩エアロゾルの高濃度気塊が大陸から西日本へ飛来することを予測しており、後方流跡線等と合わせて要因を推測すると、このPM_{2.5}高濃度は主に大陸を発生源とする石炭燃焼の影響を受けていたと考えられる。
図(5)-3 各測定地点におけるPM_{2.5}時間値濃度（2012年1月12日から16日）

図(5)-4 各測定地点におけるPM_{2.5}平均濃度、成分濃度及び成分濃度比（2012年1月11日から16日）
図(5)-5 2012年1月12日から15日の後方流跡線（午前9時）

(上段：福岡、対馬の流跡線、下段：松江、隠岐の流跡線)

U-V&Sulfate m/s&ug/m $ ^{3} $ JST

2012/01/12.09:00:00

U-V&Sulfate m/s&ug/m $ ^{3} $ JST

2012/01/13.09:00:00

U-V&Sulfate m/s&ug/m3 JST

2012/01/14.09:00:00

U-V&Sulfate m/s&ug/m $ ^{3} $ JST

2012/01/15.09:00:00

図(5)-6 2012年1月12日から15日のCFORSによる硫酸塩エアロブルの濃度予測

## 2 ）高濃度パターン $$ 2 $$ （2012年5月7日から10日）

図(5)-7に2012年5月7日から10日のPM_{2.5}時間値濃度を、図(5)-8に成分濃度及び成分濃度比を示す。図(5)-9に2012年5月7日から10日の午前9時における後方流跡線、図(5)-10に2012年5月7日から10日の午前9時におけるCFORSによる硫酸塩エアロブルの濃度予測を示す。

PM_{2.5}質量濃度はいずれの地点も5月7日の午後にピークがあり、濃度は対馬が突出して高く、5月
7日16時に112μg/m³を観測した。その後は5月8日にかけて濃度は低下し、松江、隠岐は5月9日未明に、福岡、対馬は5月10日早朝にピークを持つ濃度推移を示した。

Pb/Zn比は期間を通じて0.3～0.4程度で推移していた。一方、V/Mn比は高濃度時に1を超えるやや高い傾向が見られた。CFORSでは硫酸塩エアロゾルの高濃度気塊が大陸から西日本へ飛来することを予測しており、後方流跡線等と合わせて要因を推測すると、期間を通して大陸を発生源とする石炭燃焼と重油燃焼の影響を受け、5月10日の高濃度時では5月7日に比べるとより重油燃焼の影響を大きく受けたと考えられる。

図(5)-7 各測定地点におけるPM_{2.5}時間値濃度（2012年5月7日から10日）

図(5)-8 各測定地点におけるPM_{2.5}平均濃度、成分濃度及び成分濃度比（2012年5月7日から10日）
図(5)-9 2012年5月7日から10日の後方流跡線（午前9時）

(上段：福岡、対馬の流跡線、下段：松江、隠岐の流跡線)

図(5)-10 2012年5月7日から10日のCFORSによる硫酸塩エアロゾルの濃度予測

## 3 ）高濃度パターン $$ 3 $$ （2012年7月25日から31日）

図(5)-11に2012年7月25日から31日のPM_{2.5}時間値濃度を、図(5)-12に成分濃度及び成分濃度比を示す。図(5)-13に2012年7月24日から27日、30日、31日の午前9時における後方流跡線、図(5)-14に2012年7月24日から27日、30日、31日の午前9時におけるCFORSによる硫酸塩エアロブルの濃度予測を示す。

PM_{2.5}質量濃度は期間中濃度上昇、下降を繰り返しており、福岡では7月25日の濃度が他の地点よ
り高く、17時には $ 73\mu g/m^{3} $ を観測した。

Pb濃度が前2事例と比べて数分の一程度と低く、Pb/Zn比は0.2～0.4であった。一方、V/Mn比は変動があるが数値が高いことから重油燃焼の影響が大きいことを示している。CFORSでは硫酸塩エアロゾルの高濃度気塊が大陸から流入する予測ではなく、西日本では独立した高濃度気塊があることを予測しており、後方流跡線等と合わせて要因を推測すると、地域を発生源とする重油燃焼の影響を受けていたと考えられる。

図(5)-11 各測定地点におけるPM_{2.5}時間値濃度（2012年7月25日から31日）

図(5)-12 各測定地点におけるPM_{2.5}平均濃度、成分濃度及び成分濃度比（2012年7月25日から31日）
図(5)-13 2012年7月24日から27日、30日、31日の後方流跡線（午前9時）（上2段：福岡、対馬の流跡線、下2段：松江、隠岐の流跡線）
U-V&Sulfate m/s&ug/m³ JST 2012/07/24.09:00:00

U-V&Sulfate m/s&ug/m3 JST

U-V&Sulfate m/s&ug/m $ ^{3} $ JST 2012/07/25.09:00:00

U-V&Sulfate m/s&ug/m3 JST 2012/07/31.09:00:00

©九州大学応用力学研究所(RIAM)/国立環境研究所(NIES)

©九州大学応用力学研究所(RIAM)/国立環境研究所(NIES)

©九州大学応用力学研究所(RIAM)/国立環境研究所(NIES)

図(5)-14 2012年7月24日から27日、30日、31日のCFORSによる硫酸塩エアロブルの濃度予測

## （３）高濃度日の定量解析

（２）では越境汚染と地域汚染の定性的な評価を行ったが、これらを定量的に評価することが求められている。観測結果から直接的に定量評価することは困難であるが、2012年1月に観測された高濃度事例では大陸から対馬を経由した気塊が福岡に流入しており、対馬を地域汚染のない地点として対馬の濃度を「越境」由来、福岡の濃度を「越境＋地域」と位置付け定量評価を試みたので以下に示す。

図(5)-15に2012年1月12日から16日のPM_{2.5}時間値濃度を、図(5)-16に2012年1月13日6時から14日18時まで3時間毎の福岡を起点とする後方流跡線を、表(5)-4にPM_{2.5}が高濃度となった1月13日18時から1月14日6時の福岡と対馬の成分濃度比較及び越境要因の割合を示す。

図(5)-16より、$\mathrm{PM}_{2.5}$ 高濃度期間は常時対馬を経由して福岡へ気塊が流入していることがわかる。そこで福岡と対馬の共通した$\mathrm{PM}_{2.5}$ 濃度ピーク部分である2012年1月13日6時から14日18時までの成分濃度を平均すると表(5)-4となり、対馬の濃度を「越境」、福岡の濃度を「越境＋地域」として福岡における越境汚染の寄与割合を計算すると表(5)-4右の通りとなる。対馬から福岡へ至る過程で反応による増加や時間的空間的な拡散、沈着等による減少が起こると考えられるため誤差を含んだ数字であることを考慮した上で評価すると、この事例において福岡で観測された$\mathrm{PM}_{2.5}$ 濃度の90%は越境汚染となる。その成分では硫酸イオンが越境汚染91%とかなり高く、アンモニウムイオンも79%と高い。一方で元素状炭素は59%であり地域汚染の寄与も少なくないことが分かる。

このように条件が整った事例に限っては観測結果により定量的な評価が可能となり、越境汚染と地域汚染の寄与割合を示すことができた。
（左）図(5)-15 福岡と対馬におけるPM_{2.5}時間値濃度（2012年1月12日から16日）

（右）図(5)-16 福岡を起点とする後方流跡線（2012年1月13日6時から3時間毎、14日18時まで）

表(5)-4 対馬と福岡の成分濃度比較と越境要因の割合

対馬：「越境」
濃度	PM_{2.5}中の割合%
PM_{2.5}	27.4	—
硫酸イオン	8.9	32
アンモニウムイオン	4.7	17
硝酸イオン	2.9	11
有機炭素	3.1	11
元素状炭素	1.7	6
その他	6.1	22

福岡：「越境+地域」	越境要因の割合%
濃度	PM2.5中の割合%
30.4	—	90
9.7	32	91
6.0	20	78
4.1	14	70
4.0	13	77
2.9	9	59
3.5	12

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

これまで西日本地域で観測実績が少なかったPM_{2.5}の質量濃度及び成分濃度について、研究期間を通じた濃度推移の傾向や高濃度時の特徴が明らかになった。また、高時間分解能による成分濃度の観測により詳細な濃度変動に加え、成分濃度比を利用することによって季節別に異なる発生要因や地域汚染と越境汚染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＞

環境省から本研究における対馬、松江、隠岐のPM_{2.5}自動測定装置による観測結果を環境省大気汚染物質広域監視システム（通称：そらまめ君）で公開することを要請され、平成25年度に濃度情報を公開することとなった。また、遠隔地での観測の重要性から、対馬と隠岐においては本研究で使用したPM_{2.5}自動測定装置を研究期間終了後に観測を継続することになった。長崎県や島根県においても観測機器を遠隔地に整備し、対馬には島内にある長崎県管轄の測定局にPM_{2.5}自動測定装置を、隠岐にはPM_{2.5}捕集装置を設置して今後はそれぞれの県として観測を行うことになった。
## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

今後、地方自治体による観測結果の解析において、本研究で実施された成分濃度及び成分濃度比による発生要因の影響評価を活用することができる。また、モデルを使った解析結果からより詳細な発生源寄与割合が明らかになったことで、各地方自治体の結果に適用し、同様の成果を得ることが可能になると考えられる。また、一部では環境省のマニュアルにないPM_{2.5}自動測定装置によって捕集されたPM_{2.5}粒子を測定する手法も用いており、季節毎の14日間観測以外で起こる高濃度事例について対応できる可能性を示すことができた。

福岡県では環境省の「中国大気環境改善のための都市間連携の強化・支援事業」に参画することを表明しており、現在江蘇省の合意を得て計画を作成中である。この事業の内容である①訪日研修・視察、②中国地方都市での研修・セミナー、③専門家派遣による技術指導、④意見交換会・共同研究において、さらに下記6．で示す韓国との共同事業で平成26年度から27年度に実施する「微小粒子状物質（PM_{2.5}）に関する高濃度時期の広域分布特性調査」において本研究の手法や成果等を活用し、地方自治体間で日中韓の大気環境改善問題に取り組むことができる。

## 6 ．国際共同研究等の状況

福岡県では平成5年度より日本側4県（山口県、福岡県、佐賀県、長崎県）と韓国側4市道（慶尚南道、全羅南道、釜山広域市、済州道）が参画する「日韓海峡沿岸環境技術交流事業」として広域かつ多様な環境保全技術、公害防止等に関する共同事業を展開している。平成24年度から25年度は「微小粒子状物質（PM $ _{2.5} $ ）に関する広域特性分布調査」を実施し、本研究による結果を取り入れて解析を行った。なお、結果については平成26年3月に報告書を作成し、日本、韓国同時にプレスリリースした。

### 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）山本重一、下原孝章、濱村研吾、山本勝彦、谷口延子、山崎敬久、長谷川就一、三田村徳子、長田健太郎、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イオン成分の挙動」

2）山本重一：第33回九州衛生環境技術協議会（2012）

「離島と都市の2地点におけるPM_{2.5}観測による越境・地域の寄与評価について」

3）山本重一、下原孝章、濱村研吾、山本勝彦、谷口延子、山崎敬久、長谷川就一、三田村徳子、長田健太郎、田村圭、家合浩明、小林優太、菅田誠治、大原利真：第54回大気環境学会(2013)

「2012年春季から夏季に西日本で観測されたPM_{2.5}高濃度イベントの要因解析」
4) 山本重一：福岡県内保健環境研究機関合同成果発表会（2013）

「微小粒子（金属類及び有機化合物等）による越境大気汚染の影響評価」

5）山本重一、下原孝章、濱村研吾、山本勝彦、日置正、谷口延子、山崎敬久、長谷川就一、三田村徳子、長田健太郎、田村圭、家合浩明、小林優太、菅田誠治、大原利真：第29回全国環境研究所交流シンポジウム(2014)

「2012年に西日本で観測されたPM $ _{2.5} $ 高濃度イベントの要因解析」

6）山本重一：日本エアロゾル学会都市大気のPM $ _{2.5} $ 研究会講演会（2014）

「2013年夏季に西日本で観測された高濃度PM_{2.5}高濃度の要因解析」

7）山本重一、濱村研吾、下原孝章、小林優太、長田健太郎、田村圭、長谷川就一、飯島明宏、菅田誠治：第31回エアロブル科学・技術討論会（2014）

「西日本で観測されたPM_{2.5}高濃度イベントの発生要因と地域発生、越境移流の評価」

## （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）

特に記載すべき事項はない

（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

特に記載すべき事項はない

### 8 \. 引用文献

1）兼保直樹、高見昭憲、佐藤圭、畠山史郎、林政彥、原圭一郎、河本和明、山本重一：大気環境学会誌，46，111-118（2011）.

「九州北部の離島および大都市部におけるPM_{2.5}濃度の通年での挙動」

2）金谷有剛、竹谷文一、入江仁士、駒崎雄一、高島久洋、鵜野伊津志：大気環境学会誌，45，289-292(2010).

「九州福江島における通年PM_{2.5}質量濃度測定値の大気環境短期基準超過」

3）板橋秀一、弓本桂也、鶏野伊津志、大原利真、黒川純一、清水厚、山本重一、大石興弘、岩本真二：大気環境学会誌，44，175-185(2009).

「2007年春季に発生した東アジア域スケールの広域的越境汚染の化学輸送モデルCMAQによる解析」

4）日置正、紀本岳志、長谷川就一、向井人史、大原利真、若松伸司：大気環境学会誌，44，91-101(2009).

「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」
# （６）日本海沿岸域におけるPM2.5越境汚染の実態解明

京都府保健環境研究所 大気課	谷口 延子
日置 正
<研究協力者>
京都府保健環境研究所	高倉 尚枝
辻 昭博（平成23年度）
平澤 幸代（平成23～24年度）
北野 隆一（平成24～25年度）
新潟県保健環境科学研究所	家合 浩明、阿部 高光
滋賀県琵琶湖環境科学研究センター	三田村 徳子
島根県保健環境科学研究所	佐川 竜也（平成23年度）、
小林 優太、田部 貴大（平成24～25年度）
長崎県環境保健研究センター	田村 圭

平成23～25年度累計予算額：19,340千円（うち、平成25年度予算額：5,802千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

国内発生源による影響が少ないと考えられる遠隔地（対馬、隠岐、京丹後、佐渡）において、全国同期観測により得られた無機元素濃度及び濃度比を用いてPM $ _{2.5} $ 高濃度時の実態を把握し、その起源推定を行った。具体的には、2012年1月及び2013年1月の高濃度事例は主として石炭燃焼粒子を起源とする越境汚染、2012年7月の高濃度事例は主として石油燃焼粒子を起源とする国内汚染、2012年5月の高濃度事例は石炭燃焼粒子と石油燃焼粒子の輻転による汚染であったと推定された。また、国内都市汚染の寄与評価にあたり、無機元素の中でもPM $ _{2.5} $ 質量濃度と似た濃度変動パターンを持つ鉛に着目したところ、遠隔地と国内都市（福岡、松江、東大阪、滋賀、新潟）で2012年1月及び2013年1月に観測された鉛は、近傍に発生源があると推測される東大阪を除き、ほぼ全量が越境汚染によるものであったことを明らかにした。

また、隠岐及び京丹後で大気エアロゾル化学成分連続自動分析装置を用いて粒径別に高時間分解能観測を行い、PM_{2.5}の主成分の一つである硝酸イオンと硫酸イオンについて、粒径別で通年の観測結果を得るとともに、2013年5月に観測された隠岐－京丹後輸送時の粒径変化について考察を行った。

## [キーワード]

PM_{2.5}、越境大気汚染、無機元素濃度比、大気エアロゾル化学成分連続自動分析装置

### 1. はじめに

大陸に近いという地理的条件を持つ西日本地域は、越境汚染や黄砂の影響を強く受けるが、
PM_{2.5}に関しては、当然、地域汚染の影響を考慮する必要があり、越境汚染と地域汚染の寄与を切り分けて評価することが課題である。本サブテーマが取り扱う遠隔地観測地点（対馬、隠岐、京丹後、立山、佐渡）は、いずれも日本海側に立地し、大陸から輸送される気塊が観測地点に到達するまでに国内の大都市域を経由することが少ないため、大陸を起源とする汚染気塊を直接観測できることが期待される。また、輸送経路上で付加される汚染物質の量も少ないと想定されるため、時間分解能を高めた成分観測を行えば、化学成分をトレーサーとした汚染物質の輸送動態（拡散・沈着などによる減衰等）を明らかにすることができると期待される。

## 2 ．研究開発目的

本サブテーマが目的とする、地域汚染と越境汚染を切り分けた評価、及び国内における汚染物質の輸送動態の解明を行うためには、適切な化学物質をトレーサーとして用いる必要がある。既往研究 $ ^{1,2,3} $ では、石炭へのエネルギー依存度が高い大陸から輸送されるエアロゾルの指標として鉛やひ素、石油への依存度が高い国内発生エアロゾルの指標としてバナジウムが有効であることが明らかになっている。そこで、本サブテーマでは、統一された観測手法に基づく全国的観測を実施するとともに、他サブテーマと連携して、化学成分の自動連続観測や無機元素成分の観測を実施し、鉛濃度、バナジウム濃度や、鉛/亜鉛比(Pb/Zn比)、バナジウム/マンガン比(V/Mn比)をトレーサーとした地域汚染と越境汚染を切り分けた評価、及び汚染物質の輸送動態の解明を目指した。

### 3. 研究開発方法

京都府京丹後大気汚染常時監視測定局（表（1）-1）において、表（1）-2に示す3種の装置を設置し、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。

また、他サブテーマとの連携により、遠隔地観測地点の中から、日本海沿岸域に位置する対馬、隠岐、京丹後、立山、佐渡の5地点を選択し、各地点における無機元素成分濃度及び濃度比の比較を行った。また、国内都市への越境汚染の影響を評価するために、各遠隔地のペアサイトとして設けられた都市観測地点の中から福岡、松江、滋賀、東大阪、富山、新潟を選択し比較を行った。ただし、立山・富山のペアサイトは無機元素濃度が得られなかったため除外した。

京丹後におけるPM-712（表(1)-2の測器A）のサンプリング時間は全期間を通じて1時間とした。また、京丹後と隠岐にのみ設置し、本研究で使用したACSA-08（表(1)-2の測器C）による1試料あたりのサンプリング時間は、京丹後では測定開始から2012年6月5日までは1時間で以降は2時間、隠岐は2012年5月23日まで1時間。以降は2時間とした。
図6-1 京丹後常時監視測定局(局舍屋上 左がACSA-08、右がPM-712)

## 4 ．結果及び考察

### (1) 無機元素濃度及び濃度比をトレーサーとしたPM_{2.5}の起源推定

図(6)-2に、2012年1月、5月、7月及び2013年1月の対馬、隠岐、京丹後、佐渡における鉛濃度の経時変化を、図(6)-3に、鉛/亜鉛比(Pb/Zn比)の経時変化を示す。観測の時間分解能は、いずれの地点も12時間である。分析機関による精度差を考慮し、対馬及び隠岐では亜鉛濃度が10ngm^{-3}未満、京丹後及び佐渡では5ngm^{-3}未満であった試料の濃度比は乗却した。PM_{2.5}中のPb/Zn比は，既往研究 $ ^{1)} $ ， $ ^{2)} $ ， $ ^{3)} $ によると，現在の日本の都市大気では概ね0.2程度であるが，0.5～0.6程度を超えると石炭燃焼粒子を主とする越境汚染の可能性が高くなることが明らかになっている。

2012年1月のイベントでは、鉛濃度が対馬で100ngm $ ^{-3} $ を超える高濃度が観測されているが、対馬、隠岐では10日と13-14日に明瞭な2ピークを示し、対馬、隠岐に加えて濃度が低い京丹後でも0.6を超えるPb/Zn比が多く観測されていることから、石炭燃焼粒子を主とする微小粒子の越境汚染の可能性が高い。総観気象は、2012年1月13日には千島付近に発達した低気圧があり、これに向かう気塊の早い移動があった。また、対馬、隠岐、京丹後、佐渡と観測サイトが東へ移るに伴って明確な濃度減衰が観測され、濃度ピークの出現時刻も遅れる傾向が明白である。

5月のイベントは、鉛は高濃度が継続しているが、Pb/Zn比は0.4程度で変動が少ないことから、石炭燃焼粒子と石油燃焼粒子の影響が輻軫している可能性が高い。7月は鉛濃度が低く、Pb/Zn比が0.2程度であり、越境汚染の影響はほとんど見られず、典型的な国内起源の石油燃焼粒子の輸送と推定された。

2013年1月のイベントでは28日から30日にかけて全地点で濃度ピークが観測され、経度による濃度減衰は緩やかで、ピーク出現時刻の差はなかった。2012年1月と同様に、0.6を超えるPb/Zn比が多く観測されていることから、石炭燃焼粒子を主とする微小粒子の越境汚染の可能性が高い。総観気象は、2013年1月下旬には日本付近は広く移動性高気圧に覆われていたため、移動性高気圧周回流型の輸送により、広範囲かつ長時間にわたって高濃度が継続したものと推定された。

図(6)-4に越境汚染時の後方流跡線の典型例を示す。PM_{2.5}高濃度が観測された気塊はいずれも中国の大都市を通過後、日本国内を経ることなく日本海上を輸送されて各観測地点に到達したことが確認された。
図(6)-2 対馬、隠岐、京丹後、佐渡における鉛濃度の経時変化(左上：2012年1月、右上：2012年5月、左下：2012年7月、右下：2013年1月)

図(6)-3　対馬、隠岐、京丹後、佐渡におけるPb/Zn比の経時変化(左上：2012年1月、右上：2012年5月、左下：2012年7月、右下：2013年1月)
図(6)-4 2012年1月及び2013年1月の高濃度時における後方流跡線（上段：2012年1月14日0時、下段：2013年1月30日12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。）

図(6)-5に、2012年1月、5月、7月及び2013年1月の対馬、隠岐、京丹後、佐渡におけるバナジウム濃度の経時変化を、図(6)-6に、バナジウム/マンガン比(V/Mn比)の経時変化を示す。V/Mn比の算出に当たっては、マンガン濃度が $ 1ngm^{-3} $ 未満であったデータを棄却した。上述の鉛濃度と異なり、バナジウム濃度は2012年5月、7月の順に高く、2012年1月及び2013年1月は極めて低濃度の時間が多かった。低濃度ながら1月は対馬より京丹後が低く西高東低の傾向がみられるが、5月、7月は対馬、隠岐と京丹後の差が少ないため、越境汚染ではなく国内汚染の影響による高濃度と考えられる。5月、7月は対馬、既往研究 $ ^{1)} $ 、 $ ^{2)} $ 、 $ ^{3)} $ によると、PM $ _{2.5} $ 中のV/Mn比は、現在の日本の都市大気では概ね0.1～0.2程度であり、石炭燃焼起源の影響が大きい場合には低く、重油燃焼起源の影響を受けると高くなることが明らかになっている。

鉛濃度とPb/Zn比が高い2012年1月及び2013年1月は，V/Mn比は概ね0.2以下と低く，石炭燃焼起源の影響が大きいと考えられる。2012年5月は4観測期間のうちで最もバナジウム濃度が高くなっているが、対馬、隠岐、京丹後におけるV/Mn比は概ね0.3～1.7程度で変動は少なく、石炭燃焼粒子とともに石油系燃焼粒子の影響が輻輳していると推定される。7月は、5月に比べてバナジウム濃度は低いが、4観測期間では最も高いV/Mn比が観測されており、越境汚染の影響はほとんど見られず、国内起源の石油燃焼粒子の輸送と推定される。図(6)-7に、京丹後でV/Mn比の上昇が観測された2012年7月30日0時の後方流跡線を示す。対馬、隠岐、京丹後では流跡線は近傍で停滞し、中国大陸からの輸送ではないことが確認された。
図(6)-5 対馬、隠岐、京丹後、佐渡におけるバナジウム濃度の経時変化(左上：2012年1月、右上：2012年5月、左下：2012年7月、右下：2013年1月)

図(6)-6 対馬、隠岐、京丹後、佐渡における V/Mn 比の経時変化(左上：2012年1月、右上：2012年5月、左下：2012年7月、右下：2013年1月)
図(6)-7 2012年7月の高濃度時における後方流跡線（2012年7月30日9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。）

## (2) 鉛越境汚染の寄与評価

図(6)-8に、2012年1月及び2013年1月の観測期間中にPM_{2.5}の高濃度が観測された時間帯における遠隔地及び都市の鉛濃度の経度変化を示す。具体的には、2012年1月13日6時から14日6時まで及び2013年1月30日6時から2月1日6時までの平均値である。前項で述べたとおり、低濃度であった佐渡を除き、中国北中部からの輸送があったと推定される。東大阪を除く都市の鉛濃度は遠隔地との差がほとんどなく、PM_{2.5}の高濃度と同期する鉛の高濃度は、越境汚染に起因すると考えられた。

既往研究 $ ^{4)} $ では、黄砂の場合、濃度が1/2になる距離は約450km、PM $ _{2.5} $ の主要な成分である硫酸イオンや鉛では、この距離が470～490kmと報告されている。対馬から京丹後の距離は約550kmであり、計算上は約1/2弱に減衰すると考えられる。図(6)-8に示す2013年1月の例は、ほぼ同程度の濃度減衰が観測されているが、2012年1月の例では、濃度減衰の程度がこれより大きく、輸送形態の差によるものと考えられた。

東大阪は対照地点の京丹後及び大津に比べて特異的な高濃度を示しており、地域的な発生源による影響が示唆された。

図(6)-8 2012年1月及び2013年1月に観測された高濃度時間中におけるPM_{2.5}中の鉛濃度の経度変化（左：2012年1月13日6時から14日6時まで、右：2013年1月29日6時から2月1日6時まで）
## （３）大気エアロゾル化学成分連続自動測定装置ACSA-08による観測結果

2013年3月から2014年2月までの1年間の観測結果を表(6)-1に示す。2012年6月から2014年2月までの月別観測結果を表(6)-2に示す。なお、1時間毎のサンプリング及び分析を実施した2011年9月から2012年5月については、測定精度等の問題があり、データの集計から除外した。

本研究では、(1)FRM-2025(1試料あたり12時間採取)で採取した試料のイオン成分分析結果との比較によるACSA-08観測結果の検証、(2)2013年5月に観測された隠岐から京丹後に輸送されたエアロゾルの粒経別イオン成分の変化について報告する。

表(6)-1 隠岐及び京丹後における通年観測結果（2013年3月1日から2014年2月28日まで）

測定項目	測定地点	隱岐	京丹後
PM2.5質量濃度[ $ \mu $ g m $ ^{-3} $ ]	データ数	4147	4117
平均値	14.4	12.5
最高値	83.3	91.0
最低値	-0.1	-0.2
35 $ \mu $ g m $ ^{-3} $ 超過データ数	187	113
70 $ \mu $ g m $ ^{-3} $ 超過データ数	11	9
PM10-2.5質量濃度[ $ \mu $ g m $ ^{-3} $ ]	データ数	4147	4117
平均値	17.6	9.1
最高値	132.8	89.2
最低値	-0.4	-2.1
元素状炭素(OBC)[ $ \mu $ g m $ ^{-3} $ ]	データ数	4147	4117
平均値	0.1	0.2
最高値	2.3	3.6
最低値	-0.3	-0.3
PM2.5中の硝酸イオン(NO $ _{3} $ )[ $ \mu $ g m $ ^{-3} $ ]	データ数	4111	3947
平均値	0.5	0.5
最高値	12.3	6.9
最低値	0.0	0.0
PM2.5中の硫酸イオン(SO $ _{4} $ $ ^{2-} $ )[ $ \mu $ g m $ ^{-3} $ ]	データ数	4111	3947
平均値	3.9	1.9
最高値	31.4	23.1
最低値	-5.6	-3.9
PM10-2.5中の硝酸イオン(NO $ _{3} $ )[ $ \mu $ g m $ ^{-3} $ ]	データ数	4111	3947
平均値	0.8	0.6
最高値	10.6	8.8
最低値	-0.1	-0.1
PM10-2.5中の硫酸イオン(SO $ _{4} $ $ ^{2-} $ )[ $ \mu $ g m $ ^{-3} $ ]	データ数	4111	3947
平均値	1.0	0.7
最高値	18.4	20.8
最低値	-5.2	-4.0
表(6)-2 大気エアロゾル化学成分連続自動分析装置 ACSA-08 による観測結果。

表(6)-2 大気エアロプ化学成分連続自動分析装置ACSA-08による観測結果
## 1 ）同期観測結果との比較による観測結果の検証

図(6)-9に、同期観測のフィルタサンプリングによるイオン成分分析結果と、ACSA-08による硝酸イオン及び硫酸イオン観測結果の比較を示す。同期観測で用いたサンプラーはFRM-2025D（隠岐はFRM-2025）、フィルタの材質は石英、サンプリング時間は12時間であった。ACSA-08は、フィルタの材質はPTFE、サンプリング時間は2時間である。フィルタサンプリング（12時間）に対応する時間のACSA-08のデータ（2時間×6データ）の平均値を取り比較した。なお、2013年冬季は隠岐でFRM-2025の故障停止により比較できなかった。

図(6)-9 全国同期観測で得られたPM_{2.5}イオン成分の分析結果とACSA-08観測結果の比較。上：硝酸イオン、下：硫酸イオン。時間分解能は12時間である。

硝酸イオンは、隠岐、京丹後ともに都市観測地点と比べると極めて低濃度であり、分析精度の問題はあるものの、ACSA-08の方が高めに観測される傾向があった。フィルタサンプリングについては、気温が高くなるとサンプリング・アーティファクトにより捕集された硝酸イオンが揮散することが知られており、揮散の程度はサンプリング時間が長いほど大きくなるとされている。1試料あたりの採取時間がACSA-08は2時間、FRM-2025が12時間であることから、ACSA-08の方がアーティフアクトにより揮散する硝酸イオンが少なかったためと考えられる。

硫酸イオンは、隠岐、京丹後ともに都市観測地点より低濃度であった。京丹後ではおおむね一致し、隠岐ではフィルタ分析結果の方が高く観測された。低濃度域では、校正値や測定値の変動があり評価が難しいが、隠岐ではフィルタ試料が高濃度であるにも関わらず、ACSA-08が低濃度を示す試料があった。この時間には、ACSA-08のPM_{10-2.5}に硫酸イオン濃度の上昇が観測された。試料大