Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
図(2)-34 1345cm^{-1}付近でのエアおよびエア希釈p-ニトロフェノールスペクトル

次にニトロメタン測定時と同様炭化水素の干渉影響を評価するために表2-2に示した校正ガスそれぞれ100ppbvからなるサンプルガスを用いて、同様な波長領域でのスペクトルを採取した。その際のスペクトルと図(2)-34に示したairのスペクトルを図(2)-35に示す。この際、58種類炭化水素混合ガスには水分が存在しないため、水によるピークは確認されなかった。一方この波長領域において炭化水素混合ガスは常にairスペクトルのベースラインとほぼ等しい値となっており、この領域において対象とした58種類の炭化水素の干渉は存在しないことが確認された。

図(2)-36には改良型CW-CRDS装置を用いてp-ニトロフェノールを計測した際の校正直線を示す。今回校正を行った200ppbvまでの範囲で非常に高い直線性を示していることが確認された。また、この図からもとめた検出限界は5ppbvであり初期型CW-CRDS装置での検出限界が110ppbvであったことを考えると劇的に改善されていることが確認された。なお、この検出限界算出の際に変動は2σとし、1秒ごとのデータを5秒分移動平均した値を60秒間測定しσの算出を行った。
図(2)-35 炭化水素58成分混合ガスとairスペクトル

図(2)-36 改良型CW-CRDS装置によるp-ニトロフェノールの校正直線および検出限界

上記のように自動車排出ガス中にはp-ニトロフェノールのほかにo-ニトロフェノールも存在する。これらふたつを比較するとp-ニトロフェノールの方が強い毒性を示すため、自動車排出ガス計測の際には、正確な毒性把握のために、o-ニトロフェノールの影響を排除しp-ニトロフェノールのみを計測する必要がある。図(2)-37にはNISTのデータベースより得られたp-ニトロフェノールおよびo-ニトロフェノールのスペクトルを示す。これによるとふたつのスペクトルの間には若干のピーク
のずれが存在し、今回対象とした1345cm $ ^{-1} $ 付近はp-ニトロフェノールのピークにはほぼ一致しているがo-ニトロフェノールのピークからは若干ずれていることが確認される。したがって、今回選択した波長ではp-ニトロフェノールに対してo-ニトロフェノールより高い感度を示すと思われる。

図(2)-37 広域での$p$-ニトロフェノールおよび$o$-ニトロフェノールのスペクトル

そこで今回測定波長としている1345.3cm^{-1}においてp-ニトロフェノール、o-ニトロフェノール双方のサンプルガスを用いて校正直線を求めた。その結果を図(2)-38に示す。これによるとp-ニトロフェノールのシグナルは同一濃度のo-ニトロフェノールのシグナルの5倍以上高いため、同程度の濃度であればp-ニトロフェノールのシグナルが支配的となることが確認された。

ただし上記のように$p$-ニトロフェノールのシグナルが支配的となるためには$o$-ニトロフェノールの量が$p$-ニトロフェノールと同程度以下である必要があり、その条件が成り立っているかを確認する必要がある。その方法として$p$-ニトロフェノール、$o$-ニトロフェノールそれぞれの蒸気圧の違いを利用することができる。$p$-ニトロフェノールは融点が$105^{\circ}C$であるのに対して$o$-ニトロフェノールは$45^{\circ}C$である。今回の測定おいては前記のように配管を$150^{\circ}C$程度まで加熱しているが、この加熱をやめて$45^{\circ}C$程度としたところ、$p$-ニトロフェノールのシグナルは配管への吸着の影響で消滅したが、蒸気圧の高い$o$-ニトロフェノールに関しては$150^{\circ}C$に加熱している場合と同等であった。このことから配管温度を$45^{\circ}C$にすることにより、選択的に$o$-ニトロフェノールを計測が可能である。したがって、試験をする際にまずこの手法で$o$-ニトロフェノールを測定し、その後配管を加熱し$p$-ニトロフェノール（と$o$-ニトロフェノール）のシグナルを測定することにより、$p$-ニトロフェノールのシグナルのみを抽出することが可能となる。
図(2)-38 1345.3cm^{-1}におけるp-ニトロフェノールおよびo-ニトロフェノールの校正直線

## （7） 改良型CW-CRDS装置による新短期規制適合ディーゼル車の排出ガス測定

改料化がCW-CRDS装置を用いて、初期型CW-CRDS装置でも測定を行った新短期規制適合ディーゼル車の排出ガス測定を行った。図(2)-9に諸元が示されている車両を使用してニトロフェノールの測定を行った。ただし、ニトロメタン、 $ NO_{2} $ に関してはすでに初期型装置である程度測定ができているため今回は実施しなかった。図(2)-39に今回の試験装置概要を示す。試験車両はシャーシダイナモに乗せ、過渡運転を行う。その際の排出ガスは全量希釈装置(CVS)に全量が導入される。このCVS内ではHEPAフィルタ、チャコールフィルタにより浄化された希釈ガスと混合希釈されたのち、 $ 40m^{3}/min $ 一定の流速で流通する。この希釈により、排出ガス中の水等の析出、その他成分の化学変化等が抑制される。自動車からの排出ガスの流速は時々刻々運転状態により変化するが、このCVS内で希釈されたガスは一定流速となる、すなわち排出ガスと希釈ガスの混合割合を変化させ一定流速を保つ。CVS内で十分に攪拌された希釈ガスをCW-CRDS装置により計測した。排気全量を希釈したのち、一定流量でCVS内を流通させるため、このCVS流通時の対象成分濃度をCW-CRDS装置により測定することにより、自動車からの対象成分排出総量を容易に計算することが可能となる。図(2)-40には実験時の写真を、図(2)-41にはシャーシダイナモの写真を、さらに図(2)-42にはCVSの写真をそれぞれ示す。
図(2)-39 排ガス測定試験装置概要

図(2)-40 実験風景
図(2)-41 シャーシダイナモ写真

図(2)-42 全量希釈装置(CVS)写真
図(2)-43 新短期規制適合トラックからのo-ニトロフェノール測定結果

上記のような測定装置を用いて、p-ニトロフェノールの排出量を算出するためにo-ニトロフェノールの測定を行った。その結果を図(2)-43に示す。図(2)-43上段には今回走行したモードの速度プロフェイルを示す。今回使用したモードは日本の重量車用認証モードであるJE-05モードである。このモードは日本国内での重量車の平均的な過渡運転履歴から算出された日本での実走行に近い状態を模擬するモードである。この結果をみるとo-ニトロフェノールは1400秒以降の高速モードを中心に最大100ppbv程度排出されていることになるが、この事実は国立環境研のグループによるPTR-MSでの測定結果と大きく矛盾する結果となる。ただし、今回の結果をo-ニトロフェノールではなくp-ニトロフェノールの校正直線を用いて校正を行うと後述するp-ニトロフェノールの測定結果とよい一致を示すだけでなく、国立環境研のグループのPTR-MSの結果とも一致する。したがって、今回計測された物質はo-ニトロフェノールではなくp-ニトロフェノールと考えるのが妥当である。サンプルガスを用いた初期検討では配管温度を45℃程度に設定することによりo-ニトロフェノールのみ検出されp-ニトロフェノールは検出されなかった。これは室温のサンプルガスを使用したためであり、実際の排気ガス温度は特に高速モードで希釈したのも70℃程度の温度であるため、その結果p-ニトロフェノールが吸着されず検出されたものと思われる。つまりここで確認され
たものはすべてp-ニトロフェノールであり、o-ニトロフェノールはほとんど存在しないと考えるのが妥当である。

図(2)-44 JE05モード（cold/hot）におけるp-ニトロフェノールプロファイル

図(2)-44に新短期規制適合トラックからのp-ニトロフェノールの排出プロファイルを示す。モードは先ほどと同様JE05モードとし、冷態からエンジンを始動させモードを走行するcold試験と完全に暖気させた状態からモードを走行するhot試験の双方の結果を示す。この結果をみると、cold試験の前半に100ppbv程度の排出が確認され、その後エンジンが温まるとhotモードとほぼ同様な排出パターンとなることが確認された。また、暖気後の排出濃度は最大で50ppbv程度と国立環境研のPTR-MSでの結果と大まかに一致する。ただし、CW-CRDS装置で測定した結果が数倍高い値となっているが、これはCW-CRDS装置のサンプルラインが150℃程度に加熱されているのに対して、PTR-MSの配管は加熱されていなかったため、壁面での吸着が起きていたことが考えられる。
## （８）改良型CW-CRDS装置による新長期規制適合ディーゼル車の排出ガス測定

次に新長期規制に適合したトラックの排出ガス中のp-ニトロフェノール、ニトロメタンの排出を調査した。試験に使用した車両の諸元および写真を図(2)-45に示す。新長期規制適合のための新たな後処理技術としてDiesel Particulate Filter(DPF)と尿素SCRシステムがあげられるが、本車両はDPFのみを採用しており、尿素SCRシステムによるNOx低減は行っていない。またDPFは排気ガスを多孔質フィルタに流通させることにより、排気ガス中の粒子状物質(PM)を除去する機構である。この装置を有する車両の特徴として、フィルタがPMにより満たされてくると、フィルタに燃料を噴射しその場で燃焼を発生させ、DPF温度を上げることによりフィルタに捕集されたPMを燃焼により除去する周期再生と呼ばれる周期的制御を有している点である。また、DPFの前段には排気ガス中の有機物を除去することを目的とした酸化触媒(DOC)も備えている。本車両は規制ガス(NOx、CO、NMHC)の排出が前記の新短期適合車両より少ないため、対象となるp-ニトロフェノール、ニトロメタンも排出量が少なくなると思われるためCVSの流量は40 m³/minではなく10 m³/minとした。

Vehicle	Diesel
Engine Type	L4, DI
Intake Management	I/C-T/C, EGR
Displacement (L)	2.99
Max. Power (kW/rpm)	110/3000
Transmission	6MT
After Treatment Device	DOC DPF
Emission Regulation	'2005 Japan

図(2)-45 試験に使用した新長期規制適合車両の写真および諸元

図(2)-46に新長期適合車両からのp-ニトロフェノール測定結果を示す。モードは新短期規制適合車両の試験時と同様に、JE05モードとした。今回の計測ではp-ニトロフェノールはほとんど測定されなかった。高速モードで若干排出されているように見えるが、これはCVS流量を10m³/minとしたため、水分濃度が高くなったことに起因する水の干渉によるものである。
図(2)-46 新長期適合車両からのp-ニトロフェノール排出測定結果

つぎにニトロメタンおよびNO₂の測定結果を図(2)-47に示す。この図にはコールド試験、ホット試験双方の結果を示す。なお、この試験時にはCVS流量を40m³/minと新短期規制適合車両を試験したときと同じ値に設定した。この結果で特徴的なのが、ホット試験の方がコールド試験の結果より高い値を示している点である。この傾向はニトロメタン、NO₂双方に確認でき、それぞれの排出パターンはコールド試験の高速走行時に若干の違いが確認できるものの、ほぼ同一の結果となった。したがって、ニトロメタンとNO₂の排出には強い相関があるものと思われる。新短期規制適合車両と排出量を比較する。NO₂に関しては、図(2)-10に示される新短期規制適合車両の結果と図(2)-47に示した新長期規制適合車両の結果はほぼ同等となっている。図(2)-48に自動車排出ガス規制値の変遷を示すが、これによると新短期規制のNOx規制値は3.38g/kWh、新長期規制値は2.0g/kWhである。つまりこの2台の車両ではNOxの排出量が4割程度削減されているはずであるが、NO₂の排出量には差が無い。つまりNOxの削減はNOで行われており、毒性の強いNO₂に関しては新しい規制に適合していても排出レベルが変化していないと言える。さらにニトロメタンでは図(2)-12の結果と比較すると、新しい規制に適合している新長期規制適合車からは、50倍程度のニトロメタンが排出されていることになる。以上のことから、自動車排出ガスのNOx規制の値を厳しくした場合に、毒性の低いNOの排出を削減することにより、達成し結果として毒性の高いNO₂の排出
に変化のないケース、規制ガスの排出を削減した結果、未規制物質であるニトロメタンの排出が大幅に増加していることが確認された。

図(2)-47新長期適合車両からのニトロメタンおよびNO_{2}排出測定結果
図(2)-48 日本の重量車排出ガス規制の歴史 $ ^{6)} $

前記のように今回試験を行った車両はDPFを備えており、周期再生を行うことでDPFに溜まった粒子状物質の除去を行う。したがって、この際の排出ガスも確認しておく必要がある。そこで、車両を60 km/hで定常走行させ、再生が発生した際のp-ニトロフェノール、ニトロメタンの排出量を調査した。その結果を図(2)-49に示す。これによると再生開始時にp-ニトロフェノールの排出ピークが確認できる。その排出レベルは50 ppbv程度であり、開始時に排出されたのちは再生中でも通常時同様に排出は確認されなかった。図(2)-50には同じく60 km/h定常走行中に再生が発生した際のニトロメタンの排出プロファイルを示す。再生が起きる前は定常走行中の排出濃度は300 ppbv程度であるが、p-ニトロフェノールと同様に再生開始時にピークが確認できそのピークの最高濃度は500 ppbv程度である。その後再生中にニトロフェノールはそれ以前の定常走行時の排出量と比べても徐々に減少していく。そして再生が終了すると再び排出量は増加し、400 ppbv近辺で安定する。このように再生前後、再生中で排出挙動が大きく変化することから、ニトロメタンの生成にはDPFの状態が大きく影響する、すなわちDPFによりニトロメタンが生成されている可能性があると思われる。
図(2)-49 DPF付車両の再生中のp-ニトロフェノールプロファイル

図(2)-50 DPF付車両の再生中のニトロメタンプロファイル

## （9） 今回計測されたニトロメタン、ニトロフェノールの排出が社会に与える影響評価

今回のプロジェクトの結果より、新短期規制適合トラック、新長期規制適合トラックからのニトロメタン、p-ニトロフェノールの排出レベルが明らかとなった。ただし、今回確認されたレベルが、実際に沿道等周辺環境およびそこで生活する人々にどのような影響を与えるかを明らかにする必要がある。ただし、自動車排出ガスの拡散状況、p-ニトロフェノール、ニトロメタンの許容暴露濃
度等不明な点が非常に多いため、影響の評価は非常に困難である。そこで今回は比較的毒性に関する知見があり、我々が自動車排出ガス中の濃度と沿道の濃度に関して調査を行ったことがある $ NO_{2} $ と比較することにより、p-ニトロフェノール、ニトロメタンの暴露状況を推測する。

図(2)-51には車両にNO₂測定装置を搭載し、走行中の車道上および車室内のNO₂濃度を測定した例である。AからHまでのアルファベットは図(2)-52に示した試験の走行経路上のアルファベットと対応している。ここでEからFの間は総延長10 km程度のトンネルであった。これをみると車道上のNO₂濃度と車室内のNO₂濃度はほぼ等しい、つまり自動車排出ガスにより高められた車道上NO₂濃度がそのまま、自動車乗員に暴露されていることが確認された。つまり、自動車排気ガスの影響を最も受けやすい人々は車道上を走行中の車両の乗員と考えることができる。この乗員への影響を考える上で、簡単のため車道上大気に影響を与えているのはすべて、現在走行している車両の中では有害物質の排出量が非常に多い、新短期規制適合車両によるものと考える。そうすると前記の新短期規制適合車両からのNO₂排出量は5 ppmv程度であった。また、図(2)-51より、トンネル内は特殊な条件なので無視すると、車道上は250ppbvであったことを考え、ニトロメタン、p-ニトロフェノールも同様な割合で車道上に広がると考えると、新短期規制適合トラックからのp-ニトロフェノールが60 ppbv程度、ニトロメタンが50 ppbv程度であったことを考えると、それぞれ車道上には3 ppbv、2.5 ppbv程度存在すると考えられる。

図(2)-51 高速道路車道上および走行中車両内のNO_{2}濃度（空調モード：外気導入）
図(2)-52 高速道路上NO_{2}測定試験時の走行経路

表(2)-3 NO_{2}との比較より考えられる各種車道上濃度と許容濃度

化学種	新短期車	車道上濃度	労働環境許容8時間平均値(ACGIH-TWA)	一般環境許容1時間平均値(EPA短期暴露)
NO2	5 ppm	250 ppb	3 ppm	100 ppb
ニトロメタン	50ppb	2.5 ppb	20 ppm	666ppb
P-ニトロフェノール	60 ppb	3 ppb	-(3 ppm)	-(100 ppb)

この車道上予測濃度と暴露許容濃度の比較により、それぞれの物質が問題なのかそうではないのかを考える。まず一般的に用いられる許容濃度としてACGIH-TWAがあるが、これは作業環境での8時間平均暴露許容濃度である。 $ NO_{2} $ は3 ppmv、ニトロメタンは20 ppbvという値があるが、p-ニトロフェノールは値が定められていないため、 $ NO_{2} $ と同じ3 ppmvとかんがえても、これらの値は路上濃度予測値とくらべ非常に高い値である。つまり、道路上を作業環境と考えると、特に問題となるレベルではない。ただし道路上は、作業環境という側面があるものの、健康管理をされた健常者のみが使用する場ではなく、乳幼児、老人、病人等の弱者も移動のために使用するので一般環境としても考える必要がある。一般環境としては $ NO_{2} $ に対してEPAが近年1時間暴露指針値を100 ppbvと定めたが、ニトロメタン、ニトロフェノールに関してはそのような短期暴露に関する報告
はない。そこで、ACGIH-TWAとEPA短期暴露指針値の割合と同じ割合でニトロメタン、p-ニトロフェノールの短期暴露許容値を推定するとそれぞれ666 ppbv、100 ppbvとなるが、これと比較しても車道上濃度予測値は十分に低い値である。以上のことから、今回排出が確認されたニトロメタン、p-ニトロフェノールの排出量は社会的に大きな問題とならないレベルと考えられる。この試算を表(2)-3に示す。

ただし、今回より厳しい規制に適合している新長期規制適合トラックにおいて、新短期規制適合トラックとくらべ非常に高いニトロメタンが計測されており、今後も規制成分だけでなく未規制有害物質の排出状況を監視していく必要がある。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

今回開発したCW-CRDS計測装置は従来から行われているパルス-CRDS計測に比べ、線幅が細く、干渉物質の影響を受けにくいため、自動車排出ガス等の様々な物質が存在する条件下での計測に有利である。一方でその不安定さから、それらの用途へ応用された例は報告されていない。したがって今回の開発した装置が世界で初めてである。この装置の性能も、計測の難しいニトロメタン、ニトロフェノールを数ppbvの検出限界で30分程度の長時間1Hzのリアルタイム計測が可能と、従来の技術と比較すると非常に高性能である。また、得られた測定結果に関して、本プロジェクトでの赤外分光、国立環境研でのPTR-MSというそれぞれ違った計測法で同様な結果が得られており、このように非常に高い信頼性を持った計測結果の検証を行った例はほかにない。

## （２）環境政策への貢献

今回の結果により自動車排出ガス中にニトロメタン、p-ニトロフェノールが含まれていること、さらにはこれらの物質が社会へ与える影響が現状では少なく、早急な行政対応が必要ではないことが確認された。また一方で、自動車排出ガス規制が厳しくなる一方で、その厳しい排出ガス規制に適合させるための技術により、未規制有害物質の排出増加が発生していることを、新長期規制適合車両、新短期規制適合車両のニトロメタン排出量比較によりえられた。これより、単純に規制値を厳しくすれば環境は改善するわけではなく、常に未規制物質の排出実態を注視しなければならないことが示された。

## 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

<査読付論文に準ずる成果発表>

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) S. Inomata, K. Tanimoto, Y. Fujitani, H. Yamada, S. Hori, A. Shimono, T. Hikita, “Real-time measurements of nitrogen-containing organic compounds emitted from diesel vehicle exhaust” The 1st Asian & Oceanic Mass Spectrometry Conference, Tsukuba, Japan (2010)

2) 藤谷雄二・猪俣敏・関本奏子・谷本浩志・山田裕之・堀重雄・下野彰夫・疋田利秀、“ディーゼル車排ガス中のガス状二トロ有機化合物の排出”，第51回大気環境学会年会，大阪，(2010)

3) 猪俣敏・谷本浩志・藤谷雄二・山田裕之・堀重雄・下野彰夫・疋田利秀、“ディーゼル車排ガス中の含窒素有機化合物のリアルタイム計測”自動車技術会2010年春季大会，横浜，49-10(2010)11-14

4) 関本奏子・猪俣敏・谷本浩志・藤谷雄二・山田裕之・堀重雄・下野彰夫・疋田利秀，“PTR-MS を用いたディーゼル車排ガス中ガス状二トロ有機化合物のリアルタイム測定”大気環境討論会，首都大学東京(2010)

5) K. Sekimoto · S. Inomata · H. Tanimoto · Y. Fujitani · H. Yamada · S. Hori · A. Shimono · T. Hikida, “Dependence of driving condition on emission factor of nitrated organic compounds in diesel vehicle exhaust” 大気環境討論会，首都大学東京(2010)

6) K. Sekimoto, S. Inomata, H. Tanimoto, Y. Fujitani, H. Yamada, S. Hori, A. Shimono, T. Hikida, "On-line measurements of gaseous nitrated organic compounds in diesel vehicle exhaust by proton transfer reaction mass spectrometry" 5th International PTR-MS Conference, Obergurgl, Austria (2011)

7) H. Yamada “Real-time Monitoring of NOx by Mid-infrared Cavity Ring-down Spectroscopy”, 4th Workshop on “Quantum Dot and Nano-Engineered Semiconductor Lasers” and “Nanoanalytics”, The university of Tokyo, Komaba Research Campus, February 15 (2011)

8) 山田裕之・山本征生・戸野倉賢一、“赤外CW-CRDS分光法による自動車排出ガス中の窒素酸化物計測手法の開発”第52回大気環境学会年会、1A1000、長崎(2011)

9) H. Yamada, Y. Yamamoto, K. Tonokura, “New Technique of Nitrogen Compounds Causing Secondary Aerosol Formation in Automobile Exhaust Based on IR – CRDS” Proceedings of 15th ETH Conference on Combustion Generated Nanoparticles, Zurich, Switzerland (2011).

10) H. Yamada, “Real time measurement of $ NO_{2} $ from automobile exhaust with CW-IR-CRDS method”, ACS 242th National Meeting, Denver (2011)

11) H. Yamada, Y. Yamamoto, K. Tonokura, “Application of IR-CRDS for Detection of Nitrogen Oxide in Automotive Exhaust” Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Societies conference 2011, Reno (2011)

12) 猪俣敏・谷本浩志・伏見暁洋・佐藤圭・藤谷雄二・山田裕之・下野彰夫・疋田利秀，“ディーゼル車から排出されるニトロ有機化合物”、第28回エアロブル科学・技術研究討論会、京都(2011)

13) 伏見暁洋・猪俣敏・山田裕之・佐藤圭・藤谷雄二・橋本俊次・田邊潔、“酸化触媒付ディーゼル車から排出される粒子状PAHs及びPAH誘導体（oxy, nitro, methyl化体）”第52回大気環境学会
年会、1E1039、長崎(2011)

14) 佐藤圭・伏見暁洋・猪俣敏・谷本浩志・今村隆史・山田裕之、“酸化触媒付ディーゼル車からの粒子状ニトロ有機物のLC/MS分析”第52回大気環境学会年会、P-61、長崎(2011)

15) 猪俣敏・関本奏子・谷本浩志・藤谷雄二・伏見暁洋・佐藤圭・山田裕之・下野彰夫・疋田利秀、“高時間分解測定による排ガス中ニトロ有機化合物の排出特性”自動車技術会2011年秋季大会、131-11、札幌(2011)

16) S. Inomata, H. Tanimoto, Y. Fujitani, A. Fushimi, K. Sato, K. Sekimoto, H. Yamada, S. Hori, A. Shimono, T. Hikida, "On-line measurements of nitro organic compounds emitted from automobiles by proton transfer reaction mass spectrometry: Laboratory experiments and a field measurement" AGU Fall meeting 2011, Fan Francisco (2011)

17) 山田裕之・戸野倉賢一, “赤外CRDS分光法を用いた自動車排出ガス中の窒素化合物計測”, 日本機械学会2012年度年次大会,(2012),(採択済み)

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない

## （４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

当プロジェクトの研究成果に関して国民と対話する目的で高校生向けに“自動車排出ガス計測体験教室”を2011年9月23,24日,25日に実施。3日間で50人余りの高校生、大学生に自動車排出ガスが引き起こす大気汚染の現状と取り組みを紹介すると共に、計測装置を用いた測定体験を実施した

このイベントはS2-05、S2-06の共催として実施した。
大気汚染に関する講演

GC-MSを用いた分析

敷地横の道路での実際の沿道計測結果と車両通行量の関係算出

自動車排出ガス中の有害成分可視化実験
シャーシダイナモを用いた車両試験の見学、排出量計算
2011年9月23日/24日 自動車排出ガス計測体験教室

実際に自動車の排出ガス・空気中の

有害物質の測定をするなど、

体験しながら学べるイベントです。

大気汚染と環境問題について勉強しよう！

日時：9月23日、24日

各日15名程度

参加費は無料ですが事前予約が必要です

予約お問い合わせ 0422-41-3460

場所：交通安全環境研究所

主催

東京都市市渓大寺東町7-42-27、三隅駅より15分

隅市駅より15分

隅市駅より15分

後援 東京大学大学院新領域創成科学研究科環境システム学専攻

協力 ⊕ SHIMADZU HORIBA

TISF 東京国際科学フェスティバル

Tokyo International Science Festival

体験イベントチラシ（表）
## 自動車排出ガス計測体験教室

一講演“自動車の排出ガスと大気汚染”

大気汚染にはどのような歴史があるのか？、原因は何か？、どのような物質が問題なのか？を学習します。また最新の計測方法を紹介します。

一自動車排出ガス計測体験一

シャーシダイナモという自動車が実際に走っている状態を模擬する大型の装置を使った排出ガス試験を体験します。

一排出ガス微量成分分析一

ガスクロマトグラフという微量の化学物質の検出ができる装置で、排出ガス中にどんな有害物質が含まれているかを調べます。

一大気中の有害物質計測一

道路わきの空気に含まれる有害物質を計測し、道路上の車の状況と有害物質の状況の関係を調べます。

一大気汚染物質広域監視システム“そらまめくん”の紹介一

環境省が実施している大気汚染監視システムについて勉強します。

これらの体験を通して、自動車排出ガス、

大気汚染の実態とその取り組みを学びます

なお、本教室は受講後、いくつかの課題レポートを

提出していただきます。

提出いただいた方には後日修了証をお送りします。

本イベントは環境省環境研究総合推進費課題【S2-05】“超高感度分光法による

ニトロ化合物リアルタイム検出器の開発【S2-06】"PTR-TOFMSを用いたディーゼル車排ガス中ニトロ有機化合物のリアルタイム計測"の研究成果について

国民の旨様と対話させていただく目的で行います。

体験イベントチラシ（裏）
## （５）マスコミ等への公表・報道等

学生向けイベント“自動車排出ガス計測体験教室”開催時にプレスリリースを実施、交通毎日新聞に8月8日付で案内が掲載、またイベントレポートが交通新聞に9月27日付で掲載。

### 8 \. 引用文献

1) Nojima et al.: Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 31:1047-1051 (1983).

2) Tremp et al.: Water, Air, and Soil Pollution, 68:113-123 (1993).

3) 村田豊ら：自動車技術会論文集, 39:27-32 (2008).

4) NIST Chemistry web book: http://webbook.nist.gov/chemistry/

5) NIST/EPA Gas-Phase Infrared Database JCAMP Format, Stephen E. Stein:

http://www.nist.gov/srd/nist35.cfm

6) いすぶホームページ：http://www.isuzu.co.jp/technology/d_databook/regulation/regulation_01.html
# Development of Novel Real-time Detector of Nitro-compounds Using High-sensitivity Spectroscopy

Principal Investigator: Hiroyuki YAMADA

Institution: National Traffic Safety and Environment Laboratory (NTSEL)

7-42-27 Jindaiji-Higashimachi, Chofu, Tokyo, Japan 182-0012

h-yamada@ntsel.go.jp

Cooperated by: The University of Tokyo

## [Abstract]

Key Words: Automobile exhaust, Nitromethane, Nitrophenol, Infrared spectroscopy, Continuous wave cavity ring down spectroscopy

This study developed a high sensitivity measurement technique of nitro-organic compounds for an automobile exhaust gas based on infrared cavity ring down spectroscopy. For nitro species, we set nitromethane and nitrophenol for target species.

We chose external cavity continuous wave quantum cascade laser for light source. CRDS with continuous wave (CW) laser has a feature that it is hardly affected by interferences from other species compared with pulsed CRDS. It is because; line widths of CW-IR laser are usually quite narrow less than 0.0001 $ \mu $ m. However the equipments are quite sensitive and it is difficult to achieve steady measurements. Therefore, there was no report developing the measurement device according this basis and put it into practical use. Thus our CW laser based CRDS system is a pioneer in the world for put it into practical uses. Detection limits for $ NO_{2} $ , nitromethane and p-nitrophenol were 2 ppbv, 3 ppbv and 5 ppbv respectively and can perform steady measurement more than 30 minutes with every second data monitoring. To prevent interferences from other species, which is often causes some problems when performing IR absorption measurement, gas dryer and $ NO_{2} $ decomposing converter were used. In addition, we checked the effects of interference from 58 hydrocarbon species and they have no effect on measuring nitromethane and p-nitrophenol.

The shapes of nitromethane and nitrophenol emissions from a light duty truck in JE05 mode were consistent with the data by PTR-MS performed by NIES research team. Emission levels of nitromethane and p-nitrophenol are low and there effects on environments along the road and human health seem to be negligible.

We compared the emissions of nitromethane and nitrophenol from two trucks. One meets Japanese emission regulation in 2003 and another meets that in 2005. The emission of NOx from new truck was lower than old truck. But nitromethane emission from new truck was 50 times higher than that from old truck, suggesting recent devices which are attached to reduce regulated emissions have a possibility to
increase non-regulative toxic species in vehicle exhaust.
平成21年度環境省 環境研究・技術開発推進費 戦略指定領域（3）S2-05

## 超高感度分光法によるニトロ化合物リアルタイム検出器の開発

キャビティーリングダウン分光(CRDS)法

(独)交通安全環境研究所 山田裕之

東京大学大学院新領域創成科学研究科 戸野倉賢一

レーザー吸収法の感度は測定対象物内のレーザー光路長で決まる高反射率ミラーをセルの前後に向かい合わせで配置することにより、数十cm程度のセル長で数km以上の光路長が可能

様々な干渉物質を考慮し最適測定波長を決定

P-ニトロフェノールの干渉物質影響評価
開発装置によるNO2スペクトルと計算予測

計測結果は予測とよく一致し、計測が問題ないことを確認

短期規制適合トラックからの排出測定結果

排出ガス中のニトロメタン、p-ニトロフェノールのリアルタイム計測に成功、測定結果はPTR-MSでの結果とほぼ一致

## 本装置による検出限界 (1秒積算値)

NO_{2}

2 ppb

ニトロメタン

3 ppb

P-ニトロフェノール

5 ppb

## まとめ

世界で初めてCW-CRDS法を原理としたリアルタイム排ガス計測装置を開発

·高感度にニトロメタン、p-ニトロフェノールを測定可能であることを確認

·排出ガスを評価した結果、ニトロ化合物の環境へ

の影響は限定的

・厳しい規制に適合した車両から多量のニトロメタンが排出されている例を確認
第1節

地球温暖化対策の推進

## 1 地球温暖化対策の実施等

平成27年12月にフランス・パリで開催された国連気候変動枠組条約第21回締約国会議（COP21）では、京都議定書に代わる温室効果ガス削減のための新たな国際枠組みとして、パリ協定が採択された。

パリ協定を踏まえ、日本においては、28年春までに地球温暖化対策計画を策定する事が示されたことから、国土交通省においても、社会資本整備審議会環境部会及び交通政策審議会交通体系分科会環境部会における議論等を踏まえ、新たな計画に位置づける地球温暖化対策（緩和策）の検討を行った。

また、緩和策を最大限実施したとしても、気候変動の影響を完全には避けられないとの認識が広がっており、気候変動による悪影響へ備える適応策を実施することの重要性が指摘されていることから、省エネルギー対策や再生可能エネルギー導入に加え、適応策についても最大限の推進を図っていく。

図表Ⅱ-8-1-1 国土交通省の地球温暖化対策（緩和策）

資料）国⼟交通省
## 2 地球温暖化対策（緩和策）の推進

## （１）低炭素都市づくりの推進

人口と建築物が相当程度集中する都市部において、都市機能の集約化とこれと連携した公共交通機関の利用促進、地区・街区レベルでのエネルギーの面的利用等のエネルギーの効率的な利用、みどりの保全・緑化の推進などによる低炭素まちづくりを促進する観点から施行された「都市の低炭素化の促進に関する法律」に基づき、市町村が作成する「低炭素まちづくり計画」は、平成27年度末時点で22都市において作成されたところであるが、引き続き同計画に基づく取組みに対して、法律上の特例措置や各種の税制、財政措置等を通じ「低炭素まちづくり」を推進することとしている。

## （２）環境対応車の開発・普及、最適な利活用の推進

## ①自動車の燃費改善

「エネルギーの使用の合理化等に関する法律（省エネ法）」に基づく燃費基準の策定や自動車の燃費の公表等を行っている。自動車燃費基準小委員会（交通政策審議会の下部委員会）等を設置し、乗用自動車等の国際調和排出ガス・燃費試験法（WLTP）の導入に係る審議結果をとりまとめた。

なお、26年度に出荷されたガソリン乗用車の平均燃費値は25年度と比較して約4%向上しており、引き続きより一層の燃費改善を図ることとしている。

## ②燃費性能向上を促す仕組み

消費者が燃費性能の高い自動車を容易に識別・選択できるよう、自動車燃費性能評価・公表制度を実施している。なお、燃費性能については、ステッカーを貼付し、外形的に性能を識別できるようにしている。

## ③環境対応車の普及促進

平成27年度税制改正において、環境性能に優れた自動車（エコカー）に対するエコカー減税（自動車重量税及び自動車取得税）の要件を見直した上で、2年間延長するとともに、自動車税に加え軽自動車税のグリーン化特例の創設等を行い、税制優遇措置を実施している。

また、地球温暖化対策等を推進する観点から、燃料電池自動車、電気自動車、超小型モビリティの導入等に対する補助を行い、環境対応車を活用したまちづくり等を促進するとともに、トラック・バス事業者に、CNG自動車注やハイブリッド自動車、先進環境対応型ディーゼルトラックの導入に対する補助を行っている。

## ④次世代大型車等の開発、実用化、利用環境整備

低炭素化、排出ガス低減等の観点から、平成27年度より、高効率次世代ディーゼルエンジン、大型液化天然ガス自動車といった次世代大型車関連の技術開発及び実用化の促進を図るための調査研究を進めている。
## ⑤エコドライブの普及・推進

シンポジウムの開催や全国各地でのイベント等を関係省庁や地方運輸局等と連携して推進し、積極的な広報を行った。また、「エコドライブ10のすすめ」をもとに、エコドライブの普及・推進に努めた。さらに、トラック・バス事業者によるエコドライブの実施を普及・推進するため、エコドライブ管理システム（EMS） $ ^{注1} $ の導入等を支援している。

## （３）交通流対策等の推進

交通流の円滑化による走行速度の向上が実効燃費を改善し、自動車からの二酸化炭素排出量を減らすことから、様々な交通流対策を実施している。具体的には、都市部における交通混雑を解消させるため、都心部を通過する交通の迂回路を確保し都心部への流入の抑制等の効果がある、環状道路等幹線道路ネットワークの強化、交差点の立体化、開かずの踏切等を解消する連続立体交差事業等を推進するとともに、円滑かつ安全な交通サービスの実現のため、本格的な導入が開始されたETC2.0等を活用し、既存ネットワークの最適利用を図るなど道路を賢く使う取組みを推進している。さらに、自転車利用を促進するための環境整備を推進する。また、道路施設の低炭素化を進めるため、LED道路照明灯の整備等を実施している。

## （４）公共交通機関の利用促進

自家用乗用車から公共交通機関へのシフトは、自動車の走行量削減になり、地球温暖化対策の面から推進が求められている。このため、交通系ICカードの導入等情報化の推進、LRT/BRTシステムの導入や乗継ぎの改善等による公共交通利便性向上のほか、エコ通勤優良事業所認証制度による事業所単位でのエコ通勤の普及促進に取り組んだ。さらに、これまで実施した「環境的に持続可能な交通（EST）モデル事業」の取組み成果及び分析・検証結果について、EST実現に取り組む地域に対し情報提供を全国規模で実施した。

図表Ⅱ-8-1-2 モビリティ・マネジメントによる「エコ通勤」の推進

資料）国土交通省

## （５）物流の効率化等の推進

国内物流の輸送機関分担率（輸送トンキロベース）はトラックが最大であり、5割を超えている。トラックの $ CO_{2} $ 排出原単位注 $ ^{2} $ は、大量輸送機関の鉄道、内航海運より大きく、物流部門における $ CO_{2} $ 排出割合は、トラックが9割を占めている。国内物流を支えつつ、 $ CO_{2} $ の排出を抑制するために、トラック単体の低燃費化や輸送効率の向上と併せ、鉄道、内航海運等のエネルギー消費効率の良い輸送
機関の活用を図ることが必要である。更なる環境負荷の小さい効率的な物流体系の構築に向け、共同輸配送、モーダルシフト、大型CNGトラック等の環境対応車両の普及促進、物流拠点の低炭素化、港湾の低炭素化の取組みへの支援や冷凍冷蔵倉庫において使用する自然冷媒機器の普及促進を行っている。また、共同輸配送促進のためのマッチングの仕組みの検討、コンテナラウンドユース（往復利用）の推進、40フィート背高コンテナの鉄道輸送を可能とする低床貨車の開発、10トントラックと同等の大きさの鉄道用31フィートコンテナの導入補助等を実施しているほか、省エネ船の建造促進等内航海運・フェリーの活性化に取り組んでいる。加えて、「エコレールマーク」（平成27年8月末現在、商品161件（199品目）、取組み企業86件を認定）や「エコシップマーク」（27年2月末現在、荷主94者、物流事業者110者を認定）の普及に取り組んでいる。また、海上輸送と陸上輸送の結節点である港湾では、国際海上コンテナターミナルの整備、国際物流ターミナルの整備、複合一貫輸送に対応した国内物流拠点の整備等を推進することにより、貨物の陸上輸送距離削減を図っている。さらに、港湾においては、省エネルギー設備等の導入支援、静脈物流に関する海運を活用したモーダルシフト・輸送効率化の推進、再生可能エネルギーの導入円滑化及び利活用等の推進、CO₂の吸収に資する港湾緑地の整備や藻場等の造成に取り組んでいる。

このほか、関係省庁、関係団体等と協力して、グリーン物流パートナーシップ会議を開催し、荷主と物流事業者の連携による優良事業者への表彰や普及啓発を行っている。

図表Ⅱ-8-1-3 グリーン物流パートナーシップ会議を通じた取組みの推進

## 優良事業者表彰の概要

## 国土交通省関係表彰事例（H27年度）

## 国土交通省大臣表彰

事業名：「モーダルシフトに加えた総合的なグリーン物流への取組

## ◆国土交通省大臣官房物流審議官表彰

①事業名：「幹線輸送の共同化、施設利用の共用、集配作業の共同運営、

ITシステムの共通化による輸送事業の効率的運営及びCO_{2}削減による環境負荷低減」事業者：トナミ運輸(株)、第一貨物(株)、久留米運送(株)

②事業名：「やまや商流の焼酎センター運営と次世代モーダルシフトによる環境負荷低減の取り組み支援」

事業者：やまや商流(株)、センコー(株)、日本貨物鉄道(株)、小倉運送(株)、仙台運送(株)、SBSロジコム(株)、日本石油輸送(株)

## ◆グリーン物流パートナーシップ会議特別賞

資料）国土交通省

## （６）鉄道・船舶・航空における低炭素化の促進

## ①鉄道分野の更なる環境性能向上に資する取組み

鉄道は他のモードに比べて環境負荷の小さい交通機関であるが、更なる負荷の軽減を図るため、環境省と連携した鉄軌道関連施設や鉄軌道車両への低炭素化・省エネ化に資する設備等の導入促進のほ
か、環境性能向上に資する技術開発を推進している。

## ②海運における省エネ・低炭素化の取組み

内航海運においては、省エネに資する船舶の建造促進、革新的省エネ技術の実証支援等により、船舶の省エネ化を促進している。外航海運においては、国際的な枠組み作りと技術開発・普及促進一体的に推進する観点から、平成25年度より船舶からのCO $ _{2} $ 排出量の更なる削減を目的とした民間の技術開発を支援するともに、IMOにおけるCO $ _{2} $ 排出規制（燃費規制）の段階的強化及び燃費報告制度（実運航での燃費の「見える化」）等の国際的枠組み作りの議論を主導している。

## ③航空分野のCO_{2}排出削減の取組み

飛行時間・経路の短縮を可能とする広域航法（RNAV）、運航者が希望する最も効率的な高度を飛行できるUPR $ ^{注1} $ 方式の導入、最小のエンジン推力を維持し、降下途中に水平飛行を行うことなく継続的に降下する継続降下運航（CDO）方式の導入等の航空交通システムの高度化や、航空機用地上動力設備（GPU）の利用促進、空港内GSE $ ^{注2} $ 車両のエコカー化等のエコエアポートづくりを推進している。また、管制機関と航空会社が連携をとり、効率的な運航を目指す「アジア太平洋環境プログラム」（ASPIRE） $ ^{注3} $ へ参画するなど、国際的な取組みの強化も実施するほか、航空分野のCO $ _{2} $ 排出削減に向けた国際的枠組作りの議論を主導している。さらに、多様な関係者と協力しつつ代替航空燃料の普及促進に係る取組みを進めている。

## （7） 住宅・建築物の省エネ性能の向上

民生部門のエネルギー消費量は、他の部門に比べると増加が顕著であり、住宅・建築物の省エネルギー性能の向上は喫緊の課題である。

エネルギー基本計画等において2020年までに新築住宅・建築物について段階的に省エネルギー基準の適合を義務化することとされた等を踏まえ、平成27年7月に住宅以外の一定規模以上の建築物の省エネ基準への適合義務、省エネ性能の優れた建築物の認定制度や省エネ性能の表示制度等の措置を講ずる「建築物のエネルギー消費性能の向上に関する法律」（建築物省エネ法）が公布された。

さらに、省エネルギー性能を消費者に分かりやすく表示するため、住宅性能表示制度、CASBEE、建築物省エネルギー性能表示制度（BELS）等の充実・普及を図っている。

このほか、住宅・建築物の省エネ・省CO_{2}化等を推進するため、エコ住宅の新築やエコリフォームに対して、様々な商品等と交換できるポイントを発行する事業や、先導的な省CO_{2}技術の導入や省エネ改修、中小工務店によるゼロ・エネルギー住宅や認定低炭素住宅・建築物等の取組みに対する支援を行うとともに、（独）住宅金融支援機構の証券化支援事業の枠組みを活用した金利引下げ等を実施している。また、民間事業者等の先導的な技術開発の支援、設計・施工技術者向けの講習会の開催等により、省エネ住宅・建築物の設計、施工技術等の開発・普及を図っている。

さらに、既存ストックの省エネ対策を促進するため、既存住宅・建築物の省エネ改修工事に対する税制上の支援措置等を講じている。
## （８）下水道における省エネ・創エネ対策等の推進

高効率機器の導入等による省エネ対策、下水汚泥の固形燃料化等の新エネ対策、下水汚泥の高温焼却等による一酸化二窒素の削減を推進している。

## （９）建設機械の環境対策の推進

油圧ショベル、ブルドーザ等の主要建設機械について、燃費基準値を達成した建設機械を型式認定する制度等を実施している。また、これらの認定された建設機械の購入に対して低利融資制度等の支援を行っている。

## （10） 都市緑化等による $ CO_{2} $ の吸収源対策の推進

都市緑化等は、京都議定書に基づく温室効果ガス吸収量報告の対象となる「植生回復活動」として位置付けられており、市町村が策定する緑の基本計画等に基づき、都市公園の整備や、道路、港湾等の公共施設や民有地における緑化を推進している。

また、地表面被覆の改善等、熱環境改善を通じたヒートアイランド現象の緩和による都市の低炭素化や緑化による $ CO_{2} $ 吸収源対策の意義や効果に関する普及啓発にも取り組んでいる。

## 再生可能エネルギー等の利活用の推進

平成26年4月に閣議決定された「エネルギー基本計画」において、25年から3年程度、再生可能エネルギーの導入を最大限加速していくこととされていることを踏まえ、国土交通省では、空港施設等の広大なインフラ空間、河川流水、安定かつ豊富な下水道バイオマス等といった再生可能エネルギーのポテンシャルを活用した導入を推進している。

## （１）海洋再生可能エネルギー利用の推進

四方を海に囲まれた我が国は、豊富な海洋再生可能エネルギーに恵まれ、特に洋上風力発電は、今後の普及拡大が見込まれており、その立地場所として特に港湾への注目が高まっている。

そのため、港湾局において平成24年6月に導入プロセスを示したマニュアルを公表し、27年3月には、水域占用許可の審査の際の技術的な判断基準となる技術ガイドライン（案）を公表した。27年度においては、港湾における洋上風力発電施設の円滑な導入の促進に向け、港湾区域等の占用の申請を行うことができる者を公募により決定する制度の創設に取り組むとともに、運用指針の策定を進めている。

また、波力、海流等の海洋エネルギーについても、浮体式等発電施設の安全・環境面を担保するためのガイドラインの策定に向けた取組みを実施しており、関係省庁と連携して新たな海洋再生可能エネルギーの実現促進を図っている。

## （２）小水力発電の推進

河川等における低炭素社会に向けた取組みとして、小水力発電の導入を推進している。具体的には、登録制による従属発電の導入促進、現場窓口によるプロジェクト形成支援、砂防堰堤における小水力発電設備の導入支援を行っているほか、直轄管理ダム等においてダム管理用発電設備の積極的な導入による未利用エネルギーの徹底的な活用を図っている。