Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
して、現在２つの分子種についての学術論文の投稿を準備中である。

## （２）環境政策への貢献

本サブテーマは、従来の環境関連分子の計測の問題点を克服する新しい測定法の開発と、それを用いた環境関連物質の学術的な性質解明に重点を置いて行われた。本研究ではニトロ化合物を主な対象としたが、これに限らず測定する分子の化学的性質を理解した上で、環境計測を行うことが不可欠である。本研究では、提案した手法が特に異性体の分離計測に有効であることが示された。異性体の存在は環境関連分子の特徴の一つでもあり、それらは化学的・物理的性質とともに生体への影響が異なる。本研究は異性体種を分離した高感度質量分析法の結果を示すことにより、環境関連研究において異性体を考慮する必要性を強調した。環境計測における新しい手法として、フラグメンテーションを積極的に利用する本測定法の原理が活用されることが期待できる。本研究はその契機となるべく、実際のニトロ化合物を対象とした測定により、その有用性を実証した。

## 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

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）高下慶典、花田拓也、住田聖太、山崎勝義、高口博志：第27回化学反应討論会（2011） "Elucidation of three-body dissociation mechanism of nitromethane by UV absorption"

2) Y. Kohge, T. Hanada, M. Sumida, K., Yamasaki, H. Kohguchi: 14th Asian Chemical Congress (2011)

(Invited Talk) “Photodissociation Dynamics of Nitro-Compounds by Ion-Imaging”

3）高口博志：2011年日本化学会西日本大会（2011）

(依頼講演)「反跳速度測定によるニトロ化合物の微量分析と光解離ダイナミクス」

4) Hiroshi KOHGUCHI: The 16th East Asian Workshop on Chemical Dynamics (2012)

(Invited Talk) “Photodissociation dynamics of isomers of nitromethane and methyl nitrite”

## （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）

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) http://monographs.iarc.fr/ENG/Classification/index.php

2) S. Taneda et al.: Estrogenic and anti-androgenic activity of nitrophenols in diesel exhaust particles (DEP). Biol. Pharm. Bull. 27(6) 835–837 (2004).

3) Ogi, H. Kohguchi, D. Niu, K. Ohshimo, T. Suzuki : Super-resolution photoelectron imaging with real-time subpixelation by field programmable gate array and its application to NO and benzene photoionization. J. Phys. Chem. A., 113(52), 14536–14544 (2009).

4) R.S. Zhu, M.C. Lin: $ CH_{3}NO_{2} $ decomposition/isomerization mechanism and product branching ratios: An ab initio chemical kinetic study. Chem. Phys. Lett., 478, 11–16 (2009).

5) L. J. Butler, D. Krajnovich, Y. T. Lee, G. Ondrey and R. Bersohn: The photodissociation of nitromethane at 193 nm, J. Chem. Phys. 79, 1708–1722 (1983).

6) D. B. Moss, K. A. Trentelman and P. L. Houston: 193 nm photodissociation dynamics of nitromethane, J. Chem. Phys. 96, 237–247 (1992).
# Real-time Monitor of Nitro Organic Compounds from Diesel Vehicle Exhaust Using PTR-TOFMS

Principal Investigator: Satoshi INOMATA

Institution: National Institute for Environmental Studies (NIES)

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

Tel: +81-29-850-2403 / Fax: +81-29-850-2579

E-mail: ino@nies.go.jp

Cooperated by: Hiroshima University

## [Abstract]

Key Words: Nitro Organic Compound, Diesel Vehicle Exhaust, PTR-TOFMS, Ion-imaging, Isomer Separation

Nitro-organic compounds in automobile exhaust were measured in real time by proton transfer reaction (time-of-flight) mass spectrometry (PTR-(TOF)MS) with a chassis dynamometer. Four test vehicles were used: a diesel vehicle with an oxidation catalyst only (DOC vehicle), a diesel vehicle with a diesel PM- $ NO_{x} $ reduction system (DPNR vehicle), a diesel vehicle with a urea-selective catalytic reduction system (SCR vehicle), and a gasoline vehicle. Nitromethane and nitrophenols (including nitrophenol, $ C_{7} $ -, $ C_{8} $ -, $ C_{9} $ -, and $ C_{10} $ -nitrophenols, and dihydroxynitrobenzenes) were observed in the DOC vehicle exhaust. Temporal variations of the mixing ratios of nitromethane and nitrophenols and related volatile organic compounds were measured during a transient driving cycle (JE05). These time-resolved measurements revealed that nitromethane emission was strongly correlated with CO and benzene emissions, suggesting that nitromethane was produced at the engine. In contrast, nitrophenol was produced at the oxidation catalyst, as indicated by the fact nitrophenol was not detected in the absence of the oxidation catalyst. Nitromethane was observed in the exhausts of the DPNR and SCR vehicles, but the emission of other nitro-organic compounds was not observed. This result suggests that the emission of nitrophenol depends on the nature of the device used for aftertreatment of the diesel exhaust. Nitrophenols and nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons were observed in diesel exhaust particles (DEPs) by means of LC/MS and TD-GC/MS. An online measurement of organic compounds in DEPs was challenged by means of PTR-TOFMS. Some organic compounds were detected, but nitro-organic compounds were not, owing to their low concentration in DEPs.

Nitro-organic compounds and related volatile organic compounds were measured in situ by PTR-MS at an urban intersection in the city of Kawasaki. Nitromethane was observed at the intersection, and the concentration of nitromethane varied rapidly. During the measurement period, the maximum nitromethane concentration reached 5 ppbv.
Nitrophenols and other nitroaromatics were sometimes detected during this field measurement.

In addition, we developed an ion-imaging apparatus for the separation of nitro-compound isomers with high detection efficiency, by which the fragmentation pattern of the ions can be used for identification of the target species. Because nitro-compound isomers have different bioactivity, separation of the isomers is highly desirable. We demonstrated the advantages of the ion-imaging apparatus by measuring nitromethane $ \left(\mathrm{CH}_{3}\mathrm{NO}_{2}\right) $ and methyl nitrite $ \left(\mathrm{CH}_{3}\mathrm{ONO}\right) $ , which are isomers. The two parent molecules showed characteristic scattering distributions of the $ CH_{3} $ , NO and atomic oxygen fragments, which provided a standard for identification of the isomers.
## 【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 研究代表者: 猪俣 敏(独立行政法人国立環境研究所)

## シャシーダイナモメータ実験

サブ1

ディーゼル車DOC

DPNR

SCR

Gasoline

野外観測・シャシダイ実験と整合性の有るデータを取得

・実大気濃度レベルを把握

サブ1・シャシダイ実験で検出されなかったものも検出

## ✓ ガス状成分のリアルタイム計測

・秒オーダーでの計測に成功

・ニトロ有機化合物を網羅的に把握

## ✓ 粒子状成分分析（フィルター試料）

>種類と排出量(ガス状 vs 粒子状)

単位: mg/km

## 定量

ガス状	粒子状
ニトロメタン	2.1
ニトロフェノール	0.25	0.01
1-ニトロピレン	0.001

相関

## 解析

## 排出の車両速度・加速度依存

## - ニトロメタンはエンジン燃焼で生成 - ニトロフェノールは後処理システムのところで生成

生成メカニズムの

把握に貢献

将来的に、

ニトロ有機化合物の

選択的リアルタイム

計測装置として貢献

## 質量・反跳速度同時測定手法の開発

・ニトロ有機化合物が紫外光で解離することを積極的に利用

・解離する速度・方向が化合物によって異なる

・画像として測定することで異性体を区別可能

サブ2
平成24～26年度

環境研究総合推進費補助金研究事業補助金

総合研究報告書

# 使用済み自動車（ELV）の資源ポテンシャルと 環境負荷に関するシステム分析

(3K123001)

平成27年3月

京都大学 酒井伸一
補助事業名	環境研究総合推進費補助金研究事業(平成24年度～平成26年度)
所管	環境省
国庫補助金	95,788,000円(複数年度の総計)
研究課題名	使用済み自動車(ELV)の資源ポテンシャルと環境負荷に関するシステム分析
研究期間	平成24年4月1日～平成27年3月31日
研究代表者名	酒井伸一(京都大学環境安全保健機構附属環境科学センター)
研究分担者	平井康宏、浅利美鈴(京都大学)、梶原夏子、滝上英孝(国立環境研究所)
田辺信介、高橋真(愛媛大学)、由田秀人(日本環境安全事業(株)
研究協力者	矢野順也(京都大学)
板井啓明、野口貴子、高柳知佳(愛媛大学)
## 目次

1. 総合研究報告書概要版 ……1

2. 使用済み自動車(ELV)の3Rと廃棄物管理に関する国際比較研究 ……9
分担研究者　酒井伸一、浅利美鈴　京都大学環境科学センター
由田秀人　日本環境安全事業(株)

3. アジア地域のELVリサイクルや処理に関する環境化学的研究 ……28
分担研究者　田辺信介、高橋真　愛媛大学沿岸環境科学研究センター

4. 使用済み自動車部材および車内ダスト中の難燃剤等の調査 ……48
分担研究者　梶原夏子、滝上英孝　国立環境研究所資源循環・廃棄物研究センター

5. 使用済み自動車の解体調査と資源性物質・有害物質の化学分析 ……64
分担研究者　矢野順也、Xu Guochang、渡辺永幸、酒井伸一　京都大学環境科学センター

6. 使用済み自動車の資源性物質・有害物質の物質フローとライフサイクルの論考 ……84
分担研究者　矢野順也、平井康宏、酒井伸一　京都大学環境科学センター

7. 研究発表等 ……103

8. 知的財産権の取得状況 ……106

9. 「国民との科学・技術対話」の実施 ……107
研究概要図 ……108
英文概要 (Summary) ……109
・研究課題名・研究番号＝使用済み自動車（ELV）の資源ポテンシャルと環境負荷に関するシステム分析（K123001）

・国庫補助金精算所要額（円）= 95,788,000 円（複数年度の総計）

· 研究期間（西暦）=2012～2014

・代表研究者名＝酒井伸一（京都大学環境安全保健機構附属環境科学センター）

· 研究分担者名＝平井康宏、浅利美鈴（京都大学）、滝上英孝、梶原夏子（国立環境研究所）、田辺信介、高橋真（愛媛大学）、由田秀人（日本環境安全事業株）

·研究協力者名＝矢野順也（京都大学）、板井啓明、野口貴子、高柳知佳（愛媛大学）

## 研究目的

使用済み自動車（ELV：End-of-Life Vehicles）は自動車の世界的普及に伴い、世界共通の関心の対象となっている。全世界の自動車保有台数は人口を上回る勢いで増加しており、2010年には10億台を超えており、自動車保有台数の増加に合わせてELVも増加している。しかしながら、ELVリサイクル制度や技術の現状に関して世界の動向を比較検討することや、ELVが有する資源性や有害性を念頭においたリサイクルの議論もほとんど行われていない。そこで、（1）ELVリサイクル制度を有する国や地域の制度比較を行うことにより、それぞれの制度の特徴や効果を考察するとともに、3R適用技術やASR（Automobile Shredder Residue）管理についての現状を整理し、ELVリサイクルシステムの現状と将来を論考する。また、（2）ELVを循環資源およびヒトに対する有害物質の曝露源という視点から調査対象とし、自動車部材に含有される資源性物質、および車内ダストに含まれる臭素系難燃剤（BFRs：Brominated Flame Retardants）および臭素化ダイオキシン類（PBDD/Fs）等を定性・定量し、その含有傾向と動態推定を試みる。さらに、（3）ELVの解体調査や化学分析結果、ならびに既往研究情報を基礎として、ELV1台当たりの元素含有量の推定と破砕後のASRへの移行量推定を行い、資源性物質である磁石中のレアアース類を対象として物質フロー推定モデルを策定し、将来予測を含む動的物質フロー解析を実施することとした。また、アジア地域の自動車リサイクルの展開はこれから本格化するため、鉛バッテリーリサイクル施設などのリサイクルの実態調査を試みる。

## 研究方法

本研究では、ELV リサイクルの世界的な動きと資源性物質や有害物質の存在・挙動に焦点を当てて、大きく分けて次の4つの研究や調査を行った

（１）ELV リサイクルに関する国際比較研究

（２）使用済み自動車の解体調査による資源性物質や有害物質把握の試み

（３）アジア地域における自動車リサイクルに関連する実態解明

（４）使用済み自動車の資源性物質、有害物質の物質フロー解析
## （１）ELV リサイクルに関する国際比較研究

欧米及びアジア地域のELVリサイクル制度を中心とした比較データ収集と制度比較の要点を抽出するために、本分野での政策立案者やその経験者、研究者及び自動車製造技術者を招聘したワークショップを開催した。ワークショップは2012年9月19日～21日に名古屋にて、“International Workshop on 3R Strategy and ELV Recycling 2012”と称して実施した。ワークショップの目的は、各国の3R政策及びELVリサイクル制度の背景、動向、成果及び将来の課題に関する情報交換、関連するリサイクルや廃棄物管理に関する管理の仕組みと各地域の事例研究とした。参加国は、ベルギー、ドイツ、イタリア、アメリカ合衆国、オーストラリア、中国、インドネシア、韓国、ベトナム及び日本であった。そして、2014年9月10日～13日に東京と京都にて、その後のフォローアップ情報交換を中心とした国際ワークショップを開催した。

## （２）使用済み自動車の解体調査による資源性物質や有害物質把握の試み

自動車には多様な資源性物質及び有害物質が使用されており、含有状況を明らかにすることがELVリサイクルにおいて重要となる。したがって、ELV中の資源性物質や有害物質の含有状況を明らかにすることを目的に、使用済みの従来車及び次世代車の解体調査を行い、自動車構成部品の所在別、部品別重量を明らかにした。次いで、解体調査で回収したサンプルに対して含有元素の定性定量分析を行った。

## （３）アジア地域における自動車リサイクルに関連する実態解明

ベトナム北部 Hung Yen 郡 Van Lam 地区 Dong Mai 村は、人口約 2300 人の小規模集落で、40 年前から鉛バッテリーのリサイクル業が営まれている。現在、約 25 世帯 120 人がリサイクル作業に従事しており、月間数百トンの廃鉛バッテリーがベトナム各地から運び込まれ、年間 3000 トンの鉛インゴットが売買されている。リサイクル作業従事者 65 人、子供 23 人を含むリサイクル非従事者 77 人の協力を得て、また非汚染地域群では、子供 5 人を含む 91 人の協力を得て、毛髪や血液試料を採取した。なお、試料提供者全員からインフォームドコンセントを得た。誘導結合プラズマ質量分析計により Li, Mg, Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, As, Se, Rb, Sr, Mo, Cd, In, Sb, Cs, Ba, Tl, Pb, Bi を、冷炎気化原子吸光光度計で Hg の分析を行った。

ベトナム北部 Bac Giang 省 Thuyen 村は、使用済み自動車の修理・解体および中古パーツ・中古車両の販売などが活発な小規模部落で、現在村内の 270 世帯のうち約 60 世帯 200 人がそれらの業務に従事している。これらの活動は 2000 年代半ば頃から開始され、聞き取り調査の結果、現在 ELV の解体処理に係わる世帯は 30 世帯、村全体で一ヶ月当たりに解体処理される ELV は約 150 台である。ダスト試料を、2013～2014 年に Thuyen 村の 10 箇所の ELV 解体作業場から採取した。高分解能ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて、PCBs の 1～10 塩素化同族体、PBDEs の 2～10 臭素化同属体および PCDD/Fs, PBDD/Fs, MBPCDD/Fs の 4～8 ハロゲン化同族体を測定した。

## （4） 使用済み自動車の資源性物質、有害物質の物質フロー解析

ELV の解体調査による部品構成及び部品の元素組成をもとに、ELV1 台あたりの元素含有量からその資源性を明らかにした。さらに、部品及び部品中の元素が解体・破砕工程を経てどの程度 ASR へ移行しているのかを推定した。まず解体調査結果を元にして ELV 対象部品を設定し、それら対象部品に対して、代表的なリサイクル工程として挙げられる「解体工程」および「破砕工程」における部品や素材の回収量等を設定することで ASR への物質移行量を推定した。そして、資源性物質として近年急速に普及が進んでいるハイブリッシュ
ド車（HEV: Hybrid Electric Vehicle）の特有部品に由来するレアアース類（REEs: rare earth elements）の廃棄量と回収ポテンシャルを推定した。推定期間は2010－2030年とした。HEVの残存率はワイブル分布に従うとし、形状パラメータ、尺度パラメータは統計値を用いて最小二乘法により推定した。

## 結果及び考察

## （１）ELV リサイクルに関する国際比較研究

全世界の自動車保有台数は2010年に10億台を超え、国・地域別には欧州連合が約2億7千万台、アメリカが約2億4千万台とこれらで世界の50％を占める。日本は7千500万台であるが、中国、インド等の新興国で急速に増加しており、中国では2012年に1億台を超えたとされている。ELV対策は新興国や途上国を含め多くの国、地域で火急の課題となっており、世界のELV台数は、自動車保有台数の4％にあたる約4千万台と推計された。

ELV を法令により管理する国は、EU、韓国、日本、中国、台湾の1地域4か国である。法的制度の導入を検討している国としては、ロシア、インド、メキシコ、トルコ、ベトナムである模様である。直接的な法制度を持たない国としては、米国、カナダ、オーストラリア等である。ELV管理に強制力のある法的措置の導入する試みの多くは、環境保全上及び資源保全上の観点からELVリサイクルに対して拡大生産者責任の概念（EPR: Extended Producer Responsibility）を導入し、リサイクル責務を明示的に制度に位置付けることが目的となっている。その背景には、使用済み自動車を破砕再生した後の残渣（ASR）が有害廃棄物とみなすべき性状を有していること、これを処分するための最終処分場が不足し処分コストが高騰すること、結果としてリサイクルコストがELV価格を上回る事態が生じていることがある。ELVリサイクルが市場経済原理のもとで自律的に適正に執行されない状況を回避しようとしているともいえる。一方、市場経済原理のもとでELVリサイクルを推進する国では、ASR処分に必要な費用が廉価であり、処分費用を含めたリサイクルコストがELV価格を上回ること可能性が低い状況にあるといえる。

ELV リサイクルに法的制度を導入する国では、いずれもリカバリ率に対する目標を持ち、多くが最終的に95%以上のリカバリ率を目標としている。この目標を達成するためには、ELV を構成する再利用可能な部品類や金属類の回収によるマテリアルリサイクルに加えて、ASR の更なるリカバリ化が必要であるとされている。日本においては、ASR そのものに対する利用率規定を設けており、制度導入時からASR リサイクルを義務付けていたこと及びその費用をユーザが負担する仕組みであることが他の法制度を有する国との大きな違いである。

ELV 管理については、法的制度による進展が進んでいるが、制度の運用や制度の求める目標の達成のためには、課題も多いと考えられる。表1に法的制度のもとでELV管理を進める国、地域において、制度の深化を図るための課題と課題に対する制度や技術の進化の方向性についてELV管理段階ごとに取りまとめた。ELV管理においては、解体やASR処理における作業容易性が不可欠であり、このため、自動車設計や製造段階における環境配慮が極めて重要である。自動車設計における有害物質回避はもちろんのこと、手作業が中心となる解体作業における正確性と迅速性を確保するための識別表示、解体情報の疎通が必要である。さらに安全性や環境負荷軽減を図るための電装化や軽量化といった自動車自体の進化に対して、ELV段階で十分に予見的に対応するとともに、ELV段階での環境配慮要件を自動車設計を織り込むことが必要である。

解体段階においては、循環型社会における廃棄物管理階層である3R概念を前提にELV管理を行うことが必要である。このため、再利用、再商品化可能な部品の取り外しと再生品等の安全性、機能確保を図ること
を前提とした再生品市場の拡大が望まれる。また、解体現場における作業環境保全性及び環境安全性の確保は必須であり、遵法による業界の近代化が必要となる場合も考えられる。さらに、解体段階において求められる3R管理や環境安全性確保は、情報管理システムの運用により効率性と透明感が確保できると考えられる。破砕・ASR処理段階ではASRの有害性認識のもとで高騰することが考えられる処理費用についてその費用負担の明確化とともに、不法な取り扱いを防ぐためにもコスト情報の透明性の確保が必要である。ASRについてはその資源性に注目する必要がある。ASRは多くの枯渇資源を含むことからこれらの抽出技術の開発が望まれる。

表 1 国、地域別のELV管理手法の比較

EU	日本	韓国	中国	米国
ELV管理手法	法令
廃自動車指令(2000年施行)に基づく加盟国の国内法15)	法令
使用済み自動車の再資源化等に関する法律(2005年施行)17)	法令
電子・電気製品及び自動車の資源循環に関する法律(2008年施行)20)	法令
廃薬自動車回収管理弁法(2001年施行)25)
自動車製品回収利用技術政策(2006年2月公表)26)	関連法令7)
資源保全回収法
大気浄化法等
管理手法の背景	·増加するASR対策16)
·放棄自動車対策
·解体現場の環境対策	·最終処分場不足18)
·ASRの不法投棄19)
·資源の有効利用20)	·廃棄自動車対策21)
·資源の有効利用
·ELV情報管理	·不法改造車対策14)
·資源の有効利用
·循環経済政策	·厳格な法律運用7)
·ELVリサイクルに伴う環境保全対策
リサイクル費用の負担	自動車メーカ及び輸入者(逆有償の場合)	ユーザー	自動車メーカ及び輸入者(逆有償の場合)	規定なし(有償)	規定なし(有償)
対象自動車※	M1,N1	二輪車等を除くすべての自動車(バス、トラック等を含む)	M1,N1	M1,M2,M3,N1,N2,N3	規定なし
リサイクル目標	15)
2006年までに:
再使用+リカバリ:
85%
再使用+リサイクル:
80%
2015年までに:
再使用+リカバリ:
95%
再使用+リサイクル:
85%	19)
エアバック:85%
ASR:70%(2015-)
50%(2010-2014)
30%(2005-2009)	10)
~2014年
マテリアル+エネルギー回収:85%(ちちエネルギー回収率は5%以内)
2015年以降
マテリアル+エネルギー回収:95%(ちちエネルギー回収率は10%以内)	26)
リサイクル可能率として:
2010年:85%前後(マテリアルリサイクル80%以上)
2012年:90%前後(マテリアルリサイクル80%以上)
2017年:95%前後(マテリアルリサイクル85%以上)	26)
目標なし(実質的にはELVの95%以上がリサイクルルートに入り、このうち、80%はマテリアルリサイクルされているとされる)
情報管理	破壊証明書(CoD,certificate of destruction)の発行、政府による目標値モニタリング	電子マニフェスト制度	登録抹消情報、リサイクル情報の集約化	廃棄自動車回収証明書の発行25)	リサイクル業界団体による情報収集管理
制度の特徴	·the subsidiarity principleとthe principle of extended producer responsibilityに基づく。16)
·重金属類(水銀、カドミウム、六価クロム)の含有禁止規定がある。
·国内法が整備されており、国によって運用方法が異なる。	·リサイクルについては、自動車メーカ及び輸入者が責任を負う
·自動車全量を対象としたリサイクル率/リカバリ率目標はない。
·ASRリサイクルにはサーマルリカバリーを認めている。	·拡大生産者責任による22)。
·ELV価格の変動に対応した制度設計が行われている。
·Eco-assurance systemによる運用23,24)	·廃棄自動車回収管理弁法では不法改造や老朽自動車の利用に伴う事故等の防止が目的でELV管理が行われている27)。
·5つの部品(エンジン、ステリアリング、変速機、車軸、フレーム)の再利用は上記の目的から禁止されていたが、自動車部品再製造(リビルト)モデル管理弁法(2008年施行)により一部解禁された。9)	·ELVを直接管理する国レベルの法制度はない。7)
·ANTI CAR THEFT ACT(1992)により、リサイクル業者が引き取った車両の情報を管理するシステム(National Motor Vehicle titling Information System)が運用されている。
·ELVリサイクル業界団体であるAutomotive Recycling Associationにより厳格なコンプラインス導守の目的で関連法令情報サイトが運用されている。28)

※引用文献番号は2章に対応
## （２）使用済み自動車の解体調査による資源性物質や有害物質把握の試み

本研究では、2012-2014年度を通じて、次世代車含む計6台のELV解体調査を実施することができた。そして、部品計量、所在分類項目別に記録を行い、資源性が高いと考えられる部品に関してはサンプリングを行い、含有元素分析を行った。図1にELV1台あたりの各元素含有量を示す。このELV1台あたりの元素含有量結果に反映されている部品重量割合は、ハイブリッド車（HEV）で約61%、普通乗用車で約65%であった。相対的に大きな含有量として結果が得られた元素は、ベースメタルのFe、Cu、Al、有害物質のPbであった。Pb含有総量に対して、鉛蓄電池の鉛含有量7.9kgが約99%を占めた（残りの1%：約900g）。両車種で比較した際に、ハイブリッド車で多くが確認された元素は、国家備蓄レアメタルのCo、Ni、レアアースのY、La、Ce、Pr、Nd、Dyであった。Ni、Coに関して、NiはHEVが約14,000g、普通乗用車が約75g、CoはHEVが1,100g、普通乗用車が約4gであった。多くの場合Ni、Coは鋼材に添加剤として使用されるため、鋼材総量の多い普通乗用車の方が鋼材由来Ni、Co量は多い。しかし、ハイブリット自動車と従来車で大きな違いが確認された原因としては、次世代車特有部品である二次電池がNi、Coを相対的に多く含有しているからである。ELV1台あたりのNi、Co量に関しては、二次電池が感度の高い部品であることを示唆している。Yについては、普通乗用車にはほとんど存在しないが、HEVには約100g存在しているという結果であった。これはNi、Co同様に二次電池に由来した含有量であった。La、Ce、Pr、Nd、Dyといったレアアース含有量の大きな差は、次世代車特有部品であるレアアース磁石の有無が寄与している。Pr、Dyは普通乗用車にはほとんど存在せず、ほとんどがレアアース磁石由来であるということが分かった。

図１ ELV1台当たりの各元素含有量結果

つぎに、測定部材 $ (n=610) $ の臭素含有量を可搬型XRFでオンサイトスクリーニング分析した結果を、RoHS指令(EU)における電気・電子製品中の臭素系難燃剤(PBDEsおよびPBBs)の最大許容濃度である0.1%(1,000 mg/kg)を比較すると、40部材（全体の6.6%）から0.1%を超える臭素濃度が検出された。自動車の製造年別で明らかな傾向は認められなかったことから、BFRsの使用は製造年次によらない可能性が考えられた。外車については3台6部材から0.1%を超える臭素が検出され、調査数は少ないが相対的に検出頻度は高かった。部材別では、座席シートの布地部分からの検出例が最も多く、40部材の6割を占めた。次いで、天井・フロ
ア内装材、シートウレタン、ドアトリム（布地）、防振材から高濃度の臭素が検出された。

臭素濃度が 0.1%を超過した部材には何らかの BFRs が添加されている可能性があるため、部材中の PBDEs および HBCDs に加え、関連物質として PBDD/Fs の濃度を測定した（表 2）。詳細分析した 27 試料のうち 16 試料において、部材中の臭素は PBDEs もしくは HBCD 製剤に由来することが明らかとなった。その他の試料については使用された製剤の特定には至らなかったが、製造年代が新しい車体ほど PBDEs もしくは HBCDs 以外の BFRs を使用しているとは限らず、年代別の BFRs 使用の推移は明らかでなかった。また、分析に供した全ての床面ダストおよび座面ダストから BFRs および PBDD/Fs が検出された。これまでの車内ダスト中 BFRs 濃度の報告例と比較したところ、チェコやスウェーデンよりも高く、イギリスやアメリカでの報告値の範囲内であった。

表 2 ELV 部材から検出された

総 Br、PBDEs、HBCDs、PBDD/Fs 濃度（mg/kg）

部材	n	車体ID	Br	PBDEs	HBCDs	PBDD/Fs
シート布地	16	ELV-03	50,000	78,000	<LOD	32
ELV-39	45,000	62,000	<LOD	22
ELV-24	41,000	52,000	11	23
ELV-07	34,000	46,000	50	31
ELV-27	34,000	49,000	0.46	32
ELV-11	34,000	43,000	<LOD	28
ELV-31	34,000	48,000	<LOD	41
ELV-04	32,000	45,000	<LOD	34
ELV-42	23,000	26,000	0.21	14
ELV-10	5,600	5,500	<LOD	5.2
ELV-46	5,400	<LOD	<LOD	<LOD
ELV-01	5,200	<LOD	<LOD	<LOD
ELV-43	4,500	7.0	1.8	<LOD
ELV-32	3,700	110	0.15	0.044
ELV-47	3,000	0.040	<LOD	<LOD
ELV-29	2,600	100	<LOD	0.078
フロア内装材	4	ELV-43	14,000	2.2	13,000	<LOD
ELV-32	5,500	6,700	<LOD	2.2
ELV-25	4,500	16	3,000	<LOD
ELV-11	<LOD	16	<LOD	<LOD
防振材	3	ELV-11	6,000	6,600	<LOD	2.4
ELV-40	2,100	820	<LOD	0.32
ELV-40	1,200	11	<LOD	<LOD
シートウレタン	2	ELV-10	38,000	52,000	0.17	3.4
ELV-15	2,000	3.4	<LOD	<LOD
天板	1	ELV-30	5,600	8,200	<LOD	2.0
ドアトリム布	1	ELV-44	4,200	0.025	450	<LOD

## （３）アジア地域における自動車リサイクルに関連する実態解明

ベトナム北部の鉛バッテリーリサイクル従事者とその対照者の毛髪中微量元素濃度を比較したところ、Al、C、Sb、CsおよびPbはバッテリーリサイクル従事者で有意に高値を示した。PbおよびSbはとくに高い濃度で検出され、それぞれの元素の濃集率(以下EFs；リサイクル従事者の中央値／対照者の中央値)は、1.6,2.0,10,1.5,27を示した。血液中の元素濃度をリサイクル従事者および対照者の2地域で比較したところ、Mg、Al、V、As、Cd、SbおよびPbはリサイクル従事者で有意に高値を示した。一方、Co、Sr、BaおよびTlは対照者で有意に高値を示した。血液においてもPbおよびSbは顕著な高値を示し、それぞれのEFは6.9および1.4の値が得られた。リサイクル地域住民の血中Pb濃度は、リサイクル業非従事者であってもヒトの世界平均値(1.5μg/dL)(ATSDR,2007)や非汚染地域住民の値に比べ有意に高いことには注意を要する。

Thuyen 村における E L V の解体は主にバーナーやハンマー等を用いた手作業であった。また、車のシート等を野焼きして金属スクラップを回収する作業が行われていた。カーエアコンの解体では冷媒ガスは回収されず、大気開放されていた。化学分析の結果、E L V 解体処理地域から採取した全てのダスト試料から PCBs、PBDEs、DRCs が検出された。PCBs および PBDEs 濃度は、既報のベトナム E-waste 処理地域のダストと比べ、PCBs は明らかに高く、PBDEs は同程度かやや低いレベルであった。同様にダイオキシン類縁物質の中でも、ダイオキシン様 PCBs の濃度は E-waste 処理地域よりも明らかに高い傾向を示した。この傾向の原因や由来の検討が求められる。
## （4） 使用済み自動車の資源性物質、有害物質の物質フロー解析

次世代車含む6台のELV解体調査や部品の含有元素分析を行い、さらに部品単体として、プリウスNiMH電池、レアアース磁石の存在する「ハイブリットランスミッション」、「エアコンコンプレッサー」、「電動パワーステアリング」については分解及びサンプリングを世代別に行った。

電子基板の重量は従来車740－4100 g、次世代車はHEV3,800 g、EVは8,400 gと車種や年式等により幅があるものの、その多くは内装フロントに実装されていることが明らかとなった。また、電子基板は多種多様なレアメタルが含有されていた(例えば、Ni、B、Ti、Sbが含有濃度ppm単位で $ 10^{3} $ オーダーで検出)。したがって、解体段階で内装フロントの電子基板を回収することが効率的と示唆される。磁石についてはプリウスが420(3代目)－570 g(2代目)、リーフが700 gのレアアース類を含有していることが明らかとなった。本研究では従来車の磁石については化学分析を実施していないものの、プリウスおよびリーフの分析結果では、次世代車、従来車にも共通して実装されている電動パワーステアリングやエアコンコンプレッサー、パワーウィンドウモーター、ワイパーモーター、リアブレーキシステムの磁石からもレアアースが検出されている。従来車の磁石も含めた資源性の評価が今後求められる。二次電池についても多様なレアメタル等の含有濃度を定量化できた。プリウスのNiMH電池(初代)からはMn、Co、Ni、La、Ceが、リーフのリチウムイオン電池からはMn、Co、Ni、Liが $ 10^{4} $ オーダーで検出された。また、電池セルの重量として、プリウスのNiMH電池は初代43 kgから2代目、3代目では29 kgと軽量化されていることが確認された。他方、リーフのリチウムイオン電池セルは180 kgであり、HEV以上の重量であった。2代目、3代目NiMH電池の化学分析を今後行うことで、世代間の資源性の違いをより詳細に明らかにすることが必要である。

一連の調査により、自動車には多種多様な元素が使用されていること、車種や年式によってもその資源性は大きく異なることが確認された。解体調査や化学分析結果ならびに既往研究を元にして、ELV1台当たりの元素含有量の推定と破砕、ASRへの移行量推定を行った。さらに、有害物質であるPbや資源性物質である磁石中のレアアース類をケーススタディとしてフロー推定モデルを策定し、将来予測を含む動的フロー解析を実施した。

HEV と普通乗用車の ELV1 台当たりの元素含有量を比較した際に大きな違いが確認された元素は、国家備蓄レアメタルの Co、Ni、レアアースの Y、La、Ce、Pr、Nd、Dy であった。これらの違いは HEV 特有部品である NiMH 電池やハイブリッドトランスミッション中のレアアース磁石に由来することが確認された。元素別の ELV から ASR への移行量についてはレアアース類については HEV の駆動用モーター磁石が、Pd は触媒、電子基板が、Au は電子基板が主に寄与した。このうち、触媒の解体段階での取り外し率は比較的高いことから、取り外し率が低いレアアース磁石や電子基板の取り外し率を高めることが重要と示唆される。また、本解析の取り外し率や破砕工程での回収率の妥当性の検証も重要であり、実態把握が求められる。さらに、解体工程での取り外し後、破砕工程での回収後のフローの把握も必要である。

ハイブリッドトランスミッション(HT) 中の磁石用途の REEs 需要と回収ポテンシャル推定結果を図2に示した。2030年には 620 ton/yr の需要量に対し、廃棄 HEV 中 HT からの回収ポテンシャルは 220 ton/yr と推定された。NiMH 電池については、2030 年には 3,200 ton/yr の需要、2,900 ton/yr の回収ポテンシャルとなった。すなわち、HT、NiMH 電池それぞれ需要量に対して 35.4%、92.1% に相当する REEs が使用済部品中に含まれていることが明らかになった。なお、REEs 使用量削減策が検討されている昨今の情勢を鑑みれば、将来の需要量は本推定値を下回ることも考えられる。
図２ ハイブリッドトランスミッション由来の REEs 需要と回収ポテンシャル推定結果

有害物質の代表例として実施した Pb の動的フロー解析から、国内保有車の 1 台当たり Pb 含有量 590－890 g/台に対し、ELV 中の含有量は 1,200－1,500 g/台と高いことが明らかとなった。そして、ASR 中の Pb 含有濃度が低減するまでには時間を要することが推定により示唆された (図3)。一層の低減のためには ELV 処理段階での部品回収など対策が考えられ、取り外しの実態把握が重要となる。

図 3 ASR 中 Pb 含有濃度経年変化の推定結果
## 第2章 使用済み自動車（ELV）の3Rと廃棄物管理に関する国際比較研究

#### 2.1. 研究の背景と目的

使用済み自動車(ELV:End-of-Life Vehicles)は自動車の世界的普及に伴い、世界共通の関心の対象となっている。全世界の自動車保有台数は人口を上回る勢いで増加しており、2010年には10億台を超えた $ ^{1} $ 。特にアジア地域、中南米地域における増加が著しい。自動車保有台数の増加に合わせてELVも増加している。ELVはその70%以上が鉄で構成されていたことから従来から有価物として取り引され、そのリサイクルは市場原理のもとで自律的に行われてきた。しかし、鉄スクラップ価格の変動や金属回収後に生じる残渣(ASR)の処理コストにより、ELV価格が負の価格になることもあり、ELVリサイクルは国家的政策として設計された管理制度のもとで取り扱うことが主流となりつつある。ELVリサイクルを現在、法的制度として管理する国、地域はEU、EFTA、日本、韓国、中国、台湾と多くはないが $ ^{2} $ 、特に自動車保有台数が急増している国、地域においては、ELVリサイクルの確立は急務といえる。自動車製造には、鉄資源のほか、ベースメタルの銅や亜鉛、白金やパラジウムなどのレアメタルが使用される。これらのベースメタルやレアメタルについては貴重な二次資源として回収を行うことが求められている。欧州連合圏域では、ELVはWEEEとともに枯渇資源を含む鉱物資源賦存物として位置づけ、資源効率の視点からこのリサイクルシステムを構築していく動きが始まっている $ ^{3} $ 。

ELV の ELV リサイクル制度、またはそのシステムが確立している地域にあっても ASR の取り扱いが大きな課題となっている。ELV リサイクル制度の多くはリサイクル率の達成を求めているが、目標とするリサイクル率の達成には金属類の回収のみでは困難であり、ASR のリサイクルが不可欠とされる $ ^{4} $ 。走行燃費の改善のための軽量素材の採用、自動車の電子化の進展に伴い、ASR 発生に繋がる素材が増加することにより、ASR リサイクルの必要性はいっそう高まっている。ASR は高カロリー・高灰分で分類不能な微細物が多く含まれることから、リサイクルや処理が困難な廃棄物の一つであるとされ $ ^{5)} $ 、 $ ^{6)} $ 、ASR リサイクル技術の開発が急務とされている。重金属類や残留性有機汚染物質 (POPs: Persistent Organic Pollutants) に該当する難燃剤成分は、ASR に残留する一方、熱処理工程で非意図的に POPs が生成されることもあり ASR 処理困難性の原因となる $ ^{7)} $ 。LV には WEEE と同様に臭素系難燃剤等の有機ハロゲン化合物が含まれていることが報告されており $ ^{8)} $ 、開発途上国等での ELV リサイクルサイトでは、これらの化学物質が人体に取り込まれていることも指摘されている $ ^{9)} $ 。ELV リサイクルにおいては ELV に含まれる有害物質の暴露回避方策が考慮されていることが必要である。

本研究では、ELV リサイクル制度を有する国や地域の制度比較を行うことにより、それぞれの制度の特徴や効果を考察するとともに、ASR についてその特性及び3R 適用技術のレビューを行うことにより、資源効率の視点からのELV の3R (リデュース、リユース、リサイクル) と廃棄物管理に関する動向を論考した。

#### 2.2. 研究方法

欧米及びアジア地域の ELV リサイクル制度を中心とした比較データ収集と制度比較の要点を抽出するために、本分野での政策立案者やその経験者、研究者及び自動車製造技術者を招聘したワークショップを2回開催した。これらの成果を取りまとめるとともに既存研究のレビューにより ELV リサイクルシステムの国際比較及び現状の課題と将来展望について論考した。

第1回ワークショップは2012年9月19日～21日に名古屋にて、“International Workshop on 3R Strategy and ELV Recycling 2012”と称して実施した。ワークショップの目的は、各国の3R政策及びELVリサイクル制度の背景、動向、成果及び将来の課題に関する情報交換並びに関連するリサイクルや廃棄物管理に関する管理の仕組みと各地域の
事例研究とした。参加国は、ベルギー、ドイツ、イタリア、アメリカ合衆国、オーストラリア、中国、インドネシア、韓国、ベトナム及び日本であった。

第2回ワークショップは2014年9月10日～13日に東京、京都にて、“International Workshop on the Status and Future Perspectives on ELV Recycling 2014”と称して実施した。第2回ワークショップでは、第1回ワークショップから2年が経過し、ELV管理についてはHEV等の台頭を背景に希少金属回収及びストックホルム条約やバーゼル条約の動向からも確認できるように製品含有有害物質管理スキームへの国際的関心の高まりなど新たな視点が顕在化してきたことを踏まえ、各国のELV管理の視点や政策展開に関する事例研究を目的として実施した。参加国は、オーストラリア、中国、ドイツ、インドネシア、イタリア、韓国、スウェーデン、スイス、ベトナム及び日本であった。

#### 2.3. 結果と考察

##### 2.3.1. ELV リサイクルシステムの国際比較

###### 2.3.1.1. 世界の自動車保有台数とELVの発生量

## (1) 自動車保有台数とELV台数

世界の自動車保有台数(乗用車及びバス・トラック、2010年末実績)及びELV台数の推計を表1に示す。全世界の自動車保有台数は2010年に10億台を超えた。国・地域別には欧州連合(EU: European Union)が約2億7千万台、アメリカが約2億4千万台とこれらで世界の50%を占める。自動車保有台数は、中国、インド等の新興国で急速に増加しており、中国では2012年に1億台を超えたと報じられている $ ^{20} $ 。世界の自動車保有台数は2050年には、24億台に達するとの見通しも報告されており $ ^{21} $ 、ELV対策は新興国や途上国を含め多くの国、地域で火急の課題となっている。

世界のELV台数は、自動車保有台数の4%にあたる約4千万台と推計された。ELVとは登録抹消され国内で適切なリサイクルルートに入る自動車を指すものとしている。一方、表1に示された登録抹消台数は、前年末保有台数に当年新車販売台数を加え、当年末保有台数を差し引かれた数値で、統計データから計算された台数である。このELV台数は、ELVとして報告された台数であり、EU及びEU諸国、日本及び韓国においては法的制度のもとで報告されたELV台数、他の国においては、多くがELVリサイクルを担うリサイクル業界による報告にもとづく数値である。両者を比較すると、一般的には登録抹消台数がELV台数より多いが、これは登録抹消台数には、登録抹消後、中古車とし国外に輸出される場合、未登録車として私有地内で利用される場合、そして不法に投棄される場合などが含まれているためである。ELV台数と登録抹消台数の差異の理由として、ドイツ、米国、日本等の自動車生産国では主に中古車の輸出量に関連し、中国のような自動車が急速に普及している国では登録抹消自動車の不適切な取り扱いに関連するものと考えられる。

## (2) ELV 発生量の将来推定

ELV 台数は基本的には登録抹消者の発生量に依存し、登録抹消台数は自動車の登録台数とその寿命に関連する。また、登録台数の動向は経済成長の度合いや現状の自動車普及率等に依存すると考えられる。比較的自動車が普及している国、地域における登録抹消台数の推計として、EU（自動車普及率：502 台/千人 $ ^{13)} $ ）においては、経済成長率、ワイブル分布による自動車の登録抹消確率等を用いた推計を行い、登録抹消台数は2010年には14百万台、2020年には16.6百万台になると推定し、いくつかの国におけるELV台数との差異は多くは登録抹消後の輸出によるものと推定した22）。J. Yano $ ^{23)} $ は、日本（自動車普及率：576 台/千人 $ ^{13)} $ ）で発生するELV台数について、自動車の寿命にワイブル分布を当てはめ推計した。この結果、日本におけるELV台数は2000年代に入り微減傾向となり、2020