大気环境学会

大気環境学会九州支部総会研究発表会講演要旨集平成20年1月25日於：天神ビル（福岡市中央区天神2丁目12-1）第8回大気環境学会九州支部研究発表会第20回支部総会目次特別講演光化学オキシダントー最近の動向と今後についてー-------------------------大原利眞（国立環境研究所）研究発表講演要旨特定建築物内の環境調査と健康調査---------------------------------------嵐谷奎一、欅田尚樹、秋山幸雄（産業医科大学産業保健学部）、眞鍋龍治（宮崎大学大学院社会医学講座）、加藤貴彦(熊本大学大学院医学薬学研究部)、山野優子(昭和大学医学部)、内山巌雄(京都大学大学院工学研究科)温暖化と高速ドライブ（風エコ）-----------------------------------------井手靖雄、中村金次、東大輔（久留米工大）三宅島島内火山ガス濃度と植生の経年変化--------------------------------飯野直子(熊本大学)、木下紀正、ThomasBOUQUET(鹿児島大学)、金柿主税(鹿児島大学・熊本県甲佐中学校)福岡県における煙霧と硫酸イオン濃度の関係-------------------------------−2006年9月〜2007年8月のデータより−山本重一、藤川和浩、力寿雄、楢崎幸範、大石興弘、田上四郎、岩本真二（福岡県保健環境研究所）福江島における大気中硫酸塩粒子濃度の変動-------------------------------野崎源一朗、小島知子（熊大）、米村正一郎（農業環境技術研究所）、片桐秀一郎（宇宙航空研究開発機構）、早坂忠裕（総合地球環境学研究所）、高村民雄（千葉大）ライダーを使った大気状態の解析について〜平成19年春季の特異的な事例の解析〜------------------------------------古賀康裕、藤哲士、森淳子、山口仁士（長崎県環境保健研究センター）長崎県における湿性沈着と大気状態との関連性-----------------------------高藤愛郁、藤哲士、古賀康裕、森淳子（長崎県環境保健研究センター）大気環境学会九州支部名簿------------------------------------------------------特別講演講演要旨1.はじめに日本の光化学オキシダント(Ox)による汚染は悪化している。これまでの調査研究により，全国的に光化学Oxの年平均濃度や季節平均濃度が上昇していること（大原・坂田,2003;大原，2007），光化学スモッグ注意報を発令した都府県の数が増加していること（環境省光化学オキシダント・対流圏オゾン検討会；2007），都市域では高濃度の発生頻度が増加していること（東京都環境局;2005）などが指摘されている．さらに，2007年5月には，九州から西日本の広い範囲で高濃度の光化学Oxが観測され，大きな社会問題となった．一方，アジア地域では，火力発電所・工場・自動車等による石炭・石油などの化石燃料の燃焼，家庭での木炭燃焼，農業残瑳物の屋外焼却や焼き畑・森林火災などの多様な発生源から，窒素酸化物（NOx）や揮発性有機化合物（VOC）をはじめとする様々な汚染物質が大量に大気中に放出されている．このような大気汚染物質の排出量は，燃料消費の増大に従って1980年代後半から急増しており(Oharaetal.,2007)，光化学オゾンやエアロゾルの増加を引き起こしている．そして，アジア大陸の風下に位置する日本には，大気汚染が深刻な中国などから大量の汚染物質が流れ込んでおり，その越境大気汚染の影響が問題となっている．本講演では，我が国における光化学Ox（オゾンO3）の最近の動向と将来変化、及びそれらの原因としてのアジア大陸（主として中国）からの越境汚染に関する研究結果を紹介する．2.アジアにおける大気汚染排出量の増加2.1現状とトレンド国立環境研究所，海洋研究開発機構地球環境フロンティア研究センター，九州大学などは共同して，アジア地域における多種類の大気汚染物質の排出量を1980～2020年について算定し，アジア域排出インベントリREAS（RegionalEmissioninventoryinAsia）を開発した(Oharaetal.,2007)．光化学オキシダント－最近の動向と今後についてーRecentchangesandfutureofphotochemicaloxidantinJapan大原利眞（国立環境研究所）ToshimasaOHARA(NationalInstituteforEnvironmentalStudies)e-mail:[e-mail]10100500100025005000104105106NOx排出量トン／年1980年2000年10100500100025005000104105106NOx排出量トン／年1980年2000年図１1980年、2000年のNOx排出量分布REASは，アジア各国の燃料消費量や工業生産量，自動車走行量，人口などの統計データ，排出係数（排出原単位），排出規制動向などのデータをもとに，人間活動によって発生する大気汚染物質の排出量を計算したものである．図1は，1980年と2000年におけるNOxの年間排出量の地域分布を示す．2000年におけるアジア全体のNOx排出量は年間2,730万トンで，中国（65%）とインド（17%）の排出量が非常に多く，最大の排出国である中国では，石炭火力発電所(34%)，工場等の石炭燃焼(25%)，自動車等の石油燃焼(25%)が大きな割合を占めている．また，NOx排出量は1980年から2000年の間に大幅に増加していることがわかる．図2は，NOxの1980～2003年の地域別排出量の経年変化を示す．アジア全体の燃料消費量がこの四半世紀で2.3倍に増加したことに伴い，NOx排出量も2.8倍に増加している．中でも，中国における増加は約4倍（平均年率6%）と非常に大きく，特に，2000年以降は過去最高となっている（3年間で1.3倍）．このような最近の増加傾向は衛星観測データによって検証されている(Akimotoetal.,2006)．2.2将来予測REASでは，将来の排出シナリオを設定し，2010年と2020年の将来排出量も予測した．特に中国については，将来のエネルギー消費と環境対策の動向を考慮して，現状推移型（燃料消費や環境対策が現状のまま推移し排出量が最も増加するシナリオ），持続可能型（エネルギー対策や環境対策を適度に進めたシナリオ．排出量は３種類のシナリオの中位），対策強化型（エネルギー対策や環境対策を強力に進めることにより，排出量が最も少ないシナリオ）の３種類のシナリオを設定した．その結果によると，2020年における中国のNOx排出量は，持続可能型と現状推移型では，2000年に較べて，それぞれ，1.4倍，2.3倍に増加する．一方，対策強化型では，2000年レベルに比べ，わずかではあるが減少する．しかし，2000年以降の排出量や燃料消費量の増加傾向や衛星観測結果などから判断すると，現在のNOx排出量は既に現状推移型シナリオの2010年予測値付近まで達していると考えられる．このことから，2020年には現状推移型シナリオの予測値を凌駕するようなNOxが排出される可能性がある．3.光化学オゾンの越境汚染3.1光化学オゾンの増加光化学オゾン(O3)は，NOxとVOCの光化学反応によって生成する．光化学オゾンは，喘息などの健康影響，農作物や森林などの生育阻害，大気放射への影響などもたらす．同時に，硝酸塩や硫酸塩などの酸性物質やエアロゾルの生成にも関係する．光化学反応によって生成される酸化性物質が光化学オキシダント(Ox)であり光化学スモッグの指標とされているが，この光化学Oxの大部分はオゾンである．日本の光化学Ox濃度は上昇している．図3は国内の大気汚染測定局で測定された光化学Oxの経年変化を示すが，1985～2004年度の20年間に05101520253019801985199019952000年NOx排出量　[100万ﾄﾝ/年]インド以外の南アジアインド東南アジア中国、日本以外の東アジア日本中国05101520253019801985199019952000年NOx排出量　[100万ﾄﾝ/年]インド以外の南アジアインド東南アジア中国、日本以外の東アジア日本中国インド以外の南アジアインド東南アジア中国、日本以外の東アジア日本中国図21980～2003年の地域別NOx排出量の経年変化18202224262819851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004年度Ox(ppb)2025303540NOx(ppb),NMHC(10ppbC)OxNOxNMHC図3全国の大気汚染測定局における年平均濃度の経年変化約0.25ppb/年（1%/年）の割合で増加している（大原,2007）．このように光化学Oxが上昇しているのに対して，その原因物質であるNOxとVOCは減少している．図3には，全国の大気汚染測定局で測定されたNOxと非メタン炭化水素（NMHC）の濃度の変化も併せて示すが，これらの物質は発生源規制等により経年的に減少している．さらに，わが国における光化学スモッグ注意報（光化学Ox濃度が120ppbを継続して超過すると判断される場合に発令される）を発令した都道府県数は，2006年には25都府県に達し，観測史上最大の数となった．更に，2007年はその数を上回っており，汚染が広域化していることを示している．特に，2007年5月8日から9日にかけて，九州から西日本を中心とする広い範囲で光化学スモッグ注意報が発令され，近くに大きな発生源が無い九州北部の離島でも光化学Oxが高濃度となり，大きな社会問題となった．さらに，国内の清浄地域の観測地点でも，2000年から2005年の間に数ppb～10ppb程度のオゾン濃度の上昇が観測されている（酸性雨研究センター;）．何故，原因物質が低減しているのに，光化学オゾンが増加しているのであろうか？何故，発生源が近くにない地域でもオゾンが上昇し，汚染が広域化しているのであろうか？これには様々な要因が考えられるが（大原・坂田，2003），以下において，大気汚染排出量が急増しているアジア大陸からの越境汚染による可能性が非常に高いことを示す．3.2光化学オゾンのモデルシミュレーション国立環境研究所，九州大学応用力学研究所，海洋研究開発機構などの共同研究グループでは，対流圏化学輸送モデル（シミュレーションモデル）を用いて，アジア域における光化学オゾンのシミュレーション研究を進めている．大陸で排出されたNOxやVOCは光化学オゾンを生成し，それが長距離輸送され，アジア大陸の風下に位置する日本などに越境汚染を引き起こすと考えられる．図4には，光化学Oxが全国的に高濃度となった2007年5月上旬の地上オゾン濃度分布を示す（モデルによるシミュレーション結果．図中の矢印は風を示す）．東シナ海に位置する高気圧の北側の西風で，中国東岸から流れ出した汚染気塊が，朝鮮半島南部を経て，九州北部から東日本の広い範囲に高濃度のオゾン域を形成する様子が表現されている．形成された高濃度の汚染気塊は，スケールが東西500kmを越えるもので，中国国内の汚染物質のみでなく，韓国や日本国内の寄与も受け-4-20246198019851990199520002005201020152020年ΔO3=O3,year-O3,1990(ppb)-5051015202530ΔEmiss=Emissyear-Emiss1990(Mtyr-1)中国のN