光化学オキシダントの原因物質を探る

2004年度 公開発表会

光化学オキシダントの原因物質を探る

〜揮発性有機化合物の実態〜

分析研究部 星 純也

2004年度 公開発表会

大気中に存在する様々な 揮発性有機化合物（ＶＯＣ）・・・

人の健康に有害な影響

（有害大気汚染物質）

浮遊粒子状物質の 生成

光化学オキシダント

の生成

2004年度 公開発表会

光化学オキシダント生成と VOC

‹ 都内大気中のＶＯＣ汚染の実態

① ＶＯＣの成分別濃度

② オゾン生成能から見たＶＯＣ成分

‹ 発生源と VOC 成分

① 移動発生源（自動車等）

② 固定発生源（工場等）

‹ 今後の調査課題

2004年度 公開発表会

調査対象物質

C H₃ ^C

H₂

CH C H₂

CH₃ CH₃

CH

C H

C H

C H

C H

C H

CH

C

H

C H

C H

CH

飽和炭化水素類

（

27

ブタン ３−メチルペンタン

不飽和炭化水素類

（

14

プロピレン １，３−ブタジエン

芳香族炭化水素類

（

15

ベンゼン トルエン

アルデヒド類

（

2

アセトアルデヒド ホルムアルデヒド

O C H

H

O C H

C H₃

CH

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VOC のクロマトグラムの例

プロピレン イソブタン

１−ブテン- ｎ−ブタン

イソペンタン ｎ−ペンタン

３−メチルペンタン

トルエン

トルエンーｄ８

（内部標準物質）

ベンゼン

ヘキサン oーキシレン

ｍ,ｐ−キシレン エチルベンゼン

１,３,５−トリメチルベンゼン

ｎ−デカン

ｍ,ｐ−エチルトルエン

１,２,４−トリメチルベンゼン

平成１５年１１月、環状８号線沿道（世田谷区）

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都内のＶＯＣの測定地点

福生

杉並

足立

江東

大田 地域的なバランスを考慮し

５地点を選定

測定時期

平成

15

8

11

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都内ＶＯＣの物質群別濃度

0 20 40 60 80 100 120 140 160

江東 大田 杉並 足立 福生

濃度（μｇ/ｍ3 ）

アルデヒド類

芳香族炭化水素類 不飽和炭化水素類 飽和炭化水素類

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都内各地点の個別成分別ＶＯＣ濃度

上位８成分

0 5 10 15 20 25

ﾄﾙｴﾝ ｲｿﾍﾟﾝﾀﾝ n-ﾌﾞﾀﾝ ﾌﾟﾛﾊﾟﾝ ｲｿﾌﾞﾀﾝ ｴﾁﾙﾍﾞﾝｾﾞﾝ n-ﾍﾟﾝﾀﾝ ｴﾁﾚﾝ

濃度（μｇ/ｍ3 ）

大田 福生

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オゾン生成能による VOC の評価

光化学オキシダント主成分であるオゾンの生成能は VOC の個別成分によって異なる

例） n‐ブタン ： 1.33

プロピレン ：11.58

ベンゼン ： 0.81

トルエン ： 3.97

ホルムアルデヒド： 8.97

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VOC 成分のオゾン生成能

飽和炭化水素類

低

不飽和炭化水素類

高

C C C C

芳香族炭化水素類

低〜高 アルデヒド類

高

O C

H

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都内大気中 VOC 濃度のオゾン生成能評価

0 100 200 300 400 500 600

江東 大田 杉並 足立 福生

オゾン生成能（μg/m3 ）

アルデヒド類

芳香族炭化水素類 不飽和炭化水素類 飽和炭化水素類

成分別濃度×成分別オゾン生成能 の総和

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0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

濃度 オゾン生成能

VOC 濃度とオゾン生成能の割合

大田 福生

アルデヒド類

芳香族炭化水素類 不飽和炭化水素類

飽和炭化水素類

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大気中濃度およびオゾン生成能の 高濃度成分（上位 10 成分）

1 ﾄﾙｴﾝ 2 ｲｿﾍﾟﾝﾀﾝ 3 ﾌﾟﾛﾊﾟﾝ 4 n-ﾌﾞﾀﾝ 5 ｲｿﾌﾞﾀﾝ

6 ｴﾁﾙﾍﾞﾝｾﾞﾝ 7 ﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝ 8 n-ﾍﾟﾝﾀﾝ 9 ｱｾﾄｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ 10 ﾎﾙﾑｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ

濃度

1 ﾄﾙｴﾝ 2 ﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝ

3 ｱｾﾄｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ 4 ｴﾁﾚﾝ

5 ﾎﾙﾑｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ 6 ｴﾁﾙﾍﾞﾝｾﾞﾝ 7 1-ﾌﾞﾃﾝ

8 m,p-ｷｼﾚﾝ 9 ｲｿﾍﾟﾝﾀﾝ 10 n-ﾌﾞﾀﾝ

オゾン生成能

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VOC の発生源

光化学オキシダントに影響を 与える発生源の調査

自動車の影響 大

大規模工場が少ない 自動車交通量が多い

東京

固定発生源（工場等）：９割 移動発生源（自動車等）：１割

環境省の推定

全国

シャシダイナモメータを用いた調査

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シャシダイナモメータ

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自動車から排出される VOC

0 5 10 15 20 25 30 35 40

ﾎﾙﾑｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ 1-ﾌﾞﾃﾝ 1,3-ﾌﾞﾀｼﾞｴﾝ ｲｿﾌﾞﾀﾝ ﾍﾞﾝｾﾞﾝ ﾄﾙｴﾝ

排出係数（ディーゼル車） （mg/km）

ディーゼル車

0 0.5 1 1.5 2 2.5

排出係数（ガソリン車） （mg/km）

ガソリン車

ディーゼル車とガソリン車では排出される成分が大きく異なる

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自動車排出ガスのオゾン生成能

ディーゼル車はガソリン車の 20 倍

0 200 400 600 800 1000 1200

オゾン生成能（mg/km）

ディーゼル車 ガソリン車 アルデヒド類

芳香族炭化水素類 不飽和炭化水素類 飽和炭化水素類

0 10 20 30 40 50 60

オゾン生成能（mg/km）

ガソリン車 ３７％

１０％

４９％

４％

２％

３７％

２１％

４０％

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酸化触媒による VOC 低減効果

ﾎﾙﾑｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ ｱｾﾄｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ

1,3-ﾌﾞﾀｼﾞｴﾝ

環境モニタリングデータを用いて効果を検証

0 20 40 60 80 100

排出係数（ m g/ km ）

装着前

装着後

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固定発生源からの排出量

固定発生源からの排出量 ＰＲＴＲデータ

環境確保条例の届出

小規模事業所等 の排出実態

届出対象成分以外

しかし

環境モニタリングデータを

用いた検討

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VOC 個別成分からの発生源の推定

大気中濃度の比較

ベンゼン比の比較

ベンゼン比の比較 道路沿道と

一般環境の 道路沿道と

一般環境の

固定発生源からの排出について検討

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ベンゼン トルエン

1-

トルエン

1- ブテン トルエン

自動車排出VOC濃度 ベンゼン濃度

自動車排出

VOC

VOC

道路沿道 ≒ 一般環境 道路沿道 ＜ 一般環境

ベンゼン比による発生源の推定

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大気中の年平均濃度とﾍﾞﾝｾﾞﾝ比

0 10 20 30 40

ﾌﾞﾀﾝ 3-ﾒﾁﾙﾍﾟﾝﾀﾝ 1-ﾌﾞﾃﾝ ﾍﾞﾝｾﾞﾝ ﾄﾙｴﾝ

濃度（μg/m

）

道路沿道 一般環境

0 2 4 6 8 10

ﾌﾞﾀﾝ 3-ﾒﾁﾙﾍﾟﾝﾀﾝ 1-ﾌﾞﾃﾝ ﾍﾞﾝｾﾞﾝ ﾄﾙｴﾝ

ベンゼン比

道路沿道(ﾍﾞﾝｾﾞﾝ比) 一般環境（ﾍﾞﾝｾﾞﾝ比)

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VOC 成分モニタリングデータによる 発生源の推定

道路沿道＞一般環境

自動車排出ガスの 影響

道路沿道＜一般環境 環

境 濃 度

ベ ン ゼ ン 比

道路沿道≒一般環境

大

1-

3-

固定発生源の

影響 大

ﾌﾞﾀﾝ ﾄﾙｴﾝ

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光化学オキシダント対策としての VOC 調査

（これまでの調査結果のまとめ）

大気中の

VOC

オゾン生成能で光化学 オキシダントへの影響を評価

不飽和炭化水素類、

芳香族炭化水素類の 削減が有効

自動車由来

VOC

VOC

ディーゼル車はガソリン車の ２０倍

酸化触媒の普及

VOC

による発生源の推定

固定発生源対策の必要性

（トルエン等）

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光化学オキシダント低減に向けた 今後の調査課題

固定発生源からの排出実態の把握

PRTR

小規模事業所からの排出 屋外塗装等の影響

大気中濃度実態が未把握の成分

届出排出量が多く環境調査が行われていない成分 例）イソプロピルアルコール、アセトン等