(6) 有害化学物質

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大気環境学会誌 第 44 巻 第 6 号 （2009）

(6) 有害化学物質

早川 和一（金沢大学）

１．はじめに

産業革命以後，世界の人口は10倍に増えて65億人を超 える。特に中国，日本，韓国を中心とする東アジア諸国は，

急速な産業経済発展を続けている。この地域は世界の一次 エネルギー消費量の1/4以上を占めるが，エネルギーの種 類は国により大きく異なり，中国は 68%が石炭だが，日本

や韓国は49-50%が石油，ロシアは54%が天然ガスである。

化石燃料やゴミなどの燃焼は，CO₂以外にダイオキシン類や 多環芳香族炭化水素（Polycyclic Aromatic Hydrocarbon;

PAH）類などの非意図的生成化学物質を含む種々の化学物質 を生成する。また，この地域では多くの種類の農薬も使用 されている。これら非意図的生成化学物質や使用した農薬 の一部は，大気中にも存在するが，その組成や量は，国の エネルギー事情や交通，産業の状況，科学技術レベルなど により大きく異なっている。ここでは紙面の制約があり，

主にPAH類について概説する。

２．PAH類の毒性

以前からいくつかのPAHが発癌性若しくは変異原性を示 すことが知られていた。国際癌研究機構（IARC）のリスト では，ベンゾ[

a

（possibly carcinogenic to humans）に入っている。さら に1-ニトロピレンや1,8-ジニトロピレンを含む8種類のニ トロ多環芳香族炭化水素（Nitropolycyclic Aromatic Hydrocarbon; NPAH）がGroup 2Bに入っている。

一方最近になって，PAH の水酸化体の中に，エストロゲ ン様活性或いは抗エストロゲン活性，抗アンドロゲン活性 を示すものがあることや，PAH のキノン体の中に，動物細 胞内で活性酸素種を生成して，強い細胞毒性を示すものが あることが明らかになった。これらの発見は，PAHや NPAH が癌以外の疾病とも関連する可能性を示唆しており，健康 影響に関する今後の重要な研究課題になっている。

３．東アジア諸国のPAH類の発生源と大気中存在様態 化石燃料が燃焼するとき，温度が高いほどニトロ化反応 が進行する。即ち，排出粉塵中の PAHに対するNPAHの濃 度比（[NPAH]/[PAH]）は，燃焼温度が 500-600℃の薪スト

ーブ，1100℃程度の石炭ストーブ，2700℃以上のディーゼ

ルエンジンの順に大きくなった。しかも，[NPAH]/[PAH]値 は，これまで発生源マーカーの一つとして使用されてきた PAH 同士の組成比より発生源毎の差が大きく，有効な指標 であることが明らかになった。

早川（金沢大）らは，日本，中国，韓国及びロシアの研 究者と協力して，東アジアの主要都市の大気を継続的にサ ンプリングして，PAH 類の分析を行っている。それによる と，日本の PAH 類の主要排出源は自動車であった。一方，

中国の都市では，PAH濃度が日本や韓国の都市より30～300 倍以上も高かったが，NPAH濃度の差はずっと小さく，主要

発生源は石炭燃焼施設であった。即ち，中国では南部を除 くと，冬季に暖房用石炭ボイラーから無処理の煙が大量に 排出される。PAH濃度は高いが，NPAH濃度は低く，これが 中国と日本の間で，都市大気汚染の内容が大きく異なる主 原因であることを明らかにした。しかし，最近の中国は自 動車の増加が目覚しく，石炭暖房を使用しない夏は，大気 中の成分組成から見ても自動車排ガス粉塵の影響が顕著に なってきている。急速な変化が予想される今後の追跡が重 要である。

４．PAH類の長距離輸送

日本海側で冬季に酸性雨雪が観測されたように，中国で 大量に発生したPAH類の一部は日本列島に長距離輸送され ると推定される。能登半島先端の旧国設酸性雨観測所で，

大気粉塵を連続捕集し，PAH 類を分析した研究によると，

そこでは，中国で石炭暖房を使用する冬季のみ大気中の3

～6 環PAHの濃度が上昇していた。

冬季の東アジアは典型的な西高東低の気圧配置をとり，

中国で発生したPAH類は北西風に乗って概ね3日間で日本 列島まで到達するが，夏は小笠原高気圧が支配的なため，

アジア大陸の空気団が日本に直接運搬される機会は極めて 少ない。後方流跡線の解析結果は，能登半島でPAH濃度が 高かった空気塊は2，3日かけて中国東北地方から来ており，

PAH類の組成は，日本国内の近隣都市より中国東北地方の 都市（瀋陽市）に類似していた。以上のことから，能登半 島で冬季に濃度が上昇したPAH類の殆どは，中国東北地方 から飛来していることが明らかにされた。

能登半島の大気中PAH類の濃度は，中国の暖房期では発 生源都市の一つである瀋陽市の1/300 以下，金沢市の約 1/10であるが，非暖房期の濃度レベルの5～10倍も高い。

アジア大陸から日本列島まで長距離輸送される間に，PAH 類が日本海上空でどんな化学反応を受けるかはまだ明らか ではない。日本海を越えて飛来するPAH類は， SO₂や黄砂 と一緒に太陽光に照射され，海面から立ち上る水蒸気に浸 ることを考えると，日本海上は大きな反応相と言える。長 距離輸送中の化学物質反応の解析は，今後の重要課題の一 つである。

５．おわりに

東アジア地域の大気環境問題は一国だけで解決できない ことは，酸性雨や黄砂に関するこれまでの研究と対策を見 て明らかである。PAH 類について，徐々に明らかになって きた事実を踏まえると，今後，1) PAH類と一緒に長距離輸 送される物質や光，水蒸気などが，大気内反応や疾病発現 とどのように関連するか，2) 今後，中国など主要発生国で は，急速な大気質の変化が今後どうなるか，3) 汚染の著し い国の住民の健康影響の現状はどうか，都市毎に住民の健 康影響がどう異なるか，といった観点の研究は，国際的な 協力が不可欠で大気環境学会の役割も増すと思われる。