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ディーゼルPMの低減 粒子の大きさと健康被害(SPMからPM2.5へ)

  ディーゼル車からの排出ガスには、酸化窒素物(NOx)等の大気汚染物質とともに粒子状物質(Particulate Matter:PM)が含まれていることは広く知られています。

  粒子状物質の健康影響を考える上で重要なことの一つとして粒径があります。大気中の粒子は、単一物質ではなく多くの異なる成分で構成され、粒径が10-3μm程度から100μm程度のものまで含まれています。(1μm[ミクロン]は1/1,000mm)

  通常、粒径が10μm以上の粒子は重力落下してしまうので大気中に浮遊する時間は極めて短いので、大気中を浮遊して人間の呼吸器系に取り込まれ健康に影響を与えるおそれが大きいのは粒径の小さなものです。

  粒子状物質(PM)のうち、粒径が10μm以下の粒子は、浮遊粒子状物質(Suspended Particulate Matter:SPM)と定義されています。

  日本では、このSPM(粒子径10μm以下の粒子)について、1975年から環境基準が設定され大気中のSPM濃度を監視しています。日本のSPMの環境基準は、1時間の1日平均が0.1mg/・以下、かつ1時間値が0.2mg/・以下と定められています。

  米国では1987年にPM10(粒径10μm以下の粒子、捕集法の違いから日本のSPMとは若干異なります)の環境基準を設け、さらに1997年にはPM2.5の環境基準を設定しており、現在はPM10とPM2.5の二種類の粒子について監視をはじめました。PM2.5とは、粒径が2.5μm以下の微小粒子のことです。(もっとも、米国PM2.5の環境基準はその設定後、基準レベルの妥当性に疑問が呈され、裁判所にて基準の無効が決定しています。)

  では、なぜ米国ではPM2.5の環境基準が定められたのでしょうか?

  1990年代に入って米国各地で行われた疫学調査(人間集団を対象として、ヒトの健康及びその異常の原因を、宿主、病因、環境の各方面から総合的に考察する学問)の多くは、大気中のPM10濃度の増加は、死亡率、呼吸器系や心臓血管系の罹患率、救急治療室への来診数などの増加と統計的に有意であることを明らかにしました。特に死亡率の相対リスク(PM10暴露群の死亡率/非暴露群の死亡率)の増加はわずかではあるものの、全米各地でこのリスクが増加していることが注目されています。さらにPM2.5濃度がPM10濃度よりも死亡者数と高い相関を示すと報告されました。これはより小さな微粒子の方が健康に及ぼす影響が大きいことを意味します。米国EPAでは、PM2.5環境基準の設定により年間約15,000人の早期死亡を防止できるであろうと推定しています。

  PM2.5は、ヒトの呼吸器系に取り込まれると気管支や肺細胞内に到達します。呼吸器系に取り込まれた粒子の一部は呼気とともに排出され、生体内に沈着した粒子は浄化作用で体外に排出されます。しかし、粒径が小さい粒子ほど肺胞内での沈着率が高く、0.01μm程度になると約70%が沈着すると推定されています。粒径の小さい粒子ほど呼吸器系の奥深くまで到達し、沈着率も高くなります。

  また生体内に沈着した粒子は、その表面に吸着した毒性を有する有機物質が沈着部位で溶解し、直接的・間接的(例えば代謝生成物)に健康影響を及ぼします。この場合、粒子の表面積は健康影響と密接に関係します。同じ重量濃度であれば、粒径の小さい粒子ほど個数は多く、かつ、表面積も大きく、健康に与える影響が大きくなると考えられます。

  日本では、現在PM2.5についての環境基準は設定されていません。もっとも、1999年の和解にいたった川崎市南部の道路公害をめぐる「川崎公害訴訟」で、国と住民との和解案に「大気中のSPMの調査とともに、PM2.5の測定手法を調査すること」という条項がもりこまれました。このように日本でも、PM2.5の測定手法や健康に対する影響の調査がはじめられています。

  最近の大都市におけるPM2.5測定によると、SPMに占めるPM2.5の割合は70~80%です。ディーゼル排気微粒子(DEP)は粒径1μm以下のものが90%以上を占めています。つまりディーゼル車の排ガス中の粒子状物質(PM)のほとんどは、SPMの定義よりもはるかに小さいPM2.5なのです。

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