第3回その1 エアロゾル Video
Summary
TLDRこの講義では、1973年以降に顕在化し、現在も解決されていない環境問題である大気汚染について解説しています。特に、エアロゾルという微小な粒子状物質の存在と、それが健康や環境に与える影響について詳しく説明されています。エアロゾルは、自然現象や人為的な活動によって生成され、健康を脅かすだけでなく、越境的な汚染物質となっています。日本の大気汚染物質濃度の経年変化や、pm2.5などの具体例を通じて、現在の汚染状況を分析し、対策についても触れています。また、東アジアの越境大気汚染問題に対する国際的な取り組みについても紹介し、大気汚染問題の複雑さと重要性を印象的に伝えています。
Takeaways
- 🌏 大気汚染物質の増加は、1973年までの高度成長期に顕著で、その後法規制により急激に減少しました。
- 🚗 自動車の普及が原因で、窒素酸化物とSPM(浮遊性粒子状物質)の排出量は減少したものの、依然として問題となっています。
- 🌫️ エアロゾルは微小な液体または固体の粒子で、健康被害を引き起こす可能性があります。
- 🔍 エアロゾル粒子の粒径が小さいほど、健康への影響が大きくなります。特に、PM2.5は呼吸器疾患や循環器疾患を引き起こす要因です。
- 🌿 エアロゾルの生成には自然起源と人為起源の両方が関与しており、工場や化石燃料の燃焼、自動車の排気ガスなどが主要な原因です。
- 🔬 エアロゾル粒子は、一次粒子と二次粒子の2つのメカニズムで形成されます。一次粒子は直接放出されるのに対し、二次粒子は大気中のガスが化学反応を経て形成されます。
- 📉 2001年から2012年の間に、日本の微小粒子状物質の大気中濃度は減少傾向にあります。
- 🏙️ 東京都のPM2.5の排出源は、化石燃料の燃焼、高温での燃焼施設、肥料やバイオマスの燃焼、Volatile Organic Compounds (VOC)の使用場所などです。
- 📊 環境省の暫定的な指針によると、PM2.5の濃度が70マイクログラム/立方米以下であれば、特に行動を制約する必要はありません。
- 🌡️ PM2.5の濃度が高い季節は、春先で、大陸からの季節風が影響しているとされています。
- 🌐 大気汚染は地域を越えて発生し、中国大陸からのエアロゾルの影響も報告されています。そのため、日中韓3カ国間で政策対話が行われています。
Q & A
1973年以降に顕在化した環境問題とは何ですか?
-1973年以降に顕在化した環境問題とは、大気汚染物質の増加、特にエアロゾルや酸化物質、光化学オキシダント、温室ガスなどの問題です。これらは、工業化と自動車の普及に伴って発生し、現在もなお解決されていない問題となっています。
エアロゾルとは何ですか?
-エアロゾルとは、空中に浮遊する微小な液体または固体の粒子で、周囲の空気と均一に混合された状態の物質です。これらの粒子は、様々な化学的性質を持ち、人間の健康や環境に影響を与える可能性があります。
エアロゾル粒子が健康に与える影響について教えてください。
-エアロゾル粒子は、口や鼻から吸い込まれることにより、健康に影響を与えます。特に小さな粒子(PM2.5など)は肺の深部まで到達し、呼吸器疾患や循環器疾患、肺癌を引き起こす要因となります。また、エアロゾル粒子の化学的性質にもよりますが、様々な化学物質が含まれており、それによっても健康被害が異なることがあります。
エアロゾルの生成メカニズムにはどのようなものがありますか?
-エアロゾルの生成メカニズムは大きく分けて2つあります。一つは、一次粒子と呼ばれるもので、機械的な破壊や蒸発、粉塵の発生などによって直接生成されます。もう一つは、二次粒子と呼ばれるもので、大気中のガスが放出され、化学反応を経て粒子が形成されます。これらのガスの前駆物質は、硫黄酸化物、窒素酸化物、アンモニウム、炭化水素などがあり、自然現象や人為的な活動から発生します。
日本の大気汚染物質の濃度の変化を示すグラフの説明を教えてください。
-グラフは1965年から1995年の間に、日本の大気汚染物質の濃度の変化を示しています。横軸が西暦で、縦軸が大気中濃度です。SOx(硫黄酸化物)、NOx(窒素酸化物)、SPM(浮遊性粒子状物質)などの濃度が、1973年までの高度成長期には非常に高くなっており、その後は法規制の実施により急激に減少していることがわかります。
PM2.5の排出源として挙げられるものは何ですか?
-PM2.5の排出源として挙げられるものは、化石燃料の燃焼による硫黄酸化物、窒素酸化物の生成源、肥料や堆肥によるアンモニウムの放出、VOC(揮発性有機化合物)の使用場所などが挙げられます。これらの物質は、大気中での化学反応を通じてPM2.5の二次粒子を形成する前駆物質となります。
日本の環境基準と暫定的な指針に基づいて、PM2.5の濃度がどの程度で問題がないと判断されますか?
-日本の環境基準では、PM2.5の1日平均値が35マイクログラム/立方米以下であることが求められます。暫定的な指針では、70マイクログラム/立方米以下であれば、特に行動を制約する必要はないとされています。
東京都のPM2.5の大気中濃度の状態はどのようになっていますか?
-東京都のPM2.5の大気中濃度は、95%以上の日数が環境基準を満たしており、暫定基準を超えた日もありませんでした。これは、効果的な対策が取られているためです。しかし、西日本では1月以降にPM2.5の環境基準を超える日数が増加する傾向があります。
エアロゾルの濃度が高いとされる春先の理由は何ですか?
-春先は、大陸からの季節風が日本に吹き付ける時期であり、中国大陸などから多量的にエアロゾルが排出される地域からの影響を受けやすくなります。また、春先は空気の湿度が高く、エアロゾルの粒子がより長期間空中に浮遊しやすくなるため、濃度が高くなることが考えられます。
大気汚染予測システム「ヴィーナス」とは何ですか?
-大気汚染予測システム「ヴィーナス」は、国立環境研究所が運営しているシステムで、大気汚染物質の濃度を予測することができます。これにより、汚染状況に応じた適切な対策を講じることができます。
日中韓3カ国政策対話とは何ですか?
-日中韓3カ国政策対話は、2014年から行われている東アジア諸国間の政策対話です。この対話では、大気汚染など地域にまたがる環境問題について協力し、解決策を探求しています。
エアロゾルの粒径による健康への影響の違いについて説明してください。
-エアロゾルの粒径によって、健康への影響が大きく異なります。粒径10マイクロメートル以上のエアロゾル粒子は、上部気道から消火器へ入り、最終的に体から排出されますが、粒径10マイクロメートル以下の粒子は、呼吸器系に沈着し、呼吸器疾患や循環器疾患を引き起こす要因となります。特に、粒径2.5マイクロメーター以下のPM2.5は、呼吸器の末端に侵入し、深刻な健康リスクを意味します。
Outlines
🌍 日本の大気汚染の歴史と現状
1973年以降の日本で顕在化した大気環境問題についての詳細な紹介です。特にエアロゾル、酸化物、光化学オキシダントなどの大気汚染物質とそれらが引き起こす環境問題に焦点を当てています。1973年までの日本の高度成長期における硫黄酸化物と一酸化炭素の大気中濃度が非常に高かったこと、その後法規制により減少した経緯、しかしSPM(浮遊粒子状物質)とNOx(窒素酸化物)の濃度は減少していない点を説明し、その原因が自動車の普及と関連していることを解説しています。
🔬 エアロゾル粒子の性質と健康影響
エアロゾル粒子の大きさとそれが人間の健康に及ぼす影響について詳細に説明しています。特にPM2.5やより小さな粒子がどのようにして肺の深部に到達し、健康に悪影響を与えるかについての解説が含まれます。また、粒子の化学的性質が健康被害にどのように寄与するかについては、後の講義で詳述されるとしています。
🌐 エアロゾルの生成メカニズムと影響
エアロゾル粒子がどのように生成されるかについての包括的な説明です。自然起源と人為起源の両方からの粒子、そして化学反応によって大気中で生成される二次粒子の詳細が説明されています。健康に最も深刻な影響を与えるPM2.5は主に大気中で化学反応により生成されること、およびその主要な前駆物質がどのようなものかが説明されています。
🌎 越境する大気汚染問題と国際的取り組み
東アジアにおける越境大気汚染問題とその解決を目指す日中韓三国間の政策対話について説明しています。特に日本が直面しているPM2.5問題の現状と、その季節的変動や国際的な対策についての情報が含まれています。また、国立環境研究所による大気汚染予測システム「ヴィーナス」の紹介も行われています。
Mindmap
Keywords
💡エアロゾル
💡環境問題
💡大気汚染物質
💡PM2.5
💡健康被害
💡生成メカニズム
💡環境基準
💡越境大気汚染
💡化石燃料
💡揮発性有機化合物(VOC)
💡政策対話
Highlights
大気汚染物質の変化を示すグラフ
大気中の濃度が急激に減少した理由
自動車の排気ガス規制と大気汚染の関連
SPMとPM2.5の健康への影響
エアロゾルの粒径と健康影響の関連
エアロゾルの生成メカニズムの概要
一次粒子と二次粒子の区別と例
大気中でのエアロゾル粒子の生成過程
PM2.5の主要前駆物質とその排出源
PM2.5に関する環境基準と暫定的な指針
日本におけるPM2.5の減少傾向
東京都におけるPM2.5の成分組成と排出源
PM2.5の大気中濃度の変化と季節性
東アジアの越境大気汚染問題と対策
国立環境研究所による大気汚染予測システム
Transcripts
今日から
1973年以降に顕在化し多くは現在も
解決されていない環境問題をお話しして
いきます
はじめに
大気の環境問題を見ていきます
今日の講義では大気汚染物質のひとつで
あるエアロゾルについてお話をしましょう
第1回授業でお話ししたように日本の環境
問題は時代によりその背景や社会構造に
より変化してきました
例えばこの写真はすでにお話ししました
江戸時代初期から採掘が始まりその後環境
問題を引き起こした足尾銅山でした
日本を含め工業化した地域では過去
さまざまな大気の環境問題が発生してき
ました
おおおおおおおおおおお
ただ大気の環境問題では同じような物質が
異なるメカニズムで多様な環境問題を
引き起こしています
今週からお話しする大気の環境問題はここ
にあげた物質が引き起こしています
エアロゾル
用酸化物窒素酸化物
シャツ性有機化合物
光化学オキシダント
一酸化炭素二酸化炭素
フロンです
これは
1965年から
1995年の日本の大気汚染物質の大気中
濃度の変化を見たグラフです
横軸は西暦
縦軸は大気中濃度です
まず左の図を見てください
sox は硫黄酸化物
nox は窒素酸化物です
4
右の図の ceo は
一酸化炭素
spm はこの後お話しするエアロゾルの
1分類である浮遊性粒子状物質です
1973年までの高度成長期は硫黄酸化物
と一酸化炭素の濃度が非常に高くなってい
ます
これは第1回でお話しした環境に配慮し
ない生産社会活動が行われていて工場石油
コンビナート等からこれらの物質が多量に
出されたことによります
しかしその後排気ガスに対する法規制が
行われたために急激に減少します
桃
窒素酸化物と spm は減少していませ
ん
これは主にガソリン自動車に原因があり
ます
自動車の排気ガスも高度成長期以降規制さ
れましたが自動車の普及により台数自体は
増加しそのため排出されるきっそ酸化物
spm の創業は減少しなかったと考え
られます
これは
1995年から2014年の日本のいくつ
かの都市の spm の大気中濃度の経年
変化です
spm 濃度が高かった関東東海地域で
自動車に対する有効な対策が取られ
2009年頃までは濃度の低下が続いてい
ました
しかしそれ以降は約0点0兄ミリグラム
パー立方メートルで下げ止まっています
それでは今日のテーマであるエアロゾルに
ついてのお話を始めましょう
まず
エアロゾルという言葉ですが
エアロが着たいゾルがコロイドで機体
分散媒のコロイドという意味です
もう少し簡単にいうと期待中に浮遊する
微小な液体または固体の粒子と周囲のき
たりの混合たいということになります今日
の講義では
1エアロゾルとは何か
にエアロゾルによる健康被害
3エアロゾルの生成メカニズム
4エアロゾルによる汚染状況
についてお話しします
まず一つ目はエアロゾルとはどのような
物質かというお話ですまず一つ目は
エアロゾルとはどのような物質かというお
話ですここまで大きさの単位が出てきまし
たがそれがどれぐらいの大きさなのかを
示した図を見てください
砂浜のつなり牛と髪の毛の大きさに対し
青色の琉球五重マイクロメーターの
エアロゾル粒子
赤色の粒径
2.5マイクロメーターのエアロゾル粒子
がとても小さいことがわかります
この写真は頭髪やスギの花粉と
流経2.5マイクロメーターのエアロゾル
粒子の大きさを比較したものです
それでは次にエアロゾルの健康への影響に
ついて
お話ししましょう
エアロゾルに含まれる粒子には様々が化学
組成のものがあります
エアロゾル粒子の化学的性質による健康
被害については次回以降の大気の環境問題
でお話しします
ここではエアロゾル粒子の粒径の違いに
よる健康への影響について見ていきます
エアロゾルは流刑により健康への影響が
大きく異なります
エアロゾル粒子は口や鼻から身体の中に
取り込まれます
あとでお話しするように流刑の小さな粒子
ほど長時間待機中にた入り牛吸引する時間
が長くなる可能性があります
吸引された後エアロゾル粒子は上部気道の
員等から高等へ侵入しますが粒径10
マイクロメートル以上のエアロゾル粒子は
その後消火器へ入り最終的には体から排出
されます
粒径10マイクロメートル以下の粒子で
ある spm は
かぶき道の気管気管支に沈着し呼吸器に
影響を及ぼします
さらに粒径2.5マイクロメーター以下の
粒子である pm 2.5は呼吸器の末端
に侵入沈着し呼吸器疾患循環器疾患肺がん
の疾患を引き起こす要因となります以上の
ようにへロゾる粒子を粒径で見た場合
流経の小さな spm あるいは pm
2.5が健康被害を引き起こすことが
分かりました
次はエアロゾル
特に spm や pm 2.5がどの
ようなプロセスで生成されるのか見ていき
ます
エアロゾルの成因としては大きく二つの
ものがあります
一つ目の成因は粒子が形成された後
大気中に放出されてエアロゾルが発生する
もので
形成された理由塩一次粒子と呼びます
理由しの形成メカニズムとしては機械的な
破壊し武器の蒸発
粉塵の冬などがあります
自然起源としては浮遊土壌海塩粒子
火山理由し花粉などの植物粒子などです
人為起源としては工場の by 人化石
燃料やバイオマスの燃焼灰州などがあり
ます
こうして形成された牛脂の粒径は10
マイクロメーター前後です
もう一つの成因は大気中にガスが放出され
待機中の化学反応でエアロゾル粒子が形成
されるもので形成された粒子をに尻牛と
呼びます
精製プロセスとしては第一段階は核形成で
大気中に放出されたガスの分子が衝突合体
しクラスターが作られさらにクラスさあ
同士が合体し核となる微小粒子は形成さ
れる
あるいは
音の蒸気が大気中で凝結し液体の微小粒子
を形成します
これら微小粒子の粒径は0点01
マイクロメーターオーダーです
第2段階では微小粒子が大気中の分子を
取り込んでいく凝縮により成長していき
ます
さらに第3段階ではこの微小粒子同士が
合体を繰り返し成長する現象である凝集が
起こります
の過程で
0.1マイクロメーターオーダーの
エアロゾル粒子が形成されます
二次粒子として形成される化学物質の粒子
としては硫酸塩粒子硝酸塩粒子
アンモニウム塩理由し勇気粒子が挙げられ
ます
これらの二次粒子の前駆物質となった化学
物質はそれぞれ硫黄酸化物
窒素酸化物アンモニウム
炭化水素などが考えられます
これらの前駆物質には人為起源
自然起源の両方があり
用酸化物は石油石炭の燃焼
火山が挙げられます
窒素酸化物は自動車など高温での燃焼を
行う施設
アンモニウムは肥料チックさん
また炭化水素は塗料接着剤などの溶剤とし
て使われる voc や化石燃料からの
蒸発
植物からのてるペンなどが代表的なもの
です
以上がエアロゾル粒子の生成メカニズム
です
そうすると健康に最も深刻な影響を与える
pm 2.5の多くは大気中で生成される
2次粒子でその前駆物質である人為起源の
科学物質は化石燃料や voc の利用に
より発生することになります
この表はこれまでのエアロゾル粒子の成因
をまとめたものです
それでは最後にエアロゾル
特に pm 2.5による現在の汚染状況
についてお話ししましょう
この表は環境省が示している pm 2.5
に関する注意喚起のための暫定的な指針
です
環境基準は1日平均値が35
マイクログラムパー m3一家ですが
暫定的な指針では70マイクログラムパー
立方メートル以下であれば特に行動を制約
する必要はないとされていますこのグラフ
は2001年から2012年の日本での
微小粒子状物質の大気中濃度の経年変化
ですが減少傾向にあります
次に東京都の場合を見てみましょう
これは東京都での pm 2.5の成分
組成と排出源の内訳です
お話ししてきたように東京都でも pn
2.5の主要な前駆物質の排出源は
用酸化物が重油石炭など化石燃料の燃焼
おおおお窒素酸化物が高温での燃焼施設
アンモニウムが肥料じっくさん
結城粒子が voc の使用場所などと
なっています
またこのグラフは東京都で pm 2.5
の大気中濃どう4つのクラスに分け
それぞれのクラスが1年間にどのぐらいの
日数を占めていたかまとめたものです
9都市とも
環境基準を満たした日数が95%以上を
占め
暫定基準を超えた日もありませんでした
以上のように pm 2.5については
東京都は安全な状態になっています
しかし日本全体で見た場合
西日本では1月以降 pm 2.5の環境
基準を超える日数が増えていく傾向があり
ます
また pm 2.5の大気中濃度の変化で
見た場合も1月から濃度の上昇が始まり3
月から4月がピークとなりその後低下し
ます pm 2.5の濃度の上昇する春先
はちょうど大陸からの季節風が付9色に
なります
また近年中国大陸は多量のエアロゾルを
排出する地域になっています
このようにエアロゾルを含め大気汚染は常
に地域を越境し発生する可能性があります
この頭は国立環境研究所が運営している
大気汚染予測システム
ヴィーナスの大気汚染濃度予想図になり
ます
このような東アジアの越境大気汚染を解決
するため
2014年から大気汚染に関する日中韓3
ヵ国政策対話が行われています
以上で今日のお話は終わりです
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