PM2.5調査研究

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2009年5月25日

1、概略

 大気中の粉じんは、呼吸器系、循環器系に影響を与えるといわれています。特に、PM2.5(粒径2.5µm以下の粒子)は、非常に小さい粒子のために肺の奥深くまで侵入し易く、より大きな影響を与えるとされています。また、ディーゼル車から排出された粒子(DEP)や、硫黄酸化物(SOx)や窒素酸化物(NOx)が光化学反応を受けて粒子化した二次生成粒子を多く含み、成分的にも人体に有害とされています。

 川崎市では、平成15年度からPM2.5及びPM2.5-10(粒径2.5~10µmの粒子)の濃度及び各々の粒子に含まれる炭素成分、イオン成分、金属成分の分析を実施しています。なお、平成25年度からは分析対象をPM2.5とし、調査を継続しています。

2、PM2.5の捕集・秤量

 図1のようなPM2.5捕集装置(FRM2025i)を使い、1日単位でPM2.5をろ紙に捕集します。このろ紙を捕集前後で秤量することにより、PM2.5の濃度を測定します。また、このろ紙を使い、PM2.5に含まれる成分について分析します。
PM2.5捕集装置(FRM2025i)

図1 PM2.5捕集装置(FRM2025i)

捕集前のろ紙と捕集後のろ紙

図2 左が捕集前のろ紙、右が捕集後のろ紙

3、PM2.5中の成分の分析

1、炭素成分

 カーボンアナライザー(図3)を使い、有機炭素と元素状炭素を分析します。PM2.5中の元素状炭素は、ディーゼル排気粒子(DEP)の指標となります。

カーボンアナライザー

図3 カーボンアナライザー

2、イオン成分

 イオンクロマトグラフィー(図4)を使い、水溶性イオン成分を分析します。PM2.5中のNO3-、SO42-、Cl-、NH4+は、二次生成粒子の主要成分です。

イオンクロマトグラフィー

図4 イオンクロマトグラフィー

3、金属成分

 ICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析装置)(図5)を使い、金属成分を分析します。

ICP-MS

図5 ICP-MS

4、発生源解析

 PM2.5濃度、炭素成分濃度、イオン成分濃度、金属成分濃度を基に、発生源の寄与を推定します。発生源解析にはCMB(Chemical Mass Balance)解析とPMF(Positive Matrix Factorization)解析などがあります。発生源は、ディーゼル車、二次生成粒子、固定発生源といった人為的発生源と、土壌粒子、海塩粒子といった自然発生源に分けられます。

 近年は、ディーゼル車運行規制やNOx・SPM規制といったディーゼル車への規制が効果をあげており、ディーゼル車の寄与が減少しています。そのため、相対的に寄与が増加した二次生成粒子への対策が急がれています。

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