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大気汚染物質(常時監視測定項目)について

そらまめ君では、全国の大気汚染情報を、24時間提供しています。
このページは、24時間常時監視している大気汚染物質とその測定方法などを知っていただくための解説ページです。

 

大気汚染物質(常時監視測定項目)

大気汚染常時監視測定局で測定されているもののうち、そらまめ君では、次の表のとおり、大気汚染物質12物質と気象観測項目4項目を表示しています。
そらまめ君の表示は、環境基準に準じた単位を用いています。

常時監視測定項目 そらまめ君表示 各物質の説明(環境影響など)
  略称 物質名
(測定項目名)
表示単位 地図表示 表表示
大気汚染物質 SO2 二酸化硫黄 ppm 石油、石炭等を燃焼したときに含有される硫黄(S)が酸化されて発生するもので、高濃度で呼吸器に影響を及ぼすほか、森林や湖沼などに影響を与える酸性雨の原因物質になると言われている。
NO 一酸化窒素 ppm 窒素酸化物は、ものの燃焼や化学反応によって生じる窒素と酸素の化合物で、主として一酸化窒素(NO)と二酸化窒素(NO2)の形で大気中に存在する。発生源は、工場・事業場、自動車、家庭等多種多様である。発生源からは、大部分が一酸化窒素として排出されるが、大気中で酸化されて二酸化窒素になる。
二酸化窒素は、高濃度で呼吸器に影響を及ぼすほか、酸性雨及び光化学オキシダントの原因物質になると言われている。
NO2 二酸化窒素 ppm
NOX 窒素酸化物 ppm  
CO 一酸化炭素 ppm   炭素化合物の不完全燃焼等により発生し、血液中のヘモグロビンと結合して、酸素を運搬する機能を阻害するなどの影響を及ぼすほか、温室効果ガスである大気中のメタンの寿命を長くすることが知られている。
OX 光化学オキシダント ppm 大気中の窒素酸化物や炭化水素が太陽の紫外線を受けて化学反応を起こし発生する汚染物質で、光化学スモッグの原因となり、高濃度では、粘膜を刺激し、呼吸器への影響を及ぼすほか、農作物など植物への影響も観察されている。
NMHC 非メタン炭化水素 ppmC 炭化水素は、炭素と水素が結合した有機物の総称である。大気中の炭化水素濃度の評価には、光化学反応に関与する非メタン炭化水素が用いられる。
CH4 メタン ppmC  
THC 全炭化水素 ppmC  
SPM 浮遊粒子状物質 mg/m3 浮遊粉じんのうち、10μm以下の粒子状物質のことをいい、ボイラーや自動車の排出ガス等から発生するもので、大気中に長時間滞留し、高濃度で肺や気管などに沈着して呼吸器に影響を及ぼす。
PM2.5 微小粒子状物質 μg/m3 大気中に浮遊する粒子状物質であって、その粒径が2.5μmの粒子を50%の割合で分離できる分粒装置を用いて、より粒径の大きい粒子を除去した後に採取される粒子をいう。
SP 浮遊粉じん mg/m3   大気中に長時間浮遊しているばいじん、粉じん等をいう。ばいじんとは、ものの燃焼によって生じたすす等の固体粒子を総称したものをいう。
気象項目 WD 風向 16方位 風の吹いてくる方向。16の向きで示す。たとえば、風向が北であれば、北から南に風が吹いている状態をいう。
WS 風速 m/s 1秒間に大気が移動した距離。たとえば、平均風速10m/sは、おおむね、強風注意報が発令されるレベルの風速をいう。
TEMP 気温   大気の温度。
HUM 相対湿度   空気中の水蒸気量が飽和状態(含みうる水蒸気量が限界になった時)に比べ、どの程度含まれているかを%で表したもの。
 

表示単位

そらまめ君の表示に用いている単位は、次のとおりです。

表示単位 単位の説明
ppm 容量比や重量比を表す単位で、1ppmとは、空気1m3中に物質が1cm3含まれる場合をいう。ppmは、「part per million」の略称で100万分の1のことをいう。
ppmC 大気中の炭化水素類を表す単位で、1ppmCとは、空気1m3中にメタンに換算された物質が1cm3含まれる場合をいう。
mg/m3 重量濃度を表す単位で、1mg/m3とは、空気1m3中に物質が1mg含まれる場合をいう。
μg/m3 重量濃度を表す単位で、1μg/m3とは、空気1m3中に物質が1μg(0.001mg)含まれる場合をいう。
 

そらまめ君の測定濃度ランク表示

そらまめ君では、環境基準などを参考にして、測定濃度を、次の表のとおり、色別にランク表示しています。ランクは、原則として、環境基準値を超える値が黄色以上になるよう、設定されています。

略称 SO2 NO NO2 OX NMHC SPM PM2.5 WD,WS
物質名 二酸化硫黄 一酸化窒素 二酸化窒素 光化学オキシダント 非メタン炭化水素 浮遊粒子状物質 微小粒子状物質 風向・風速
単位 ppmppmppmppmppmCmg/m3μg/m3m/s
測定濃度ランクとそらまめ君の表示色        0.2m/s未満(静穏)
0.000〜0.0200.000〜0.0500.000〜0.0200.000〜0.020 0.00〜0.090.000〜0.050〜100.2〜3.9
0.021〜0.0400.051〜0.1000.021〜0.0400.021〜0.0400.10〜0.190.051〜0.10011〜154.0〜6.9
0.041〜0.1000.101〜0.2000.041〜0.0600.041〜0.0600.20〜0.310.101〜0.20016〜357.0〜9.9
0.101〜0.120 0.201〜0.400 0.061〜0.100 0.061〜0.119 0.32〜0.50 0.201〜0.400 36〜50 10.0〜12.9
0.121〜0.1500.401〜0.6000.101〜0.2000.120〜0.2390.51〜1.000.401〜0.60051〜7013.0〜14.9
0.151ppm
以上
0.601ppm
以上
0.201ppm
以上
0.240ppm
以上
1.01ppmC
以上
0.601mg/m3
以上
71μg/m3
以上
15.0m/s
以上
 

そらまめ君の「静穏」表示

「静穏」の定義は、自治体ごとに異なりますが、そらまめ君では、統一的に、0.20m/s未満を「静穏」と表示しています。
自治体が、風速0.20m/s未満であっても、「静穏」と定義していない場合には、そらまめ君では風向を「静穏」と表示し、風速の測定値はそのまま表示しています。
自治体の「静穏」の定義が、0.20m/s以上の場合には、自治体に従い、そのまま「静穏」として表示しています。
したがって、各自治体が独自に公表する測定値(速報値)と、そらまめ君の表示では、値が異なることがあります。

 

大気汚染に係る環境基準

大気汚染物質のうち、次の物質について、環境基準が定められています。各測定方法の詳細は、測定方法に掲載しています。

大気汚染物質 環境基準 人および環境に及ぼす影響 測定方法
二酸化硫黄(SO2) 1時間値の1日平均値が0.04ppm以下であり、かつ、1時間値が0.1ppm以下であること。(48.5.16告示) 四日市喘息などのいわゆる公害病の原因物質であるほか、森林や湖沼などに影響を与える酸性雨の原因物質ともなる。 溶液導電率法又は紫外線蛍光法によることとされている。ただし、後者の方法については、平成8年10月に追加されたものである。
一酸化炭素(CO) 1時間値の1日平均値が10ppm以下であり、かつ、1時間値の8時間平均値が20ppm以下であること。(48.5.8告示) 血液中のヘモグロビンと結合して、酸素を運搬する機能を阻害するなど影響を及ぼすほか、温室効果ガスである大気中のメタンの寿命を長くすることが知られている。 非分散型赤外線分析計を用いる方法により測定することとされている。
浮遊粒子状物質(SPM) 1時間値の1日平均値が0.10mg/m3以下であり、かつ、1時間値が0.20mg/m3以下であること。(48.5.8告示) 大気中に長時間滞留し、肺や気管などに沈着して呼吸器に影響を及ぼす。 標準測定法としてはろ過捕集による重量濃度測定法が定められているが、連続測定が著しく困難であるため、この方法により得られる重量濃度と直線的な関係を有する量が得られる光散乱法、圧電天びん法又はベータ線吸収法により測定が行われている。
二酸化窒素(NO2) 1時間値の1日平均値が0.04ppmから0.06ppmまでのゾーン内又はそれ以下であること。(53.7.11告示) 呼吸器に影響を及ぼすほか、酸性雨及び光化学オキシダントの原因物質となる。 ザルツマン試薬を用いる吸光光度法又はオゾンを用いる化学発光法によることとされている。ただし、後者の方法については、平成8年10月に追加されたものである。
光化学オキシダント
(OX)
1時間値が0.06ppm以下であること。(48.5.8告示) いわゆる光化学スモッグの原因となり、粘膜への刺激、呼吸器への影響を及ぼすほか、農作物など植物への影響も観察されている。 中性ヨウ化カリウムを用いる吸光光度法若しくは電量法、紫外線吸収法又はエチレンを用いる化学発光法によることとされている。ただし、紫外線吸収法及び化学発光法については、平成8年10月に追加されたものである。
微小粒子状物質
(PM2.5)
1年平均値が15μg/m3以下であり、かつ、1日平均値が35μg/m3以下であること。(H21.9.9告示) 疫学及び毒性学の数多くの科学的知見から、呼吸器疾患、循環器疾患及び肺がんの疾患に関して総体として人々の健康に一定の影響を与えていることが示されている。 濾過捕集による質量濃度測定方法又はこの方法によって測定された質量濃度と等価な値が得られると認められる自動測定機による方法

備考

  1. 環境基準は、工業専用地域、車道その他一般公衆が通常生活していない地域または場所については、適用しない。
  2. 浮遊粒子状物質とは大気中に浮遊する粒子状物質であってその粒径が10μm以下のものをいう。
  3. 二酸化窒素について、1時間値の1日平均値が0.04ppmから0.06ppmまでのゾーン内にある地域にあっては、原則としてこのゾーン内において現状程度の水準を維持し、又はこれを大きく上回ることとならないよう努めるものとする。
  4. 光化学オキシダントとは、オゾン、パーオキシアセチルナイトレートその他の光化学反応により生成される酸化性物質(中性ヨウ化カリウム溶液からヨウ素を遊離するものに限り、二酸化窒素を除く。) をいう。
 

(参考)光化学オキシダントの生成防止のための大気中炭化水素濃度の指針

光化学オキシダントの生成防止のための大気中炭化水素濃度の指針が昭和51年の中央公害対策審議会答申において示されている。
同指針においては、午前6時から9時までの非メタン炭化水素濃度を0.20ppmCから0.31ppmCの範囲以下とすべきである としている。

 

(参考)光化学オキシダント注意報、警報の発令基準


注意報 注意報 光化学オキシダント濃度の1時間値が0.12ppm以上で、気象条件からみて、その状態が継続すると認められる場合に、大気汚染防止法第23条第1項の規定により都道府県知事等が発令
警報 各都道府県等が独自に要綱等で定めているもので、一般的には、光化学オキシダント濃度の1時間値が0.24ppm以上で、気象条件からみて、その状態が継続すると認められる場合に、都道府県知事等が発令
 

大気汚染物質の測定方法

大気汚染物質の測定方法の概要は、次のとおりである

微小粒子状物質
 微小粒子状物質の標準測定法としては、米国EPAの連邦標準測定法(Federal Reference Method, FRM)に準じたフィルター捕集−質量法を採用している。しかし、標準測定法は、労力がかかることに加え、得られる測定値が1日平均値のみであり、かつ、秤量のため測定結果を得るまでに最短でも数日を要することから、常時監視には、標準測定法であるフィルター捕集−質量法によって測定された質量濃度と等価な値が得られると認められた自動測定機が用いられている。
ベータ線吸収法 低いエネルギーのベータ線を物質に照射した場合、その物質の単位面積当たりの質量に比例してベータ線の吸収量が増加することを利用した測定法である。ろ紙上に捕集した微小粒子状物質にベータ線を照射し、透過ベータ線強度を計測することにより、微小粒子状物質の質量濃度を測定する方法である。
フィルター振動法 円錐状の秤量素子を持ち、下部は固定され、先端にはフィルターカートリッジがセットされている。この秤量素子には外部から振動が与えられており、フィルターカートリッジと共に固有の振動数で振動している。試料大気はこの秤量素子部に導入され、試料大気中のPM2.5 はフィルターカートリッジに捕集される。これら粒子による質量増加により、振動素子の振動数が減少する。この振動数の変化量と捕集粒子の質量には一定の関係があることから、振動数の変化を計測することで捕集質量を算出し、吸引した試料大気量からPM2.5 の質量濃度を算出する方法である。
光散乱法 試料大気に光を照射し、その散乱光の強度を測定することにより、微小粒子状物質の質量濃度を算出する方法である。散乱光の強度は、微小粒子状物質の計上、粒径分布、屈折率等によって変化するが、これらの条件が同一であれば、微小粒子状物質の質量濃度との間に比例関係が成り立つことを利用した方法である。
窒素酸化物(二酸化窒素・一酸化窒素)
 窒素酸化物の測定方法は、従来から標準方法として定められている吸光光度法(湿式測定法)のほか、化学発光法(乾式測定法)が平成8年10月以降追加されている。
吸光光度法 試料大気を吸収液(N-1-ナフチルエチレンジアミン・二塩酸塩、スファニル酸及び酢酸の混合液)に通じると、大気中の二酸化窒素はジアゾ化スルファニル酸塩として吸収され、N-1-ナフチルエチレンジアミンとのカップリング反応により赤紫色に発色する。この発色の545nmにおける吸光度を測定することにより、試料大気中の二酸化窒素濃度を測定する方法である。一酸化窒素はこれらの試薬(ザルツマン試薬)とは反応しないので、試料大気を硫酸酸性過マンガン酸カリウムの酸化液を通じて二酸化窒素に酸化した後、同様の測定を行う
化学発光法 試料大気にオゾンを反応させると、一酸化窒素から励起状態の二酸化窒素が生じ、これが基底状態に戻るときに光を発する(化学発光)。この化学発光の強度を測定することにより、試料大気中の一酸化窒素の濃度を測定する方法である。一方、試料大気をコンバータと呼ばれる変換器に通じて二酸化窒素を一酸化窒素に変換した上で化学発光の強度を測定すると、試料大気中の窒素酸化物(一酸化窒素+二酸化窒素)の濃度が測定できるため、これらの測定値の差を求めることによって、試料大気中の二酸化窒素の濃度を測定することができる。
浮遊粒子状物質
 浮遊粒子状物質の標準測定方法としては、重量濃度測定法が採用されており、通常、10μmを超える粒子を除去する装置として多段型分粒装置又はサイクロン式分粒装置を装着したローボリウムエアサンプラーを用いて、ろ紙上に粒子状物質を捕集し、測定する方法が用いられる。
 しかし、この標準測定方法では、環境基準が定められている1時間値を計測することができないため、この方法によって測定された重量濃度と直線的な関係を有する量が得られる光散乱法、圧電天びん法もしくはベータ線吸収法によって行われている。
光散乱法 試料大気に光を照射し、その散乱光の強度を測定することにより、浮遊粒子状物質の相対濃度を測定する方法である。環境基準の適合性評価を行うためには、標準測定法との並行測定を行って、質量濃度への換算係数(F値)を求める必要がある。この換算係数は、湿度、粒径、組成の影響により地域的、時間的変動があり、注意が必要である。
圧電天びん法 圧電結晶振動を利用した測定法であり、浮遊粒子状物質を静電気的に水晶発振子上に捕集し、質量の増加に伴う水晶振動子の振動数の変化量を測定し、理論的に与えられた質量感度定数を用いて試料大気中の浮遊粒子状物質の質量濃度を測定する方法である。
ベータ線吸収法 低いエネルギーのベータ線を物質に照射した場合、その物質の質量に比例してベータ線の吸収量が増加する原理を利用した測定法であり、ろ紙上に捕集した粒子状物質にベータ線を照射し、透過ベータ線強度を計測することにより、浮遊粒子状物質の質量濃度を測定する方法である。
フィルター振動法 固有の周波数で振動しているフィルター又はフィルターを先端に取り付けた素子の振動周波数が、フィルター上に捕集された粒子状物質の質量の増加に伴い、減少することを利用した測定方法である。
光化学オキシダント
 光化学オキシダントの測定方法は、従来から標準方法として定められている吸光光度法電量法(湿式測定法)のほか、紫外線吸収法化学発光法(乾式測定法)が平成8年10月以降追加されている。
吸光光度法 オキシダントを含む試料大気を中性よう化カリウム溶液に通じると、よう化カリウムが酸化されてよう素を遊離し、よう化カリウム溶液中では黄褐色に発色する。この発色液の365nm付近における吸光度を測定することにより、試料大気中のオキシダント濃度を測定する方法である。
電量法 試料大気を中性よう化カリウム溶液に通じ、遊離したよう素を電量法によって測定することにより、試料大気中のオキシダント濃度を測定する方法である。
紫外線吸収法 試料大気に波長254nm付近の紫外線を照射し、オゾンによって吸収される紫外線の量を測定することにより、試料大気中のオゾン濃度(光化学オキシダント濃度)を測定する方法である。
化学発光法 試料大気中のオゾンとエチレンを反応させると、励起状態のカルボニル化合物が生成され、これが基底状態に戻るときに光を発する(化学発光)。この化学発光の強度を測定することにより、試料大気中のオゾン濃度(光化学オキシダント濃度)を測定する方法である。
二酸化硫黄
 二酸化硫黄の測定方法は、従来から標準方法として定められている溶液導電率法(湿式測定法)のほか、紫外線蛍光法(乾式測定法)が平成8年10月以降追加されている。
溶液導電率法 試料大気を硫酸酸性の過酸化水素水に通じると、試料大気に含まれる二酸化硫黄が吸収されて反応によって硫酸となり、吸収液の電気導電率を増加させる。この変化を測定することにより、試料大気中の二酸化硫黄濃度を測定する方法である。
紫外線蛍光法 試料大気に比較的波長の短い紫外線を照射すると、これを吸収して励起した二酸化硫黄分子が基底状態に戻るときに蛍光を発する。この蛍光の強度を測定することにより試料大気中の二酸化硫黄濃度を測定する方法である。
一酸化炭素
 一酸化炭素の測定は、非分散型赤外分析計を用いる方法が定められている。
非分散型赤外線吸収法 物質を構成する分子は、それぞれ特定の原子間振動を持っており、この振動モードの振動数に応じた波長の光を吸収し、圧力が一定のガス体では濃度に対応した吸収を示す。非分散型赤外線吸収法は、この原理に基づいて、一酸化炭素の4.7μm付近における赤外線吸収を計測することにより、試料大気中の一酸化炭素濃度を測定する方法である。
炭素水素
 炭化水素の測定には、標準測定法として非メタン炭化水素測定方式(直接法)が採用されている。
非メタン炭化水素測定方式(直接法) 試料大気をガスクロマトグラフによって分離し、非メタン炭化水素及びメタンの各々を水素炎イオン化検出器で検出して試料大気中の非メタン炭化水素濃度を測定する方法である。
水素炎イオン化検出器は、炭化水素を水素炎中で燃焼するときに生じるイオンによる微少電流を測定する方法であり、この電流の強さは炭化水素中の炭素数に比例するため、電流の強さを測定することにより、炭化水素濃度を炭素数換算濃度として知ることができる。

参考文献:環境大気常時監視マニュアル(第5版) 環境省水・大気環境局 平成19年3月

<関連ページ>

<環境省ホームページ>
大気汚染防止法
大気の汚染に係る環境基準
環境大気常時監視マニュアル 第5版