公園・緑地のPMの除去機能に着目した地方都市大気汚染の軽減に関する研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K00619
• Research Institution: Asia Center for Air Pollution Research
• Principal Investigator: 大泉 毅 一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, その他部局等, 研究員 (10450800)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐瀬 裕之 一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, その他部局等, その他 (20450801) ; 武 直子 一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, その他部局等, 研究員 (00633679)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 粒子状物質 / 越境大気汚染 / 公園・緑地 / 大気浄化

Outline of Annual Research Achievements

樹木による粒子状物質（PM）の除去機能に着目し、越境汚染が顕在化する日本海側の中核都市である新潟市において、独自に開発した葉面付着量の直接測定法等を用いて公園・緑地、街路樹等によるPMの除去・浄化効果を評価することを目的に研究を行っている。新潟市の公園・緑地内およびその周辺のオープンスペースにおいて、大気中PMの重量および成分濃度を測定し、気象データから算出される沈着速度から、理論的に期待される樹木への乾性沈着量（除去量）を推計（トップダウン的な推計）し、また、樹木葉を採取し、葉面に付着しているPMの測定により、付着量の空間分布を評価すると共に、着葉量や葉面積指数を考慮して樹木による除去量を推計（ボトムアップ的な推計）し、両推計から樹木による粒子状物質の除去・浄化作用を、その不確実性と合わせて見積もることを最終的な目標としている。
調査地点の選定と調査方法の検討を並行して実施した。地点選定については、周辺樹種の毎木調査による属性評価、電源の有無、長期観測の可否、周辺のオープンスペースにおける観測の可否等を考慮して、新潟県立鳥屋野潟公園女池地区内に調査地点（以下、林内地点）を設定した。また、同地点からの距離、長期観測の可否、大気汚染物質濃度の入手の可否、PM濃度の予備解析結果等を考慮して、当該地点から東南東へ約5kmに位置する亀田大気測定局（以下、亀田局）をオープンスペースにおける観測地点（以下、対照地点）に選定した。また、両地点で実施する大気中PMおよび降水を採取するための装置の開発および採取試料の測定方法の検討を行った。それらの結果を用いて、平成27年12月および平成28年1月に、林内地点および対照地点において、大気中PMおよび降水等の観測を開始した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

観測地点の選定および観測方法の検討を終えて、平成28年1月には予定していた観測態勢を概ね確立することができた。新潟市中心部の公園・緑地内に林内地点、同地点から東南東へ約5kmに位置する対照地点を選定した。
観測方法については、林内雨中に含まれるPMを捕集するために公園・緑地用林内雨サンプラーを新たに工作し、林内地点と対照地点に設置した。また、葉面粒子の評価方法を検討し、有機溶媒で葉面ワックスを溶解させることにより抽出した粒子状物質を石英フィルター上に捕集し、OC/EC炭素分析計を用いて元素上炭素（EC）の分析を行う手法を採用することとした。また、林内地点での粒径別の大気中PM濃度を測定するため、US-EPAの連邦標準法サンプラーとの並行試験により、PM10より大きい粒子、PM2.5より大きくPM10より小さい粒子（PMc）及びPM2.5濃度を同時に一週間単位で精度良く測定できるインパクター装着フィルター法を確立した。
これらの装置を用いて平成27年12月に対照地点、平成28年1月に林内地点で観測を開始した。これまでの観測では、対照地点における降水及び林内地点におけるケヤキ樹冠下の降水は、2月は対照地点よりも林内地点でEC沈着量が多かったが3月と4月は落葉により差は見られなかった。ディーゼル排ガスなど高温での不完全燃焼由来と考えられる炭素成分（Soot-EC）の割合が高く、特に3月及び4月には、低温での不完全燃焼によって生成すると考えられる炭素成分（Char-EC）よりも高く、Char-EC/Soot-EC比は1未満であった。また、林内地点のPMの粒径別濃度は、全試料ともにPM2.5>PMc＞PM10で、PM2.5中の主成分はSO42-、NH4+、NO3-、EC1及びOC2であり、対照地点の方が林内地点よりSO42-の占める比率がやや大きい傾向にあるなどの結果が得られている。

Strategy for Future Research Activity

設置された2箇所の観測地点において、観測を継続する。少なくとも平成29年1月までは公園・緑地の使用許可を得ており、その間に、大気中PMおよび降水により沈着するPM、葉面に付着するPMの変動傾向を明らかするとともに、対照地点との比較から、公園緑地によるPM除去機能を評価するためのデータが取得できるものと考えられる。
なお、当該調査地点での葉面ECの測定は展葉が完了する初夏を目処に開始する予定である。鳥屋野潟公園は新潟市内の比較的中心部にあることから、上記の結果も考慮してChar-EC/Soot-EC比にも着目し、加治川試験地や新潟大学等の周辺地点とも比較しながら実施することによって、都市域における樹木葉面へのEC等粒子状物質の沈着の特徴について、より明確にできることが期待される。また、林内雨サンプラーについては、将来的には、フィルターホルダーの下にさらにイオン交換樹脂を充填したカラムを設置することにより、イオン成分も捕集することを検討する。
大気濃度の測定においては、金属成分の測定を開始し、試料量が確保できればPAHs成分の測定も検討する予定である。また、PMの生成に寄与すると考えられるガス成分である二酸化硫黄やアンモニアガスについて、パッシブサンプラーを用いた測定を検討している。

Causes of Carryover

予想以上に機材修理および消耗品調達に時間を要して、年度内での完了が間に合わなかったために、次年度に繰り越した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

予定通り、機材の修理費および消耗品の購入費に充てる。

Research Products

• [Presentation] Removal of particulate matters from atmosphere by tree canopies in Niigata, central Japan. (2015)
  • Author(s): Sase, H, Ohizumi, T, Morohashi, M, Kobashi, K, Take, N, Takahashi, M, Matsuda, K, Nakata, M.
  • Organizer: The 1st Asian Air Pollution Workshop
  • Place of Presentation: Tokyo University, Japan
  • Year and Date: 2015-10-30 – 2015-11-03
  • Int'l Joint Research