達成率はほぼゼロ―光化学オキシダントだけが「環境基準の優等生」になれない理由
第107回医師国家試験 G問題 第10問
国試問題にチャレンジ
我が国において大気汚染物質のうち環境基準の達成率が最も低いのはどれか。
- a.一酸化炭素
- b.光化学オキシダント
- c.二酸化硫黄
- d.二酸化窒素
- e.浮遊粒子状物質
対話形式の解説
ドクター
医学生
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ドクターまとめ
大気汚染に係る環境基準は、環境基本法に基づく「維持されることが望ましい」行政上の目標値で、全国の一般局と自排局で常時監視されています。二酸化硫黄、一酸化炭素、二酸化窒素は排出規制や技術の進歩でほぼ100%達成され、浮遊粒子状物質も黄砂の年を除けば高い達成率です。一方、光化学オキシダントは窒素酸化物と揮発性有機化合物が紫外線で反応して生じる二次汚染物質であり、越境汚染や1時間値0.06ppm以下という厳しい基準も重なって、達成率は0%台にとどまっています。「一次汚染物質は排出規制で減るが、二次汚染物質は減りにくい」という視点を持つと、PM2.5を含む大気汚染対策の難しさも整理して理解でき、光化学スモッグによる健康被害への助言にも役立ちます。
解答・解説
正解はbです
環境基準とは、人の健康を保護し生活環境を保全するうえで「維持されることが望ましい基準」として、環境基本法に基づいて国が定める行政上の目標値である。大気汚染については、二酸化硫黄(SO2)、一酸化炭素(CO)、浮遊粒子状物質(SPM)、二酸化窒素(NO2)、光化学オキシダント(Ox)、微小粒子状物質(PM2.5)などに環境基準が設けられている。全国の測定局で常時監視が行われ、その結果が毎年公表されている。測定局には、住宅地などの一般的な大気の状態を測る一般環境大気測定局(一般局)と、交通量の多い道路沿いで測る自動車排出ガス測定局(自排局)の2種類がある。 各物質の達成率をみると、SO2、CO、NO2は長年にわたりほぼ100%である。SPMとPM2.5も対策が進み、近年は高い達成率となっている。これに対して光化学オキシダントの達成率は、一般局で0%台、自排局でほぼ0%という状態が長く続いている。ほとんどの測定局で基準を達成できておらず、主な大気汚染物質のなかで際立って低い。 光化学オキシダントは、工場や自動車から排出される窒素酸化物(NOx)と揮発性有機化合物(VOC)が、太陽の紫外線を受けて光化学反応を起こすことで大気中に生じる二次汚染物質である。そのため、原因物質を減らしてもすぐには濃度が下がりにくい。さらに、大陸から運ばれてくる越境汚染の影響もあり、改善が難しい。
選択肢考察
- ×a. 一酸化炭素
一酸化炭素は、主に燃料の不完全燃焼で生じ、自動車排出ガスが主な発生源である。排出ガス規制と触媒の普及によって濃度は大きく下がった。現在は一般局・自排局ともに、すべての測定局で環境基準を達成している(達成率100%)。環境基準は、1時間値の1日平均値が10ppm以下、かつ1時間値の8時間平均値が20ppm以下である。
- ○b. 光化学オキシダント
光化学オキシダントの環境基準は「1時間値が0.06ppm以下」である。1時間値のうち一度でも基準を超えると、その測定局は非達成と判定されるため、非常に厳しい基準となっている。達成率は一般局で0%台(0.2〜0.5%程度)、自排局で0%にとどまり、主な大気汚染物質のなかで最も低い。原因物質(NOx、VOC)が光化学反応を起こして二次的に生じることに加え、越境汚染の影響もあって改善が進んでいない。したがって、これが正解である。
- ×c. 二酸化硫黄
二酸化硫黄は、硫黄分を含む石油や石炭の燃焼によって生じる。四日市ぜんそくの原因となった物質である。燃料の低硫黄化や排煙脱硫装置の普及によって大幅に減少した。現在の達成率は一般局で99%台後半〜100%、自排局で100%と、ほぼ完全に達成されている。環境基準は、1時間値の1日平均値が0.04ppm以下、かつ1時間値が0.1ppm以下である。
- ×d. 二酸化窒素
二酸化窒素は、高温で燃焼したときに空気中の窒素が酸化されて生じる。自動車排出ガスが主な発生源で、かつては道路沿いの自排局で達成率が低かった。その後、自動車NOx・PM法などの対策によって改善し、現在は一般局・自排局ともにほぼ100%である。環境基準は、1時間値の1日平均値が0.04〜0.06ppmのゾーン内またはそれ以下である。
- ×e. 浮遊粒子状物質
浮遊粒子状物質(SPM)は、大気中に浮遊する粒子のうち粒径が10μm以下のものをいう。環境基準は、1時間値の1日平均値が0.10mg/m3以下、かつ1時間値が0.20mg/m3以下である。黄砂の飛来が多い年には達成率が一時的に下がることがある(出題当時の平成23年度は黄砂の影響で約70%に低下した)。しかし、通常の年は90%台後半〜100%に達している。光化学オキシダントに比べれば、はるかに高い。
大気汚染に係る主な環境基準
・二酸化硫黄: 1時間値の1日平均値が0.04ppm以下、かつ1時間値が0.1ppm以下 ・一酸化炭素: 1時間値の1日平均値が10ppm以下、かつ1時間値の8時間平均値が20ppm以下 ・浮遊粒子状物質: 1時間値の1日平均値が0.10mg/m3以下、かつ1時間値が0.20mg/m3以下 ・二酸化窒素: 1時間値の1日平均値が0.04〜0.06ppmのゾーン内またはそれ以下 ・光化学オキシダント: 1時間値が0.06ppm以下 ・微小粒子状物質(PM2.5): 1年平均値が15μg/m3以下、かつ1日平均値が35μg/m3以下 このほか、ベンゼン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン(有害大気汚染物質)やダイオキシン類にも環境基準がある。
光化学オキシダントの特徴
光化学オキシダントは、NOxとVOCが紫外線を受けて反応してできる酸化性物質の総称である。大部分はオゾンで、ほかにパーオキシアセチルナイトレート(PAN)などが含まれる。日差しが強く風の弱い、春から夏の日中に濃度が高くなりやすい。濃度が上がると光化学スモッグとなり、眼がちかちかする、のどが痛む、咳が出るなどの粘膜刺激症状を起こす。濃度が1時間値0.12ppm以上になり、その状態が続くと見込まれる場合には、都道府県知事が光化学オキシダント注意報を発令する。
一次汚染物質と二次汚染物質
SO2、CO、NOxなどは発生源から直接排出される一次汚染物質であり、排出規制がそのまま濃度の低下につながりやすい。これに対し、光化学オキシダントや、PM2.5の一部(二次生成粒子)は大気中の化学反応で生じる二次汚染物質である。そのため排出量の削減が濃度の低下に直結しにくく、対策が難しい。
測定局
全国に約1,800の測定局があり、一般局が約1,400局、自排局が約400局である。
POINT
・大気汚染物質のうち、環境基準の達成率が最も低いのは光化学オキシダントである(一般局で0%台、自排局でほぼ0%)。 ・SO2、CO、NO2はほぼ100%達成している。SPMは黄砂の影響を受ける年もあるが、通常は高い達成率である。 ・光化学オキシダントの環境基準は1時間値0.06ppm以下で、NOxとVOCから光化学反応で生じる二次汚染物質である。 ・一般局(一般環境)と自排局(道路沿い)という2種類の測定局を区別して覚えておく。
