『みんなが知りたいPM2.5の疑問25』はこんな方におすすめ！

『みんなが知りたいPM2.5の疑問25』から抜粋して5つご紹介

『みんなが知りたいPM2.5の疑問25』からいくつか抜粋してご紹介します。最初の章ではPM2.5の定義と測定方法、基準値等を解説します。次に発生と輸送のメカニズム、続いて影響と対策、最後に他の大気汚染や気候変動との関係を解説していますので、最初から順に読み進めていただければ理解が深められるでしょう。

PM2.5とはそもそも何なのでしょうか？

PM2.5が話題になり始めたのは2013年の1月、中国北京で起こった大規模な大気汚染のニュースがきっかけでした。世論に押される形で、環境省は2009年に制定されたPM2.5に関する環境基準値の見直しを行い、1日の平均濃度を70㎍/㎥という暫定指針を発表しました。

PM2.5とは、「空気力学的直径2.5㎛以下の粒子状物質」のことです。その物質が何であるかは問いません。ではなぜ、この大きさ以下の粒子に限って問題にすることにしたのでしょう？
空気中を漂う粒子のサイズと重さを調べると、2.5㎛あたりを境に2つのピークがあります。大きい粒子は（粗大粒子）主に自然由来、小さい粒子（微小粒子）は主に人間活動由来（燃料等を燃やした際のガスなどが粒子に変化したもの）という特徴があります。自然物の制御は難しいですが、人間活動に伴って発生するものなら規制を設けることができます。

また、10㎛より小さい物質は鼻や口でブロックされず、肺にまで到達して人体に影響する可能性があります。
つまり、「大気汚染等の原因となり人体に悪影響を及ぼす可能性のある、人間活動によって発生する物質（微小粒子）」が多く含まれる範囲として、PM2.5が設定されているというわけです。

PM2.5とはどんな物質ですか？

PM2.5の言葉自体は、その中身のことを定義してはいません。では、PM2.5はどのような物質から構成されているのでしょうか？

PM2.5粒子は無機成分と有機成分で構成されています。無機成分には、水溶性のイオン成分と、金属酸化物等の金属成分、またスス等の炭素粒子（元素状炭素：EC）があります。一方、有機成分は多種多様な物質を含むため、炭素を含む有機化合物の総量として有機炭素（OC）として測定されます。さらに、OCは水溶性の有機化合物WSOCと非水溶性の有機化合物WISOCに分けられます。
水溶性イオン成分には、海水の飛沫や黄砂粒子のような自然由来のものと、燃焼過程で生成された二酸化硫黄や窒素酸化物等が酸化されて生成した硫酸塩や硝酸塩のような人為起源のものがあります。

エアロゾルの中でも有機エアロゾルは、粒子が非常に小さいためPM2.5の主要成分の1つとなっています。様々な有機化合物が人体への影響を示しており、発がん性の観点から注目されているのは多環芳香族炭化水素（PAH）です。大気中の物質の中でもPAHがエアロゾルの発がん性の35〜82%を占めているとされています。

大陸で発生したPM2.5はどのように日本に運ばれてくるのでしょうか？

PM2.5が注目されるきっかけとなった2013年1月当時のデータによると、西高東低の冬型の気圧配置のもと、大陸から高濃度の硫酸塩を含む気塊が輸送されてきたことがわかります。冬の季節風に乗って、大気汚染物質が運ばれてきたのでしょう。濃度は西日本で高く、東日本では低くなっています。

しかし一般的には、大陸の大気汚染物質が大規模に日本にやってくるのは、むしろ移動性の高気圧や低気圧、前線などが日本の南岸を通過するときです。
PM2.5の発生には、発生源から直接大気中に放出される一次粒子と、輸送中に気体が粒子化する二次粒子があります。

また粒子は、輸送中に既存粒子が気体を凝縮したり、粒子同士が凝集したりして成長し、自由落下や乱流拡散による乾性沈着、雲や降水による湿性沈着によって除去されます。

エアロゾル粒子やそのもととなる気体成分は、対流が活発な大気境界層に多く存在します。しかし、この高度範囲では除去の可能性が高いので粒子の寿命は短く、長距離輸送の可能性はそれほど高くありません。

それより上の自由対流圏は地上からの影響を普段直接は受けませんが、低気圧に伴う上昇気流などの影響で微量物質が持ち上げられたときは、除去が効率的に進まないので粒子は長距離輸送されやすくなります。

従って、東京の大気汚染が大陸由来のものであるかどうかは、自由対流圏におけるPM2.5の濃度を計測すれば予測ができます。計測結果によれば、2013年1月末〜2月上旬の東京のPM2.5は都市大気汚染によるものの可能性が高いようです。

PM2.5を吸入することによりどんな病気になるおそれがあるのですか？

まず一番大きな影響を受けるのは肺です。粉じんは肺の中に沈着し、その沈着量が一定量以上になると肺に障害を引き起こします。PM2.5は大きな粒子よりも肺内の沈着率が高く、吸入量が少なくても障害を誘発しやすい粒子です。

急性影響（当日から数日以内）では気管支喘息の発作やCOPDの急性増悪等、慢性影響では肺がん等の原因となる可能性が挙げられています。また、PM2.5への長期的曝露が肺機能や気管支に影響するとの報告もあります。

肺以外の臓器では、心血管系への影響が報告されています。PM2.5は、心血管系疾患による死亡率を増加させることが認められています。PM2.5への曝露とともに動脈硬化が進行し、心血管系疾患の発症につながると考えられています。

PM2.5によって自律神経が変調をきたし心拍数の調整がうまくいかなくなることも、その大きな原因といわれています。

PM2.5と黄砂とはどう違うのですか？

PM2.5の定義は単に粒径2.5㎛以下のエアロゾル粒子の総量ですので、粒径2.5㎛以下の黄砂粒子があればそれも含まれます。黄砂発生時に計測してみると、PM2.5の大部分が黄砂粒子であった、という状況もしばしば生じます。
しかし、現在問題になっているPM2.5は、大気汚染に起因する微小粒子の意味で使われることがほとんどです。

黄砂は中国やモンゴルの乾燥地域の砂が強風で舞い上がり、西風に乗って日本に運ばれてくるものです。中国からの大気汚染物質も、同じく西風に乗って運ばれてきます。黄砂と微小粒子とは発生源は異なりますが、黄砂を含む空気塊が大気汚染の激しい東シナ海沿岸部の工業地域や人工知能過密地域を通過する際、大気汚染物質も同じ空気塊に混じり合うことが考えられます。

黄砂粒子が表面に大気汚染物質を吸着（内部混合）したり、大気汚染物質が吸着されずに独立して同じ空気塊の中で黄砂粒子と混じり合ったり（外部混合）して黄砂粒子と大気汚染物質粒子は大気中を運ばれます。

従って、大気汚染物質と黄砂が混合した状態では「分けて考える」ことは難しいといえます。しかし大気汚染物質を含む可能性があることを考えれば、黄砂粒子もPM2.5と同様、健康被害の可能性について留意する必要があるでしょう。

『みんなが知りたいPM2.5の疑問25』内容紹介まとめ

ここ10年、大気汚染の原因として注目されてきたPM2.5。その定義や発生源、発生メカニズムと大気中での動き、人体をはじめとした様々な影響とその対策について解説します。図表やグラフを用いて、微粒子の振る舞いを視覚的に理解することができます。

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