最近のPM₂.₅濃度の減少と化学組成の変調の検出

　九州大学と国立環境研究所は共同で最近のPM₂.₅濃度の減少要因と化学組成変化を調べました。最近のPM₂.₅濃度の減少は、中国国内でも明らかになっており、例えば北京では2013年から2019年にかけて年平均濃度が102 µg/m³から43 µg/m³と58％も減少しています。中国のSO₂、 NOxの排出量は2012年から2017年の間にSO₂ (63%減少)、NOx (25%減少)の変化を示していることから、特にSO₂排出の減少が、PM₂.₅濃度減少の最大の要因と考えられます。福岡でもPM₂.₅濃度は2014年の18.4 µg/m³から2019年で13.8 µg/m³と減少し、福岡のPM₂.₅濃度は中国の濃度と非常に高い線形関係があります（図１）。中国ではSO₂の減少率が最大で、NOx減少率はその1/3程度でNH₃排出量の経年変動はこれらに対して少ないため、従来は硫酸アンモニウム(NH₄)₂SO₄の形成に使われたアンモニアNH₃が余剰となり、硝酸アンモニウムNH₄NO₃の生成・越境輸送量が増加しPM₂.₅の化学組成の変化が起こる可能性があります。九州大学応用力学研究所の鵜野 伊津志主幹教授と国立環境研究所などの研究チームは、これらの点について、国内汚染の影響を受けにくい長崎県福江島での野外観測(国立環境研究所実施)から、硫酸塩と硝酸塩濃度の２−４月平均濃度の経年変化に、硫酸塩の減少と硝酸塩の増加傾向を確認しました（図２上段）。更に、この傾向を、化学輸送モデルGEOS Chemを用いた発生源感度解析からも示しました（図２下段）。従来は硫酸塩がPM₂.₅の主要成分でしたが、今後は硝酸塩寄与の増加の加速が予想され、日本域に越境輸送・沈着する窒素N/硫黄S比が増加し、栄養成分が増加することで海洋・陸上生態系への影響も危惧されます。本研究は、日本学術振興会 科学研究費助成事業基盤研究(B)(JP18H03359)の支援を受けました。本研究成果は、2020年4月15日（水）発行のScientific Reportsに掲載されました。

（図１）：2010-2019年の年平均PM₂.₅濃度（北京、福岡）、中国のSO₂排出量、人工衛星からのSO₂カラム濃度、日本の環境基準達成率の経年変化

（図２）上：国立環境研究所による長崎県福江島での硫酸塩と硝酸塩濃度（２−４月平均濃度）の経年変化
（図２）下　化学輸送モデルの発生源感度解析の結果(CNTLは発生量の2010年時点の標準推定値を用いた場合、S04N08は中国のSO₂を40％、NOxを80％とした感度解析結果を意味する）モデル結果は観測期間に合わせて２−４月の平均値で４領域を示す。