裁判報告集会
廃プラ施設周辺の
大気汚染物質とその有害性
柳沢幸雄
東京大学大学院
新領域創成科学研究科
1
プラスチックマテリアルリサイクル
循環型社会形成推進基本法に基づき、廃プラスチックの
マテリアルリサイクルが進められている
しかし、リサイクル工程で有害物質が放散することが指摘
されている
プラスチック以外の異物
(金属など)を分離
回収
分別
粉砕
分離
洗浄
溶融
成形
再生品
プラスチックの種類で分離
200℃前後
PVCを排除することが多い
有害な物質が放散する可能性
2
既往研究(Yamashita et al.):
廃プラスチックの溶融時における放散物質に関する研究
脂肪族炭化水素
脂肪族炭化水素
芳香族炭化水素
芳香族炭化水素
アルコール
アルコール
アルデヒド
アルデヒド
ケトン
ケトン
カルボン酸
カルボン酸
エステル
エステル
エーテル
エーテル
その他
その他
溶融実験(200℃)
0
プラスチック溶融時の
放散物質を調査
脂肪族やアルデヒドな
どのVOCの放散を確認
施設から排出されると
悪臭や健康被害を及ぼ
す恐れ
10
20
30
40
50
200
300
放散量( mg/ g)
LDPE
PP
脂肪族炭化水素
芳香族炭化水素
芳香族炭化水素
アルコール
アルコール
アルデヒド
アルデヒド
ケトン
ケトン
カルボン酸
カルボン酸
エステル
エステル
エーテル
エーテル
その他
その他
50
100
放散量( mg/ g)
脂肪族炭化水素
0
0
100
150
200
250
0
50
100
150
200
400
250
放散量( mg/ g)
放散量( mg/ g)
PS
廃プラスチック
300
3
調査対象地域
2004年8月にプラスチックマテリアルリサイクル施設が建
設され、その後の稼動に一致して周辺住民が悪臭や健康
被害を訴えた
関連があると思われる症状
• 眼、鼻、のど、呼吸器などの粘膜刺激症状
• 皮膚症状
4
調査対象地域:自然的特徴
クリーンセンターの煙は
上空へ
焚き火による煙は川に
沿って住宅地へ
プラスチックマテリアル
リサイクル施設
接地型逆転層が形成され、汚染物質が高濃度化しやすい
5
暖かい空気は軽いので
天に昇る
6
冷たい空気は重いので
地を這う
7
調査の目的
プラスチックマテリアルリサイクル施設周辺において、
VOCによる局所的大気汚染を評価する
TVOC濃度と高さ方向の温度差のモニタリングにより、
VOC濃度と接地型逆転層の関係を調べる
VOCの成分分析を行い、プラスチック溶融時に放散する
VOCと比較する
8
調査地点および時期
A宅
134 m
B宅
501 m
施設
施設
調査項目
調査時期(2009年)
調査地点
1月
TVOC濃度および温度差
のモニタリング
2月
3月
4月
5月
6月
A宅
B宅
A宅
VOC成分分析
B宅
沿道など
9
調査方法:TVOC濃度と温度差モニタリング
施設付近の住宅の屋外で、1~2週間
程度連続測定
測定項目
測定装置
TVOC濃度
PIDモニタ
(RAEsystems製)
温度差
温度センサ
(5 m-0 m) (KNラボラトリーズ製)
測定間隔
1~2分
TVOCモニタ(吸引口)
5分
温度センサ
10
調査方法:VOC成分分析
施設付近の住宅の屋外で、1週間の間、午前10時と午後10時
に1時間サンプリングして分析
比較のため施設から2 km程度離れた沿道大気も同様に分析
測定項目
サンプリング装置
分析装置
定量物質
カルボニル
化合物
ポンプ(SKC製)
DNPHサンプラー(Waters製)
HPLC
(Agilent 製)
5物質
VOC
ポンプ (SKC製)
Tenax TA+Carboxen 1000
(Supelco製)
GC/MS
(Agilent 製 )
44物質
11
4/22(水) 0:00
300
4/21(火) 0:00
4/20(月) 0:00
4/19(日) 0:00
4/18(土) 0:00
4/17(金) 0:00
4/16(木) 0:00
4/15(水) 0:00
4/14(火) 0:00
4/13(月) 0:00
3
TVOC 濃度 (μg/m )
PID法によるTVOC濃度の結果(4月)
400
A宅
B宅
下限値
A宅 134 m
200
100
B宅
501 m
24時間を周期として夜間に濃度が上昇し、昼間に減少
A宅とB宅で同様の濃度変動
施設近傍のA宅のほうが高濃度
施設
0
12
高さ方向の温度差とTVOC濃度の関係(4/15-16)
400
2
300
TVOC濃度
(温度差>0.1℃)
0
-1
200
-2
-3
100
-4
温度差 (℃)
3
TVOC 濃度 (μg/m )
1
TVOC濃度
(温度差≦0.1℃)
温度差(5 m-0 m)
-5
0
0:00
18:00
12:00
6:00
0:00
18:00
12:00
6:00
0:00
-6
逆転層が形成されている時間帯にTVOC濃度が上昇
13
TVOC濃度(温度差>0.1℃)
TVOC濃度下限値
温度差(5 m - 0 m)
400
5
300
0
200
-5
100
-10
0
-15
温度差(℃)
TVOC濃度(温度差≦0.1℃)
2/6(金) 0:00
2/5(木) 0:00
2/4(水) 0:00
2/3(火) 0:00
2/2(月) 0:00
2/1(日) 0:00
1/31(土) 0:00
1/30(金) 0:00
1/29(木) 0:00
1/28(水) 0:00
1/27(火) 0:00
1/26(月) 0:00
1/25(日) 0:00
1/24(土) 0:00
3
TVOC 濃度 (μg/m )
高さ方向の温度差とTVOC濃度の関係(1月)
冬季は逆転層の形成とともに濃度が上昇
14
春先にも逆転層が形成され濃度が上昇
TVOC濃度(温度差≦0.1℃)
TVOC濃度下限値
温度差(5 m - 0 m)
400
5
300
0
200
-5
100
-10
0
-15
温度差(℃)
TVOC濃度(温度差>0.1℃)
4/22(水) 0:00
4/21(火) 0:00
4/20(月) 0:00
4/19(日) 0:00
4/18(土) 0:00
4/17(金) 0:00
4/16(木) 0:00
4/15(水) 0:00
4/14(火) 0:00
4/13(月) 0:00
3
TVOC 濃度 (μg/m )
高さ方向の温度差とTVOC濃度の関係(4月)
15
梅雨の時期にも
TVOC濃度(温度差≦0.1℃)
TVOC濃度下限値
温度差(5 m - 0 m)
400
5
300
0
200
-5
100
-10
0
-15
温度差(℃)
TVOC濃度(温度差>0.1℃)
6/26(金) 0:00
6/25(木) 0:00
6/24(水) 0:00
6/23(火) 0:00
6/22(月) 0:00
6/21(日) 0:00
6/20(土) 0:00
6/19(金) 0:00
6/18(木) 0:00
6/17(水) 0:00
6/16(火) 0:00
6/15(月) 0:00
3
TVOC 濃度 (μg/m )
高さ方向の温度差とTVOC濃度の関係(6月)
冬季だけでなく継続的に逆転層が形成
16
VOC成分分析の結果:TVOC濃度(GCMS+HPLC)
800
A宅 134 m
TVOC濃度(mg/m3)
700
B宅
501 m
600
500
施設
室内濃度暫定目標値
400
300
200
100
0
A宅
A宅
n=14
B宅
B宅
n=27
施設近傍のA宅の濃度が高く、室内濃度暫定目標値
を超過することがあった
17
規制対象物質・未同定物質の割合(最高濃度時)
100%
11%
25%
39%
80%
60%
52%
35%
規制対象物質
有害大気汚染物質に係る
環境基準3物質
規制対象物質
室内濃度指針値10物質
同定物質
40%
20%
45%
37%
40%
16%
同定物質
未同定物質
標準混合液を用いて同定・
定量した49物質
未同定物質
0%
A宅
A宅
B宅
B宅
沿道
沿道
4/20 10:00
741 mg/m3
4/18 22:00
114 mg/m3
5/19 11:09
173 mg/m3
規制対象物質の割合は低く、施設近傍のA宅では最も低い
対策と規制が不十分
毒性が未知の未同定物質は約4割を占め、健康影響が懸念 18
GC/MSトータルイオンクロマトグラム(最高濃度時)
A宅(4/20 10:00)
A宅 134 m
5.0×105
Abundance
4.0×105
3.0×105
B宅
501 m
2.0×105
施設
1.0×105
0
10
20
30
40
Retention time (min)
B宅(4/18 22:00)
5.0×105
Abundance
4.0×105
3.0×105
2.0×105
1.0×105
0
10
20
沿道(5/19 11:09)
30
40
Retention time (min)
発生源が異なる
A宅は廃プラ溶融時に
近い
5.0×105
4.0×105
Abundance
廃プラスチック溶融実験の
発生ガス分析結果(200℃)
Yamashita et al.
3.0×105
2.0×105
19
1.0×105
0
10
20
30
Retention time (min)
40
化学構造別の濃度(最高濃度時)
GC/MSのライブラリーにより化学構造を推計して分類
調査データ
溶融時データ(Yamashita et al.)
脂肪族炭化水素
脂肪族炭化水素
脂肪族炭化水素
芳香族炭化水素
芳香族炭化水素
芳香族炭化水素
アルコール
アルコール
アルコール
アルデヒド
アルデヒド
アルデヒド
ケトン
A宅
ケトン
ケトン
カルボン酸
B宅
カルボン酸
カルボン酸
エステル
沿道
PP
エステル
エステル
エーテル
エーテル
LDPE エーテル
その他
その他
その他
0
50
100
150
200
3
250
濃度(m
g/m ) 3)
濃度(mg/m
300
0
100
200
300
放散量(m g/g)
放散量(mg/g)
400
廃プラスチック
0
50
100
150
200
250
300
放散量(m g/g)
放散量(mg/g)
A宅は PP・PEおよび廃プラ溶融時と同様、脂肪族やアルデヒ
ドの濃度が高い PP・PEを中心とした廃プラの集積、燃焼を
伴わない溶融工程が排出源
沿道は芳香族の濃度が高い 自動車排ガスの影響
20
B宅は中間的状態 排出されたVOCは広い範囲に到達
脂肪族およびアルデヒドの毒性
飽和炭化水素系列は炭素数8~18のものが皮膚に対する刺
激性が強いことが知られている
飽和アルデヒドは「感覚器への刺激性」が観察される
炭素数
厚生労働省「(別添1 )室内空気汚染に係るガイドライン案について―室内濃度に関する指針値―」 より
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
20
脂肪族炭化水素
アルデヒド
0
50
A宅の屋外大気の脂肪族と
アルデヒドは炭素数11と9を
ピークに分布
本地域の眼、鼻、のど、呼
吸器などの粘膜刺激症状や
皮膚症状の訴えの原因であ
る可能性がある
100
濃度(m g/m3)
A宅における脂肪族とアルデヒド
の炭素数別濃度
21
まとめ
接地型逆転層の形成によりVOCによる局所汚染が生じている
施設近傍のTVOC濃度は高く、暫定目標値を超過した
TVOC成分中の規制対象物質の割合は低く、未同定物質の割
合が多いため健康影響が懸念される
TVOCの組成は、脂肪族やアルデヒドが多く、プラスチックの集
積・溶融工程から排出された可能性が高い
脂肪族およびアルデヒドは、粘膜刺激症状や皮膚症状の訴え
の原因である可能性がある
22
補足:廃プラスチック内訳
PVC 102万t,10.1%
廃プラスチッ ク
1006万t
マテリアルリサイクル原料
185万t
PE
335万t
33.3%
PP
223万t
22.2%
PS類
154万t
15.3%
PE
PP PS類 PVC
36万t 28万t 27万t 23万t
19.5% 14.6% 15.1% 12.4%
その他
192万t
19.1%
その他
71万t
38.4%
23
補足:施設データ:A
施設の規模: 1年間12000 t(24時間操業)
廃容器包装プラスチックからリサイクルパレットを製造
竣工: 2004年8月 2005年試運転10 t/day 2006年以降30 t/day
成型工程に脱臭装置あり, 排風量: 6000 m3/h , 高さ: 16 m
壁付換気扇 排風量: 7000 m3/h×18
24
補足:施設データ:B
施設の規模: 1年間11728 t, 53 t/日(11時間稼動)
処理対象物: ペットボトル・プラスチック製容器包装
処理概要: 選別・圧縮梱包処理
竣工: 2007年12月31日
排ガスTVOC濃度: 3000~6000 mg/m3, 排風量: 31200 m3/h , 高さ: 16 m
25
閾値0.3℃
閾値0.4℃
400
5
300
0
200
-5
100
-10
0
-15
逆転温度>0.1℃
TVOC下限値
4/22(水) 0:00
4/21(火) 0:00
4/20(月) 0:00
4/19(日) 0:00
4/18(土) 0:00
4/17(金) 0:00
4/16(木) 0:00
TVOC 濃度 (μg/m3)
5
300
0
200
-5
100
-10
0
-15
400
5
300
0
200
-5
100
-10
0
-15
温度差(℃)
400
温度差(℃)
逆転温度≦0.1℃
4/22(水) 0:00
閾値0.1℃
TVOC下限値
4/21(火) 0:00
温度差(5m-0m)
4/15(水) 0:00
-15
4/14(火) 0:00
4/13(月) 0:00
0
TVOC 濃度 (μg/m3)
-10
温度差(℃)
100
温度差(℃)
4/22(水) 0:00
4/21(火) 0:00
4/20(月) 0:00
4/19(日) 0:00
4/18(土) 0:00
-5
4/20(月) 0:00
-15
200
逆転温度>0.1℃
4/19(日) 0:00
0
0
4/18(土) 0:00
-10
300
4/17(金) 0:00
100
逆転温度≦0.1℃
4/16(木) 0:00
-5
5
4/15(水) 0:00
200
温度差(5m-0m)
4/14(火) 0:00
0
400
4/13(月) 0:00
300
TVOC下限値
4/22(水) 0:00
5
TVOC下限値
4/21(火) 0:00
400
逆転温度>0.1℃
4/20(月) 0:00
逆転温度≦0.1℃
逆転温度>0.1℃
4/19(日) 0:00
温度差(5m-0m)
4/18(土) 0:00
閾値0.0℃
4/17(金) 0:00
-15
4/17(金) 0:00
0
4/16(木) 0:00
逆転温度≦0.1℃
4/16(木) 0:00
-10
4/15(水) 0:00
100
4/15(水) 0:00
-5
4/14(火) 0:00
200
TVOC 濃度 (μg/m3)
温度差(5m-0m)
4/14(火) 0:00
4/13(月) 0:00
0
温度差(℃)
300
温度差(℃)
5
TVOC 濃度 (μg/m3)
4/22(水) 0:00
400
4/13(月) 0:00
4/22(水) 0:00
TVOC下限値
4/21(火) 0:00
4/20(月) 0:00
TVOC下限値
4/21(火) 0:00
4/20(月) 0:00
逆転温度>0.1℃
4/19(日) 0:00
4/18(土) 0:00
4/17(金) 0:00
逆転温度>0.1℃
4/19(日) 0:00
4/18(土) 0:00
4/17(金) 0:00
逆転温度≦0.1℃
4/16(木) 0:00
4/15(水) 0:00
4/14(火) 0:00
4/13(月) 0:00
TVOC 濃度 (μg/m3)
逆転温度≦0.1℃
4/16(木) 0:00
4/15(水) 0:00
4/14(火) 0:00
4/13(月) 0:00
TVOC 濃度 (μg/m3)
補足:温度差閾値について
温度差(5m-0m)
閾値0.2℃
温度差(5m-0m)
閾値0.5℃
26
補足:PIDモニタとGC/MSについて
800
A宅
公民館
B宅
F宅
3
GC/MS (m g/m )
600
400
200
0
0
50
100
150
VOCモニタ(PID) (mg/m3)
200
VOCモニタとGC/MSの相関
PIDの各VOCに対する感度
27
8/15(土) 0:00
8/14(金) 0:00
8/13(木) 0:00
15
40
10
30
5
20
0
10
-5
0
温度 (℃)
温度(5.5 m)
8/12(水) 0:00
8/11(火) 0:00
8/10(月) 0:00
8/9(日) 0:00
温度差(5.5 m - 0.5 m)
8/8(土) 0:00
8/7(金) 0:00
8/6(木) 0:00
8/5(水) 0:00
8/4(火) 0:00
8/3(月) 0:00
8/2(日) 0:00
8/1(土) 0:00
7/31(金) 0:00
温度差 (℃)
8月の温度差(A宅 5.5 m)
温度(0.5 m)
20:00-6:00
28
8/15(土) 0:00
8/14(金) 0:00
8/13(木) 0:00
15
40
10
30
5
20
0
10
-5
0
温度 (℃)
温度(10 m)
8/12(水) 0:00
8/11(火) 0:00
8/10(月) 0:00
8/9(日) 0:00
温度差(10 m - 0.5 m)
8/8(土) 0:00
8/7(金) 0:00
8/6(木) 0:00
8/5(水) 0:00
8/4(火) 0:00
8/3(月) 0:00
8/2(日) 0:00
8/1(土) 0:00
7/31(金) 0:00
温度差 (℃)
8月の温度差(A宅 10 m)
温度(0.5 m)
20:00-6:00
29
8/15(土) 0:00
8/14(金) 0:00
8/13(木) 0:00
15
40
10
30
5
20
0
10
-5
0
温度 (℃)
温度(5.5 m)
8/12(水) 0:00
8/11(火) 0:00
8/10(月) 0:00
8/9(日) 0:00
温度差(5.5 m - 1.5 m)
8/8(土) 0:00
8/7(金) 0:00
8/6(木) 0:00
8/5(水) 0:00
8/4(火) 0:00
8/3(月) 0:00
8/2(日) 0:00
8/1(土) 0:00
7/31(金) 0:00
温度差 (℃)
8月の温度差(B宅 5.5 m)
温度(1.5 m)
20:00-6:00
30
8/15(土) 0:00
8/14(金) 0:00
8/13(木) 0:00
15
40
10
30
5
20
0
10
-5
0
温度 (℃)
温度(10 m)
8/12(水) 0:00
8/11(火) 0:00
8/10(月) 0:00
8/9(日) 0:00
温度差(10 m - 1.5 m)
8/8(土) 0:00
8/7(金) 0:00
8/6(木) 0:00
8/5(水) 0:00
8/4(火) 0:00
8/3(月) 0:00
8/2(日) 0:00
8/1(土) 0:00
7/31(金) 0:00
温度差 (℃)
8月の温度差(B宅 10 m)
温度(1.5 m)
20:00-6:00
31
8/15(土) 0:00
8/14(金) 0:00
15
40
10
30
5
20
0
10
-5
0
温度 (℃)
温度(5 m)
8/13(木) 0:00
8/12(水) 0:00
8/11(火) 0:00
8/10(月) 0:00
8/9(日) 0:00
温度差(5 m - 1 m)
8/8(土) 0:00
8/7(金) 0:00
8/6(木) 0:00
8/5(水) 0:00
8/4(火) 0:00
8/3(月) 0:00
8/2(日) 0:00
8/1(土) 0:00
7/31(金) 0:00
温度差 (℃)
8月の温度差(M団地 5 m)
温度(1 m)
20:00-6:00
32
8/15(土) 0:00
8/14(金) 0:00
15
40
10
30
5
20
0
10
-5
0
温度 (℃)
温度(10 m)
8/13(木) 0:00
8/12(水) 0:00
8/11(火) 0:00
8/10(月) 0:00
8/9(日) 0:00
温度差(10 m - 1 m)
8/8(土) 0:00
8/7(金) 0:00
8/6(木) 0:00
8/5(水) 0:00
8/4(火) 0:00
8/3(月) 0:00
8/2(日) 0:00
8/1(土) 0:00
7/31(金) 0:00
温度差 (℃)
8月の温度差(M団地 10 m)
温度(1 m)
20:00-6:00
33
6月以降は、
5.5-0.5の温度差を使用
(8月も)
6/17 9:30に移動
4月までのデータは、
GFの温度差を使用
6/19 10:00に移動
元の場所は
問い合わせて見ます
G-F逆転
H-F逆転
G-O逆転
Fmean-1.5m
Gmean-5.5m
Hmean-10m
Omean-0.5m
関西ホーム
東大ガスサンプリング(2009/06/15~26)
12
10
35
8
30
6
25
20
09/06/17 15:10
F、G位置変更
温度
09/06/19 10:30
O位置変更
2
15
0
逆転温度
④⑥ ⑧ ⑩ ⑮
⑤⑦ ⑨ ~ ~
⑭ ⑱
○印 60分サンプリング
②
③
2009/6/27 0:00
2009/6/26 0:00
2009/6/25 0:00
2009/6/24 0:00
2009/6/23 0:00
2009/6/22 0:00
2009/6/21 0:00
①
-6
-8
2009/6/20 0:00
2009/6/19 0:00
2009/6/18 0:00
2009/6/17 0:00
2009/6/16 0:00
-4
2009/6/15 0:00
-2
10
5
0
-5
-10
温度
4
逆転温度
40
参考:測定点F
草が茂った状態
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柳沢幸雄・東京大学教授の報告資料 - 廃プラ処理による公害から健康と