酸性雨調査の説明

酸性雨調査について

環境省による調査

環境省(庁)では、昭和58年度に第1次酸性雨対策調査を開始し、大気、土壌・植生、陸水の各分野で酸性雨モニタリングを実施した。平成14年度までの計20年間の調査結果は平成16年6月に「酸性雨対策調査総合とりまとめ報告書」としてとりまとめられ、平成15年度からは、広域的かつ長期的な酸性雨モニタリングを継続的に実施していくため、「酸性雨長期モニタリング計画」を策定してこれに基づくモニタリングが実施されている。

また、国内外における越境大気汚染問題への関心の高まりを受け、酸性沈着のみならず、オゾンやエアロゾルも対象に越境大気汚染を監視することを明確にする観点から、平成21年3月に「越境大気汚染・酸性雨長期モニタリング計画」を策定し、平成21年度からそれに基づくモニタリングが開始されている。

酸性雨対策調査データ及び酸性雨長期モニタリングデータ
年度報告書調査結果
1999(平成11) 酸性雨対策調査総合取りまとめ報告書 第4次酸性雨対策調査結果(平成10年度~)
2000(平成12)
2001(平成13)
2002(平成14)
2003(平成15) 酸性雨長期モニタリング報告書 平成15年度酸性雨調査結果
2004(平成16) 平成16年度酸性雨調査結果
2005(平成17) 平成17年度酸性雨調査結果
2006(平成18) 平成18年度酸性雨調査結果
2007(平成19) 平成19年度酸性雨調査結果
2008(平成20) 越境大気汚染・酸性雨長期モニタリング(平成20~22年度)中間報告

越境大気汚染・酸性雨長期モニタリング報告書(平成20~24年度)
平成20年度酸性雨調査結果
2009(平成21) 平成21年度酸性雨調査結果
2010(平成22) 平成22年度酸性雨調査結果
2011(平成23) 平成23年度酸性雨調査結果
2012(平成24) 平成24年度酸性雨調査結果
2013(平成25) 越境大気汚染・酸性雨長期モニタリング報告書(平成25~29年度) 平成25年度酸性雨調査結果
2014(平成26) 平成26年度酸性雨調査結果
2015(平成27) 平成27年度酸性雨調査結果
2016(平成28) 平成28年度酸性雨調査結果
2017(平成29) 平成29年度酸性雨調査結果
2018(平成30) 平成30年度酸性雨調査結果
2019(令和元) 令和元年度酸性雨調査結果
2020(令和2) 令和2年度酸性雨調査結果

(2022年8月現在)

全国環境研協議会による調査

地方公共団体の環境研究所を会員とする全国環境研協議会(全環研)では、日本を網羅する全国調査が平成3年度から共同で実施されている。環境省調査が国際的・全国的見地から遠隔地等における酸性雨原因物質の長距離輸送の把握等を目的としているのに対して、全環研調査は地域の環境保全の見地から都市域及び田園地域等における酸性沈着の評価・解析に重点が置かれている。

各調査のデータセットと報告書

各調査のデータを使用して論文等を公表される場合は、全環研会誌の該当年度報告書を引用していただくとともに、URL(https://tenbou.nies.go.jp/gis/explain/acid/index.html)を記載してください。

酸性雨と測定物質について

どうして雨が酸性雨に?

石油・石炭などの燃焼によって大気中に放出される排ガスの中には、硫黄酸化物(SO2)や窒素酸化物(NOx)などの大気汚染物質が含まれています。これらは大気中で紫外線によって、硫酸や硝酸などの酸性物質となり、雲(水蒸気)に取り込まれ、酸性の雨となります。(図1)

大気中での酸の生成と沈着
図1:大気中での酸の生成と沈着

酸性雨問題の発端

19世紀のイギリスでは、産業革命の進展により大量の石炭やコークスが消費されるようになりました。そのため、排ガスの影響によって、すでに降水が酸性化していたことが分かっています。

1960年代になって、スウェーデンの科学者オーデンは、スカンジナビア地域の降水が酸性化し、環境に悪影響を及ぼしていること、その原因がイギリスやヨーロッパ各地で排出された大気汚染物質であることを示し、酸性雨が広域的な環境問題であることを明らかにしました。

日本では1973〜75年に関東地方に酸性度の強い雨が降り、多くの人に目の痛みなどの健康被害が発生しました。このころから酸性雨問題が表面化し、多くの自治体で酸性雨の観測が始まりました。

酸性雨による影響とは

量の少ない降水に多くの酸が取り込まれると高濃度の酸になり、過去には霧雨などによる住民の健康影響が懸念されました。また、濃度が低くても多くの酸が地表に降り注ぐと大きな影響を与える場合があり、北欧などで報告されているように河川や湖沼、土壌などの酸性化による生態系への被害が懸念されるところです。

日本では生態系への明らかな酸性雨の被害はまだ報告されていませんが、伊自良湖(岐阜県)の流入河川、中部山岳地帯の河川などでの酸性化が報告されており、酸性雨の影響について検討がすすめられているところです。そのため、引き続き観測を行なっていくことが大変重要となっています。

現在の酸性雨調査

溶けているイオンが問題

pHは、降水の中の水素イオン濃度(H+)を示す指標であり、低いほどH+濃度が高くなり、pHが1違うとH+濃度が10倍違うこととなります。H+濃度は、取り込まれた酸性物質と塩基性物質(農業活動由来のアンモニアや土壌粒子由来のCaCO3など)で決まります。取り込まれた物質はイオン成分になり、この陰イオンと陽イオンのバランスでH+濃度が決ります。そのため、酸性物質を大変多く取り込んでいても塩基性物質も多く取り込んだpH5の水があるかと思えば、塩基性物質がほとんど取り込まれず、酸性物質の量に直接相当するpH3の水もあります。したがって酸性物質のみならず、塩基性物質も重要となります。また発生源の寄与を調べるには、pHだけでなく、降水の中に含まれているイオンの種類と量を知る必要があります。

現在、国や多くの地方公共団体が実施している酸性雨の調査では、pHだけでなく硫酸イオン、硝酸イオンをはじめとした多くの汚染物質を測定しています。(図2)

図2:降水のイオン組成(仮想)
日本は海に囲まれているため海塩成分(太線の右側)の割合が高くなっています。SO42−と Ca2+は海塩とそれ以外の発生源の両方を持つため、Na+を基準としてそれぞれの割合を計算し、非海塩分には nss-を付けて表すのが一般的です。

湿性沈着と乾性沈着

たとえば年間に100日雨が降るとします。湖や周辺の山に降った雨が川などを経て湖に流れ込み、一定期間滞留した後、河川を通じて流れ出てゆきます。このとき、雨によって、湖に新たに入り込む汚染物質(酸性物質や塩基性物質)の量は、1年間にどれだけの雨が降り、その中にトータルでどれくらいの汚染物質が含まれているかを調べることで把握できるはずです。しかし、年間265日の雨が降らないときは何が起こっているのでしょう。雨の中の汚染物質は、もともと空気中の汚染物質が雲や雨粒に溶け込んでできたものですから、雨雲のない時でも汚染物質は空中を漂っているはずですし、一定量は地上に落ちてきていることが予想されます。

こうした雨によらずに地上にもたらされる現象を「乾性沈着」と言います。一方で降水などによって地上にもたらされる場合を「湿性沈着」と言います(図1参照)。この乾性沈着を調べてみると、地域にもよりますが、驚いたことに湿性沈着と同じ程度の汚染物質が、微小な粒子やガスとして地上にもたらされていることがあると分かってきました。

測定項目及び測定物質

測定項目測定物質単位
湿性沈着(濃度)pH
硫酸イオン SO42-μ mol/L
硝酸イオン NO3-
アンモニウムイオン NH4+
カルシウムイオン Ca2+
非海塩性硫酸イオン nss-SO42-
非海塩性カルシウムイオン nss-Ca2+
降水量mm
湿性沈着量硫酸イオン SO42-m mol/m2
硝酸イオン NO3-
アンモニウムイオン NH4+
非海塩性硫酸イオン nss-SO42-
非海塩性カルシウムイオン nss-Ca2+
乾性沈着(粒子濃度)硫酸イオン SO42-n mol/m3
硝酸イオン NO3-
アンモニウムイオン NH4+
カルシウムイオン Ca2+
乾性沈着(ガス濃度)二酸化硫黄 SO2n mol/m3
硝酸 HNO3
塩酸 HCl
アンモニア NH3

「酸性雨調査結果Light版」と「環境GIS+」について

酸性雨調査結果Light版」では上記の測定項目のうち、湿性沈着(濃度)および降水量を確認することができます。一方、「環境GIS+」では、上記のすべての測定項目を確認することができます。

「環境GIS+」で表示できる酸性雨調査結果の属性テーブルにおいて、年平均値及び月平均の値として、「-999.00」は欠測、「-888.00」は NA もしくはデータなし、「-777.00」は定量下限値未満であることを表しています。また、「○月の測定値の状態」において、「0」は正常、「1」は信頼に欠ける(参考値)、「2」は欠測を表しています。

用語解説

用語解説
酸性沈着 工場や自動車から排出された二酸化硫黄、窒素酸化物等の大気汚染物質は、大気中で硫酸や硝酸に酸化され、再び地上に戻ってくる(沈着)。その形態には2種類あり、雨や雪に溶け込んで沈着する場合(湿性沈着)と、そのままガスや粒子(エアロゾル)の形で沈着する場合(乾性沈着)がある。
このため、「酸性雨」という環境問題は、湿性沈着及び乾性沈着を併せたものとして捉えられており、より科学的には「酸性沈着」という。
pH ( ピーエッチ、ペーハー ) 酸である水素イオン (H+) 濃度を示す指標。
水素イオン濃度は溶けている他のイオンのバランスにより決まる。水素イオン濃度は当然のことながら生態系や建築物などに対して影響するのでわかりやすい指標だが、水素イオンだけが影響を及ぼすわけではない。 例えばアンモニアが降水に取り込まれると、pH を上昇させる(水素イオン濃度を低下させる)ことになるが、この成分は土壌において酸化される課程で水素イオンを放出するため、土壌の酸性化を促進する働きがある。
このようなことから、pH の値だけでなく、他の成分濃度や降ってくる総量(沈着量)を評価しなければならない。
nss (non-sea salt 非海塩由来) 日本は海に囲まれているため海塩成分の割合が高くなる。硫酸イオンとカルシウムイオンは海塩とそれ以外の発生源の両方を持つため、ナトリウムイオンを基準としてそれぞれの割合を計算し、非海塩分には nss- を付けて表している。
窒素酸化物 (NOx) 一酸化窒素 (NO) や二酸化窒素 (NO2) の総称あるいは総和。
森林火災や雷、土壌中の微生物活動などからも生成されるが、都市部では自動車排ガスの寄与が大きいと考えられている。生成においては、化石燃料中の窒素分や空気中の窒素ガスが空気中の酸素と結合して生成される。
降水中では硝酸イオン (NO3-) となる。
硫黄酸化物 (SOx) 一酸化硫黄 (SO) や二酸化硫黄 (SO2) などの総称あるいは総和だが、一般環境では主として SO2 を指す場合が多く見られる。
火山などからも放出されるが、化石燃料中の硫黄分と空気中の酸素と結合して生成される。
降水中では、硫酸イオン (SO42-) となるが、海塩成分と区別し、nss-SO42- となる。
mol (モル) 0.012kg の12C に含まれる原子と等しい数(アボガドロ数)の構成要素を含む系(原子、分子、イオン、電子等)の物質量。
mol (+) は、土壌中の陽イオンの量を正電荷のモル数で示すもの。

データの利用について

本サイトよりダウンロードしたデータを使用して論文等を公表される場合は、

国立環境研究所 環境GIS「環境の状況/酸性雨調査」(https://tenbou.nies.go.jp/gis/)
   環境省「該当年度酸性雨調査結果について」(https://www.env.go.jp/air/acidrain/)
   全国環境研会誌「該当年度報告書」

を利用した旨を明記してください。

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