バーチャルインパクター法による固定発生源からの PM2.5/PM10質量濃度計測

摘要

In order to characterize the emission behavior of PM2.5/PM10 mass concentration from stationary sources, such as power plants, factories and waste incinerator plants, two-stage virtual impactors were developed for in-stack separation and collection of PM2.5/PM10 in flue gas. This method was adopted as international standard, ISO 13271 (2012) to determine the actual emission behavior of PM2.5/PM10 from stationary sources. PM2.5 separation performance of a virtual impactor was compared with that of a real impactor, which was also international standard method as ISO 23210 (2009). With the conventional cascade real impactor method PM2.5 mass concentration was overestimated by the particle bounce and re-entrainment of coarse particles from the collection plates.%中国での汚染報道などを通じ，PM2.5は重大な環境問題として注目されている。1990年代から疫学調査に基づいた健康影響に関する科学論文が公表され[1],計測に必要なPM2.5，およびPM10を気流中より分離する分級装 置の基本性能もISO 7708 (1995) [2]により規定されてい る。PM2.5に関する大気環境基準も近年，各国で設定されている。PM2.5の測定法は，大気環境，作業環境など，環境中での濃度測定法と，工場などの固定発生源，ディーゼル車，船舶など移動発生源など微粒子状物質の発生源での排出量評価法の確立が必要であった。環境中での測定法は，常温，大気中の測定で，比較的簡便である。また，デイーゼルなどの排出も，排気口でのサンプリングは特別な困難がないため，測定法の標準化は速やかに確定された。一方，工場等の固定発生源は，Fig.1にPM2.5 の生成，排出機構を整理したが，少なくとも4種類の人為的な排出原因があることもあり，計測法の標準化が遅れた。計測法としては，二種類の方法がISOとして標準化されている。第一に，集じん装置で捕集できず，集じん機を通過した粒子の中でPM2.5/PM10に該当する粒子を煙道中で分離·捕集する方法である。第二に，集じん装置では揮発しており煙突から大気中に放出する際に希釈·冷却過程で粒子化する凝縮性粒子である。第三に，煙道，集じん装置を経ないで配管や工場建屋から漏れ等による機構，第四に，煙突から排出された揮発性有機物(Volatile organic compounds,VOC)が，成層圏等で紫外線により粒子化する機構があるが，これらの計測は困難を極める。