6 大気環境の管理 - maizuru-ct.ac.jp · 13.11.18 1)敷地境界基準(法第十八条十)...

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13.11.1 6章 大気環境の管理 1 環境基準 1.1 環境基準とは? 大気中の汚染物質の濃度<環境基準 自動車排ガス 工場排煙 望ましい大気中の汚染物質濃度を定めたもの(環境基本法). 1.2 環境基準値 ※NO 2 の48年基準値:1時間値の1日平均値が0.02ppm以下であること.

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13.11.18�

第6章�大気環境の管理

1�環境基準 1.1�環境基準とは?�

大気中の汚染物質の濃度<環境基準

自動車排ガス

工場排煙

�望ましい大気中の汚染物質濃度を定めたもの(環境基本法).�

1.2�環境基準値�

※NO2の48年基準値:1時間値の1日平均値が0.02ppm以下であること.�

13.11.18�

2�ばい煙の排出基準と粉じんの敷地境界基準 2.1�排出基準とは? �環境基準を満足させるために,ばい煙※発生施設※や自動車などの排出口における汚染物質を規制するのが,�������������������である. �また,特定粉じん(石綿)については,敷地境界における基準が定められている.�

※ばい煙�1) 硫黄酸化物(SOX)�2) ばいじん�3) 有害物質��・窒素酸化物(NOX),� ��・カドミウム(Cd)とその化合物��・塩素(CL2)及び塩化水素(HCL),��・鉛(Pb)とその化合物��・フッ素(F2),フッ化水素(HF)お��よびフッ化ケイ素(SiF4)�

※ばい煙発生施設�ばい煙を発生させている一定規模以上の施設�� 全32施設;ボイラー,溶鉱炉,加熱炉,焼結炉,溶解炉,燃焼炉,乾燥炉,焼却炉など�

ただし,大気汚染防法の適用を受けない物質や施設がある. �放射性物質�→�原子力基本法, �電気工作物�→�電気事業法, �ガス工作物�→�ガス事業法, �鉱山のばい煙発生施設→鉱山保安法�

2.2�大気汚染防止法 2.2.1�ばい煙発生施設

1)一般排出基準(法第三条2)�����ばい煙発生施設に対して,全国一律の基準が適用される.�

2)特別排出基準(法第三条3)��������������������※で,���������������������にある���������������が排出する��������������と������������に適用される.�

※施設集合地域:ばい煙発生施設が集合し,特に大気汚染が深刻な地域�

3)総量規制基準(法第五条の二)�����������������������※にある�������������������※が排出する�����������������※に適用される.�

※指定地域�:一般排出基準,特別排出基準,上乗せ排出基準のみでは,環境基準が達成されない地域で,政令で指定する地域.

※特定工場等:指定地域にある工場や事業場で一定規模以上のもの. ※指定ばい煙:������������������������とその他政令で定めるばい煙(��������������������).�

13.11.18�

1)敷地境界基準(法第十八条十)��特定粉じん発生施設に対して全国一律の基準が適用される.�

2.2.2�特定粉じん発生施設�

特定粉じん発生施設

2.3�都道府県条例(法第四条)�

�都道府県は条例により,�������������������と���������������������について一般排出基準以上のきびしい基準(上乗せ排出基準)を定めることができる.�

国�

施設集合地域で国が指定する地域�

都道府県�

指定地域�

ばい煙発生施設�

2.4�ばい煙に対する法的枠組み�

13.11.18�

2.5�排出基準値等(大気汚染防止法)�

3�硫黄酸化物(SOX)の排出基準 3.1�有効煙突高(He)

有効煙突高はボサンケの式に,���風速:��������,���大気温度:����������,���大気の温位勾配:��������������,�を与えた次式により計算する(規則第3条).�

He = H0 + 0.65(Hm + Ht )

Hm =0.795 Q ⋅ v

1 + 2.58v

Ht = 2.01× 10−3Q T − 288( ) 2.30Log J( ) + 1J

− 1⎛ ⎝ ⎜

⎞ ⎠ ⎟

J = 1Q ⋅ v

1460 − 296 vT − 288

⎛ ⎝ ⎜

⎞ ⎠ ⎟ + 1

ここで,�H0:実煙突高[m],� �Hm:運動量による上昇高[m],�Ht:浮力による上昇高[m]�Q:温度15℃における排出ガ��ス量[m3/s],�v:排出ガスの排出速度[m/s]�T:排出ガスの温度[K]�

13.11.18�

3.2�排出基準��ガスが煙突から連続的に排出され,1方向一定の風速で風下に拡散していく場合,プルーム式が適用される.�

C = Q2πσyσzu

f (y) ⋅ f (z) …… (1)�

ここで,Q:ガス(SOx)の排出量[Nm3/s],He:有効煙突高[m],である.�この式をQ=の形に変形すると,

�また,プルーム式中の拡散幅σy,σzをサットン式にて与えると,最大着地濃度は次式で求められる.�

Cmax = 2QπeuHe2

⋅ CzCy

…… (2)�

Q = Cmax πeu

2 CzCy

⎝ ⎜

⎠ ⎟

⋅ He2 …… (3)�

となる.�

プルーム式�

ここで, �

K = Cmax πeu

2 CzCy

⎝ ⎜

⎠ ⎟

⋅ (60× 60) ⋅103

とおくと, �

Q = K ×10−3 ×He2 [Nm3 /hr]となる.�

…… (4)�

�SOXについては,法により地域の区分ごとに異なるK値が定められ,(4)式に応じた排出許容量が規制される.これを一般に���������という.�

�(4)式より,K値を小さくするほど,Qを小さくできることがわかる.また同じK値の地域であれば,Heを高くするほどQを大きくできる.�

K値の例(法では,3.0~17.5の16ランク分けしている) �東京都区部,大阪区部:3.0,大阪周辺市,京都市:3.5,舞鶴市:11.5,�

Q = Cmax πeu

2 CzCy

⎝ ⎜

⎠ ⎟

⋅ He2

K

13.11.18�

4�自動車排出ガス規制 4.1�規制の種類

・単体規制���一定の走行条件下(モード)で測定された排ガス中の汚染物濃度が,基準を満たしていない車両の新規登録を認めない.

�狭義の自動車排出ガス規制はこれ.�

・車種規制 �自動車NOx・PM法の対策地域に指定された地域で,トラック・バス等(ディーゼル車,ガソリン車,LPG車)及びディーゼル乗用車に関して特別のNOx排出基準及びPM排出基準を定め,これに適合しない車両の新規登録,継続登録を認めない.

・通行規制 �車種,用途,燃料種,排ガス等の条件を定めて車両の運行を制限する.�

4.2�単体規制�大気汚染防止法(第19条)�

自動車排出ガスに係る許容限度�道路運送車両法�

道路運送車両の保安基準�

許容限度を定めている.�

・製造,輸入,販売させない.�・新車が対象(中古車は適用外).�・対象汚染物は,一酸化炭素,炭化水素,窒素酸化物,粒子状物質.�・低燃費車に対する減税(自動車税,自動車取得税)措置がある.�

それを具体的に担保している.�第2章�自動車の登録�第3章�保安基準�第4章�点検整備�第5章�検査�第6章�自動車整備事業�

平成27年度基準� 平成22年度基準�

13.11.18�

4.3�車種規制�自動車NOx・PM法 �(自動車から排出される窒素酸化物及び粒子状物質の特定地域における総量の削減等に関する特別措置法)�

・ 新車・中古車が対象,�・ トラック,バス,ディーゼル乗用車が対象,�・ NOXとPMが対象物質,�・ 不適合車は特定地域で登録(車検)できない(不適合車でも,他の地域�で登録した車両は特定地域に入れる),�・ 特定地域は,東京,千葉,埼玉,神奈川,愛知,三重,大阪,兵庫,�

4.4�通行規制�

例1:埼玉,千葉,東京,神奈川,兵庫の条例によるディーゼル車規制,�東京都の場合�・ 平成15年10月1日から�・ 条例で定めるPM基準を満たさない乗用車以外のディーゼル車の運行禁止 �・ 対象地域は都内.�・ 他府県からの流入車も対象.�・ 指定装置(DPF(Diesel Particulate Filter)あるいは酸化触媒)を付けると運�行可能.�

例2:尾瀬,乗鞍スカイライン,上高地のマイカー乗り入れ規制�

�車種,用途,燃料種,排ガス等の条件を定めて車両の運行を制限する.�

13.11.18�

4.5�自動車排ガスの量の許容限度(環境省告示)�種別� 試験モード� 成分� 1台当たり� 型式当たり� 規制年�

CO� 1.92� 1.15� H17�

乗用車� 10・15M� NMHC� 0.08� 0.05� 〃�

(g/km)� +11M �NOX� 0.08� 0.05� 〃�

PM� 0.007� 0.005� H21�

CO� 6.67� 4.02� H19�

軽自動車� 10・15M� NMHC� 0.08� 0.05� 〃�

(g/km)� +11M �NOX� 0.08� 0.05� 〃�

PM� 0.007� 0.005� H21�

CO� 0.84� 0.63� H21�

ディーゼル� JC08M� NMHC� 0.032� 0.024� 〃�

乗用車� NOX� 0.11� 0.08� 〃�

(g/km)� PM� 0.007� 0.005� 〃�

NMHC:非メタン炭化水素

規制は,年々厳しくなっている.

乗用車,軽自動車のPM規制は,希薄燃焼式直噴エンジンに対して適用.�

ディーゼル車排ガスNOX削減の推移

13.11.18�

ディーゼル車排ガスPM削減の推移�

5�その他の管理手法�5.1�モニタリング����大気質を監視するため,以下の監視測定局等が設けられている.�1) 国����国設大気環境測定所(19箇所),���国設自動車排出ガス測定所(10箇所)�2) 都道府県及び政令市����一般環境大気測定局(約1500局),���自動車排出ガス測定局(約400局)�3) その他の自治体�数は不明�

5.2�金融上の措置���政府系金融機関による企業の公害防止活動に対する低利貸付制度�・中小企業金融公庫の特別貸し付け,� �・国民生活金融公庫の特別貸し付け,�・中小企業設備近代化資金による貸し付け,� �・中小企業基盤整備機構の貸し付け,�・沖縄振興開発金融公庫の融資,�

13.11.18�

10�

5.3�税制上の措置���公害防止施設に対する税制上の優遇措置��・特別償却,��初年度の償却率を上げる,��・固定資産税に対する特例措置,�課税ベースを小さくする,��・低公害車に対する優遇措置,�

5.4�その他�・公害防止協定の締結,��地方自治体と企業との間に結ばれる任意の協定,�・新たな交通施策の実施, ���交通需要マネジメント,���コミュニティバス,���パークアンドライド,���トランジットモール,���カーシェアリング,���共同集配,���自転車利用促進,���マイカー自粛,���エコドライブ(アイドリングストップ), �・調査研究実施,大気浄化システムの開発,�

1)目的地付近まで車で行って,バス等に乗り換える�2)公共交通機関以外乗り入れ禁止の歩車共存道路�3)必要な時だけ車を借りる�4)ロードプライシング,相乗り,フレックスタイム制,�カーシェアリングなど�5)自治体運営のバス�

[例題1]��K=3.0の地区において,Q=10.8[Nm3/hr]のSOxを排出するためには,煙突の有効高Heをいくらにすべきか?�

[解]�

13.11.18�

11�

[例題2]

[解]�

硫黄分1%,比重0.95の重油を毎時6kL使用するボイラーに必要になる有効煙突高Heを求めよ.重油中の硫黄分は次式に従い全て二酸化硫黄になるものとする.また,このボイラーはK=3.0の地区に設置されている.S=32である.��

S +O2 = SO2 + 296.8[kJ /mol]

重油の重量�Sの重量�Sの原子量� �

重油中のSのmol数�SO2の体積�

有効煙突高�

[解]�

[例題3] K値=4.0の地区のある工場に, QSOx= 400[Nm3/hr]のSOxが発生するボイラーを設置する.以下の問に答えよ.�

1)�このボイラーに平均除去率90%の除去装置をつけた.必要な煙突の有効高さはいくらか?�

SOx除去装置�

ボイラー

煙突から排出されるSOxは,�

したがって,�

13.11.18�

12�

2)�この地区は航空法により,煙突高さが70mに規制されている.この煙突を建てることは可能か?ただし,Hm=7[m],Ht=19[m]と計算されている.�

[解]�

3)�この除去装置の定格最大除去率は95%である.この除去装置で,航空法と大気汚染防止法,両方の規制をクリアすることは可能か?�

[解]�

13.11.18�

13�

[例題4]

高さ70m,直径1.5mの煙突から0.14%のSO2を含む排ガスを吐出速度30[m/s]で放出している.排ガス温度は200℃である.当該地域ではK値規制が厳しくなり,K=11.7に改訂されることになった.改善の必要があるか検討せよ. �

[解]�

煙突�

V=30m/s,T=200℃�

面積A�

D�

H0=�70m�

4) 実際に排出されるガス量�

5) 排出されるSO2量�

結論�

3) 排出基準の計算�