炭化水素、アルコール、アルデヒド、有機酸のいずれであっても、揮発性有機化合物 (VOC) はほぼ常に私たちの鼻に届きます。なぜなら、これらの物質はどこにでも存在するからです。それらは代謝プロセスや腐敗プロセスの結果として空気中に侵入し、壁のペイントから漏れ出し、喫煙や車の運転、またはコーヒーの焙煎時に生成されます。北半球のすべての揮発性有機化合物の約半分は天然源に由来し、残りの半分は人工源に由来します。都市では、これらの物質のはるかに多くの部分を人間が担っています。しかし、大都市圏における交通、レストラン、溶剤、喫煙による排出量は正確にはどの程度なのでしょうか?そして最も重要な情報源は何でしょうか?
揮発性有機化合物はとりわけオゾンや粒子状物質の形成、ひいては気候に影響を与える可能性があるため、この質問は重要です。それにもかかわらず、このテーマに関する確かな事実は不足しており、定量的な記述はせいぜい漠然としたものに過ぎません。この知識のギャップを埋めるために、インスブルック大学のトーマス・カール氏らは今回、都市部のVOC排出源の化学的フィンガープリントを初めて作成した。 2015年7月から10月にかけて、インスブルック市中心部近くの大学キャンパスの研究者らは、大量の揮発性有機化合物を継続的に測定し、微量のガス状物質も記録した。流れの方向に応じてガスの濃度を決定するプロセスを使用することで、この測定データを使用して個々の排出源を特定することができました。
まったく普通の街
結果: 予想通り、排出源の範囲はパン屋から病院にまで及びました。多くの揮発性有機化合物は香料であるため、このスペクトルも街の匂いを形成します。 「この点では、インスブルックは全く普通の街です」とカールは言います。しかし、データの分析によりいくつかの驚きが明らかになりました。カールと彼の同僚は、たとえば、測定で化粧品や洗剤からどれほど多くの化合物を検出できたかに驚きました。 「私たちのデータでは、多くの化粧品や洗浄製品に含まれるシリコーンオイルの明らかな証拠が見つかりました」と科学者は言います。 「これらのシリコーンオイルが都市の空気中にこれほど鮮明な痕跡を残すことに私たちは驚きました。」
塗料やワニスの材料に関しては、チームは測定結果から EU 法の影響を確認することができました。欧州連合は約 15 年間、有機溶剤からの揮発性有機化合物を規制してきました。有毒なことが多い溶媒の多くは、現在ではより環境に優しい水溶性物質に置き換えられています。このため、ベンゼンやトルエンなどの炭化水素は測定データにほとんど含まれません。 「水溶性の物質は空気中に多く存在します。これらは反応性が低いため、地上のオゾンの形成にも良い影響を与える可能性があります」とカール氏は述べています。しかし、同氏によると、現在使用されている成分の一部は二次的な有機エアロゾルを形成し、微細粉塵の形成に寄与しているという。都市部の粒子状物質の割合がどの程度高いかはまだ判明していない。
明らかに過小評価されている
しかし、排出物の構成よりもさらに興味深いのは、排出量です。測定データは、揮発性有機化合物の影響がこれまで世界的に著しく過小評価されてきたことを示しています。 「インスブルックで決定された値がアジアの都市を代表するものである場合、これはかなり楽観的な推定ですが、VOC 排出量は想定の少なくとも 2 倍になるでしょう」とカール氏は強調します。これにより、大気中にさらに細かい塵が発生し、雲の形成に影響を与えるため、地域および地球規模の気候モデルをそれに応じて調整する必要があります。
