VOC排出規制はじまる 平成17年10月28日(金） 日本塗装技術協会主催講演会 場所；日本化学会館 社団法人 日本塗料工業会 西村幸男 地表付近の平均大気組成と循環過程 化学式 不 変 成 分 可 変 成 分 ＊ 濃度 /体積 （ppb) 6 平均滞留時 ＊＊ おもな生成源 間（年） 7 2×10 生物過程 N2 O2 Ar CO2 Ne He CH 4 780.48×10 6 209.46×10 6 9.34×10 3 340×10 3 18.18×10 3 5.24×10 1.65×103 Kr H2 N 2O Xe O3 1.14×10 ― 560 ∼2 310 100∼120 87 ― 0∼70 夏 0.1∼0.3 0∼21 冬 -3 0.1 10 -3 0.05∼0.3 10 0.2 10 -3 -4 10 g/m3 -4 10 g/m3 1 0.01 100 0.1 6 4.83×10 SO2 NO,NO 2 CH 2O I2 NaCl NH3 CO H 2O 3 2.2×10 ― ∼2 ― 7 3×10 5∼10 3 おもな消滅先 ＊＊ 生物過程 生物過程 物理・化学過程 生物過程 物理・化学過程 物理・化学過程 生物過程 物理・化学過程 生物過程 生物過程 なし 生物過程 なし 物理・化学過程 物理・化学過程 なし 生物過程 生物過程 物理・化学過程 物理・化学過程 生物過程 なし 物理・化学過程 人工（工場） 対流圏 人工 (工場） 対流圏 自然（生物） 対流圏 人工 (工場） 物理・化学過程 人工（工場） 人工（工場） 物理・化学過程 対流圏 物理・化学過程 対流圏 対流圏 物理・化学過程 ＊；Ｈ2Ｏ以外は、乾燥大気中の地表付近濃度 ＊＊；自然か人工起源を示し、消滅先はほとんど物理・化学過程なので反応の場を 示す。対流圏ではおもにＯＨとの反応で、成層圏と電離層圏はおもに光分解。 ［日本化学会編、大気の化学、化学総説、10、ｐ47、学会出版センター（1990）］ 「環境とエネルギーの科学 入門」市村禎二郎/著、講 2 談社サイエンティフイック （2001.3.20） 3 4 大気汚染に係わる環境基準 環境省ホームページ；大気汚染状況について」より 5 6 7 大気汚染の影響と被害 8 オゾンの各濃度における影響 影響 濃度 呼吸困難、肺水腫、脈拍増 5∼10 ppm 慢性暴露、気管支炎 1 ppm 6時間/日−1年間 頭痛、喉、鼻、目の粘膜の渇き 数10 ppmの短期暴露 平均肺活量の20％減 1.5 ppm 2時間 正常者にとり不快、鼻、喉の刺激 1.0 ppm 染色体の微細な異常 0.5 ppm 6∼10時間 喘息患者の発作回数増加 0.1∼0.5 ppm マウス親の暴露の新生児死亡 0.1∼0.3 ppm 臭気を感じる 0.01∼0.02 ppm 出展） ＩＬＯ：Occupatioal Safety and Heaith より抜粋 9 km 100 大気圏の構成 20 280K 0 80 熱層 0.01hPa 中間層 60 40 成層圏 20 0 気象現象 55hP a 対流圏 地上から圏界面（高度10ｋｍ）まで、6.5℃/km の減率気温は下がる。 10 大気中のVOC等の反応メカニズム 非揮発性有機化合物 有機化合物 揮発性有機化合物 有機一次有機粒子 OH NO3等 O3 二次有機粒子 RO2 ＳＰＭ（有機粒子） ROO NO NO3 RO 2 ＳＰＭ（無機粒子） OH NO3O3等 NO3、 N2O52 O3 アルデヒド NO NO2 OH OH, O 2 ,NO 2 hν NHNO32 NONH4 NO 32 光化学オキシダント O2 ﾊﾟｰｵｷｼｱｾﾁﾙﾅｲﾄﾚｰﾄﾍﾟﾙｵｷｼｱｾﾁﾙﾅｲﾄﾚｰﾄ(PAN) O2 オゾン（ O3) (NONH4) 2SO 42 前駆ガス NHNO32 OH NO3O3等 H2SNO42 SNO2 オキシ ダントNO2 二次粒子NO2 出典：浮遊粒子状物質汚染予測マニュアル炭化水素類に係る科学的基礎情報調査(三菱化学安全科学研究所)より作成 11 VOCのOHラジカルとの反応速度と環境大気中での寿命 化合物 n-ヘキサン n-ヘプタン 酢酸エチル ベンゼン トルエン エチルベンゼン O-キシレン m-キシレン P-キシレン 四塩化炭素 1､1､1-ﾄﾘｸﾛﾛｴﾀﾝ トリクロロエチレン テトラクロルエチレン 反応速度（cm３/ mole・sec） ５．５８×10-１２ ７．２ ×10-１２ １．８２×10-１２ １．２８×10-１２ ６．１９×10-１２ ７．５ ×10-１２ １４．７×10-１２ ２４．５×10-１２ １５．２×10-１２ １．０ ×10-１６ １．１９×10-１３ ２．３６×10-１２ １．６７×10-１３ 寿命τ(日) ２．０７ １．６１ ６．３６ ９．０４ １．８７ １．５４ ０．７９ ０．４７ ０．７６ （31 年） ９７．２６ ４．９０ ６９．３１ ＊Roger Atkinson ;Kinetics and Mechanisms of the Gas-Phase Reactions Hydroxyl Radical with Organic Compounds under Atmospheric Conditions,Chem.Rev.,86(1)69201(1986) 12 13 14 15 16 3.7 諸外国のＶＯＣ規制との比較 アメリカ 法令名 施行年 対象 汚染物質 ＥＵ Clean Air Act Gothenburg 大気浄化法 議定書1999/13/EC 特定活動における 有機溶剤の使用によ るVOC放出の抑制す るための理事会指令 Environmental Production Act 1990 環境保護法 ドイツ 日本 Bundes改正 Immissionssch 大気汚染防止法 -Utzesetz(TA-Luft) 連邦排出防止法 TA-Luft 政令31条 1990年改正 1999年 1990年 2001年 2004年 オゾン オゾン オゾン オゾン SPMとｵｷｼﾀﾞﾝﾄ 2010年までに 1999年比 約30％削減 20℃において 0.01Kpa (約1/10,000気圧) 以上の蒸気圧を 有するあらゆる有 機化合物 2010年までに 1990年比 約70%削減 20℃において 0.01Kpa (約1/10,000気圧) 以上の蒸気圧を有 するあらゆる有機化 合物 2010年までに 2000年比 約30％削減 大気中に排出され、 または飛散した時 に気体である有機 化合物（メタン、フロ ン系７物質を除く） − 2010年までに 1990年比 約60％削減 大気中で蒸発 20℃において し、光化学反 0.01Kpa 応に関与する (約1/10,000気圧) 対象 有機化合物 以上の蒸気圧を 有機化合物 有するあらゆる 有機化合物 ＶＯＣ削減 目標 イギリス 韓国：大気環境保護法（１９９５年改正） 台湾：大気汚染防止法（１９９４年改正） 17 3.8 条例によるＶＯＣ規制の概要 埼玉県 埼玉県 条令名 生活環境保全条例 施行年 2002年 環境負荷低減 人の健康保護 目的 １）単一物質で、１気圧の状態で 沸点が150℃以下、 対象 ２）混合物では、１気圧の状態で 有機 留出量が5%の時の温度が150℃ 化合物 以下の揮発性物質 裾きり 要件 最大使用量の合計 500Kg/日以 上の施設又は5,000Kg/月以上の 事業所…塗装・乾燥・焼付を行う 施設 規制基準 VOCの年間排出量（Kg) ｲ) Ａ＝ 原材料の年間使用量 内容 ×100（≦30%） ﾛ) Ｂ＝ VOCの年間排出量（Kg) ＶＯＣの年間使用量 ×100（≦50%） 東京都 愛知県 三重県 大阪府 都民の健康と安 環境基本条例 三重県生活環境 大阪府生活環境の保全 全を確保する環 の保全に関する に関する条例 境に関する条例 条例 1972年 2003年 1974年 1994年 人の健康保護 人の健康保護 人の健康保護 人の健康保護 生活環境保全 生活環境保全 生活環境保全 有害ｶﾞｽ（ﾍﾞﾝｾﾞﾝ､ﾄﾙ ｴﾝ､ｷｼﾚﾝ､ｱｾﾄﾝ､ﾒﾁ ﾙｴﾁﾙｹﾄﾝ､ﾒﾁﾙｲｿﾌﾞ ﾁﾙｹﾄﾝ､ﾒﾀﾉｰﾙなど 41物質） − 排出濃度 規制基準値 指定物質の合計 800mg/Nm3 その他 の指定物質単品の 基準値100∼ 300mg/Nm3 有機溶剤（石油 有機化学物質の製 系炭化水素､ﾊﾛ 造の用に供する有 ｹﾞﾝ化炭化水素､ 機溶剤（１気圧の状 ｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ類､ｹﾄﾝ 態で沸点が150℃以 類及びｱﾙｺｰﾙ類）下のもの） − １）単一物質で、１気圧の状 態で沸点が150℃以下、 ２）混合物では、１気圧の状 態で留出量が5%の時の温度 が100℃以下の揮発性物質 有機溶剤を貯蔵す 吹付塗装施設排風機能力 る施設で、貯蔵量が 100m3 /min以上 50Kg以上のもの 乾燥・焼付施設排風機能力 （圧力式除く） 10m3 /min以上 施設ごとに設備基準 構造基準、管理基準 − − 18 米国のVOC規制地域 欧州各国のVOC排出抑制の実績 欧州各国の産業界からのVOC排出量（ｋt/年)と2010年の排出上限値と削減率 削減率 ＊＊ 国名 2010年 （(19901985年＊ 1990年 欧州各国の産業界からのVOC排出削減計画 6,000 ドイツ 2010)/1990) 1 2 ドイツ フランス 3 イギリス 4 イタリア 5 ベルギー 6 オランダ 7 ルクセンブルク 8 アイルランド 9 デンマーク 10 ギリシャ 11 スペイン 12 ポルトガル 13 オーストリア 14 フインランド 15 スウエーデン 5,554 2,352 3,195 2,957 995 1,050 69% 64% 3,842 2,710 405 420 226 89 2,555 2,213 324 502 20 197 1,200 1,159 139 185 9 55 53% 48% 57% 63% 55% 72% 201 418 1,265 134 178 373 1,094 640 351 209 526 85 261 662 180 159 130 241 52% 30% 39% 72% 55% 38% 54% 合計 17,615 15,334 6,510 58% 注） ＊ 出典；Commission of the European Communities 欧州共同体委員会 ＊＊出典；Council Directive 2001/81EC フランス イギリス 5,000 イタリア ベル ギー オランダ V 4,000 O C 排 出 3,000 量 ・ K t / 2,000 年 ルクセン ブルク アイルラ ンド デン マーク ギリシャ スペイン 1,000 0 1985年＊ 1990年＊＊ 2010年 20 EU・３都市での塗装からのVOC排出削減状況 排出源の種類 EU/3都市の塗装から のVOC抑制推移 45 41.3 起 点 ︵ 40 ロンドン パリ 35 デユッセルドルフ 30.1 30 25 24.47 20 15 ︶ K t / 年 19 19.9 18.6 16.1 13.9 10.8 9.39 6.65 5 1985 1990 年度 1995 2000 可 動 性 発 生 源 ︶ 0 非 起 点 ︵ 11.89 10 固 定 発 生 源 ： 工 場 建設資材−塗料 戸外構造物−塗料 船・造船−塗料 自動車−塗料 金属産業−塗料 一般機械産業−塗料 木工−塗料 接着剤 印刷 ドライクリーニング 金属、機械の洗浄液 給油所 保管庫 その他 合計 建設−塗料 戸外構造物−塗料 自動車修理−塗料 道路標識−塗料 家庭用塗装−塗料 農業用化学物質 家庭（殺虫剤、化粧品） 自動車 交通（タンクローリー） その他：ガソリン蒸発 合計 欧州連合（EU）における揮発性有機化合物（VOC）に関する報告 (東京都委託調査）より2004,4,20 21 日本 100,000 世界の主要国の塗料生産量推移 アメリカ ドイツ 生 産 数 量 10,000 ・ 千 ト ン イタリア イギリス フランス スペイン オランダ 中国 1,000 韓国 台湾 インド タイ 100 1975 1985 1990 1995 1997 1998 1999 2000 2001 2002 主要国22カ 国合計 22 23 規制対象となる塗装施設、 裾切り基準および濃度規制値 施設類型 外形裾切り基準 排風機の能力が 吹付塗装(吹付塗装を 100,000m3/h以上のも 行うものに限る。) の 塗 装の用 に供する乾 燥施設(揮発性有機化 合 物を蒸 発させるた め のもの に限る。以 下同じ。) (吹付塗装及び電着塗 装を除く。) 排出濃度基準値 自 動車製 造の吹付塗 装：400ppmC 前項以外：700ppmC 送風機の送風能力が 木材又は木製品(家具 10,000m3/h以上のも の（送風機が設置さ を含む)：1,000ppmC れていない施設にあっ ては、排風機の排風 前項以外：600ppmC 能力。以下同じ） 24 ＶＯＣ排出抑制のベスト・ミックス 規制領域 ︵ Ｖ Ｏ 基準年度排出量 Ｃ 排 出 排 濃 出 度 規制値 濃 2 ・ 度 自主取組による削減量 回 排 の / 風 測 年 能 定 力 目標排出量 義 務 ︶ H16 H17 H18 H19 H20 H21 法規制適用 （規制値は変更 の可能性あり？） H22 H23 目標排出量 自主取組による削減量 規制対象外領域 基準年度排出量 25 自主管理と抑制による塗料ユーザの反応は？ VOC排出量と排風量と濃度（ppm）の分布 1000 900-1000 800-900 700-800 600-700 500-600 400-500 300-400 200-300 100-200 0-100 900 800 V O 700 C 600 濃 度 500 ・ 400 p 300 p m 200 100 0 24 7 排風量 （m3/min) 88 VOC排出量(kg/月） 50 441 2 2 64 17 65 1 200 14 7 88 2 73 5 44 1 4 500 29 14 7 • 製品ＶＯＣ含有量の把 握 MSDS ⇒Sol.含有量、 組成の開示 ・排風能力の見直し ⇒排出VOC濃度算定と 計測 ・希釈率／希釈シンナー の削減見直し ・低ＶＯＣ製品への移行 ⇒低粘度品・2液型・ 水系 26 対象塗装施設と法規制裾切り値以下 の施設の割合 計 トン/年 56,263 7,262 63,525 施設数 Ｎ 1,601 299 1,900 45,226 6,018 51,244 ％ 80 83 81 施設数 267 81 348 ％ 17 27 18 11,038 1,245 12,283 ％ 20 17 19 施設数 1,334 218 1,552 ％ 83 73 82 排出量基準 施設数基準 排出量（トン/年） 法規制 裾切り 以下の 施設 乾燥又は 焼付け施設 排出量 排出量（トン/年） 法規制 対象施 設 吹付け 塗装施設 排出量基準 施設数基準 環境省；揮発性有機化合物（ＶＯＣ）排出抑制対策検討会 塗装小委員会報告書より(H17,2,3) 27 平成15年度 塗料・塗装からの大気への 排出推定との比較 90 ,0 00 80 ,0 00 排出量・ｔ/ｙ Ｈ16年度環境省調査・塗装分野 排 出 70 ,0 00 量 ・ ト ン 60 ,0 00 70,000 7,2 62 60,000 50,000 6 ,018 ＭＩＢＫ 50 ,0 00 MEK 40,000 30,000 乾燥又は 焼付け施設 その他 吹付け 塗装施設 5 6,26 3 40 ,0 00 石油系炭化 水素類 30 ,0 00 酢酸ブチル 45,2 26 20,000 1 ,245 酢酸エチル 20 ,0 00 ブタノー ル 10,000 11 ,038 10 ,0 00 ＩＰＡ 0 その他 路面標示 家庭用 木工製品 金属製品 機械 電気機械 自補修 自動車 船舶 0 構造物 法規制裾切り以下 建築資材 法規制対象施設 建物 排出量 エチルベンゼ ン キシレン トルエン 需要分野別大気排出溶剤種類比較 28 塗料製造業者Ｒ＆Ｄの年次調査-2004 ＯＥＭ市場向けに製造される塗料種類の回答比率（％） （160社のＲ＆Ｄ研究開発部長の回答） 種類 項目 水性 ハイソリッド溶剤系 二成分系 ＵＶ/ＥＢ硬化 粉体 超ハイソリッド 一般溶剤系 硬化時間 生産 コスト削減 VOC/HAPs 性能改善 その他処方 短縮 75.4 61.9 53.4 25.4 19.5 16.1 65.3 76.6 73.5 70.1 59.5 75 63.8 53.0 64.2 27.0 ― 54.3 39.8 37.3 56.8 41.7 54.3 42.2 53.7 43.2 66.7 48.9 48.2 35.8 35.1 79.2 Industrial Paint & Powder,February 2004より 29 111,496 その他の塗料 12,232 4,128 ウレ タ ン 樹脂 塗料 エ ポキシ 樹脂 塗料 85,382 ﾄﾗﾌｨｯｸﾍﾟ ｲﾝﾄ 市場への 出荷塗料 の内訳 25,041 粉体塗料 153,930 水性樹脂系塗料 217,373 厚膜型エ マルシ ョ ン 151,792 エ マルシ ョ ン ペイ ン ト 71,185 その他溶剤系 塩化ゴ ム系 6,666 11,628 ビ ニル樹脂 9,702 ｼﾘｺﾝ･ふっ 素樹脂 （平成15年度） 平成15年度・塗料種類の出荷量一覧 281 船底塗料 平成15年度塗料種類別出荷量比率 18,964 船底塗料・ 一般型 10,957 不飽和ﾎﾟ ﾘｴｽﾃﾙ 128,692 ウレ タ ン 樹脂系 25,788 エ ポキシ 74,440 エ ポキシ ・ 一般タ イ プ 一般溶剤 系 38 % 2,536 ア ク リ ル・ 焼付乾燥型 42,621 ア ク リ ル・ 焼付乾燥 水性 36% 50,549 ア ク リ ル・ 常温乾燥 84,125 ア ミ ノ ア ルキド 樹脂系 53,466 さ び止ペイ ン ト 39,656 調合ペイ ン ト 出荷量（トン） 31,616 ワニス・ エ ナメ ル 超ハイソリッ ド 1% 344 電気絶縁塗料 粉体 8% 二成分系 15% ハイソリッ ド系 溶剤 2% 20,098 ラッ カー 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 30 31 環境負荷低減型塗替え塗装系の開発例 （財・鉄道総合技術研究所；RTRI REPORT Vol.16,No.12,2002,12) • 指定化学物質の クラス分け • ＶＯＣの総量評価 （塗量1Ｌ中に含まれる ＶＯＣのｇ数） • ＭＩＲＶＯＣ値評価 • 塗替え塗装周期評価 • 塗装コスト評価 • 目標値の設定 指定化学物 質［g/(m2・y)］ MIRVOC値 ［g/(m2・y)］ 塗装コスト 円/(m2・y) 2.2以下 13以下 220以下 • 環境にやさしい 高耐久性塗替え 塗装設計の検討 • 試験塗装による確認 • 試験塗装の結果の評価 32 LCAから見た環境負荷コスト比較 インベントリ NMVOC 環境中濃度 インパクトカテゴリ オキシダント濃度 カテゴリエンドポイント 光化学オキ シダント 人間の健康 CO2 地球温暖化 単一指標 人間社会 呼吸器疾患 トルエン 温室効果ガス の濃度 保護対象 エネルギー消費 単一指標 DALY 統合化 社会資産 Yen コンジョイント分析 − 経済評価、パネル法 LCA Research Center for Life Cycle Assessment のデータより 影響領域 環境負荷物 経済評価（円/Kg) 地球温暖化 CO2 1.62 光化学オキシダント NMVOC 117 トルエン 13 Cf.環境税 2400円/t 33 法規制と塗料対応の例 （日）自治体の条例指針 （米）CAA 大気汚染防止 大気汚染防止 水系塗料 VOC規制 HAPs規制 EU統合規制 有機溶剤 排出規制 （独）TA-Luft 地球環境保護 （世）モントリオール議定書 その後の会議 バンパー 脱脂用 TCE全廃 地球温暖化防止 地球温暖化防止 （日）地球温暖化防止 行動計画 （日）廃掃法 無溶剤用塗料 排出炭酸 ガス削減 有害金属等 廃棄規制 有害物フリー 塗料 （世）バーゼル条約 土壌汚染防止 土壌汚染防止 水系脱脂用 塗料 低温短時間 硬化塗料 車体軽量化 対応塗料 工程短縮 対応塗料 （世）リルドベック宣言 （日）地球温暖化防止条約（ﾌﾞﾗｼﾞﾙ） ｽｰﾊﾟｰ ﾊｲｿﾘｯﾄﾞ塗料 粉体塗料 （英）PG-6/20 オゾン層破壊防止 オゾン層破壊防止 ﾊｲｿﾘｯﾄﾞ塗料 （米）ＬＥＲＡ 水質汚濁防止 水質汚濁防止 34 Ｈ15年度ＰＲＴＲ のトルエン濃度 35
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