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非メタン揮発性有機化合物（NMVOC ）は、大気中で典型的には光化学的に反応する有機化合物のセットであり、メタンが除外されることによって特徴付けられる。[1] NMVOCには、ベンゼン、エタノール、ホルムアルデヒド、シクロヘキサン、1,1,1-トリクロロエタン、アセトンなど、化学的に異なる多種多様な化合物が含まれる。[2]本質的に、NMVOCは揮発性有機化合物（VOC）と同一であるが、メタンが除外されている。[3]メタンは毒性がないため、大気汚染の文脈 では除外される。しかし、メタンは反応性が低く、大気中での寿命が長い、非常に強力な温室効果ガスである。 [1] NMVOCの重要なサブセットは、非メタン炭化水素（NMHC）である。
NMVOC は、排出量の合計パラメータとしても使用されることがあります。この場合、すべての NMVOC 排出量が重量ごとに 1 つの数値に合計されます。より詳細なデータがない場合、これは汚染の非常に大まかなパラメータになる可能性があります (例:夏のスモッグや室内空気汚染)。
NMVOCの主な発生源としては、植生、バイオマス燃焼、地質発生源、人間の活動などが挙げられる。[4] [5]
大気化学の重要性
NMVOCの研究は大気化学において重要であり、反応性大気VOCの集合的特性を研究するための代理として使用することができます。メタンは他の大気中の種と比較して比較的高い周囲濃度と比較的不活性であるため、除外する必要があります。[1] NMVOCは、メタンの寄与を除いた、大気中に存在するすべての種および酸素化された生物起源、人為起源、および熱分解有機分子を包含する包括的な用語です。この用語の必要性は、大気中に10,000〜100,000のNMVOCが存在し、そのほとんどが10億分の1または1兆分の1の濃度であるという現在の推定によっても左右されます。[6]これらの化合物の凝集体とその集合的特性は、個々の成分を研究するよりも研究しやすいです。
多くのNMVOCは、大気オゾンに影響を及ぼすため重要です。[4] 地上オゾンは直接放出されるのではなく、太陽光とNMHC（NMVOCの一種）、メタン、一酸化炭素、窒素酸化物などのさまざまな他の放出化合物との反応によって形成されます。[7]
生物起源の排出
一部の非都市部では、NMVOCの生物起源排出量がNMVOCの人為起源排出量と同等かそれを上回っています。[8]
植生からの排出
植物から放出され、大気の組成に積極的な影響を与えるNMVOCに分類される化合物は40種類以下と推定されています。これは、多くのNMVOCが揮発性が弱いか、大気中に大量に放出される可能性が低いためです。 [8]これらの大気的に重要なNMVOCには、テルペノイド、ヘキセナール、アルケン、アルデヒド、有機酸、アルコール、ケトン、アルカンなどの化合物が含まれます。植物から放出されるこれらのNMVOCは、発生源によって7つのプロセスのいずれかに由来するものに分類できます。[8]
- 葉緑体の活動による放出
- 特殊な防御組織からの放出
- 防御特化組織に関連しない防御プロセスからの排出
- 植物成長ホルモンの放出
- 伐採および乾燥による植物の排出
- 花の香りの放出
- その他の植生関連の排出物
これらのプロセスのうち、クロロフィル関連の排出と特殊な防御組織からの排出は数値的に記述できる程度に理解されている。これにより、クロロフィル関連の排出以外の他のすべての排出プロセスが、特殊な防御組織からの排出モデルを使用して特徴付けられるようになった。[8]
土壌微生物の排出
多くのNMVOCは土壌微生物によって生成されます（メタン、エタン、イソプレンなど）。しかし、他の多くの土壌微生物がこれらの化合物を代謝する能力を持っているため、土壌はNMVOCのシンクとして機能することがあり、土壌からのNMVOCのフラックスはごくわずかであると考えられています。[8]
バイオマス燃焼
燃料として使用する以外のバイオマス燃焼は、生物起源の排出源とみなされます。これらの排出量は、燃焼面積、地上バイオマスと総バイオマスの比率、燃焼有機物の密度、燃焼効率に基づいてモデル化されます。[5]
バイオマス燃焼から排出される物質の化学組成は燃焼の段階によって異なりますが、燃焼から排出されるNMVOCの総量は1キログラムあたり4.5グラムの炭素と推定されています。[8]燃焼から排出される主なNMVOCは、エタン、プロパン、プロペン、アセチレンです。[8]
地質起源の源
NMVOC の主な地質発生源としては、火山活動や天然ガスの浸透などが挙げられます。
火山活動は多くのNMVOCの排出をもたらしますが、その量はごくわずかです。天然ガスの浸透は約0.06 o 2.6 μg m −2 h −1の排出量をもたらすと推定されています。[9]
人為的排出
欧州全球大気研究データベース（EDGAR）では、NMVOCの人為的発生源は以下のカテゴリーに分類されています。[4]
- 発電
- 製造のための燃焼
- 建物のエネルギー
- 道路輸送
- 変革産業
- 燃料採掘による排出ガス
- 生産プロセスからの排出
- 石油精製所
- 農業廃棄物の焼却
- 配送
- 鉄道、パイプライン、オフロード輸送
- 化石燃料火災
- 固形廃棄物と廃水
- 航空
EDGARは、2015年に最も排出の大きい6つのセクター（農業、電力産業、廃棄物、建物、輸送、その他の産業燃焼）からのNMVOCSの量は1.2×10 8トンであったと測定しています。[10]報告された排出量は、セクター別に次のように提供されています。
人為的発生源による世界のNMVOC排出量は時間とともに増加しており、1970年から2010年の間に排出量は119,000ktから169,000ktに増加しました。[4]地域によって傾向は異なり、アメリカとヨーロッパでは同時期に排出量が減少しましたが、アフリカとアジアでは同時期にNMVOC排出量が増加しました。[4]アメリカとヨーロッパからの排出量の減少は、輸送用のより環境に優しい燃料の使用と排出基準の変更に大きく起因しています。[4]
参考文献
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