1 地球規模の大気環境の現状
大気環境には、境界がなく被害・影響が国境を越え、ひいては地球規模にまで広がる地球温暖化、成層圏オゾン層の破壊、酸性雨などの問題がある。
地球温暖化問題は、人類の化石燃料消費量の増加に伴い、大気中の二酸化炭素等の温室効果ガスの濃度が高まり、地球の気温が上昇することにより、気候変動や海面水位上昇を引き起こし、人類だけでなく動植物や生態系全体に重大な影響を及ぼす問題である。このため、「気候変動に関する政府間パネル」(IPCC)等で調査研究が行われ、温暖化対策の必要性が認められるようになった。国際的取組としては、1992年(平成4年)5月に締結された「気候変動に関する国際連合枠組条約」が1994年(平成6年)3月に発効し、その枠組みの下で地球温暖化対策が進められている。
オゾン層破壊の問題とは、クロロフルオロカーボン(CFC、いわゆるフロンの一種)等の物質が成層圏に達し、そこで分解されて生じる塩素原子や臭素原子によりオゾン層が破壊され、その結果として有害紫外線の地表への到達量が増加し、人の健康や生態系に影響を及ぼす問題である。このため、1985年(昭和60年)に「オゾン層の保護のためのウィーン条約」が、1987年(昭和62年)に「オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書」が採択されてオゾン層保護に対する国際的な取組が始まった。
酸性雨とは、主として化石燃料の燃焼によって生ずる硫黄酸化物や窒素酸化物が大気中で硫酸塩や硝酸塩に変化し、これらが雨に溶け込み、酸性度の高い雨が降る現象のことをいうが、雨のほか霧、雪、さらには、ガスやエアロゾルの形態で降下するものも広義の酸性雨とされる。北米やヨーロッパでは、対策が進んでおり、特にヨーロッパでは1979年11月に「長距離越境大気汚染条約」が締結され、酸性雨防止対策が行われている。他方、近年、経済発展が著しいアジア地域では、酸性雨の原因となる硫黄酸化物等の排出量が増加傾向にある。
(1) 二酸化炭素とその他の温室効果ガス
温室効果ガスには、二酸化炭素(CO2)、メタン(CH4)、亜酸化窒素(N2O)、クロロフルオロカーボン(CFC)、オゾン(O3)、水蒸気(H2O)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、六フッ化硫黄(SF6)などがある。さらに、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)及び非メタン炭化水素(NMVOC)はオゾンの前駆体として温暖化に寄与すると考えられる。これらの温室効果ガスは、太陽放射により暖まった地表から放出される赤外線の一部を吸収し、再び地表等に向けて放射する。この効果により地表と下層大気は暖められ、生物の生存に適した状態が保たれている(第4-1-1図)。地球温暖化問題とは、これらの温室効果ガスの濃度が人類の活動により急激に高まり、地球上の気温が上昇することにより、気候の変動や海水面の上昇などが引き起こされ、人類社会や生態系に大きな影響を及ぼすと懸念されている問題である。
IPCCの報告書によれば、メタン、亜酸化窒素、CFC等の一定量当りの温室効果は二酸化炭素に比べはるかに高いものの、二酸化炭素の排出量が膨大であるため、結果としての二酸化炭素の地球温暖化への寄与度は約64%を占めている(第4-1-2図)。このため、二酸化炭素排出量の排出削減が重要な課題となっている。
大気中の二酸化炭素の濃度は産業革命以前には280ppm程度であったが、世界の人口の増加や産業の発展により、二酸化炭素の排出量も増加の一途を辿り、現在では350ppmを超えており、さらに年0.5%の割合で増加していると推測されている(第4-1-3図)。なお、岩手県三陸町綾里での観測によると、平成7年の年平均濃度は363.4ppmであった。
我が国における二酸化炭素排出量は、昭和61年度から平成4年度にかけて増加を続けていたが、平成5年度には冷夏、不況によるエネルギー需要の伸びの鈍化や、原子力、水力発電の増加により前年度に比べ6百万tC(炭素換算トン)減少し324百万tCとなった。
また、平成5年度の一人当たりの二酸化炭素排出量も前年度に比べ0.05tC減少し2.60tCとなった。二酸化炭素の排出量の内訳は第4-1-4図のとおりであるが、民生部門のうち、家庭部門の排出量は、冷暖房などの大型家電機器等の普及によるエネルギー消費の増加を反映して、増加を続けている(第4-1-5図)。また、運輸部門の排出量は貨物輸送需要の減少、旅客運送需要の伸びの鈍化等により、伸び率は鈍化しているものの、依然増加傾向にある。
なお、エネルギー需給実績(速報)等を基に推計した平成6年度の二酸化炭素の排出量は340百万tC以上に増加する見込みである。これは、記録的な猛暑による冷房需要の増加、一部産業部門の生産増加及び渇水による水力発電の減少等が原因と考えられる(第4-1-6図)。
全世界の二酸化炭素排出量(化石燃料消費及びセメント生産に伴うもの)は、1992年(平成4年)時点で61.0億tCと推定されており、排出量は1950年(昭和25年)から約4倍に増大している。排出量の内訳を見ると、全排出量の46%が先進国に起因し、残りを旧ソ連及び東欧と開発途上国が排出している。開発途上国の全排出量に占めるシェアは1950年には11%であったものが、1992年には35%と大幅に増加している(第4-1-7図)。
メタンには、湿原や湖沼などから自然発生するものと天然ガスの漏出や家畜・水田・廃棄物埋立地などから人為的に発生するものがあり、その温室効果は二酸化炭素の約21倍(100年単位で見た場合)あると考えられている。大気中のメタンの濃度は、過去3,000年間の古大気分析では250年前まではほぼ一定であり、この200年間に2倍以上に増加したと推測されている。また、シベリア上空でメタンが高濃度で観測されており、地球レベルでシベリアの湿地がメタンの大規模な発生源となっていることが確認されている。なお、岩手県三陸町綾里での観測によると、平成7年の平均値は1.87ppmであった。
亜酸化窒素には、海洋や土壌などから自然発生するものと化石燃料や薪等のバイオマスの燃焼・施肥農地、化学工業プロセスなどから人為的に発生するものがあり、その温室効果は二酸化炭素の約310倍(100年単位で見た場合)あると考えられている。亜酸化窒素は大気中での寿命が約120年と長いことが分かっているものの、地球規模での動態について不明な点が多い。なお、岩手県三陸町綾里での観測によると平成7年の平均値は316.6ppb(ppmの千分の一)であった。
地球温暖化問題については、1988年に設置されたIPCCが気候変動に関してその科学的知見の現状評価を行っている。1995年(平成7年)12月に開催されたIPCCの第11回全体会合で採択された第二次評価報告書は、人為的影響による地球温暖化が既に起こりつつある相当数の証拠があるとし、温室効果ガスの増加により、何も対策をとらなかった場合の地球全体の平均気温は、中位の予測で、2100年には現在に比べて約2度上昇し、海面水位は、2100年までには現在に比べて約50?(15〜95?)上昇することを予測した報告を行っている。
また、同報告書では、?大気中の温室効果ガスの濃度を安定化させるためには、温室効果ガスの排出量を将来的には少なくとも1990(平成2年)を下回るレベルまで削減する必要があること。?概ね大気中の二酸化炭素濃度が産業革命前の2倍となった場合や現状の2倍となった場合などを想定して地球温暖化の影響を評価した結果、水資源、食料生産、疾病等に関し、広範かつ深刻な影響が生ずると予測されたこと。?需要側及び供給側での適切な対策により、温室効果ガス排出量のかなりの削減が技術的に可能であり、比較的わずかな費用で実行可能な対策の余地が大きいこと。また、この対策を進める上で短・中期的には技術の開発及び普及・移転が、長期的には革新的技術が重要とされていること。?気候変動による損害のリスク回避及び予防的アプローチを考慮し、現在の知見のもとでも、一連の「後悔しない対策」を越えた対策を開始する根拠があるとしていること。?一部の地域や分野だけにおける緩和策は、他の地域や分野における温室効果ガス排出を増加させる可能性があること。また、国際的な合意のもとでの協力により、費用効果の高い地球規模での温室効果ガスの削減が可能であることなどを明らかにしている。(第4-1-8図、第4-1-1表)
我が国における地球温暖化対策は、平成2年10月に「地球温暖化防止行動計画」が策定され、その中で二酸化炭素排出抑制対策、メタンその他の温室効果ガス排出抑制対策、二酸化炭素吸収源対策などの対策の推進が明記されており、行動計画の目標として、?一人当たりの二酸化炭素排出量について2000年以降概ね1990年レベルで安定化を図るとともに、?革新的技術開発等が早期に大幅に進展することにより二酸化炭素排出総量が2000年以降概ね1990年レベルで安定化するよう努めること、等としている。
国際的には、1994年(平成6年)3月に「気候変動に関する国際連合枠組条約」が発効した。その後、1995年(平成7年)3月〜4月には「第1回締約国会議」(COP1)がドイツのベルリンにおいて開催され、政策及び措置を定めること並びに2005年、2010年、2020年といった特定の期間内の数量化された抑制及び削減目的を設定することを目指し、1997年の第3回締約国会議で結論を採択すべく、条約上明確な規定のなかった2000年以降の期間の取組を検討するプロセスを開始することになった(ベルリン・マンデート)現在、この数量化された抑制、削減目的や各国がとるべき改善措置を議定書等にどのように規定するかの国際的交渉が行われており(ベルリン・マンデート・アドホックグループ会合)、3月初めに開催された第3回会合においては、各国より様々な提案が行われた。また、地球温暖化問題の科学的知見の集積については、1995年12月にIPCC第2次評価報告書がとりまとめられたところであるが、今後ともIPCCにおいて引き続き検討される。
(2) 成層圏オゾンとCFC等
オゾン層破壊の問題とは成層圏下層(高度15?〜30?)にあるオゾン層がCFC等によって破壊され、オゾン層に吸収されていた有害な紫外線の地上への到達量が増加することによって、人や生態系に悪影響を及ぼす問題である。
CFCは、低毒性、不燃性、化学的安定性等の利点から洗浄剤、冷媒、発泡剤、噴射剤等として幅広く利用されてきた。この利点である安定性のために、大気中に放出されても対流圏では分解されないが、成層圏に達すると太陽からの紫外線によって分解され塩素原子を放出し、この塩素原子が触媒作用によって次々と連鎖的にオゾンを破壊していく(第4-1-9図)。
CFCの他にも、ハロン、四塩化炭素、1,1,1-トリクロロエタン、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、臭化メチル等が、分子構造の中に含まれる塩素や臭素を原因として、成層圏オゾンを破壊することが知られている。
南極においては、1970年代末から毎年春(北半球では秋にあたる)にオゾンが著しく少なくなる「オゾンホール」と呼ばれる現象が起きている(第4-1-10図)。1979年(昭和54年)から1995年(平成7年)までの各年の最盛期のオゾンホールの規模の推移を見ると、1995年(平成7年)のオゾンホールは、最大規模であった過去3年と同程度の規模であったと考えられる(第4-1-11図)。
1995年(平成7年)のオゾン層の南極を除く全球的な状況については、前年に続き、年間を通じて平年よりオゾン全量が少なかった。日本上空のオゾン層の状況については、オゾンの量及び高度分布を札幌、つくば、鹿児島、那覇及び南鳥島においてオゾン分光光度計やオゾンゾンデによって観測を行っている。これらの観測結果によると、つくば及び鹿児島で、11月に平年より多いオゾン量が観測されたが、年を通じては平年並みか平年より少ない状況であった。札幌及び那覇では、年の前半に平年より少ない状況が卓越した(第4-1-12図)。
また、オゾンの高度分布等について、つくばにおいてオゾンレーザーレーダーによる観測を行っている。
こうしたオゾン層の破壊は、地上への有害紫外線(UV-B)到達量の増大をもたらすことが知られており、有害紫外線によって引き起こされる皮膚がん、白内障、免疫抑制などの人の健康への影響や陸上植物及び水界生態系等への影響が心配されている。このため我が国では、1990年(平成2年)から有害紫外線の変化を監視するUV-B観測を行っている。UV-Bの地上到達量は天候の状態に大きく左右されるため、現在のところ、我が国のUV-Bの地上到達量の日積算値の増加傾向は確認されていない。しかしながら、オゾン以外の条件が変わらなければオゾンの減少に伴い、UV-Bの地上到達量が増加することが確認されている。全球的にオゾン全量の減少傾向が見られることから、これに伴ってUV-Bの地上到達量の増加が懸念されるため、今後も引続き監視を続けていく必要がある。
一方、オゾン層破壊の原因となっているCFC等についても我が国では北半球中緯度地域(北海道、岩手県、川崎市)及び南極地域(南極昭和基地)等において観測を行い、大気中の濃度を監視している。
近年のオゾン層破壊の深刻な状況を受けて、1992年(平成4年)のモントリオール議定書第4回締約国会合において、議定書の改正等が行われ、我が国でもそれに対応して、平成6年6月の「特定物質の規制等によるオゾン層の保護に関する法律」の一部改正等により、平成8年以降のCFC、四塩化炭素及び1,1,1-トリクロロエタンの生産等の全廃並びにHCFC、臭化メチル等の規制物質への追加が規定された。また、1995年(平成7年)12月のモントリオール議定書第7回締約国会合において、再び議定書の見直し等が行われ、先進国に対してはHCFC、臭化メチルの規制強化が、開発途上国に対してはCFC、HCFC、臭化メチル等の全廃スケジュールが確定した。これらの規制措置が予定通り実施されると、オゾン層の破壊は2000年頃に最大となり、その後徐々に回復して、遅くとも2045年頃にはオゾンホールが観測される前の1970年代の水準に戻ると予測されている。
一方、CFC等のオゾン層破壊物質の生産規制等に加え、使用済みのCFC等の回収・再利用・破壊が重要な問題となっている。このため、我が国では、平成7年6月に関係省庁による「オゾン層保護対策推進会議」において、CFC等の回収等の促進方策をとりまとめこれに基づき回収等の促進を図っているところである。
また、CFCの代替物質には、HCFC、ハイドロフルオロカーボン(HFC)という代替フロンがあるが、HCFCについてはCFCに比べて弱いながらも、オゾン破壊能力があるため、すでに規制が始まっており、一方、HFCについてはオゾン破壊能力はないが、温室効果が指摘されている。したがって、環境への負荷の少ない新しい代替物質の開発が急務となっている。
(3) 酸性雨
酸性雨は、主として化石燃料の燃焼により生ずる硫黄酸化物(SOx)や窒素酸化物(NOx)などの大気汚染物質が大気中で硫酸塩や硝酸塩に変化し、これを取り込んで生じると考えられる酸性度の強い雨のことであるが、広義には、雨のほか霧や雪なども含めた湿性沈着(wetdeposition)及びガスやエアロゾルの形態で沈着する乾性沈着(dry deposition)の両者をあわせたものをさす。SOx、NOx等の大気汚染物質が大気中から水や土壌などへ移行・除去される際に生じる問題が酸性雨問題である。
酸性雨により、湖沼や河川等陸水が酸性化し魚類等へ影響を与えること、土壌が酸性化し森林等へ影響を与えること、また、酸性雨が直接樹木や文化財等に沈着することによりこれらの衰退や崩壊を助長することなどの広範な影響が懸念されている。酸性雨が、早くから問題になっている欧米においては、酸性雨によると考えられる湖沼の酸性化や森林の衰退等が報告されている。
酸性雨は、SOx、NOx等の発生源から数千キロも離れた地域にも沈着する性質があり、国を越えた広域的な現象であることに一つの特徴がある。欧米諸国では酸性雨による影響を防止するため、1979年に「長距離越境大気汚染条約」を締結し、関係国がSOx、NOx等の酸性雨原因物質の削減を進めるとともに、共同で酸性雨のモニタリングや影響の解明などに努めている。
酸性雨は、従来、先進国の問題とされてきたが、近年、開発途上国における工業化の進展により、大気汚染物質の排出量は増加しており、地域の大気汚染に加え広域的な酸性雨も大きな問題となりつつある。地球サミットで採択された「アジェンダ21」では、先進国のみならず、開発途上国も含め、今後、酸性雨等広域的な環境問題への取組を強化すべきであるとしている。
我が国の酸性雨への対応は、欧米と異なり、昭和50年代に人体への影響(眼や皮膚への刺激)に端を発した「湿性大気汚染」の実態調査が最初である。この調査では生態系への影響に着目していなかったが、欧米諸国では酸性雨による生態系への影響が大きな問題になっていたことにから、昭和58年度より酸性雨の実態把握と影響の未然防止の観点から酸性雨対策調査を実施している。
昭和63年度から平成4年度まで実施した第2次調査結果によれば、我が国では欧米並みの酸性雨が広く観測されているが(第4-1-13図)、酸性雨による陸水、土壌・植生等の生態系への影響については、明確な兆候は見られていない。しかしながら、現状程度の酸性雨が継続した場合、将来的に生態系への影響が顕在化するおそれを否定できないことは欧米の事例から推測される。
このため、今後とも酸性雨の監視を強化し、陸水、土壌・森林生態系等への影響について調査研究を更に充実させるために平成5年度から5ヶ年計画で第三次酸性雨対策調査を行っている。
また、酸性雨は国を越えた広域的な環境問題でもあるため、効果的に対策を進めていくためには、国際的に協同した取組が必要である。
東アジア地域は、世界の三分の一強の人口を擁し、現在めざましい経済発展を遂げる一方、エネルギー事情から硫黄分の高い石炭に依存せざるを得ない国も多く、SOx、NOxの排出量が顕著に増加している。現在の趨勢が継続すれば、大気汚染、酸性雨による影響の越境酸性雨問題が深刻化するおそれがあることから、東アジア地域において酸性雨による影響の未然防止を目的として地域協同の取組及び地域協力を推進することが急がれる。このような状況を踏まえて、東アジア地域における地域協同・地域協力の取組の第一歩として、平成5年度から東アジア各国及び関連国際機関の専門家を招いて専門家会合を開催してきたが、平成7年(1995年)11月の「第3回東アジア酸性雨モニタリングネットワークに関する専門家会合」において、「東アジア地域酸性雨モニタリングネットワーク構想」が採択されるとともに、第2回会合で採択された「東アジア酸性雨モニタリングガイドライン」の充実・強化に向けた今後の作業方針の取りまとめが行われた。今後この専門家会合で合意された東アジア酸性雨モニタリングネットワーク構想について、その実現に向けての取組を一層強めていくこととしている。また、平成8年度より始まる第四次対中円借款では、中国の排ガス処理施設の整備等の環境改善支援を開始することとしている。
