今年1月、福岡市をはじめ西日本の広い範囲で、微小粒子状物質「PM2.5」が高い濃度で観測されるという“事件”が全国の耳目を集めた。折しも、中国の北京市内で発生が続く深刻な大気汚染が大々的に報道され、大陸からの影響も取りざたされている。高まる不安感からか、防塵マスクなどの対策関連商品の販売が急拡大。2月の空気清浄機販売台数は昨年同月比で40％近い伸びを見せるなど、ビジネスにも大きな影響を及ぼしている。
　一方、環境省は観測を強化し、専門家による検討会を設置して、2月には注意喚起の目安となる「暫定的な指針となる値」を設定した。「1日平均で1立方m当たり70μg（1μは100万分の1）を超えたら、不要不急の外出や屋外での長時間の激しい運動をできるだけ減らす」といった内容だ。ただ、この指針をどのように運用するのかについては「都道府県が注意喚起を行うことを“奨励”する」という歯切れの悪いもので、自治体に判断を委ねた格好になっている。明確な基準がないだけに、社会的不安感は高まるばかりだ。
　実は、この「PM2.5」という物質、発生のメカニズムや健康被害の実態などに謎も多い。いま、列島の大気に何が起きているのか。PM2.5は本当に恐れるべき汚染なのか…。
「PM2.5」とはいったい何か

大気汚染と黄砂の中国（写真：Photoshot/アフロ）
　我々を取りまく大気には、自然発生する土ぼこりから排ガスなどに含まれる煤塵（ばいじん）まで、実に多様な物質が漂っている。この大気中浮遊物質の1つが、多くの人の春を憂鬱にさせるスギ花粉だ。もっとも、花粉症はアレルギーの一種であり、原因はヒトの免疫メカニズムのトラブル。スギ花粉はアレルギー反応を引き起こす物質を含んでいるが、本来は有害な物質ではない。
　一方、話題のPM2.5は高い濃度であれば、ぜんそくや気管支炎などの呼吸器疾患の原因になり得るとされる。肺がんなどのリスク上昇や心臓・循環器系疾患への影響も懸念されるなど、物質そのものが健康に有害であると見られている。
　では、その正体はいったいどのようなものなのか。
　大気中に比較的長時間にわたって浮遊し続ける物質はいくつかあるが、大気汚染の分野でよく用いられるのが、その粒径による分類だ。たとえば「浮遊粒子状物質（SPM：Suspended　Particulate　Matter）」は、「大気中に浮遊する粒子状物質の中で粒径が10μm（マイクロメートル：1μm＝1000分の1mm）以下の粒子」と定義されている。つまり、10μm以上の粒子を100％取り除いた後に残るものということだ。
生物が吸い込みやすい大きさ
　一方、「微小粒子状物質」とも呼ばれるPM2.5は、さらに小さな粒子を指す言葉だ。詳しい定義では「大気中に浮遊する粒子状物質の中で、粒径が2.5μmの粒子を50％の割合で分離できる装置を用いて、より大きな粒子を除去した後に採集される粒子」となる。2.5μmより大きな粒子も含むが、おおざっぱに言えば、2.5μm以下のサイズの粒子と考えることができる（このほか「PM10」は上の定義の粒径を10μmとしたもの）。
　だが、SPMやPM2.5はあくまで粒子の直径からの分類であり、粒子状物質全体の成分は多岐にわたる。細かな土ぼこりのような鉱物粒子や、海水の飛沫から発生する海塩粒子などは、自然発生的にもたらされるものだ。また、自動車や発電所、工場などの排ガスに含まれる微小な煤塵や、炭素粒、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩などの無機物質や金属粒子、さまざまな有機化合物などが人為的に排出されてSPMやPM2.5、PM10などになっているのである。とはいえ、PM2.5が健康の脅威となる理由は、実はその成分、つまり物質の種類ではない。
　一般に、自然に発生する大気中の微粒子は、その大部分が粒径0.001μmから100μmの範囲内にあるとされる。その中で濃度の分布をグラフ化すると、おおよそ0.02μm、2.5μm、10μmに3つの山を持つ分布になる。このうち、大きな10μmサイズの粒子は、重いために大気中を浮遊する時間が比較的短い。逆に小さなサイズの粒子は、寄り集まって（凝集）より大きな粒子に変化する。結果として大気中に長くとどまり続け、生物が吸い込みやすい粒子が、2.5μmを中心としたサイズ、すなわちPM2.5ということである。
粒子状物質の粒径分布

出所：環境省「微小粒子状物質健康影響評価検討会報告書」
心肺疾患による死亡率と高い相関も
　PM2.5の粒径2.5μmは、髪の毛の直径のおよそ30分の1。スギ花粉の10分の1以下にあたる大きさである。風媒花であるスギの花粉は、風に乗って遠方に飛んでゆくために小さなサイズに進化した。植物の花粉の中でも小さい部類に入る。それよりもさらに細かなPM2.5が、スギ花粉よりはるかに長期間にわたって大気中にとどまり続けることになる。
PM2.5の大きさ

出所：東京都のウェブサイト
　また、細かいということは、体内に入り込みやすいということでもある。たとえばヒトの呼吸器は、口、鼻からのど（咽頭）、気管、気管支へとつながり、細かく分岐した気道を経て、最後は肺胞に達する。肺胞には無数の毛細血管があり、空気中の酸素を血中に取り入れて二酸化炭素を排出するという、ガス交換を行う重要な器官である。
　一般に微小粒子の呼吸器への侵入では、10μmより大きな物質は鼻やのどまでの間で取りのぞかれる。だがそれ以下の粒子は肺の内部に到達する可能性があり、さらに2.5μmのサイズになると肺胞にまで入り込む危険性が高い（環境省の資料参照）。
　このような体内の深部に入り込むことで、さまざまなアレルギー反応や炎症など疾病を誘発する危険性が高まると考えられている。近年のアメリカの疫学的研究報告では、粒径が2.5μm以下の粒子と心肺疾患による死亡率との間に、高い相関があることも報告されている。PM2.5の健康にもたらす脅威は、何よりもその2.5μmという粒径、つまり“細かさ”にあるということだ。
　そのPM2.5が日本の大気に増加しているのであれば、深刻な大気汚染の拡大である。4年前に定められたPM2.5の環境基準は、1年の平均が「1立方mあたり15μg以下」で、なおかつ1日の平均が「1立方mあたり35μg以下」。これに対して国立環境研究所のデータによれば、今年1月1日から2月5日までの間には、1立方mあたり35μgを越えた日が16日に及んだ。また、1月13日前後、21日前後、そして30日〜2月1日には、最大値が1立方mあたり50μgを超過する地域もあった。
　年頭からこれまで続いている騒然とした報道は、このような“高濃度現象”を受けてのもの。その情報に接する限りでは、一般に不安が募るのも無理はない。
PM2.5は増加しているのか？
　だが、専門家の多くは、PM2.5の濃度は「急に高くなったのではない」とする。国立環境研究所地域環境研究センター広域大気環境研究室の清水厚主任研究員はこう話す。
　「確かに、西日本の広い地域で高濃度現象が、一時的に観測された。しかしながら、昨年、一昨年の同時期との比較では、今年になって特別に濃度が高いと言えるほどの状況にはなっていない」
　PM2.5の濃度は毎年、乾燥が続く冬から春にかけて上昇し、夏から秋は比較的安定する傾向がある。これは降雨があることで、PM2.5が雨滴の凝集核となるなどして大気中から取りのぞかれるなどの理由からだ。そして今年初頭の高濃度現象は「例年より高い日もあったが、平均すれば例年なみ」だったというのである。
　さらに、環境省などの統計データによれば、年間平均でのPM2.5濃度はむしろ減少傾向にある。特に我が国では50年ほど前から、大気汚染防止に積極的に取り組んできた。1968年に制定された「ばい煙の排出の規制等に関する法律（ばい煙規制法）」や、数度にわたる改正で規制を強化してきた大気汚染防止法など法制面での整備が進み、対策技術も進化している。これに伴ってPM2.5の濃度も、減少傾向にあるとされる。
PM2.5の質量濃度の推移（2001〜2010年度）

出所：環境省「最近の微小粒子状物質（PM2.5）による大気汚染への対応」
　「全体としては、十数年間で3分の2程度にまで減っている」（清水主任研究員）
　つまり、今年初頭のPM2.5高濃度現象は「たまたま起きた特異的な状態」であって、日本列島で全体的なPM2.5汚染が進行していることを示したものではないというのが、現時点で多くの専門家が持っている見解のようだ。
　だが、今年の“特異的な”高濃度現象はなぜ起きたのか。また、取りざたされている中国大陸からの飛来…越境汚染の影響はあるのか。そして、濃度増加がないとしてもPM2.5は懸念すべき脅威なのか。

山村 紳一郎（やまむら・しんいちろう）
サイエンスライター

微粒子に気をつけろ！日本を襲う「PM2.5」の真実
「PM2.5とは何か」「中国からどれくらい飛来するのか」「人間の免疫力との関係は」――。今、話題のPM2.5やスギ花粉など、微粒子について基礎から最新情報を紹介。
http://business.nikkeibp.co.jp/article/report/20130326/245650/?ST=print