臭気拡散シミュレーション方法および臭気拡散シミュレーション装置
【課題】臭気物質が拡散する過程において、化学変化によりその成分および成分比が変化することを考慮し、より現実に忠実な臭気濃度を算出する。
【解決手段】複合臭気濃度ＤＢ２４には、様々な複合臭気の成分物質の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とが対応付けられて蓄積されている。移流拡散濃度計算部３１は、排出物質が化学反応せずに移流拡散すると仮定して排出物質の大気拡散濃度を算出し、化学反応濃度減衰量計算部３２は、排出物質が移流中に化学反応したことにより減衰した排出物質の大気拡散濃度を算出し、複合臭気成分計算部３３は、化学反応による生成物および残留した排出物質からなる複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出し、複合臭気濃度計算部３４は、複合臭気濃度ＤＢ２４から当該複合臭気と同じ成分を有するデータについて重回帰分析を行い複合臭気の臭気濃度の予測式を求め、その予測式に基づき当該複合臭気の臭気濃度を算出する。
【解決手段】複合臭気濃度ＤＢ２４には、様々な複合臭気の成分物質の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とが対応付けられて蓄積されている。移流拡散濃度計算部３１は、排出物質が化学反応せずに移流拡散すると仮定して排出物質の大気拡散濃度を算出し、化学反応濃度減衰量計算部３２は、排出物質が移流中に化学反応したことにより減衰した排出物質の大気拡散濃度を算出し、複合臭気成分計算部３３は、化学反応による生成物および残留した排出物質からなる複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出し、複合臭気濃度計算部３４は、複合臭気濃度ＤＢ２４から当該複合臭気と同じ成分を有するデータについて重回帰分析を行い複合臭気の臭気濃度の予測式を求め、その予測式に基づき当該複合臭気の臭気濃度を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気に排出された臭気の拡散をシミュレーションする臭気拡散シミュレーション方法および臭気拡散シミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
臭気（とくに悪臭）の外部への拡散に対する対策を講ずるためには、あるいは、臭気の拡散状況を把握するためには、臭気拡散シミュレーションを実施する必要がある。地方自治体は、悪臭防止の観点から敷地境界での臭気指数の基準を定めており、一定規模の施設は、その基準を満たすことが義務付けられ、環境への影響を評価する必要がある。
【０００３】
臭気（悪臭）のもととなる物質は、通常の大気汚染物質と異なり、化学反応によって、その濃度や成分が変わる物質が多い。そのため、多種類の臭気物質が相加、相乗されることによって、人の嗅覚に強く感じられる悪臭（複合臭による悪臭）が生じることがある。従って、臭気拡散シミュレーションでは、このような複合臭による悪臭を、とくに考慮しておく必要がある。
【０００４】
特許文献１には、臭気（悪臭）物質濃度を測定し、その測定した結果を、臭いの特性によって感覚的に捉えることを可能にした臭気強度で評価する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１では、複合した悪臭物質の化学反応による二次的な生成物質や分解物質の影響、あるいは、悪臭物質の成分比の変化については考慮されていない。
【０００５】
また、悪臭に関する環境アセスメントに関するシミュレーション方法が「臭気指数２号規制基準」（例えば、非特許文献１参照）および「生活環境影響評価の調査指針」（例えば、非特許文献２参照）の中に示されている。これら非特許文献１，２では、悪臭物質の拡散予測に、一般の大気汚染物質と同じ拡散計算の手法であるプルーム・パフモデルが用いられている。プルーム・パフモデルでは、比較的簡単な数値計算を行うことによって、大気汚染物質の濃度を計算することができる。
【０００６】
また、非特許文献１,２に示されたシミュレーション方法では、臭気（悪臭）の特徴を考慮するため、プルーム・パフモデルのパラメータを調整することが行われ、さらに、複合臭を人の感覚で評価するための臭気濃度が用いられている。しかしながら、そこでは、複合臭を人の感覚から捉えた臭気濃度の拡散として評価されているため、実際の悪臭物質の化学変化による濃度変化や成分の変化は考慮されていない。
【０００７】
物質の化学変化を考慮した大気拡散シミュレーションモデルとして、独立行政法人産業技術総合研究所が開発した「ＡＤＭＥＲ（Atmospheric Dispersion Model for Exposure and Risk assessment）」（例えば、非特許文献３参照）がある。「ＡＤＭＥＲ」では、物質の化学変化による濃度減衰を考慮して拡散予測が行われる。濃度減衰は、拡散予測を行う物質に分解係数を設定し、物質の拡散予測する時間の進行とともに、化学反応による物質の分解する割合が高くなるという考えに基づく概念である。しかしながら、「ＡＤＭＥＲ」では、単一物質の濃度減衰だけが計算され、化学変化による二次的な生成物質や分解物質の影響については考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３７４７２３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】環境省 水・大気環境局大気生活環境室、「よくわかる臭気指数規制２号基準〜煙突などの気体排出口における悪臭の規制基準〜」、［平成２３年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.env.go.jp/air/akushu/kisei/index.html＞
【非特許文献２】環境省通達、「廃棄物処理施設生活環境影響調査指針について」、平成１８年０９月４日、［平成２３年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.env.go.jp/ hourei/syousai.php?id=11000364＞
【非特許文献３】独立行政法人 産業技術総合研究所、「ＡＤＭＥＲ２：Atmospheric Dispersion Model for Exposure and Risk assessment」、［平成２３年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.aist-riss.jp/software/admer/ja/index_ja.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のように従来における臭気拡散シミュレーションでは、悪臭物質が拡散する過程で化学変化し、二次的に生成される物質の影響については、ほとんど考慮されていない。しかしながら、悪臭は、通常、複数の臭気物質から発生する複合臭である。複合臭の臭気濃度は、各臭気物質それぞれから発生する臭気の臭気濃度の和になるとは限らない。臭気には、相互作用があるので、複合臭の臭気濃度は、臭気物質の種類、組み合わせ、成分比などにより、大きくもなり、また、小さくもなる。従って、臭気拡散シミュレーションには、臭気物質の成分およびその成分比をできるだけ現実に近い値を算出することが求められている。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、臭気物質が拡散する過程において、化学変化によりその成分および成分比が変化することを考慮し、より現実に忠実な臭気濃度を算出することが可能な臭気拡散シミュレーション方法および臭気拡散シミュレーション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る臭気拡散シミュレーション方法および装置は、複数の複合臭気のそれぞれに対し、その複合臭気の成分物質の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とが対応付けられて構成された複合臭気濃度データを蓄積した複合臭気濃度データベースにアクセス可能な演算処理装置を用いて、排出源から排出される臭気の拡散をシミュレーションする臭気拡散シミュレーション方法および装置であって、（１）前記演算処理装置は、気象データおよび排出源データを入力し、前記排出源データで指定される臭気を構成する排出物質が化学反応せずに大気中を移流拡散する計算モデルに基づき、前記排出源から離れた計算対象地点における前記排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出する移流拡散濃度計算処理と、（２）前記算出した移流時間中に前記排出物質が化学反応するとき残留する前記排出物質の大気拡散濃度である残留濃度を算出し、前記移流拡散濃度計算処理で計算した前記排出物質の大気拡散濃度から前記残留濃度を差し引いた差分量を、前記化学反応による前記排出物質の大気拡散濃度の濃度減衰量として算出する化学反応濃度減衰量計算処理と、（３）前記化学反応により生成された生成物の成分比を算出するとともに、その算出した成分比と前記濃度減衰量とに基づき、前記生成物の大気拡散濃度を算出し、前記算出した前記生成物の大気拡散濃度と前記排出物質の残留濃度とに基づき、前記排出物質の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出する複合臭気成分計算処理と、（４）前記複合臭気濃度データベースに蓄積された複合臭気データから、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気と同じ成分を有する複合臭気の複合臭気データを抽出し、その抽出した複合臭気データを用いた重回帰分析によって得られる、複合臭気の成分比と大気拡散濃度とから臭気濃度を予測する予測式に、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を代入して、前記計算対象地点における前記複合臭気の臭気濃度を算出する複合臭気濃度計算処理と、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、臭気物質が拡散する過程において、化学変化によりその成分および成分比が変化することを考慮し、より現実に忠実な臭気濃度を算出することができる臭気拡散シミュレーションが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る臭気拡散シミュレーション装置の構成の例を示した図。
【図２】本発明の実施形態に係る臭気拡散シミュレーションの全体処理フローの例を示した図。
【図３】化学反応濃度減衰量計算部による化学反応濃度減衰量計算処理の処理フローの例を示した図。
【図４】化学反応濃度減衰率ＤＢの構成の例を示した図。
【図５】化学反応による排出物質の濃度減衰の様子を残留濃度と移流時間との関係グラフで示した図。
【図６】複合臭気成分計算部による複合臭気成分計算処理の処理フローの例を示した図。
【図７】図６の複合臭気成分計算処理で用いられ、作業用ＤＢに記憶される生成物成分データの構成の例を示し図。
【図８】化学反応分解率・合成率ＤＢの構成の例を示した図。
【図９】図６の複合臭気成分計算処理における化学反応生成物成分比算出処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１０】図９の化学反応生成物成分比算出処理におけるステップＳ６７２の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１１】図９の化学反応生成物成分比算出処理におけるステップＳ６７３の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１２】複合臭気濃度計算部による複合臭気濃度計算処理の処理フローの例を示した図。
【図１３】複合臭気濃度ＤＢの構成の例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る臭気拡散シミュレーション装置の構成の例を示した図である。図１に示すように、臭気拡散シミュレーション装置１００は、キーボードやマウスなどからなる入力装置１０と、半導体メモリやハードディスク装置などからなる記憶装置２０と、マイクロプロセッサ集積回路などからなる演算処理装置３０と、液晶ディスプレイなどからなる表示装置４０と、を含んで構成される。
【００１７】
そして、記憶装置２０上には、作業用ＤＢ（Database）２１、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３、複合臭気濃度ＤＢ２４などのデータベースが構成され、また、演算処理装置３０上には、移流拡散濃度計算部３１、化学反応濃度減衰量計算部３２、複合臭気成分計算部３３、複合臭気濃度計算部３４などの機能ブロックが構成される。
【００１８】
ここで、記憶装置２０上に構成される作業用ＤＢ２１は、入力装置１０を介して入力される予測条件、気象データ、排出源条件など演算処理に用いられる各種データや、演算処理結果のデータを記憶するデータベースである。また、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２は、実験データや文献情報などから得られた排出物質の濃度減衰率、化学反応式、化学反応式構成率、残留濃度計算式などが予め蓄積されたデータベースである。
【００１９】
また、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３は、実験データや文献情報などから得られた物質の化学反応式、物質の分解率、物質の合成率、物質の判定濃度、化学反応式構成率などが予め蓄積されたデータベースである。また、複合臭気濃度ＤＢ２４は、実験データや文献情報などから得られた複合臭気の成分比、複合臭気の大気拡散濃度、複合臭気の臭気濃度などが予め蓄積されたデータベースである。
【００２０】
一方、演算処理装置３０上に構成された移流拡散濃度計算部３１は、作業用ＤＢ２１に記憶されている入力データ（予測条件、気象データ、排出源条件など）を、排出源から排出された排出物質が化学反応せずに大気中を移流拡散する計算モデル（例えば、プルーム・パフモデルなど）に適用して、排出物質の移流拡散計算を行い、予め定められた計算対象地点における排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出する。
【００２１】
また、化学反応濃度減衰量計算部３２は、移流拡散濃度計算部３１で算出した移流時間中に、排出物質が大気などと化学反応した後に残留する排出物質の大気拡散濃度である残留濃度を算出する。さらに、化学反応濃度減衰量計算部３２は、移流拡散濃度計算部３１で計算した排出物質の大気拡散濃度から、前記算出した残留濃度を差し引いた差分量を、化学反応による排出物質の大気拡散濃度の濃度減衰量として算出する。
【００２２】
また、複合臭気成分計算部３３は、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３に蓄積されているデータを用いて、排出物質の化学反応による生成物の成分比を算出する。そして、その算出した成分比と、化学反応濃度減衰量計算部３２で算出した濃度減衰量と、に基づき、化学反応による生成物の大気拡散濃度を算出する。さらに、複合臭気成分計算部３３は、その化学反応による生成物の大気拡散濃度と排出物質の残留濃度とに基づき、排出物質の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気について、その成分比と大気拡散濃度とを算出する。
【００２３】
また、複合臭気濃度計算部３４は、複合臭気濃度ＤＢ２４に蓄積されている複合臭気データから、排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気と同じ成分を有する複合臭気についての複合臭気データを抽出し、その抽出した複合臭気データを用いて重回帰分析を行い、複合臭気の成分比と大気拡散濃度とから臭気濃度を予測する予測式を求める。そして、複合臭気成分計算部３３で算出した排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を、その予測式に代入して、当該計算対象地点における複合臭気の臭気濃度を算出する。
【００２４】
さらに、演算処理装置３０上に構成された図示しない臭気濃度分布作成部は、複合臭気濃度計算部３４を用いて算出した、所定の地域の多数の計算対象地点における臭気濃度に基づき、臭気濃度分布図を作成し、その作成した臭気濃度分布図を地形図または地勢図に重ね合わせて表示装置４０に表示する。
【００２５】
なお、これらの機能ブロックの機能は、演算処理装置３０が予め記憶装置２０に格納されている所定のプログラムを実行することによって実現される。すなわち、臭気拡散シミュレーション装置１００は、演算処理装置３０と記憶装置２０とを備えた、いわゆるコンピュータによって実現される。その場合、そのコンピュータは、互いにネットワークなどで通信可能に接続された複数のコンピュータであってもよい。そして、記憶装置２０上に構成される各データベースがそれぞれ別のコンピュータに含まれるとしてもよい。
【００２６】
また、演算処理装置３０は、コンピュータのいわゆるＣＰＵ（Central Processing Unit）に限定されるものではなく、前記の移流拡散濃度計算部３１、化学反応濃度減衰量計算部３２、複合臭気成分計算部３３、複合臭気濃度計算部３４などの機能を実現するものであれば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などで構成された専用の制御回路であってもよい。
【００２７】
また、記憶装置２０上に格納されている作業用ＤＢ２１、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３および複合臭気濃度ＤＢ２４は、それぞれ異なるコンピュータの記憶装置２０上に構成されていても構わない。そして、これらのデータベースは、演算処理装置３０と同じコンピュータの記憶装置２０上に構成されていても、ネットワークを介した他のコンピュータの記憶装置２０上に構成されていても、演算処理装置３０からアクセス可能であればよい。
【００２８】
続いて、図２は、本発明の実施形態に係る臭気拡散シミュレーションの全体処理フローの例を示した図である。臭気拡散シミュレーションは、演算処理装置３０上に構成された各機能ブロックによって実現される。
【００２９】
図２に示すように、演算処理装置３０は、まず、入力装置１０を介して臭気拡散シミュレーションのための予測条件データ（予測対象地域の基準点の緯度、経度、Ｘ方向予測範囲、Ｙ方向予測範囲、Ｘ方向予測メッシュ数、Ｙ方向予測メッシュ数など）を入力し（ステップＳ１）、作業用ＤＢ２１に格納する。次に、演算処理装置３０は、入力装置１０を介して気象データ（風向、風速、大気安定度など）を入力し（ステップＳ２）、作業用ＤＢ２１に格納する。次に、演算処理装置３０は、入力装置１０を介して臭気物質の排出源データ（排出源の位置、排出口形状、排出量、温度、排出速度、排出物質など）を入力し（ステップＳ３）、作業用ＤＢ２１に格納する。
【００３０】
続いて、演算処理装置３０は、移流拡散濃度計算部３１の機能として、移流拡散濃度計算処理を実行する（ステップＳ４）。すなわち、演算処理装置３０は、作業用ＤＢ２１に格納された予測条件データ、気象データおよび排出源データに基づき、プルーム・パフモデル（非特許文献１など参照）を用いて、臭気濃度計算対象地点（以下、単に、対象地点という）における排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出し、その大気拡散濃度および移流時間を作業用ＤＢ２１に保存する。なお、プルーム・パフモデルでは、排出物質は、単に、移流拡散するだけであって、排出物質が大気などと化学反応することは仮定されていない。
【００３１】
次に、演算処理装置３０は、化学反応濃度減衰量計算部３２の機能として、化学反応濃度減衰量計算処理を実行する（ステップＳ５）。すなわち、演算処理装置３０は、ステップＳ４の移流拡散濃度計算処理で算出した排出物質の大気拡散濃度と、排出源データに含まれる排出物質について化学反応濃度減衰率ＤＢ２２から読み出した当該排出物の濃度減衰率データ、化学反応式、化学反応式構成率および残留濃度計算式の各データと、を用いて対象地点における化学反応による排出物質の濃度減衰量を算出し、作業用ＤＢ２１に保存する。なお、この化学反応濃度減衰量計算処理のさらに詳細な処理フローについては、図３などを参照して、別途、説明する。
【００３２】
次に、演算処理装置３０は、複合臭気成分計算部３３の機能として、複合臭気成分計算処理を実行する（ステップＳ６）。すなわち、演算処理装置３０は、ステップＳ５の化学反応濃度減衰量計算処理で算出した排出物質の濃度減衰量と、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から読み出した物質の化学反応式、分解率および合成率のデータと、を用いて、排出物質の移流および化学反応によって生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出し、作業用ＤＢ２１に格納する。なお、この複合臭気成分計算処理のさらに詳細な処理フローについては、図６などを参照して、別途、説明する。
【００３３】
次に、演算処理装置３０は、複合臭気濃度計算部３４の機能として、複合臭気濃度計算処理を実行する（ステップＳ７）。すなわち、演算処理装置３０は、複合臭気濃度ＤＢ２４に蓄積されている複合臭気の成分比と大気拡散濃度と複合臭気濃度とからなる複合臭気のデータについて重回帰分析を行い、得られた重回帰の予測式にステップＳ６の複合臭気成分計算処理で算出した複合臭気の成分比および大気拡散濃度を代入して、当該複合臭気濃度を算出し、算出した複合臭気濃度を作業用ＤＢ２１に格納する。なお、この複合臭気濃度計算処理のさらに詳細な処理フローについては、図１２などを参照して、別途、説明する。
【００３４】
続いて、図３〜図５を参照して、化学反応濃度減衰量計算部３２による化学反応濃度減衰量計算処理の詳細について説明する。ここで、図３は、化学反応濃度減衰量計算部３２による化学反応濃度減衰量計算処理の処理フローの例を示した図、図４は、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２の構成の例を示した図、図５は、化学反応による排出物質の濃度減衰の様子を残留濃度と移流時間との関係グラフで示した図である。
【００３５】
図３に示すように、演算処理装置３０は、化学反応濃度減衰量計算処理（図２ステップＳ５）において、まず、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２から、ステップＳ３（図２参照）の排出源データで指定された排出物質に対応付けられた化学反応式、化学反応式構成率、濃度減衰率、残留濃度計算式の各データを読み出す（ステップＳ５１）。
【００３６】
ここで、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２は、図４に示すように、排出物質に対して、その排出物質に関係する複数の化学反応式が対応付けられ、さらに、そのそれぞれの化学反応式に対して、濃度減衰率、化学反応構成率、残留濃度計算式などが対応付けられて構成される。なお、図４の例では、排出物質としては、ＮＯｘだけが例示され、そのＮＯｘに対し、３種の化学反応が進行することが示されている。
【００３７】
次に、図３において、演算処理装置３０は、プルーム・パフモデルによって算出した排出物質の大気拡散濃度、移流時間（図２、ステップＳ４参照）、および、ステップＳ５１で読み出した排出物質の化学反応式、濃度減衰率、残留濃度計算式（図４参照）を用いて、当該排出物質の化学反応後の残留濃度を算出する（ステップＳ５２）。
【００３８】
ここで、排出物質の大気拡散濃度をＣ０、濃度減衰率をｋｄ、移流時間をｔとすると、例えば、ＮＯx→ＮＯ2＋Ｏ2という化学反応による時刻ｔにおける排出物質ＮＯxの残留濃度Ｃｔは、次の式（１）によって表される。なお、Ｃ０≧０，Ｃｔ≧０，ｔ≧０であるとする。
Ｃt＝Ｃ０・exp(−ｋd・ｔ) （１）
【００３９】
この式（１）による濃度減衰後の残留濃度Ｃｔと移流時間ｔとの関係は、例えば、図５に示すグラフで表される。すなわち、移流時間ｔの経過とともに、ＮＯx→ＮＯ2＋Ｏ2という化学反応が進行し、ＮＯxの残留濃度は減少する。一方、この化学反応で生成されるＮＯ2およびＯ2の濃度は増加する（図示せず）。
【００４０】
再び、図３を参照すると、演算処理装置３０は、ステップＳ５２で算出した各化学反応式による化学反応後の残留濃度、および、ステップＳ５１で化学反応濃度減衰率ＤＢ２２から読み出した化学反応式構成率を用いて、対象地点における排出物質の残留濃度を算出し（ステップＳ５３）、作業用ＤＢ２１に格納する。
【００４１】
次に、演算処理装置３０は、ステップＳ３で算出した対象地点における排出物質の大気拡散濃度と、ステップＳ５３で算出した対象地点における排出物質の化学反応後の残留濃度との差から、対象地点における排出物質の濃度減衰量を算出し（ステップＳ５４）、作業用ＤＢ２１に格納する。
【００４２】
続いて、図６〜図８を参照して、複合臭気成分計算部３３による複合臭気成分計算処理の詳細について説明する。ここで、図６は、複合臭気成分計算部３３による複合臭気成分計算処理の処理フローの例を示した図、図７は、図６の複合臭気成分計算処理で用いられ、作業用ＤＢ２１に記憶される生成物成分データの構成の例を示し図、図８は、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３の構成の例を示した図である。
【００４３】
図６に示すように、複合臭気成分計算処理では、演算処理装置３０は、まず、その処理で用いられる生成物とその成分比とその大気拡散濃度とからなる生成物成分データの初期値を設定し（図７（ａ）参照）、作業用ＤＢ２１に格納する（ステップＳ６１）。すなわち、生成物成分データにおいて、生成物の初期値は、排出物質そのものであり、成分比の初期値は、排出物質の成分比で表され、大気拡散濃度は、化学反応濃度減衰量計算処理で算出された排出物質の濃度減衰量（図３、ステップＳ５４参照）で表される。ちなみに、図７（ａ）では、排出物質はＮＯｘだけであるとし、その成分比の初期値は、１．００とされている。
【００４４】
次に、演算処理装置３０は、作業用ＤＢ２１から生成物成分データ（生成物、成分比、大気拡散濃度）を読み出す（ステップＳ６２）。さらに、演算処理装置３０は、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から、ステップＳ６２で読み出した生成物成分データに含まれる生成物について、その生成物の分解および合成に係る物質の物質名、化学反応式、判定濃度を読み出す（ステップＳ６３）。
【００４５】
ここで、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３は、図８に示すように、物質の分解および合成に係る物質の物質名、その物質の判定濃度（臭気として考慮すべき濃度の最小値）、分解および合成化学反応式、分解して生じる物質の分解率、合成反応に用いられる物質の合成率などのデータによって構成されている。
【００４６】
次に、図６において、演算処理装置３０は、ステップＳ６３で化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から読み出したデータの中に、大気拡散濃度が判定濃度より大きく、かつ、分解または合成の化学反応式を有する物質が存在するか否かを判定する（ステップＳ６４）。
【００４７】
そして、その判定条件に該当する物質が存在する場合には（ステップＳ６４でＹｅｓ）、演算処理装置３０は、その該当する物質の中から、化学反応により成分比を変化させる着目物質を選択し（ステップＳ６５）、さらに、その着目物質の分解または合成の化学反応式を、ステップＳ６３で化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から読み出したデータの中から１つ選択する（ステップＳ６６）。
【００４８】
次に、演算処理装置３０は、選択した化学反応式に基づき、その化学反応によって変化した生成物の成分比を算出する（ステップＳ６７）。なお、この成分比の算出処理については、図９〜図１１を用いて、別途、詳しく説明するが、その処理の中では、作業用ＤＢ２１に記憶されている生成物成分データ（生成物、成分比、大気拡散濃度）は、適宜、更新される。
【００４９】
次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６３で化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から読み出したデータの中に、着目物質の分解または合成について、別の化学反応式が存在するか否かを判定し（ステップＳ６８）、別の化学反応式が存在する場合には（ステップＳ６８でＹｅｓ）、ステップＳ６６へ戻り、ステップＳ６６では、それまでの処理で選択されていない化学反応式を選択し、ステップＳ６７以下の処理を再度実行する。また、別の化学反応式が存在しない場合には（ステップＳ６８でＮｏ）、演算処理装置３０は、ステップＳ６２へ戻り、ステップＳ６２以下の処理を再度実行する。
【００５０】
一方、ステップＳ６４の判定において、その判定条件に該当する物質が存在しない場合には（ステップＳ６４でＮｏ）、そのとき作業用ＤＢ２１記憶されている生成物成分データ（生成物、成分比、大気拡散濃度）と化学反応濃度減衰量計算処理（図３、ステップＳ５３参照）で算出した排出物質の残留濃度とに基づき、移流拡散した排出物質と排出物質の化学反応により生成された生成物とを含んでなる臭気物質の成分比および大気拡散濃度を算出する（ステップＳ６９）。
【００５１】
すなわち、ここでいう臭気物質には、この時点まで移流拡散し残留している排出物質、および、排出物質の大気などとの化学反応による生成物が含まれる。また、排出物質の化学反応による生成物についての生成物、成分比、大気拡散濃度は、この時点で作業用ＤＢ２１に記憶されている生成物成分データによって表される（図７（ｂ）の例を参照）。
【００５２】
図９は、図６の複合臭気成分計算処理における化学反応生成物成分比算出処理（図６、ステップＳ６７）の詳細な処理フローの例を示した図である。図９において、演算処理装置３０は、まず、ステップＳ６６で選択した化学反応式の化学反応状態が「分解」であるか否かを判定し（ステップＳ６７１）、化学反応状態が「分解」である場合には（ステップＳ６７１でＹｅｓ）、着目物質の分解反応後の生成物の成分比を算出し（ステップＳ６７２）、一方、化学反応状態が「分解」でない、つまり、「合成」である場合には（ステップＳ６７１でＮｏ）、着目物質の合成反応後の生成物の成分比を算出する（ステップＳ６７３）。なお、ステップＳ６７２およびステップＳ６７３のさらに詳細な処理フローの例については、図１０、図１１を参照して、別途、詳しく説明する。
【００５３】
次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６７２、Ｓ６７３での計算結果を反映した生成物成分データを記憶した作業用ＤＢ２１から、すべての生成物の大気拡散濃度および成分比を読み出し（ステップＳ６７４）、読み出したすべての生成物の大気拡散濃度の和がステップＳ５で計算した濃度減衰量と等しいか否かを判定する（ステップＳ６７５）。
【００５４】
ステップＳ６７５における判定の結果、すべての生成物の大気拡散濃度の和が濃度減衰量と等しくない場合には（ステップＳ６７５でＮｏ）、演算処理装置３０は、ステップＳ６７４で読み出した生成物の成分比を用いて、生成物の大気拡散濃度の和とステップＳ５で計算した濃度減衰量が等しくなるように、生成物の大気拡散濃度を補正し（ステップＳ６７６）、作業用ＤＢ２１（生成物成分データ）を更新し、図９の処理を終了する。また、ステップＳ６７５における判定の結果、すべての生成物の大気拡散濃度の和が濃度減衰量と等しい場合には（ステップＳ６７５でＹｅｓ）、そのまま図９の処理を終了する。
【００５５】
図１０は、図９の化学反応生成物成分比算出処理におけるステップＳ６７２の詳細な処理フローの例を示した図である。図１０において、演算処理装置３０は、まず、ステップＳ６６（図６参照）で選択した化学反応式について、化学反応式分解率・合成率ＤＢ２３から分解率を読み出す（ステップＳ６７２１）。次に、演算処理装置３０は、その読み出した化学反応式の分解率と、着目物質の大気拡散濃度から、分解反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を計算する（ステップＳ６７２２）。
【００５６】
次に、演算処理装置３０は、分解反応後の生成物が作業用ＤＢ２１の生成物成分データに含まれているか否かを判定し（ステップＳ６７２３）、含まれている場合には（ステップＳ６７２３でＹｅｓ）、ステップＳ６７２２で算出した分解反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を用いて、作業用ＤＢ２１の生成物成分データにおける当該生成物の成分比および大気拡散濃度を更新する（ステップＳ６７２４）。
【００５７】
一方、ステップＳ６７２３の判定で、分解反応後の生成物が作業用ＤＢ２１の生成物成分データに含まれていない場合には（ステップＳ６７２３でＮｏ）、演算処理装置３０は、当該生成物を作業用ＤＢ２１の生成物成分データに登録する（ステップＳ６７２５）。次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６７２２で算出した分解反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を用いて、作業用ＤＢ２１の生成物成分データにおける当該生成物の成分比および大気拡散濃度を更新する（ステップＳ６７２６）。
【００５８】
図１１は、図９の化学反応生成物成分比算出処理におけるステップＳ６７３の詳細な処理フローの例を示した図である。図１１において、演算処理装置３０は、まず、ステップＳ６６（図６参照）で選択した化学反応式について、化学反応式分解率・合成率ＤＢ２３から合成率を読み出し（ステップＳ６７３１）、さらに続けて、作業用ＤＢ２１（生成物成分データ）からその選択した化学反応式による合成の化学反応に用いられる物質の成分比、大気拡散濃度を読み出す（ステップＳ６７３２）。次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６７３１で読み出した化学反応式の合成率と、着目物質の大気拡散濃度と、ステップＳ６７３２で読み出した合成に用いられる物質の成分比および大気拡散濃度から、合成反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を算出する（ステップＳ６７３３）。
【００５９】
次に、演算処理装置３０は、合成反応後の生成物が作業用ＤＢ２１の生成物成分データに含まれているか否かを判定し（ステップＳ６７３４）、含まれている場合には（ステップＳ６７３４でＹｅｓ）、ステップＳ６７３３で算出した合成反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を用いて、作業用ＤＢ２１の生成物成分データにおける当該生成物の成分比および大気拡散濃度を更新する（ステップＳ６７３５）。
【００６０】
一方、ステップＳ６７３４の判定で、合成反応後の生成物が作業用ＤＢ２１の生成物成分データに含まれていない場合には（ステップＳ６７３４でＮｏ）、演算処理装置３０は、当該生成物を作業用ＤＢ２１の生成物成分データに登録する（ステップＳ６７３６）。次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６７３３で算出した合成反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を用いて、作業用ＤＢ２１の生成物成分データにおける当該生成物の成分比および大気拡散濃度を更新する（ステップＳ６７３７）。
【００６１】
続いて、図１２、図１３を参照して、複合臭気濃度計算部３４による複合臭気濃度計算処理（図２、ステップＳ７参照）の詳細について説明する。ここで、図１２は、複合臭気濃度計算部３４による複合臭気濃度計算処理の処理フローの例を示した図、図１３は、複合臭気濃度ＤＢ２４の構成の例を示した図である。
【００６２】
演算処理装置３０は、まず、複合臭気濃度ＤＢ２４から、複合臭気成分計算処理（図２、ステップＳ６）で得た複合臭気と同じ成分で構成されている複合気体の複合臭気濃度データを抽出する（ステップＳ７１）。
【００６３】
ここで、複合臭気濃度ＤＢ２４は、図１３に示すように、様々な複合気体（複合臭気）について、その複合気体の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とを対応付けた複合臭気濃度データを蓄積したデータベースである。なお、複合臭気濃度ＤＢ２４に蓄積された複合臭気濃度データは、実験によって求めた実験データであってもよく、公開された文献などに記載された文献データであってもよい。さらには、本実施形態に係る臭気拡散シミュレーション装置１００などによって計算された計算結果データであってもよい。また、ここでいう複合気体の臭気濃度は、通常、臭気判定士など人によって判定された数値である。
【００６４】
また、図１３の例では、複合気体の例は、実験データ、文献データ、計算結果データそれぞれについて１つずつしか記載されていないが、その複合気体の種類は多数あり、成分が同じ複合気体についても、その成分比や大気拡散濃度が異なるものが多数蓄積されているものとする。
【００６５】
従って、図１２のステップＳ７１の処理では、複合臭気濃度ＤＢ２４の中から、本実施形態における複合臭気（すなわち、排出源から排出される排出物質およびその排出物質が化学変化した生成物を含む気体）と同じ成分を有する複合気体（複合臭気）についての複合臭気濃度データが抽出される。
【００６６】
そこで、演算処理装置３０は、ステップＳ７１で抽出した（複合気体（複合臭気）の成分比、大気拡散濃度および臭気濃度からなる）複合臭気濃度データに対して重回帰分析を適用し、複合臭気の成分比および大気拡散濃度から臭気濃度を求める重回帰予測式を導出する（ステップＳ７２）。
【００６７】
ここで、重回帰分析は、複数の変数（説明変数）の分布値から別の変数（目的変数）の値を予測する手法であり、説明変数をＸ１〜Ｘｎ、目的変数をＹとしたとき、目的変数Ｙの値は、重回帰分析の基本式（以下、重回帰予測式という）である式（２）によって予測される。
Ｙ＝ｂ0＋ｂ1・Ｘ1＋ｂ2・Ｘ2＋・・・＋ｂn・Ｘn ・・・（２）
【００６８】
なお、重回帰予測式（２）において、ｂ0，ｂ1，・・・，ｂnは、偏回帰係数と呼ばれ、周知の一般的な重回帰分析処理によって求められる。従って、本実施形態の場合、説明変数Ｘ１〜Ｘｎには、複合臭気の成分比および大気拡散濃度が該当し、目的変数Ｙには、臭気濃度が該当する。よって、複合臭気の成分比および大気拡散濃度が既知であれば、その複合臭気の臭気濃度は、重回帰予測式（２）によって算出することができる。
【００６９】
そこで、演算処理装置３０は、複合臭気成分計算処理（図２、ステップＳ６）で算出した複合臭気の成分比および大気拡散濃度を重回帰予測式（２）に代入することにより、当該複合臭気の臭気濃度を算出する（ステップＳ７３）。次に、演算処理装置３０は、以上の処理によって算出した複合臭気の成分比、大気拡散濃度および臭気濃度からなる複合臭気のデータを複合臭気濃度ＤＢ２４に登録する（ステップＳ７４）。
【００７０】
このように、本実施形態では、臭気拡散シミュレーション装置１００で算出した複合臭気の成分比、大気拡散濃度および臭気濃度からなる複合臭気のデータを複合臭気濃度ＤＢ２４に登録するようにしているので、重回帰分析で利用可能なデータが、順次、増加することとなり、それに伴って、重回帰予測式（２）で予測される複合臭気の臭気濃度の精度が向上する。
【００７１】
なお、演算処理装置３０は、以上のようにして求めた対象地点における臭気濃度を、地形図または地勢図と合成して、表示装置４０表示する処理を行うが、ここでは、その処理の説明を省略する。
【００７２】
以上、本実施形態によれば、排出源から排出された排出物質（臭気物質）は、移流拡散される間に大気などとの化学反応により、その大気拡散濃度が減衰するとともに、その化学反応による生成物の成分比および大気拡散濃度を算出し、その結果得られる複合臭気の臭気濃度を計算している。従って、本実施形態では、従来のプルーム・パフモデルなどに比べ、より現実に近い高精度の臭気濃度を得ることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 入力装置
２０ 記憶装置
２１ 作業用ＤＢ
２２ 化学反応濃度減衰率ＤＢ
２３ 化学反応分解率・合成率ＤＢ
２４ 複合臭気濃度ＤＢ
３０ 演算処理装置
３１ 移流拡散濃度計算部（移流拡散濃度計算手段）
３２ 化学反応濃度減衰量計算部（化学反応濃度減衰量計算手段）
３３ 複合臭気成分計算部（複合臭気成分計算手段）
３４ 複合臭気濃度計算部（複合臭気濃度計算手段）
４０ 表示装置
１００ 臭気拡散シミュレーション装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気に排出された臭気の拡散をシミュレーションする臭気拡散シミュレーション方法および臭気拡散シミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
臭気（とくに悪臭）の外部への拡散に対する対策を講ずるためには、あるいは、臭気の拡散状況を把握するためには、臭気拡散シミュレーションを実施する必要がある。地方自治体は、悪臭防止の観点から敷地境界での臭気指数の基準を定めており、一定規模の施設は、その基準を満たすことが義務付けられ、環境への影響を評価する必要がある。
【０００３】
臭気（悪臭）のもととなる物質は、通常の大気汚染物質と異なり、化学反応によって、その濃度や成分が変わる物質が多い。そのため、多種類の臭気物質が相加、相乗されることによって、人の嗅覚に強く感じられる悪臭（複合臭による悪臭）が生じることがある。従って、臭気拡散シミュレーションでは、このような複合臭による悪臭を、とくに考慮しておく必要がある。
【０００４】
特許文献１には、臭気（悪臭）物質濃度を測定し、その測定した結果を、臭いの特性によって感覚的に捉えることを可能にした臭気強度で評価する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１では、複合した悪臭物質の化学反応による二次的な生成物質や分解物質の影響、あるいは、悪臭物質の成分比の変化については考慮されていない。
【０００５】
また、悪臭に関する環境アセスメントに関するシミュレーション方法が「臭気指数２号規制基準」（例えば、非特許文献１参照）および「生活環境影響評価の調査指針」（例えば、非特許文献２参照）の中に示されている。これら非特許文献１，２では、悪臭物質の拡散予測に、一般の大気汚染物質と同じ拡散計算の手法であるプルーム・パフモデルが用いられている。プルーム・パフモデルでは、比較的簡単な数値計算を行うことによって、大気汚染物質の濃度を計算することができる。
【０００６】
また、非特許文献１,２に示されたシミュレーション方法では、臭気（悪臭）の特徴を考慮するため、プルーム・パフモデルのパラメータを調整することが行われ、さらに、複合臭を人の感覚で評価するための臭気濃度が用いられている。しかしながら、そこでは、複合臭を人の感覚から捉えた臭気濃度の拡散として評価されているため、実際の悪臭物質の化学変化による濃度変化や成分の変化は考慮されていない。
【０００７】
物質の化学変化を考慮した大気拡散シミュレーションモデルとして、独立行政法人産業技術総合研究所が開発した「ＡＤＭＥＲ（Atmospheric Dispersion Model for Exposure and Risk assessment）」（例えば、非特許文献３参照）がある。「ＡＤＭＥＲ」では、物質の化学変化による濃度減衰を考慮して拡散予測が行われる。濃度減衰は、拡散予測を行う物質に分解係数を設定し、物質の拡散予測する時間の進行とともに、化学反応による物質の分解する割合が高くなるという考えに基づく概念である。しかしながら、「ＡＤＭＥＲ」では、単一物質の濃度減衰だけが計算され、化学変化による二次的な生成物質や分解物質の影響については考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３７４７２３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】環境省 水・大気環境局大気生活環境室、「よくわかる臭気指数規制２号基準〜煙突などの気体排出口における悪臭の規制基準〜」、［平成２３年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.env.go.jp/air/akushu/kisei/index.html＞
【非特許文献２】環境省通達、「廃棄物処理施設生活環境影響調査指針について」、平成１８年０９月４日、［平成２３年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.env.go.jp/ hourei/syousai.php?id=11000364＞
【非特許文献３】独立行政法人 産業技術総合研究所、「ＡＤＭＥＲ２：Atmospheric Dispersion Model for Exposure and Risk assessment」、［平成２３年６月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.aist-riss.jp/software/admer/ja/index_ja.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のように従来における臭気拡散シミュレーションでは、悪臭物質が拡散する過程で化学変化し、二次的に生成される物質の影響については、ほとんど考慮されていない。しかしながら、悪臭は、通常、複数の臭気物質から発生する複合臭である。複合臭の臭気濃度は、各臭気物質それぞれから発生する臭気の臭気濃度の和になるとは限らない。臭気には、相互作用があるので、複合臭の臭気濃度は、臭気物質の種類、組み合わせ、成分比などにより、大きくもなり、また、小さくもなる。従って、臭気拡散シミュレーションには、臭気物質の成分およびその成分比をできるだけ現実に近い値を算出することが求められている。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、臭気物質が拡散する過程において、化学変化によりその成分および成分比が変化することを考慮し、より現実に忠実な臭気濃度を算出することが可能な臭気拡散シミュレーション方法および臭気拡散シミュレーション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る臭気拡散シミュレーション方法および装置は、複数の複合臭気のそれぞれに対し、その複合臭気の成分物質の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とが対応付けられて構成された複合臭気濃度データを蓄積した複合臭気濃度データベースにアクセス可能な演算処理装置を用いて、排出源から排出される臭気の拡散をシミュレーションする臭気拡散シミュレーション方法および装置であって、（１）前記演算処理装置は、気象データおよび排出源データを入力し、前記排出源データで指定される臭気を構成する排出物質が化学反応せずに大気中を移流拡散する計算モデルに基づき、前記排出源から離れた計算対象地点における前記排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出する移流拡散濃度計算処理と、（２）前記算出した移流時間中に前記排出物質が化学反応するとき残留する前記排出物質の大気拡散濃度である残留濃度を算出し、前記移流拡散濃度計算処理で計算した前記排出物質の大気拡散濃度から前記残留濃度を差し引いた差分量を、前記化学反応による前記排出物質の大気拡散濃度の濃度減衰量として算出する化学反応濃度減衰量計算処理と、（３）前記化学反応により生成された生成物の成分比を算出するとともに、その算出した成分比と前記濃度減衰量とに基づき、前記生成物の大気拡散濃度を算出し、前記算出した前記生成物の大気拡散濃度と前記排出物質の残留濃度とに基づき、前記排出物質の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出する複合臭気成分計算処理と、（４）前記複合臭気濃度データベースに蓄積された複合臭気データから、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気と同じ成分を有する複合臭気の複合臭気データを抽出し、その抽出した複合臭気データを用いた重回帰分析によって得られる、複合臭気の成分比と大気拡散濃度とから臭気濃度を予測する予測式に、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を代入して、前記計算対象地点における前記複合臭気の臭気濃度を算出する複合臭気濃度計算処理と、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、臭気物質が拡散する過程において、化学変化によりその成分および成分比が変化することを考慮し、より現実に忠実な臭気濃度を算出することができる臭気拡散シミュレーションが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る臭気拡散シミュレーション装置の構成の例を示した図。
【図２】本発明の実施形態に係る臭気拡散シミュレーションの全体処理フローの例を示した図。
【図３】化学反応濃度減衰量計算部による化学反応濃度減衰量計算処理の処理フローの例を示した図。
【図４】化学反応濃度減衰率ＤＢの構成の例を示した図。
【図５】化学反応による排出物質の濃度減衰の様子を残留濃度と移流時間との関係グラフで示した図。
【図６】複合臭気成分計算部による複合臭気成分計算処理の処理フローの例を示した図。
【図７】図６の複合臭気成分計算処理で用いられ、作業用ＤＢに記憶される生成物成分データの構成の例を示し図。
【図８】化学反応分解率・合成率ＤＢの構成の例を示した図。
【図９】図６の複合臭気成分計算処理における化学反応生成物成分比算出処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１０】図９の化学反応生成物成分比算出処理におけるステップＳ６７２の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１１】図９の化学反応生成物成分比算出処理におけるステップＳ６７３の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１２】複合臭気濃度計算部による複合臭気濃度計算処理の処理フローの例を示した図。
【図１３】複合臭気濃度ＤＢの構成の例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る臭気拡散シミュレーション装置の構成の例を示した図である。図１に示すように、臭気拡散シミュレーション装置１００は、キーボードやマウスなどからなる入力装置１０と、半導体メモリやハードディスク装置などからなる記憶装置２０と、マイクロプロセッサ集積回路などからなる演算処理装置３０と、液晶ディスプレイなどからなる表示装置４０と、を含んで構成される。
【００１７】
そして、記憶装置２０上には、作業用ＤＢ（Database）２１、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３、複合臭気濃度ＤＢ２４などのデータベースが構成され、また、演算処理装置３０上には、移流拡散濃度計算部３１、化学反応濃度減衰量計算部３２、複合臭気成分計算部３３、複合臭気濃度計算部３４などの機能ブロックが構成される。
【００１８】
ここで、記憶装置２０上に構成される作業用ＤＢ２１は、入力装置１０を介して入力される予測条件、気象データ、排出源条件など演算処理に用いられる各種データや、演算処理結果のデータを記憶するデータベースである。また、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２は、実験データや文献情報などから得られた排出物質の濃度減衰率、化学反応式、化学反応式構成率、残留濃度計算式などが予め蓄積されたデータベースである。
【００１９】
また、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３は、実験データや文献情報などから得られた物質の化学反応式、物質の分解率、物質の合成率、物質の判定濃度、化学反応式構成率などが予め蓄積されたデータベースである。また、複合臭気濃度ＤＢ２４は、実験データや文献情報などから得られた複合臭気の成分比、複合臭気の大気拡散濃度、複合臭気の臭気濃度などが予め蓄積されたデータベースである。
【００２０】
一方、演算処理装置３０上に構成された移流拡散濃度計算部３１は、作業用ＤＢ２１に記憶されている入力データ（予測条件、気象データ、排出源条件など）を、排出源から排出された排出物質が化学反応せずに大気中を移流拡散する計算モデル（例えば、プルーム・パフモデルなど）に適用して、排出物質の移流拡散計算を行い、予め定められた計算対象地点における排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出する。
【００２１】
また、化学反応濃度減衰量計算部３２は、移流拡散濃度計算部３１で算出した移流時間中に、排出物質が大気などと化学反応した後に残留する排出物質の大気拡散濃度である残留濃度を算出する。さらに、化学反応濃度減衰量計算部３２は、移流拡散濃度計算部３１で計算した排出物質の大気拡散濃度から、前記算出した残留濃度を差し引いた差分量を、化学反応による排出物質の大気拡散濃度の濃度減衰量として算出する。
【００２２】
また、複合臭気成分計算部３３は、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３に蓄積されているデータを用いて、排出物質の化学反応による生成物の成分比を算出する。そして、その算出した成分比と、化学反応濃度減衰量計算部３２で算出した濃度減衰量と、に基づき、化学反応による生成物の大気拡散濃度を算出する。さらに、複合臭気成分計算部３３は、その化学反応による生成物の大気拡散濃度と排出物質の残留濃度とに基づき、排出物質の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気について、その成分比と大気拡散濃度とを算出する。
【００２３】
また、複合臭気濃度計算部３４は、複合臭気濃度ＤＢ２４に蓄積されている複合臭気データから、排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気と同じ成分を有する複合臭気についての複合臭気データを抽出し、その抽出した複合臭気データを用いて重回帰分析を行い、複合臭気の成分比と大気拡散濃度とから臭気濃度を予測する予測式を求める。そして、複合臭気成分計算部３３で算出した排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を、その予測式に代入して、当該計算対象地点における複合臭気の臭気濃度を算出する。
【００２４】
さらに、演算処理装置３０上に構成された図示しない臭気濃度分布作成部は、複合臭気濃度計算部３４を用いて算出した、所定の地域の多数の計算対象地点における臭気濃度に基づき、臭気濃度分布図を作成し、その作成した臭気濃度分布図を地形図または地勢図に重ね合わせて表示装置４０に表示する。
【００２５】
なお、これらの機能ブロックの機能は、演算処理装置３０が予め記憶装置２０に格納されている所定のプログラムを実行することによって実現される。すなわち、臭気拡散シミュレーション装置１００は、演算処理装置３０と記憶装置２０とを備えた、いわゆるコンピュータによって実現される。その場合、そのコンピュータは、互いにネットワークなどで通信可能に接続された複数のコンピュータであってもよい。そして、記憶装置２０上に構成される各データベースがそれぞれ別のコンピュータに含まれるとしてもよい。
【００２６】
また、演算処理装置３０は、コンピュータのいわゆるＣＰＵ（Central Processing Unit）に限定されるものではなく、前記の移流拡散濃度計算部３１、化学反応濃度減衰量計算部３２、複合臭気成分計算部３３、複合臭気濃度計算部３４などの機能を実現するものであれば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などで構成された専用の制御回路であってもよい。
【００２７】
また、記憶装置２０上に格納されている作業用ＤＢ２１、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３および複合臭気濃度ＤＢ２４は、それぞれ異なるコンピュータの記憶装置２０上に構成されていても構わない。そして、これらのデータベースは、演算処理装置３０と同じコンピュータの記憶装置２０上に構成されていても、ネットワークを介した他のコンピュータの記憶装置２０上に構成されていても、演算処理装置３０からアクセス可能であればよい。
【００２８】
続いて、図２は、本発明の実施形態に係る臭気拡散シミュレーションの全体処理フローの例を示した図である。臭気拡散シミュレーションは、演算処理装置３０上に構成された各機能ブロックによって実現される。
【００２９】
図２に示すように、演算処理装置３０は、まず、入力装置１０を介して臭気拡散シミュレーションのための予測条件データ（予測対象地域の基準点の緯度、経度、Ｘ方向予測範囲、Ｙ方向予測範囲、Ｘ方向予測メッシュ数、Ｙ方向予測メッシュ数など）を入力し（ステップＳ１）、作業用ＤＢ２１に格納する。次に、演算処理装置３０は、入力装置１０を介して気象データ（風向、風速、大気安定度など）を入力し（ステップＳ２）、作業用ＤＢ２１に格納する。次に、演算処理装置３０は、入力装置１０を介して臭気物質の排出源データ（排出源の位置、排出口形状、排出量、温度、排出速度、排出物質など）を入力し（ステップＳ３）、作業用ＤＢ２１に格納する。
【００３０】
続いて、演算処理装置３０は、移流拡散濃度計算部３１の機能として、移流拡散濃度計算処理を実行する（ステップＳ４）。すなわち、演算処理装置３０は、作業用ＤＢ２１に格納された予測条件データ、気象データおよび排出源データに基づき、プルーム・パフモデル（非特許文献１など参照）を用いて、臭気濃度計算対象地点（以下、単に、対象地点という）における排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出し、その大気拡散濃度および移流時間を作業用ＤＢ２１に保存する。なお、プルーム・パフモデルでは、排出物質は、単に、移流拡散するだけであって、排出物質が大気などと化学反応することは仮定されていない。
【００３１】
次に、演算処理装置３０は、化学反応濃度減衰量計算部３２の機能として、化学反応濃度減衰量計算処理を実行する（ステップＳ５）。すなわち、演算処理装置３０は、ステップＳ４の移流拡散濃度計算処理で算出した排出物質の大気拡散濃度と、排出源データに含まれる排出物質について化学反応濃度減衰率ＤＢ２２から読み出した当該排出物の濃度減衰率データ、化学反応式、化学反応式構成率および残留濃度計算式の各データと、を用いて対象地点における化学反応による排出物質の濃度減衰量を算出し、作業用ＤＢ２１に保存する。なお、この化学反応濃度減衰量計算処理のさらに詳細な処理フローについては、図３などを参照して、別途、説明する。
【００３２】
次に、演算処理装置３０は、複合臭気成分計算部３３の機能として、複合臭気成分計算処理を実行する（ステップＳ６）。すなわち、演算処理装置３０は、ステップＳ５の化学反応濃度減衰量計算処理で算出した排出物質の濃度減衰量と、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から読み出した物質の化学反応式、分解率および合成率のデータと、を用いて、排出物質の移流および化学反応によって生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出し、作業用ＤＢ２１に格納する。なお、この複合臭気成分計算処理のさらに詳細な処理フローについては、図６などを参照して、別途、説明する。
【００３３】
次に、演算処理装置３０は、複合臭気濃度計算部３４の機能として、複合臭気濃度計算処理を実行する（ステップＳ７）。すなわち、演算処理装置３０は、複合臭気濃度ＤＢ２４に蓄積されている複合臭気の成分比と大気拡散濃度と複合臭気濃度とからなる複合臭気のデータについて重回帰分析を行い、得られた重回帰の予測式にステップＳ６の複合臭気成分計算処理で算出した複合臭気の成分比および大気拡散濃度を代入して、当該複合臭気濃度を算出し、算出した複合臭気濃度を作業用ＤＢ２１に格納する。なお、この複合臭気濃度計算処理のさらに詳細な処理フローについては、図１２などを参照して、別途、説明する。
【００３４】
続いて、図３〜図５を参照して、化学反応濃度減衰量計算部３２による化学反応濃度減衰量計算処理の詳細について説明する。ここで、図３は、化学反応濃度減衰量計算部３２による化学反応濃度減衰量計算処理の処理フローの例を示した図、図４は、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２の構成の例を示した図、図５は、化学反応による排出物質の濃度減衰の様子を残留濃度と移流時間との関係グラフで示した図である。
【００３５】
図３に示すように、演算処理装置３０は、化学反応濃度減衰量計算処理（図２ステップＳ５）において、まず、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２から、ステップＳ３（図２参照）の排出源データで指定された排出物質に対応付けられた化学反応式、化学反応式構成率、濃度減衰率、残留濃度計算式の各データを読み出す（ステップＳ５１）。
【００３６】
ここで、化学反応濃度減衰率ＤＢ２２は、図４に示すように、排出物質に対して、その排出物質に関係する複数の化学反応式が対応付けられ、さらに、そのそれぞれの化学反応式に対して、濃度減衰率、化学反応構成率、残留濃度計算式などが対応付けられて構成される。なお、図４の例では、排出物質としては、ＮＯｘだけが例示され、そのＮＯｘに対し、３種の化学反応が進行することが示されている。
【００３７】
次に、図３において、演算処理装置３０は、プルーム・パフモデルによって算出した排出物質の大気拡散濃度、移流時間（図２、ステップＳ４参照）、および、ステップＳ５１で読み出した排出物質の化学反応式、濃度減衰率、残留濃度計算式（図４参照）を用いて、当該排出物質の化学反応後の残留濃度を算出する（ステップＳ５２）。
【００３８】
ここで、排出物質の大気拡散濃度をＣ０、濃度減衰率をｋｄ、移流時間をｔとすると、例えば、ＮＯx→ＮＯ2＋Ｏ2という化学反応による時刻ｔにおける排出物質ＮＯxの残留濃度Ｃｔは、次の式（１）によって表される。なお、Ｃ０≧０，Ｃｔ≧０，ｔ≧０であるとする。
Ｃt＝Ｃ０・exp(−ｋd・ｔ) （１）
【００３９】
この式（１）による濃度減衰後の残留濃度Ｃｔと移流時間ｔとの関係は、例えば、図５に示すグラフで表される。すなわち、移流時間ｔの経過とともに、ＮＯx→ＮＯ2＋Ｏ2という化学反応が進行し、ＮＯxの残留濃度は減少する。一方、この化学反応で生成されるＮＯ2およびＯ2の濃度は増加する（図示せず）。
【００４０】
再び、図３を参照すると、演算処理装置３０は、ステップＳ５２で算出した各化学反応式による化学反応後の残留濃度、および、ステップＳ５１で化学反応濃度減衰率ＤＢ２２から読み出した化学反応式構成率を用いて、対象地点における排出物質の残留濃度を算出し（ステップＳ５３）、作業用ＤＢ２１に格納する。
【００４１】
次に、演算処理装置３０は、ステップＳ３で算出した対象地点における排出物質の大気拡散濃度と、ステップＳ５３で算出した対象地点における排出物質の化学反応後の残留濃度との差から、対象地点における排出物質の濃度減衰量を算出し（ステップＳ５４）、作業用ＤＢ２１に格納する。
【００４２】
続いて、図６〜図８を参照して、複合臭気成分計算部３３による複合臭気成分計算処理の詳細について説明する。ここで、図６は、複合臭気成分計算部３３による複合臭気成分計算処理の処理フローの例を示した図、図７は、図６の複合臭気成分計算処理で用いられ、作業用ＤＢ２１に記憶される生成物成分データの構成の例を示し図、図８は、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３の構成の例を示した図である。
【００４３】
図６に示すように、複合臭気成分計算処理では、演算処理装置３０は、まず、その処理で用いられる生成物とその成分比とその大気拡散濃度とからなる生成物成分データの初期値を設定し（図７（ａ）参照）、作業用ＤＢ２１に格納する（ステップＳ６１）。すなわち、生成物成分データにおいて、生成物の初期値は、排出物質そのものであり、成分比の初期値は、排出物質の成分比で表され、大気拡散濃度は、化学反応濃度減衰量計算処理で算出された排出物質の濃度減衰量（図３、ステップＳ５４参照）で表される。ちなみに、図７（ａ）では、排出物質はＮＯｘだけであるとし、その成分比の初期値は、１．００とされている。
【００４４】
次に、演算処理装置３０は、作業用ＤＢ２１から生成物成分データ（生成物、成分比、大気拡散濃度）を読み出す（ステップＳ６２）。さらに、演算処理装置３０は、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から、ステップＳ６２で読み出した生成物成分データに含まれる生成物について、その生成物の分解および合成に係る物質の物質名、化学反応式、判定濃度を読み出す（ステップＳ６３）。
【００４５】
ここで、化学反応分解率・合成率ＤＢ２３は、図８に示すように、物質の分解および合成に係る物質の物質名、その物質の判定濃度（臭気として考慮すべき濃度の最小値）、分解および合成化学反応式、分解して生じる物質の分解率、合成反応に用いられる物質の合成率などのデータによって構成されている。
【００４６】
次に、図６において、演算処理装置３０は、ステップＳ６３で化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から読み出したデータの中に、大気拡散濃度が判定濃度より大きく、かつ、分解または合成の化学反応式を有する物質が存在するか否かを判定する（ステップＳ６４）。
【００４７】
そして、その判定条件に該当する物質が存在する場合には（ステップＳ６４でＹｅｓ）、演算処理装置３０は、その該当する物質の中から、化学反応により成分比を変化させる着目物質を選択し（ステップＳ６５）、さらに、その着目物質の分解または合成の化学反応式を、ステップＳ６３で化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から読み出したデータの中から１つ選択する（ステップＳ６６）。
【００４８】
次に、演算処理装置３０は、選択した化学反応式に基づき、その化学反応によって変化した生成物の成分比を算出する（ステップＳ６７）。なお、この成分比の算出処理については、図９〜図１１を用いて、別途、詳しく説明するが、その処理の中では、作業用ＤＢ２１に記憶されている生成物成分データ（生成物、成分比、大気拡散濃度）は、適宜、更新される。
【００４９】
次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６３で化学反応分解率・合成率ＤＢ２３から読み出したデータの中に、着目物質の分解または合成について、別の化学反応式が存在するか否かを判定し（ステップＳ６８）、別の化学反応式が存在する場合には（ステップＳ６８でＹｅｓ）、ステップＳ６６へ戻り、ステップＳ６６では、それまでの処理で選択されていない化学反応式を選択し、ステップＳ６７以下の処理を再度実行する。また、別の化学反応式が存在しない場合には（ステップＳ６８でＮｏ）、演算処理装置３０は、ステップＳ６２へ戻り、ステップＳ６２以下の処理を再度実行する。
【００５０】
一方、ステップＳ６４の判定において、その判定条件に該当する物質が存在しない場合には（ステップＳ６４でＮｏ）、そのとき作業用ＤＢ２１記憶されている生成物成分データ（生成物、成分比、大気拡散濃度）と化学反応濃度減衰量計算処理（図３、ステップＳ５３参照）で算出した排出物質の残留濃度とに基づき、移流拡散した排出物質と排出物質の化学反応により生成された生成物とを含んでなる臭気物質の成分比および大気拡散濃度を算出する（ステップＳ６９）。
【００５１】
すなわち、ここでいう臭気物質には、この時点まで移流拡散し残留している排出物質、および、排出物質の大気などとの化学反応による生成物が含まれる。また、排出物質の化学反応による生成物についての生成物、成分比、大気拡散濃度は、この時点で作業用ＤＢ２１に記憶されている生成物成分データによって表される（図７（ｂ）の例を参照）。
【００５２】
図９は、図６の複合臭気成分計算処理における化学反応生成物成分比算出処理（図６、ステップＳ６７）の詳細な処理フローの例を示した図である。図９において、演算処理装置３０は、まず、ステップＳ６６で選択した化学反応式の化学反応状態が「分解」であるか否かを判定し（ステップＳ６７１）、化学反応状態が「分解」である場合には（ステップＳ６７１でＹｅｓ）、着目物質の分解反応後の生成物の成分比を算出し（ステップＳ６７２）、一方、化学反応状態が「分解」でない、つまり、「合成」である場合には（ステップＳ６７１でＮｏ）、着目物質の合成反応後の生成物の成分比を算出する（ステップＳ６７３）。なお、ステップＳ６７２およびステップＳ６７３のさらに詳細な処理フローの例については、図１０、図１１を参照して、別途、詳しく説明する。
【００５３】
次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６７２、Ｓ６７３での計算結果を反映した生成物成分データを記憶した作業用ＤＢ２１から、すべての生成物の大気拡散濃度および成分比を読み出し（ステップＳ６７４）、読み出したすべての生成物の大気拡散濃度の和がステップＳ５で計算した濃度減衰量と等しいか否かを判定する（ステップＳ６７５）。
【００５４】
ステップＳ６７５における判定の結果、すべての生成物の大気拡散濃度の和が濃度減衰量と等しくない場合には（ステップＳ６７５でＮｏ）、演算処理装置３０は、ステップＳ６７４で読み出した生成物の成分比を用いて、生成物の大気拡散濃度の和とステップＳ５で計算した濃度減衰量が等しくなるように、生成物の大気拡散濃度を補正し（ステップＳ６７６）、作業用ＤＢ２１（生成物成分データ）を更新し、図９の処理を終了する。また、ステップＳ６７５における判定の結果、すべての生成物の大気拡散濃度の和が濃度減衰量と等しい場合には（ステップＳ６７５でＹｅｓ）、そのまま図９の処理を終了する。
【００５５】
図１０は、図９の化学反応生成物成分比算出処理におけるステップＳ６７２の詳細な処理フローの例を示した図である。図１０において、演算処理装置３０は、まず、ステップＳ６６（図６参照）で選択した化学反応式について、化学反応式分解率・合成率ＤＢ２３から分解率を読み出す（ステップＳ６７２１）。次に、演算処理装置３０は、その読み出した化学反応式の分解率と、着目物質の大気拡散濃度から、分解反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を計算する（ステップＳ６７２２）。
【００５６】
次に、演算処理装置３０は、分解反応後の生成物が作業用ＤＢ２１の生成物成分データに含まれているか否かを判定し（ステップＳ６７２３）、含まれている場合には（ステップＳ６７２３でＹｅｓ）、ステップＳ６７２２で算出した分解反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を用いて、作業用ＤＢ２１の生成物成分データにおける当該生成物の成分比および大気拡散濃度を更新する（ステップＳ６７２４）。
【００５７】
一方、ステップＳ６７２３の判定で、分解反応後の生成物が作業用ＤＢ２１の生成物成分データに含まれていない場合には（ステップＳ６７２３でＮｏ）、演算処理装置３０は、当該生成物を作業用ＤＢ２１の生成物成分データに登録する（ステップＳ６７２５）。次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６７２２で算出した分解反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を用いて、作業用ＤＢ２１の生成物成分データにおける当該生成物の成分比および大気拡散濃度を更新する（ステップＳ６７２６）。
【００５８】
図１１は、図９の化学反応生成物成分比算出処理におけるステップＳ６７３の詳細な処理フローの例を示した図である。図１１において、演算処理装置３０は、まず、ステップＳ６６（図６参照）で選択した化学反応式について、化学反応式分解率・合成率ＤＢ２３から合成率を読み出し（ステップＳ６７３１）、さらに続けて、作業用ＤＢ２１（生成物成分データ）からその選択した化学反応式による合成の化学反応に用いられる物質の成分比、大気拡散濃度を読み出す（ステップＳ６７３２）。次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６７３１で読み出した化学反応式の合成率と、着目物質の大気拡散濃度と、ステップＳ６７３２で読み出した合成に用いられる物質の成分比および大気拡散濃度から、合成反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を算出する（ステップＳ６７３３）。
【００５９】
次に、演算処理装置３０は、合成反応後の生成物が作業用ＤＢ２１の生成物成分データに含まれているか否かを判定し（ステップＳ６７３４）、含まれている場合には（ステップＳ６７３４でＹｅｓ）、ステップＳ６７３３で算出した合成反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を用いて、作業用ＤＢ２１の生成物成分データにおける当該生成物の成分比および大気拡散濃度を更新する（ステップＳ６７３５）。
【００６０】
一方、ステップＳ６７３４の判定で、合成反応後の生成物が作業用ＤＢ２１の生成物成分データに含まれていない場合には（ステップＳ６７３４でＮｏ）、演算処理装置３０は、当該生成物を作業用ＤＢ２１の生成物成分データに登録する（ステップＳ６７３６）。次に、演算処理装置３０は、ステップＳ６７３３で算出した合成反応後の生成物の成分比および大気拡散濃度を用いて、作業用ＤＢ２１の生成物成分データにおける当該生成物の成分比および大気拡散濃度を更新する（ステップＳ６７３７）。
【００６１】
続いて、図１２、図１３を参照して、複合臭気濃度計算部３４による複合臭気濃度計算処理（図２、ステップＳ７参照）の詳細について説明する。ここで、図１２は、複合臭気濃度計算部３４による複合臭気濃度計算処理の処理フローの例を示した図、図１３は、複合臭気濃度ＤＢ２４の構成の例を示した図である。
【００６２】
演算処理装置３０は、まず、複合臭気濃度ＤＢ２４から、複合臭気成分計算処理（図２、ステップＳ６）で得た複合臭気と同じ成分で構成されている複合気体の複合臭気濃度データを抽出する（ステップＳ７１）。
【００６３】
ここで、複合臭気濃度ＤＢ２４は、図１３に示すように、様々な複合気体（複合臭気）について、その複合気体の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とを対応付けた複合臭気濃度データを蓄積したデータベースである。なお、複合臭気濃度ＤＢ２４に蓄積された複合臭気濃度データは、実験によって求めた実験データであってもよく、公開された文献などに記載された文献データであってもよい。さらには、本実施形態に係る臭気拡散シミュレーション装置１００などによって計算された計算結果データであってもよい。また、ここでいう複合気体の臭気濃度は、通常、臭気判定士など人によって判定された数値である。
【００６４】
また、図１３の例では、複合気体の例は、実験データ、文献データ、計算結果データそれぞれについて１つずつしか記載されていないが、その複合気体の種類は多数あり、成分が同じ複合気体についても、その成分比や大気拡散濃度が異なるものが多数蓄積されているものとする。
【００６５】
従って、図１２のステップＳ７１の処理では、複合臭気濃度ＤＢ２４の中から、本実施形態における複合臭気（すなわち、排出源から排出される排出物質およびその排出物質が化学変化した生成物を含む気体）と同じ成分を有する複合気体（複合臭気）についての複合臭気濃度データが抽出される。
【００６６】
そこで、演算処理装置３０は、ステップＳ７１で抽出した（複合気体（複合臭気）の成分比、大気拡散濃度および臭気濃度からなる）複合臭気濃度データに対して重回帰分析を適用し、複合臭気の成分比および大気拡散濃度から臭気濃度を求める重回帰予測式を導出する（ステップＳ７２）。
【００６７】
ここで、重回帰分析は、複数の変数（説明変数）の分布値から別の変数（目的変数）の値を予測する手法であり、説明変数をＸ１〜Ｘｎ、目的変数をＹとしたとき、目的変数Ｙの値は、重回帰分析の基本式（以下、重回帰予測式という）である式（２）によって予測される。
Ｙ＝ｂ0＋ｂ1・Ｘ1＋ｂ2・Ｘ2＋・・・＋ｂn・Ｘn ・・・（２）
【００６８】
なお、重回帰予測式（２）において、ｂ0，ｂ1，・・・，ｂnは、偏回帰係数と呼ばれ、周知の一般的な重回帰分析処理によって求められる。従って、本実施形態の場合、説明変数Ｘ１〜Ｘｎには、複合臭気の成分比および大気拡散濃度が該当し、目的変数Ｙには、臭気濃度が該当する。よって、複合臭気の成分比および大気拡散濃度が既知であれば、その複合臭気の臭気濃度は、重回帰予測式（２）によって算出することができる。
【００６９】
そこで、演算処理装置３０は、複合臭気成分計算処理（図２、ステップＳ６）で算出した複合臭気の成分比および大気拡散濃度を重回帰予測式（２）に代入することにより、当該複合臭気の臭気濃度を算出する（ステップＳ７３）。次に、演算処理装置３０は、以上の処理によって算出した複合臭気の成分比、大気拡散濃度および臭気濃度からなる複合臭気のデータを複合臭気濃度ＤＢ２４に登録する（ステップＳ７４）。
【００７０】
このように、本実施形態では、臭気拡散シミュレーション装置１００で算出した複合臭気の成分比、大気拡散濃度および臭気濃度からなる複合臭気のデータを複合臭気濃度ＤＢ２４に登録するようにしているので、重回帰分析で利用可能なデータが、順次、増加することとなり、それに伴って、重回帰予測式（２）で予測される複合臭気の臭気濃度の精度が向上する。
【００７１】
なお、演算処理装置３０は、以上のようにして求めた対象地点における臭気濃度を、地形図または地勢図と合成して、表示装置４０表示する処理を行うが、ここでは、その処理の説明を省略する。
【００７２】
以上、本実施形態によれば、排出源から排出された排出物質（臭気物質）は、移流拡散される間に大気などとの化学反応により、その大気拡散濃度が減衰するとともに、その化学反応による生成物の成分比および大気拡散濃度を算出し、その結果得られる複合臭気の臭気濃度を計算している。従って、本実施形態では、従来のプルーム・パフモデルなどに比べ、より現実に近い高精度の臭気濃度を得ることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 入力装置
２０ 記憶装置
２１ 作業用ＤＢ
２２ 化学反応濃度減衰率ＤＢ
２３ 化学反応分解率・合成率ＤＢ
２４ 複合臭気濃度ＤＢ
３０ 演算処理装置
３１ 移流拡散濃度計算部（移流拡散濃度計算手段）
３２ 化学反応濃度減衰量計算部（化学反応濃度減衰量計算手段）
３３ 複合臭気成分計算部（複合臭気成分計算手段）
３４ 複合臭気濃度計算部（複合臭気濃度計算手段）
４０ 表示装置
１００ 臭気拡散シミュレーション装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の複合臭気のそれぞれに対し、その複合臭気の成分物質の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とが対応付けられて構成された複合臭気濃度データを蓄積した複合臭気濃度データベースにアクセス可能な演算処理装置を用いて、排出源から排出される臭気の拡散をシミュレーションする臭気拡散シミュレーション方法であって、
前記演算処理装置は、
気象データおよび排出源データを入力し、前記排出源データで指定される臭気を構成する排出物質が化学反応せずに大気中を移流拡散する計算モデルに基づき、前記排出源から離れた計算対象地点における前記排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出する移流拡散濃度計算処理と、
前記算出した移流時間中に前記排出物質が化学反応するとき残留する前記排出物質の大気拡散濃度である残留濃度を算出し、前記移流拡散濃度計算処理で計算した前記排出物質の大気拡散濃度から前記残留濃度を差し引いた差分量を、前記化学反応による前記排出物質の大気拡散濃度の濃度減衰量として算出する化学反応濃度減衰量計算処理と、
前記化学反応により生成された生成物の成分比を算出するとともに、その算出した成分比と前記濃度減衰量とに基づき、前記生成物の大気拡散濃度を算出し、前記算出した前記生成物の大気拡散濃度と前記排出物質の残留濃度とに基づき、前記排出物質の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出する複合臭気成分計算処理と、
前記複合臭気濃度データベースに蓄積された複合臭気データから、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気と同じ成分を有する複合臭気の複合臭気データを抽出し、その抽出した複合臭気データを用いた重回帰分析によって得られる、複合臭気の成分比と大気拡散濃度とから臭気濃度を予測する予測式に、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を代入して、前記計算対象地点における前記複合臭気の臭気濃度を算出する複合臭気濃度計算処理と、
を実行すること
を特徴とする臭気拡散シミュレーション方法。
【請求項２】
前記演算処理装置は、
複数の物質のそれぞれに対し、その物質が大気中で反応する化学反応式、その化学反応により残留する前記物質の大気拡散濃度を算出する残留濃度計算式、その残留濃度計算式で用いられている濃度減衰率、および、前記物質についての前記化学反応式の化学反応構成率が対応付けられて構成された化学反応濃度減衰率データを蓄積した化学反応濃度減衰率データベースに、さらに、アクセス可能に構成され、
前記化学反応濃度減衰量計算処理において、前記排出物質の残留濃度を算出するとき、前記化学反応濃度減衰率データベースから前記排出物質についての前記化学反応濃度減衰率データを読み出し、その化学反応濃度減衰率データに含まれる化学反応式と残留濃度計算式と濃度減衰率と化学反応構成率とを用いて、前記排出物質の残留濃度を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の臭気拡散シミュレーション方法。
【請求項３】
前記演算処理装置は、
複数の物質のそれぞれに対し、その物質の分解反応の化学反応式とその分解反応によって生成される物質の分解率とを含んでなる分解率データ、および、前記分解反応によって生成された物質による合成反応の化学反応式とその合成反応によって生成される生成物の合成率とを含んでなる合成率データ、を対応付けて構成された化学反応分解率・合成率データを蓄積した化学反応分解率・合成率データベースに、さらに、アクセス可能に構成され、
前記複合臭気成分計算処理において、前記生成物の成分比を算出するとき、前記化学反応分解率・合成率データベースから前記排出物に対応付けられた化学反応分解率・合成率データを読み出し、前記化学反応分解率・合成率データに含まれる前記排出物質の分解反応で生成される生成物の分解率と、前記分解反応で生成された生成物による合成反応によって生成される生成物の生成率とを用いて、前記生成物の成分比を算出すること
を特徴とする請求項２に記載の臭気拡散シミュレーション方法。
【請求項４】
複数の複合臭気のそれぞれに対し、その複合臭気の成分物質の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とが対応付けられて構成された複合臭気濃度データを蓄積した複合臭気濃度データベースを備え、排出源から排出される臭気の拡散をシミュレーションする臭気拡散シミュレーション装置であって、
気象データおよび排出源データを入力し、前記排出源データで指定される臭気を構成する排出物質が化学反応せずに大気中を移流拡散する計算モデルに基づき、前記排出源から離れた計算対象地点における前記排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出する移流拡散濃度計算手段と、
前記算出した移流時間中に前記排出物質が化学反応するとき残留する前記排出物質の大気拡散濃度である残留濃度を算出し、前記移流拡散濃度計算手段で計算した前記排出物質の大気拡散濃度から前記残留濃度を差し引いた差分量を、前記化学反応による前記排出物質の大気拡散濃度の濃度減衰量として算出する化学反応濃度減衰量計算手段と、
前記化学反応により生成された生成物の成分比を算出するとともに、その算出した成分比と前記濃度減衰量とに基づき、前記生成物の大気拡散濃度を算出し、前記算出した前記生成物の大気拡散濃度と前記排出物質の残留濃度とに基づき、前記排出物質の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出する複合臭気成分計算手段と、
前記複合臭気濃度データベースに蓄積された複合臭気データから、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気と同じ成分を有する複合臭気の複合臭気データを抽出し、その抽出した複合臭気データを用いた重回帰分析によって得られる、複合臭気の成分比と大気拡散濃度とから臭気濃度を予測する予測式に、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を代入して、前記計算対象地点における前記複合臭気の臭気濃度を算出する複合臭気濃度計算手段と、
を備えたこと
を特徴とする臭気拡散シミュレーション装置。
【請求項５】
複数の物質のそれぞれに対し、その物質が大気中で反応する化学反応式、その化学反応により残留する前記物質の大気拡散濃度を算出する残留濃度計算式、その残留濃度計算式で用いられている濃度減衰率、および、前記物質についての前記化学反応式の化学反応構成率が対応付けられて構成された化学反応濃度減衰率データを蓄積した化学反応濃度減衰率データベースを、さらに、備え、
前記化学反応濃度減衰量計算手段は、
前記排出物質の残留濃度を算出するとき、前記化学反応濃度減衰率データベースから前記排出物質についての前記化学反応濃度減衰率データを読み出し、その化学反応濃度減衰率データに含まれる化学反応式と残留濃度計算式と濃度減衰率と化学反応構成率とを用いて、前記排出物質の残留濃度を算出すること
を特徴とする請求項４に記載の臭気拡散シミュレーション装置。
【請求項６】
複数の物質のそれぞれに対し、その物質の分解反応の化学反応式とその分解反応によって生成される物質の分解率とを含んでなる分解率データ、および、前記分解反応によって生成された物質による合成反応の化学反応式とその合成反応によって生成される生成物の合成率とを含んでなる合成率データ、を対応付けて構成された化学反応分解率・合成率データを蓄積した化学反応分解率・合成率データベースを、さらに、備え、
前記複合臭気成分計算手段は、
前記生成物の成分比を算出するとき、前記化学反応分解率・合成率データベースから前記排出物に対応付けられた化学反応分解率・合成率データを読み出し、前記化学反応分解率・合成率データに含まれる前記排出物質の分解反応で生成される生成物の分解率と、前記分解反応で生成された生成物による合成反応によって生成される生成物の生成率とを用いて、前記生成物の成分比を算出すること
を特徴とする請求項５に記載の臭気拡散シミュレーション装置。
【請求項１】
複数の複合臭気のそれぞれに対し、その複合臭気の成分物質の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とが対応付けられて構成された複合臭気濃度データを蓄積した複合臭気濃度データベースにアクセス可能な演算処理装置を用いて、排出源から排出される臭気の拡散をシミュレーションする臭気拡散シミュレーション方法であって、
前記演算処理装置は、
気象データおよび排出源データを入力し、前記排出源データで指定される臭気を構成する排出物質が化学反応せずに大気中を移流拡散する計算モデルに基づき、前記排出源から離れた計算対象地点における前記排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出する移流拡散濃度計算処理と、
前記算出した移流時間中に前記排出物質が化学反応するとき残留する前記排出物質の大気拡散濃度である残留濃度を算出し、前記移流拡散濃度計算処理で計算した前記排出物質の大気拡散濃度から前記残留濃度を差し引いた差分量を、前記化学反応による前記排出物質の大気拡散濃度の濃度減衰量として算出する化学反応濃度減衰量計算処理と、
前記化学反応により生成された生成物の成分比を算出するとともに、その算出した成分比と前記濃度減衰量とに基づき、前記生成物の大気拡散濃度を算出し、前記算出した前記生成物の大気拡散濃度と前記排出物質の残留濃度とに基づき、前記排出物質の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出する複合臭気成分計算処理と、
前記複合臭気濃度データベースに蓄積された複合臭気データから、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気と同じ成分を有する複合臭気の複合臭気データを抽出し、その抽出した複合臭気データを用いた重回帰分析によって得られる、複合臭気の成分比と大気拡散濃度とから臭気濃度を予測する予測式に、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を代入して、前記計算対象地点における前記複合臭気の臭気濃度を算出する複合臭気濃度計算処理と、
を実行すること
を特徴とする臭気拡散シミュレーション方法。
【請求項２】
前記演算処理装置は、
複数の物質のそれぞれに対し、その物質が大気中で反応する化学反応式、その化学反応により残留する前記物質の大気拡散濃度を算出する残留濃度計算式、その残留濃度計算式で用いられている濃度減衰率、および、前記物質についての前記化学反応式の化学反応構成率が対応付けられて構成された化学反応濃度減衰率データを蓄積した化学反応濃度減衰率データベースに、さらに、アクセス可能に構成され、
前記化学反応濃度減衰量計算処理において、前記排出物質の残留濃度を算出するとき、前記化学反応濃度減衰率データベースから前記排出物質についての前記化学反応濃度減衰率データを読み出し、その化学反応濃度減衰率データに含まれる化学反応式と残留濃度計算式と濃度減衰率と化学反応構成率とを用いて、前記排出物質の残留濃度を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の臭気拡散シミュレーション方法。
【請求項３】
前記演算処理装置は、
複数の物質のそれぞれに対し、その物質の分解反応の化学反応式とその分解反応によって生成される物質の分解率とを含んでなる分解率データ、および、前記分解反応によって生成された物質による合成反応の化学反応式とその合成反応によって生成される生成物の合成率とを含んでなる合成率データ、を対応付けて構成された化学反応分解率・合成率データを蓄積した化学反応分解率・合成率データベースに、さらに、アクセス可能に構成され、
前記複合臭気成分計算処理において、前記生成物の成分比を算出するとき、前記化学反応分解率・合成率データベースから前記排出物に対応付けられた化学反応分解率・合成率データを読み出し、前記化学反応分解率・合成率データに含まれる前記排出物質の分解反応で生成される生成物の分解率と、前記分解反応で生成された生成物による合成反応によって生成される生成物の生成率とを用いて、前記生成物の成分比を算出すること
を特徴とする請求項２に記載の臭気拡散シミュレーション方法。
【請求項４】
複数の複合臭気のそれぞれに対し、その複合臭気の成分物質の成分比と大気拡散濃度と臭気濃度とが対応付けられて構成された複合臭気濃度データを蓄積した複合臭気濃度データベースを備え、排出源から排出される臭気の拡散をシミュレーションする臭気拡散シミュレーション装置であって、
気象データおよび排出源データを入力し、前記排出源データで指定される臭気を構成する排出物質が化学反応せずに大気中を移流拡散する計算モデルに基づき、前記排出源から離れた計算対象地点における前記排出物質の大気拡散濃度および移流時間を算出する移流拡散濃度計算手段と、
前記算出した移流時間中に前記排出物質が化学反応するとき残留する前記排出物質の大気拡散濃度である残留濃度を算出し、前記移流拡散濃度計算手段で計算した前記排出物質の大気拡散濃度から前記残留濃度を差し引いた差分量を、前記化学反応による前記排出物質の大気拡散濃度の濃度減衰量として算出する化学反応濃度減衰量計算手段と、
前記化学反応により生成された生成物の成分比を算出するとともに、その算出した成分比と前記濃度減衰量とに基づき、前記生成物の大気拡散濃度を算出し、前記算出した前記生成物の大気拡散濃度と前記排出物質の残留濃度とに基づき、前記排出物質の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を算出する複合臭気成分計算手段と、
前記複合臭気濃度データベースに蓄積された複合臭気データから、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気と同じ成分を有する複合臭気の複合臭気データを抽出し、その抽出した複合臭気データを用いた重回帰分析によって得られる、複合臭気の成分比と大気拡散濃度とから臭気濃度を予測する予測式に、前記排出物の移流拡散および化学反応により生成された複合臭気の成分比および大気拡散濃度を代入して、前記計算対象地点における前記複合臭気の臭気濃度を算出する複合臭気濃度計算手段と、
を備えたこと
を特徴とする臭気拡散シミュレーション装置。
【請求項５】
複数の物質のそれぞれに対し、その物質が大気中で反応する化学反応式、その化学反応により残留する前記物質の大気拡散濃度を算出する残留濃度計算式、その残留濃度計算式で用いられている濃度減衰率、および、前記物質についての前記化学反応式の化学反応構成率が対応付けられて構成された化学反応濃度減衰率データを蓄積した化学反応濃度減衰率データベースを、さらに、備え、
前記化学反応濃度減衰量計算手段は、
前記排出物質の残留濃度を算出するとき、前記化学反応濃度減衰率データベースから前記排出物質についての前記化学反応濃度減衰率データを読み出し、その化学反応濃度減衰率データに含まれる化学反応式と残留濃度計算式と濃度減衰率と化学反応構成率とを用いて、前記排出物質の残留濃度を算出すること
を特徴とする請求項４に記載の臭気拡散シミュレーション装置。
【請求項６】
複数の物質のそれぞれに対し、その物質の分解反応の化学反応式とその分解反応によって生成される物質の分解率とを含んでなる分解率データ、および、前記分解反応によって生成された物質による合成反応の化学反応式とその合成反応によって生成される生成物の合成率とを含んでなる合成率データ、を対応付けて構成された化学反応分解率・合成率データを蓄積した化学反応分解率・合成率データベースを、さらに、備え、
前記複合臭気成分計算手段は、
前記生成物の成分比を算出するとき、前記化学反応分解率・合成率データベースから前記排出物に対応付けられた化学反応分解率・合成率データを読み出し、前記化学反応分解率・合成率データに含まれる前記排出物質の分解反応で生成される生成物の分解率と、前記分解反応で生成された生成物による合成反応によって生成される生成物の生成率とを用いて、前記生成物の成分比を算出すること
を特徴とする請求項５に記載の臭気拡散シミュレーション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２４６５９（Ｐ２０１３−２４６５９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８２５９（Ｐ２０１１−１５８２５９）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス (276)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス (276)
【Ｆターム（参考）】
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