インドの主要都市4市にも近く地下鉄路線が開通すると、同国政府が発表しました。ヒマラヤ山脈の向こう側では、上海が15番目の地下鉄路線を建設中です。2020年に開業予定で、世界最大の地下鉄網に38.5 km、32駅が加わります。またニューヨーク市民は、ついにセカンド・アベニュー線を利用できるようになりました。開通をほぼ100年待った末のことです。
ヨーロッパだけでも、60を超える都市で通勤客が地下鉄を利用しています。世界では、毎日1億2,000万人以上が地下鉄で通勤しています。1日の利用者数は、ロンドンで約480万人、パリで530万人、東京で680万人、モスクワで970万人、北京で1,000万人に上ります。
人口密度の高い都市の通勤に地下鉄は欠かせず、その重要性は今後ますます高まります。国連の2014年の報告書によると、世界人口の半数は現在、都市部に住んでいます。また、自動車の利用を減らすことで、大都市の屋外大気汚染の軽減にも役立ちます。
工業排出や道路交通などにより発生する、吸入可能な粒子状物質（PM）や二酸化窒素（NO2）は、大量に存在すると、都市住民の寿命を縮める原因となります。そのため、地下鉄などの公共交通機関は、都市環境における大気汚染を減らす解決策と考えられてきました。
しかし、地下の駅構内やホーム、車内で私たちが吸い込む空気は、どのような状態なのでしょうか。
一様ではない大気の質
過去10年間に、ヨーロッパ、アジア、南北アメリカのさまざまな都市で、地下鉄の大気の質を測定する先駆的な研究がいくつも行われてきました。データベースはまだ不完全ですが、拡充が進んでおり、すでに貴重なものとなっています。
たとえば、バルセロナで同じ出発地から同じ目的地まで地下鉄、バス、トラム、徒歩で移動した場合の大気の質を比較したところ、地下鉄の空気は、トラムや路上を歩く場合より汚染濃度が高い一方、バスよりはわずかに低いことが分かりました。香港、香港、メキシコシティ、イスタンブール、チリのサンティアゴでの研究でも、他の公共交通機関と比べ、地下鉄環境の汚染濃度が低いという同様の結果が示されています。
車輪とブレーキ
こうした違いは、車輪の材質や制動機構の違い、換気や空調システムの換気方式の違いによると考えられていますが、測定調査の手順やサンプル採取地点の選び方の違いも関係している可能性があります。
地下鉄の大気汚染に影響する主な要因として、駅の深さ、建設時期、換気方式（自然換気／空調）、列車に使われるブレーキの種類（電磁ブレーキまたは従来型のブレーキパッド）や車輪（ゴムまたは鋼鉄）、列車の運行頻度、そして近年ではホームドアの有無が挙げられます。
特に、地下鉄の粒子状物質の多くは、車輪やブレーキパッドなど列車の可動部品に加え、鋼鉄製のレールや給電材に由来するため、粒子の大部分は鉄を含んでいます。
これまでのところ、地下で働く人や通勤客に異常な健康影響があることを示す明確な疫学的証拠はありません。ニューヨークの地下鉄職員はこのような空気にさらされてきましたが、健康への顕著な影響は確認されていません。また、ストックホルムの地下鉄システムの運転士についても、肺がんリスクの上昇は認められませんでした。
ただし、研究者の観察結果は注意を促しています。PM濃度が最も高いストックホルム地下鉄のホームで働く職員は、切符販売員や運転士より、心血管疾患のリスクマーカー値が高い傾向にあることが分かりました。
鉄を主成分とする粒子は、さまざまな発生源からの粒子と混ざり合います。これには線路の砕石、細菌やウイルスなどの生物由来エアロゾル、屋外から流入する空気が含まれます。列車自体や換気システムが生み出す乱流によって、これらはトンネル網全体に運ばれます。
ホームを比較する
これまでで最も大規模な地下鉄ホームの測定調査は、バルセロナの地下鉄システムで実施されました。設計の異なる30駅を対象に、IMPROVE LIFEプロジェクトの枠組みで調査が行われ、AXAリサーチ基金が追加支援を行いました。
この調査では、粒子状物質の濃度に大きなばらつきがあることが明らかになりました。ホームと線路の間をガラス製の仕切りで隔てた単線トンネルの駅では、ホームと線路の間に仕切りのない従来型の駅に比べ、粒子濃度が平均で半分でした。空調を使用すると、車両内の粒子状物質濃度が低くなることも示されています。
窓を開けられる列車、たとえばアテネの列車では、トンネルを通過する際に車内の濃度が全般に上昇し、とりわけ列車が高速でトンネルに進入するときに高くなることが示されています。
測定地点
地下鉄環境の大気の質に関する法的規制は現在ありませんが、研究では粒子状汚染を現実的に軽減する方法を探る必要があります。多様な駅の設計や稼働中の換気システムを備えたバルセロナの地下鉄システムでの経験から、各ホームにはそれぞれ固有の大気微小環境があることが分かっています。
対策を設計するには、各駅の地域ごとの条件を考慮する必要があります。そうして初めて、研究者は列車の可動部品が生み出す汚染の影響を評価できます。
こうした研究はまだ発展途上ですが、地下鉄運営会社の間で、空気をきれいにすることが都市の通勤客の健康改善に直結するという認識が高まっており、今後さらに進展するでしょう。
