エアロゾル粒子の表面形態が及ぼす氷晶形成への影響解明

阐明气溶胶颗粒表面形态对冰晶形成的影响

基本信息

批准号：
20K19959
负责人：
岩田歩
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Japan, Meteorological Research Institute (2022)Keio University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では実大気粒子の氷晶形成に対する粒子物理化学特性、とりわけ粒子表面積濃度との関連性を明らかにする。本年度は、昨年度までに都市域(横浜市)と遠隔地(石川県珠洲市)において捕集した実大気粒子試料の氷晶核濃度の測定、粒子化学成分(金属成分・水溶性イオン成分・炭素成分)の測定を引き続き行った。さらにそれぞれ氷晶核濃度を測定した試料を加熱処理することで、氷晶核濃度に深く関連が指摘されており、さらに加熱によってその氷晶核能を失活させる生物起源粒子の影響を明らかにすることを試みた。また、測定された粒子化学成分についてはその発生源を分類するために、因子解析を行うことで化学成分結果の明確化を実施した。2020年10月から2022年2月までのサンプリング期間において、氷晶核濃度の地点ごとの季節的な違いは顕著ではない一方で、都市域で採取された試料は遠隔地に比べて、特に-15～-10℃の温度範囲において高い氷晶核濃度が測定された。また都市域の上記の温度範囲においては加熱処理によっておよそ75%以上の氷晶核が失活した。遠隔地で捕集された氷晶核のおよそ40%が失活するのに対して、地域間の顕著な違いが明らかとなった。一方、測定された氷晶核濃度と化学成分の相関では、加熱処理後の氷晶核濃度は、-20℃以上の温度範囲においてAl・Si・Feなどの鉱物成分と強い相関関係にある一方で、-15℃以下の加熱処理前の氷晶核濃度は、これらの鉱物成分との相関関係は地点に関わらず弱くなり、多様な成分、発生源と比較的弱い相関を記録した。これらの結果は、地点間の違いはあるものの、特に都市域の-15℃以上で活性する氷晶核の多くは生物起源粒子の影響が大きいことを示唆し、さらにこれらの生物起源粒子が鉱物粒子と類似して変動している可能性が考えられる。

在本研究项目中，我们将阐明真实大气颗粒物对冰晶形成的颗粒物理化学性质，特别是与颗粒表面积浓度的关系。今年，我们将测量去年在城市地区（横滨市）和偏远地区（石川县珠洲市）采集的真实大气颗粒物样品的冰晶核浓度，并测量颗粒化学成分（金属成分、水溶性成分）。随后测量离子成分、碳成分。此外，通过对测定冰晶核浓度的样品进行热处理，指出与冰晶核浓度存在深刻的关系，通过加热使冰晶核能力失活的生物颗粒的影响也受到影响。我也尝试过。此外，为了对所测颗粒化学成分的来源进行分类，我们进行了因子分析，以明确化学成分结果。 2020年10月至2022年2月采样期间，各站点冰核浓度季节差异不显着，而城市地区采集的样品明显低于偏远地区，在15℃的温度范围内测得冰核浓度较高。至-10℃。此外，在城市地区的上述温度范围内，大约75%或更多的冰晶核因热处理而失活。在偏远地区收集的冰核大约有 40% 已失活，但不同地区之间存在显着差异。另一方面，实测冰晶核浓度与化学成分的相关性表明，在-20℃或-20℃的温度范围内，热处理后的冰晶核浓度与Al、Si、Fe等矿物成分有很强的相关性。无论在什么位置，-15℃以下热处理前的冰晶核浓度与这些矿物成分的相关性都较弱，并且与各种成分和来源的相关性也较弱。尽管地点之间存在差异，但这些结果表明，许多在-15°C以上的温度下活跃的冰晶核，尤其是在城市地区，很大程度上受到生物颗粒的影响，并且这些生物颗粒也与矿物质有关波动可能类似于粒子。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Contribution of Physical and Chemical Properties to Dithiothreitol-Measured Oxidative Potentials of Atmospheric Aerosol Particles at Urban and Rural Sites in Japan

DOI：
10.3390/atmos13020319
发表时间：
2022-02
期刊：
Atmosphere
影响因子：
2.9
作者：
Kazuki Kurihara;Ayumi Iwata;Samuel Gray Murray Horwitz;Kako Ogane;Tomoki Sugioka;A. Matsuki;T. Okuda-T
通讯作者：
Kazuki Kurihara;Ayumi Iwata;Samuel Gray Murray Horwitz;Kako Ogane;Tomoki Sugioka;A. Matsuki;T. Okuda-T

Lung deposited surface area of atmospheric aerosol particles at three observatories in Japan

DOI：
10.1016/j.atmosenv.2021.118597
发表时间：
2021-10
期刊：
Atmospheric Environment
影响因子：
5
作者：
Kazuki Kurihara;Ayumi Iwata;Miho Kiriya;A. Yoshino;A. Takami;A. Matsuki;C. Nishita-Hara;K. Hara;M. Hayashi;N. Kaneyasu;T. Seto;Y. Fujitani;Koji Funato;Kôzô Inoue;T. Okuda
通讯作者：
Kazuki Kurihara;Ayumi Iwata;Miho Kiriya;A. Yoshino;A. Takami;A. Matsuki;C. Nishita-Hara;K. Hara;M. Hayashi;N. Kaneyasu;T. Seto;Y. Fujitani;Koji Funato;Kôzô Inoue;T. Okuda

肺沈着表面積に基づいた実環境大気粒子の酸化能評価

基于肺沉降表面积的真实环境大气颗粒物氧化能力评价