水溶性有機炭素の成分ごとの新たな多元素同位体測定と発生源の解明

对水溶性有机碳的每种成分进行新的多元素同位素测量并阐明其来源

基本信息

批准号：
19K20463
负责人：
須藤菜那
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Japan Automobile Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

微小粒子状物質（PM2.5）は人体への健康影響が懸念されており，これまで様々な環境対策が進められてきた．PM2.5の約3割を炭素成分が占めており，中でも有機炭素は発生源から直接排出される一次粒子と揮発性有機化合物等が大気中で反応してできる二次粒子の両方を含んでおり，数千種類の成分が存在する．そのため，発生源が非常に複雑であり，未だに実態が解明されていないのが現状である．そこで本研究では，有機炭素の中でも水溶性を示す水溶性有機炭素に着目し，炭素安定同位体比という指標を用いて実態を解明することを目的とする．水溶性有機炭素に含まれる炭素安定同位体比を測定した研究例は短期間の観測事例が多いため，本研究は長期間の大気観測を行うことで実態を解明することを目指す．茨城県つくば市と秋田県由利本荘市の2地点でPM2.5試料を2年間捕集し，PM2.5に含まれる水溶性有機炭素中の炭素安定同位体比を測定した．秋田県由利本荘市では，2019年2月から4月にかけて最も重い炭素安定同位体比が観察されて，トウモロコシなどのC4植物燃焼が長距離輸送されている可能性が示唆された．本成果は，Atmospheric Chemistry and Physics誌に投稿し受理された．2022年度は，PM2.5試料に含まれる植物燃焼由来の指標であるレボグルコサン濃度を誘導体化/GC-MS法を用いて測定した．茨城県つくば市では，11月末から12月末にかけて100 ng/m3を超える高濃度のレボグルコサンが確認された．今後は，固相抽出を用いて水溶性有機炭素を極性の違いで分離する方法の構築を進める予定である．

人们担心微问题（PM2.5）将对人体的健康产生影响，并且迄今已采取了各种环境措施。大约30％的PM2.5是碳成分，有机碳包含直接从源中发出的主要颗粒，也包含通过在大气中反应挥发性有机化合物形成的二次颗粒，并且有数千种不同的成分。因此，产品的来源非常复杂，现实尚不清楚。因此，这项研究的重点是有机碳中水溶性的水溶性有机碳，旨在使用称为碳稳定同位素比率的指数来阐明现实。由于在短期内观察到了许多测量水溶性有机碳中碳稳定的同位素比的研究示例，因此本研究旨在通过进行长期大气观测来阐明现实。在两个地点（Tsukuba City，Ibaraki县）和Yurihonjo City，Akita县收集了PM2.5样品，并测量了PM2.5中包含在水溶液中的有机碳中的稳定的碳同位素比。在Akita县尤里霍霍市，在2019年2月至4月之间观察到最重的碳稳定同位素比，这表明C4植物（例如玉米）可以长途运输。该结果被提交给大气化学和物理杂志并接受。在2022财年中，使用衍生化/GC-MS方法测量了左旋葡聚糖浓度，是PM2.5样品中植物燃烧的指标。从11月底到12月底，确认了超过100 ng/m3的左葡萄糖浓度，在Tsukuba City，Ibaraki县。将来，我们计划开发一种使用固相提取来通过不同极性分离水溶性有机碳的方法。