ＸＡＦＳ法を駆使した硫酸エアロゾルの生成過程と地球寒冷化への影響の解明

利用 XAFS 方法阐明硫酸气溶胶的生产过程及其对全球变冷的影响

• 批准号: 17F17332
• 负责人: 高橋 嘉夫
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-11-10 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17332/
• 关键词: ＸＡＦＳ; エアロゾル; 地球寒冷化; 硫酸塩; 電子収量法; XAFS分析

エアロゾルは大気中に浮遊する液滴や粒子で、地球表層に様々な影響を及ぼす。その1つとしてエアロゾルによる地球冷却効果が挙げられるが、その見積りには大きな不確実性が残っている。硫酸エアロゾルはエアロゾルの主成分の1つであり、主に微小粒子中で吸湿性の高い硫酸アンモニウムとして存在することから、雲凝結核 （CCN）として作用し、生成した雲が太陽光を散乱することで間接的冷却効果を示す。しかし、硫酸エアロゾルの中には吸湿性の低い石膏（CaSO4-2H2O）もあり、その化学種は粒子の吸湿性を左右するが、エアロゾル中の硫酸塩化学種を定量的に明らかした例は少ない。一方、東アジア域は硫酸の重要な反応相手である鉱物粒子の主要な排出源のひとつである一方、カルサイトの放出量も他地域に比べて高く、エアロゾル観測から硫酸エアロゾルの化学種や鉱物粒子中のカルサイトとの反応による硫酸エアロゾルの変化を理解することは地域的にも全球的にも重要である。そこで本研究では、能登半島で採取したエアロゾルの分析を行った。その結果、黄砂の影響が大きい春には石膏が粒子中で形成されることにより硫酸エアロゾル全体の最大30%（年平均約10％）に相当する吸湿性の硫酸エアロゾルが減少し、硫酸エアロゾルのCCN作用への影響の大きさが示唆された。また、同試料の硫黄同位体比・微量金属元素濃度・後方流跡線分析解析の結果から、硫酸エアロゾルの起源と大気輸送中の反応の効果について議論した。また研究では、排出源の特徴を有する微量金属元素と、硫酸エアロゾルの硫黄同位体比を組み合わせた考察を初めて実施した。さらに重油・石油燃焼と石炭燃焼の起源物質の指標として用いた亜鉛（Zn）やニッケル（Ni）など微量金属元素について、大気中濃度の粒径分布が粒子生成過程を反映していることを化学種分析の結果と元素の揮発性の違いから示した。

气溶胶是悬浮在大气中的液滴和颗粒，对地球表面有各种影响。一个例子是气溶胶对地球的冷却效应，但估计仍然高度不确定。硫酸气溶胶是气溶胶的主要成分之一，由于其主要以吸湿性强的硫酸铵存在于微粒中，因此起到云凝结核（CCN）的作用，形成的云对太阳光具有间接冷却作用。然而，有些硫酸气溶胶中含有石膏（CaSO4-2H2O），其吸湿性较低，其化学物种影响颗粒的吸湿性，但定量澄清气溶胶中硫酸盐化学物种的例子很少。另一方面，虽然东亚是矿物颗粒的主要排放源之一，而矿物颗粒是硫酸的重要反应伙伴，但方解石的释放量也高于其他地区，气溶胶观测表明，化学物质了解硫酸气溶胶由于与颗粒中的方解石反应而发生的变化具有区域和全球重要性。因此，在本研究中，我们分析了从能登半岛收集的气溶胶。因此，在春季，黄尘影响较大时，石膏以颗粒形式形成，使吸湿性硫酸气溶胶的量减少，吸湿性硫酸气溶胶的量最多占硫酸气溶胶总量的30%（每人约占10%）。平均年）提出了对 CCN 行动的影响程度。此外，我们还根据同一样品的硫同位素比、微量金属元素浓度和反轨迹分析结果，讨论了硫酸气溶胶的起源以及大气传输过程中反应的影响。此外，该研究首次将排放源微量金属元素特征与硫酸气溶胶的硫同位素比值结合起来。此外，对于用作重油/石油燃烧和煤炭燃烧来源指标的锌（Zn）和镍（Ni）等微量金属元素，我们通过化学方法证明了大气浓度的粒径分布反映了颗粒生成过程这是基于物种分析的结果和元素挥发性的差异而显示的。

项目成果

Study of local structure at crystalline rubrene grain boundaries via scanning transmission X-ray microscopy

• DOI: 10.1016/j.orgel.2019.07.021
• 发表时间: 2019-11
• 期刊: Organic Electronics
• 影响因子: 3.2
• 作者: A. Foggiatto;Y. Takeichi;K. Ono;H. Suga;Y. Takahashi;Michael A. Fusella;Jordan T. Dull;Barry P Rand;K. Kutsukake;T. Sakurai

Depositional processes of microbially colonized manganese crusts, Sambe hot spring, Japan

日本桑贝温泉微生物定植的锰结壳的沉积过程

• DOI: 10.1016/j.gca.2019.05.023
• 发表时间: 2019
• 期刊: Geochimica et Cosmochimica Acta
• 影响因子: 5
• 作者: Shiraishi Fumito;Matsumura Yuya;Chihara Ryoji;Okumura Tomoyo;Itai Takaaki;Kashiwabara Teruhiko;Kano Akihiro;Takahashi Yoshio
• 通讯作者: Takahashi Yoshio

放射光マイクロビーム蛍光X 線分析を用いた粒径別エアロゾルにおける人為起源アンチモンの発生源および放出過程での化学形態変化の解析

利用同步辐射微束X射线荧光分析，通过颗粒尺寸和释放过程中的化学形态变化分析气溶胶中人为锑的来源

• 发表时间: 2019
• 作者: C. Miyamoto;A. Matsuki;T. Itai;Y. Takahashi;川島彰悟・板井啓明・高橋嘉夫
• 通讯作者: 川島彰悟・板井啓明・高橋嘉夫

熱水性カイレイツノナシオハラエビの鰓室内に見られる黒色および茶色沈 殿物の化学種解析

热液虾鳃室中发现的黑色和棕色沉淀物的化学物种分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Haibo Qin・実松健造・Arcilla Carlo・高橋嘉夫 Haibo Qin;Kenzo Sanematsu;Arcilla Carlo;Yoshio Takahashi;田中雅人・高橋嘉夫;彦坂柾成・高橋嘉夫・チェン チョン・ジェンキンズ ロバート
• 通讯作者: 彦坂柾成・高橋嘉夫・チェン チョン・ジェンキンズ ロバート

高エネルギーμ-XRF-XAFSによるレアアースイオン吸着型鉱床のホスト相同定の試み

尝试使用高能 μ-XRF-XAFS 识别稀土离子吸附沉积物的主相

• 发表时间: 2020
• 作者: H.-B. Qin;J.-M. Zhu;Y. Takahashi;Z.-Q. Lin;W.-P. Xu;D.-C Tan;L.-R. Zheng;高橋嘉夫;長澤 真・関澤央輝・新田清文・高橋嘉夫
• 通讯作者: 長澤 真・関澤央輝・新田清文・高橋嘉夫