XAFS法による硫化ジメチル及びその酸化途上物質とエアロゾルとの相互作用の解明

使用 XAFS 方法阐明二甲硫醚及其氧化物质和气溶胶之间的相互作用

• 批准号: 19030010
• 负责人: 高橋 嘉夫
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19030010/
• 关键词: エアロゾル; XANES; EXAFS; イオウ; カルシウム; 鉄; スペシエーション; 海洋エアロゾル; X線吸収端構造; 黄砂; 炭酸カルシワム; 石コウ; 中和; 電子収量法; 硫酸

当初、本研究では、硫化ジメチル(DMS)のエアロゾルへの取り込みが主目的であったが、この点についてはXANESで分析が可能であることを明らかにするにとどまった。一方で研究の過程で、XAFS法によりエアロゾル中のイオウ、カルシウム、鉄などの元素の化学種解明が可能であることが分かり、本年度はこのような観点から、エアロゾルの化学分析を推進してきた。その結果、主に以下の研究成果を得た。(i)本特定領域研究の重点活動である沖縄県辺戸岬の国立環境研究所辺戸岬大気・エアロゾル観測ステーションでの集中観測に参加し、春季の陸起源のエアロゾルが卓越した試料と、夏季で海洋起源のエアロゾルが卓越した試料を採取し、エアロゾルに含まれるイオウ化学種の同定を行った。その結果、海洋エアロゾルが卓越する夏季では、硫酸イオンが水和した状態で存在し、塩として固定されていない硫酸イオンが多いことが分かった。(ii)イオウ化合物の酸化途上で生成する亜硫酸塩が、夏季に中国青島で採取された試料で一部観察された。その生成要因として、夏季に湿度が高く、SO_2のエアロゾルへの取り込みが促進されたと推察された。(iii)エアロゾル中のカルシウム鉱物として粒径が小さな画分で、シュウ酸カルシウムなどのカルボン酸塩が存在することがXANES法による直接分析から確かめられた。(iv)エアロゾル中の鉄の化学種を鉄のK端XANNES及びEXAFSを測定し、その化学種を同定した。黄砂中にはイライトなどの粘土鉱物が多いが、東に長距離運搬される過程で水酸化鉄の割合が増加することを示唆する結果が得られた。今後、この水酸化鉄が長距離輸送途上で大気中で生成したものかを確かめていく必要があるが、これらの結果は海洋への鉄の溶解を考える上で重要な情報になる可能性がある。

最初，这项研究的主要目的是将二甲硫醚 (DMS) 纳入气溶胶中，但研究仅表明这一点可以使用 XANES 进行分析。另一方面，在我们的研究过程中，我们发现XAFS方法可以阐明气溶胶中硫、钙、铁等元素的化学形态，今年我们一直在推动气溶胶的化学分析。这个观点。结果，我们获得了以下研究结果。 (i) 参加冲绳县边户岬国家环境研究所边户岬大气和气溶胶观测站的密集观测，这是该特定区域研究的关键活动，我们收集了主要来自海洋的气溶胶样本并鉴定了气溶胶中含有的硫化学物质。结果表明，夏季海洋气溶胶盛行时，硫酸根离子以水合状态存在，并且有许多硫酸根离子没有以盐的形式固定。 (ii) 夏季在中国青岛收集的一些样品中观察到硫化合物氧化过程中产生的亚硫酸盐。推测其形成因素是夏季高湿度,促进了SO_2被吸收为气溶胶。 (iii)使用XANES方法的直接分析证实，草酸钙等羧酸盐作为钙矿物质存在于气溶胶中，存在于小粒径部分中。 (iv) 通过测量铁 K 边 XANNES 和 EXAFS 来识别气溶胶中铁的化学形态。尽管黄沙中含有许多伊利石等粘土矿物，但结果表明，在向东长途运输的过程中，氢氧化铁的比例有所增加。未来，有必要确认这种氢氧化铁是否是在长途运输过程中在大气中产生的，但在考虑铁溶解到海洋中时，这些结果可能提供重要信息。

项目成果

環境中の腐植物質

环境中的腐殖质

• 发表时间: 2008
• 作者: 原田哲平・光延聖・高橋嘉夫;高橋嘉夫;嶋本洋子・高橋嘉夫;板井啓明・高橋嘉夫・三田村宗樹・益田晴恵;光延聖・原田哲平・高橋嘉夫;高橋嘉夫(分担執筆)
• 通讯作者: 高橋嘉夫(分担執筆)

エアロゾル粒子中のカルシウム化学種の粒径依存性

气溶胶颗粒中钙物质的粒径依赖性

• 发表时间: 2008
• 作者: Ishikawa;Y. ;T. Awaji;T. Toyoda;T. In;K. Nishina;T. Nakayama;S. Shima;S. Masuda;Yukihiro Tamba;藤井修治;三好拓朗ほか
• 通讯作者: 三好拓朗ほか

エアロゾル中のカルシウム鉱物に占める石コウの割合

气溶胶中钙矿物质中石膏的百分比

• 发表时间: 2007
• 作者: Q. cheng;K. Saito;and H;Shirai;荒木祐介・北澤健資・藤本智成・高橋嘉夫;白井肇;三好拓郎・高橋嘉夫・清水洋
• 通讯作者: 三好拓郎・高橋嘉夫・清水洋

応用的XAFS法(電子収量法、Quick scan法、蛍光分光法)による鉱物科学・地球化学研究

使用应用 XAFS 方法（电子产额法、快速扫描法、荧光光谱法）进行矿物科学和地球化学研究

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Tanimizu;et. al.;高橋淳一;山本 祐平;山本 美香;島壮一郎;高橋 嘉夫;T. Ogawa;高橋 嘉夫;V. I. Burkov;Y. Takahashi;小林憲正;高橋嘉夫;S. Mitsunobu and Y. Takahashi;高橋淳一;高橋嘉夫
• 通讯作者: 高橋嘉夫

XANES法によるエアロゾル中のイオウ化合物とその酸化過程の解明

使用 XANES 方法解析气溶胶中的硫化合物及其氧化过程

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Fujii;M. Konno;Y. Isono;Masahito Yamazaki;出口哲生;東将之ほか
• 通讯作者: 東将之ほか