東アジアにおける水溶性有機エアロゾルの組成と吸湿特性の研究 : 気候変動への影響

东亚水溶性有机气溶胶的成分和吸湿特性研究：对气候变化的影响

基本信息

批准号：
09F09235
负责人：
河村公隆
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、アジア太平洋域の大気エアロゾルに着目しそこに含まれる有機物の組成の解析を行うことにより、有機物の起源や変質の情報を入手することを目的とした。具体的には、主成分有機化合物である、低分子モノカルボン酸と関連有機物をガスクロマトグラフィー(GC),GC/質量分析計にて測定し、分布の特徴から起源・変質の情報を解析した。更に、我々の研究室で開発した吸湿特性タンデムDMA装置をもちいてエアロゾルの吸湿成長特性と化学組成との関係を明らかにし(Mochida and Kawamura, 2003; Aggarwal, Mochida and Kawamura, 2008)、その研究を東アジアの下流域に位置する西部北太平洋で採取されたエアロゾルに広げることを目指した。アジア大陸で採取したエアロゾル試料を分析することにより、重要なソース域での有機物汚染の実態を明らかにしその西部北太平洋への広がりを評価した。また、ウランバートルの冬期に採取した大気エアロゾル試料の吸湿特性を解析した。エアロゾルから水抽出画分を分離し、ネブライザーを用いて微粒子を発生させた。タンデムDNA装置を使って、相対湿度5%から95%の範囲でスキャンして微粒子の吸湿成長を測定した。RH20-40%において、微粒子の粒径(mobility diameter)が5-17%減少した。この結果は、微粒子が非対称であり、水を吸収することにより粒径が小さくなったことを意味している。RH85%における微粒子の吸湿成長率は、1.09-1.38(平均1.23)という値が得られた。この値は、硫酸アンモニウム(1.56)よりは小さいが、バイオマス燃焼生成物のそれに近いものである。冬のウランバートルでは、木質の燃焼が重要な暖房手段であり、エアロゾルの吸湿特性を支配する要因であることがわかった。

在本研究中，我们旨在通过关注亚太地区的大气气溶胶并分析其中所含的有机物的成分来获取有关有机物的起源和变化的信息。具体来说，我们使用气相色谱（GC）和GC/质谱测定了主要成分有机化合物、低分子一元羧酸和相关有机物质，并从分布特征中分析了起源和变化信息。此外，利用我们实验室开发的吸湿串联DMA装置，我们阐明了气溶胶的吸湿生长特性与其化学成分之间的关系（Mochida和Kawamura，2003；Aggarwal，Mochida和Kawamura，2008）。方法对在位于东亚下游地区的北太平洋西部收集的气溶胶进行分析。通过分析在亚洲大陆采集的气溶胶样本，我们明确了重要源区有机污染的实际状况，并评估了其向北太平洋西部的扩散情况。我们还分析了乌兰巴托冬季采集的大气气溶胶样品的吸湿特性。从气溶胶中分离出水提取物部分，并使用喷雾器产生细颗粒。使用串联DNA仪器通过在5%至95%的相对湿度范围内扫描来测量微粒的吸湿生长。在RH20-40%时，微粒子的迁移直径下降了5-17%。该结果意味着微粒是不对称的并且它们的粒径通过吸水而减小。 RH85%时细颗粒的吸湿生长率为1.09-1.38（平均1.23）。该值小于硫酸铵（1.56），但接近生物质燃烧产物的值。研究发现，木材燃烧是乌兰巴托冬季取暖的重要手段，也是控制气溶胶吸湿特性的一个因素。