Elucidation of the formation process of organic aerosols transported during long distances from Tuoji Island, China to Cape Hedo, Okinawa

阐明从中国托基岛到冲绳边户岬长距离输送的有机气溶胶的形成过程

• 批准号: 22K12358
• 负责人: 島田 幸治郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12358/
• 关键词: 長距離輸送; 有機エアロゾル; 光化学酸化反応; 光分解; オゾン分解; 有機エアロゾル生成過程; 有機エアロゾル分解過程; 国際共同研究; 二次生成有機エアロゾル; 分析法開発; 越境大気汚染; 化学的変質

長距離輸送される二次有機生成エアロゾル（SOA：Secondary organic aerosol）の組成は、室内実験の結果から大きく２つの議論にわかれている。1つは、SOAはオリゴマーやフミン様物質のような比較的分子量の大きい難分解性の有機物が主要成分であり、長距離輸送中に生成される。もう一つは、SOAであるオリゴマーやフミン様物質は長距離輸送される間にオゾンによる酸化や光化学酸化反応によって分解が促進され低分子化し、さらに分解副産物も生成するというものである。上記２つの議論について実態を解明するため本研究では、これまで申請者が構築してきた東アジアの国際共同観測ネットワークを活用し、長距離輸送中のSOAがどのようなタイムスケールで生成や分解を起こすのかを解明する。１）試料採取:２０２２年と１月の冬季と４月の春季に辺戸岬に位置する国立環境研究所 辺戸岬 大気・エアロゾル観測ステーション（日本）とTouji島（中国）で２週間に１日１回のPM2.5の試料採取を行う予定だった。しかし、冬季の沖縄は新型コロナの感染拡大に伴って、辺戸岬で試料採取ができなくなったため、サンプリングはできなかった。その代わりに、長崎大学屋上でサンプリングを行った。春季は新型コロナの感染者が減少したためCHAAMSの使用が可能となり、中国、長崎と沖縄でサンプリングを行った。３地点での大気観測終了後は、沖縄のみ４月から６月まで週に１回のサンプリングを行った。２０２３年は１月と３月に２週間に１日１回のサンプリングを中国、長崎と沖縄の３地点で行った。2）SOAの分析手法の改良:大気試料をChen et al. (2016）の方法を用いてカラムにより有機成分を4分画し抽出した。今回の報告では沖縄で４月から６月まで週に１回のサンプリングした試料を用いて分画を行い、主要な官能基をFT-IRによって解析した。

根据实验室实验的结果，长距离输送的二次有机气溶胶（SOA）的成分分为两个主要争论点。首先，SOA主要由低聚物、腐殖质等分子量较大的持久性有机物质组成，是在长途运输过程中产生的。另一种理论认为，SOA低聚物和腐殖质类物质在长距离运输时，臭氧氧化和光化学氧化反应会加速它们的分解，导致较低分子量的分子和分解副产物的产生。为了阐明上述两个论点的实际情况，本研究利用申请人迄今为止建立的东亚国际联合观测网络，考察了SOA在长途运输过程中产生和分解的时间尺度。是什么原因造成的。 1）样品采集：2022年冬季1月和春季4月，每两周一次，在国立环境研究所边户岬大气气溶胶观测站（日本）和东寺岛（中国）进行。计划采集两次PM2.5样本。但由于新冠病毒在冬季在冲绳传播，无法再在边户岬采集样本，因此无法进行采样。相反，采样是在长崎大学的屋顶进行的。春季，新型冠状病毒感染人数减少，使得CHAAMS成为可能，并在中国、长崎和冲绳进行了采样。三个地点的大气观测结束后，仅在冲绳岛从4月到6月每周进行一次采样。 2023年，1月和3月在中国、长崎和冲绳的三个地点每天进行一次采样，持续两周。 2）SOA分析方法的改进：采用Chen等人（2016）的方法，将空气样品分馏为四种有机成分，并使用色谱柱进行提取。在本报告中，使用冲绳4月至6月每周采样一次的样品进行分级分离，并通过FT-IR分析主要官能团。

项目成果

Exploration of New Sources of Aerosol and Volatile Organic Compound in Urban Area

城市气溶胶和挥发性有机物新来源探索

• DOI: 10.11203/jar.37.28
• 发表时间: 2022
• 期刊: Earozoru Kenkyu
• 作者: 島田 幸治郎 ; 後藤友里絵 ; Guo Hai ; 茶谷聡 ; 大河内博
• 通讯作者: 大河内博

Offline analysis of the chemical composition and hygroscopicity of sub-micrometer aerosol at an Asian outflow receptor site and comparison with online measurements

• DOI: 10.5194/acp-2021-704
• 发表时间: 2021-10
• 作者: Yange Deng;Hiroaki Fujinari;Hikari Yai;Kojiro Shimada;Y. Miyazaki;E. Tachibana;D. Deshmukh;K. Kawam

Depression of ammonia uptake to sulfuric acid aerosols in Siem Reap

暹粒硫酸气溶胶吸收氨的抑制

• 发表时间: 2022
• 作者: Shimada K;Okochi H;Ishikawa S;Kajikawa T;Hasegawa A;Nakano T;Uchida E;Nakagawa T;Matsui T;Ishizuka M;Arai T;Udagawa S;Phorsda P;Lay P;Hang P
• 通讯作者: Hang P

カンボジア・シェムリアップーアンコール地域における大気汚染と熱帯性豪雨の化学組成に及ぼす影響

柬埔寨暹粒-吴哥地区空气污染和热带大雨对化学成分的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yange Deng ; Hiroaki Fujinari ; Hikari Yai ; Kojiro Shimada ; Yuzo Miyazaki ; Eri Tachibana ; Dhananjay Deshmukh ; Kimitaka Kawamura ; Tomoki Nakayama ; Shiori Tatsuta ; Mingfu Cai ; Hanbing Xu ; Fei Li ; Haobo Tan ; Sho Ohata ; Yutaka Kond;石川翔，大河内博，梶川友貴，島田幸治郎，長谷川朝香，中野孝教，内田悦生，中川武，松井敏也，石塚充雅，荒井豊明，宇田川智，Phorsda Phul，Lay Poty，Hang Peou
• 通讯作者: 石川翔，大河内博，梶川友貴，島田幸治郎，長谷川朝香，中野孝教，内田悦生，中川武，松井敏也，石塚充雅，荒井豊明，宇田川智，Phorsda Phul，Lay Poty，Hang Peou

中国環境科学院

中国环境科学研究院