水田における大気中メタンの野外・実時間計測

• Project/Area Number: 02202235
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 古賀 隆治 岡山大学, 工学部, 教授 (20027147)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐野 博也 福山大学, 工学部, 教授 (10033143) ; 小坂 恵 岡山大学, 工学部, 教務職員 (00170233)
• Project Period (FY): 1990
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1990)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1990: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: メタン / 水田 / 半導体レ-ザ / 戻り光 / 長光路

Research Abstract

本研究の目的は、温室効果ガスであるメタンの発生を「実時間、高精度測定が可能な可搬型メタンガス濃度測定システムを設計し、製作すること。」、及び「製作した測定装置を用いて、特に発生箇所と考えられている水田から発生するメタンの空間平均濃度を長期間にわたり測定し、メタン濃度の時間的、季節的変化の様子を得ること。」である。平成2年度は、可搬型メタンガス濃度測定装置の製作と同時に、それを用いた屋外メタンガス濃度測定実験を行った。
[屋外測定のための可搬型システムの製作]
昨年度に設計が終了している屋外測定用可搬型システムに若干の変更を加えて、その製作を終了した。屋外高精度測定という目的から、製作した可搬型システムは可能な限り単純な構成とした。主な特徴としては、赤外線検出器を一つにした単一光束方式になっていることである。また半導体レ-ザ-等の光学素子を載せた光学定盤と反射鏡は10〜100mの長光路を介して全く分離した構造となり、測定光路設定の自由度が高いものとした。これにより、状況に応じた光路の設定が可能である。
[メタン濃度の屋外測定実験]
完成した屋外測定用可搬型システムを用いて、水田におけるメタン濃度測定を行った。測定は光路長10mの空間平均濃度をサンプリング時間10秒で行い、その結果1時間の時間平均濃度2.05ppmというもであった。また、システムの測定精度を調べたところ、約0.1ppmという結果を得た。これは、以前我々が設計した小型携行システムの1ppm以上という測定精度に比べると、一桁以上という驚異的な精度向上を示すものである。また、6時間に及ぶ長時間の濃度測定も行い、大気中メタン濃度の変化を捉えることに成功した。
なお、測定精度は半導体レ-ザへの戻り光を抑圧することにより、更に向上させることができる。