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Chemical and isotopic composition of dicarboxylic acids in marine aerosols: A link to climate and biogeochemical cycles

Research Project

Project/Area Number 18F18027
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Geochemistry/Cosmochemistry
Research InstitutionChubu University

Principal Investigator

河村 公隆  中部大学, 中部高等学術研究所, 教授 (70201449)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) BIKKINA SRINIVAS  中部大学, 中部高等学術研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-10-12 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsエアロゾル / イソプレン / ジカルボン酸 / シュウ酸 / マロン酸 / 光化学反応 / 室内実験 / 大気観測 / 海洋エアロゾル / バイオマス燃焼 / 低分子ジカルボン酸 / 東南アジア / 安定炭素同位体比 / シュウ酸の同位体比 / インド / 化石燃料燃焼
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、海洋大気中で高い濃度で報告されているシュウ酸など低分子ジカルボン酸の分子組成とその安定炭素同位体比の測定から、大気と海洋の相互 作用をより深く理解することにある。そのために、西部北太平洋とインド洋で採取した海洋エアロゾル試料中の水溶性有機物の分子組成および分子レベル同位体比の解析に基づき、地球温暖化が進行している現在の気候と生物地球化学の結合を試みることにより、新しい地球大気化学の展開を図る。特に、重金属である鉄が大気エアロゾル中で触媒として酸化剤(OHラジカルなど)の生成に関与し、有機物の酸化・分解を駆動している可能性が高いが、その実体を観測と室内実験から明らかにすることである。
本年度は、低分子ジカルボン酸の主成分であるシュウ酸の重要な起源物質として考えられてきたイソプレンのオゾン酸化室内実験のデータ解析を行い、2つの論文にまとめた。第1の論文は、イソプレンの初期酸化生成物であるメチルテトロールなどの二次有機エアロゾルの組成について詳細な報告を行い、反応時間と共にその組成・濃度がどう変化するのかを明らかにした。また、その生成メカニズムについて考察を行い、シュウ酸の前駆体としての重要性を議論した。この論文は、アメリカ化学会の学会誌であるACS Earth and Space Chemistryに投稿し、現在、審査中である。第2の論文は、シュウ酸等低分子ジカルボン酸の生成の結果を酸化プロセスの提案を行いながら議論した。イソプレンからのシュウ酸、マロン酸、コハク酸の生成に関する報告が本研究が初めてなされたものである。この論文は、Science of the Total Environment, 769, 144472, 2021, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144472 に発表された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Physical Research Laboratory, Ahmedabad(インド)

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  • [Journal Article] Alpine snowpit profiles of polar organic compounds from Mt. Tateyama central Japan: Atmospheric transport of organic pollutants with Asian dust2021

    • Author(s)
      Pokhrel Ambarish、Kawamura Kimitaka、Tachibana Eri、Kunwar Bhagawati、Aoki Kazuma
    • Journal Title

      Atmospheric Environment

      Volume: 244 Pages: 117923-117923

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2020.117923

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  • [Journal Article] Low molecular weight dicarboxylic acids, oxocarboxylic acids and α-dicarbonyls as ozonolysis products of isoprene: Implication for the gaseous-phase formation of secondary organic aerosols2021

    • Author(s)
      Bikkina Srinivas、Kawamura Kimitaka、Sakamoto Yosuke、Hirokawa Jun
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 769 Pages: 144472-144472

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2020.144472

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Influence of forest fires on the formation processes of low molecular weight dicarboxylic acids, ω-oxocarboxylic acids, pyruvic acid and α-dicarbonyls in springtime fine (PM2.5) aerosols over Southeast Asia2021

    • Author(s)
      Boreddy Suresh K.R.、Parvin Fahmida、Kawamura Kimitaka、Zhu Chunmao、Lee Chung-Te
    • Journal Title

      Atmospheric Environment

      Volume: 246 Pages: 118065-118065

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2020.118065

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  • [Journal Article] Why airborne transmission hasn't been conclusive in case of COVID-19? An atmospheric science perspective2021

    • Author(s)
      Ram Kirpa、Thakur Roseline C.、Singh Dharmendra Kumar、Kawamura Kimitaka、Shimouchi Akito、Sekine Yoshika、Nishimura Hidekazu、Singh Sunit K.、Pavuluri Chandra Mouli、Singh R.S.、Tripathi S.N.
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 773 Pages: 145525-145525

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.145525

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fluorescence characteristics of water-soluble organic carbon in atmospheric aerosol2021

    • Author(s)
      Wu Guangming、Fu Pingqing、Ram Kirpa、Song Jianzhong、Chen Qingcai、Kawamura Kimitaka、Wan Xin、Kang Shichang、Wang Xiaoping、Laskin Alexander、Cong Zhiyuan
    • Journal Title

      Environmental Pollution

      Volume: 268 Pages: 115906-115906

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2020.115906

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  • [Journal Article] Hydroxy fatty acids in remote marine aerosols over the Pacific Ocean: Impact of biological activity and wind speed2019

    • Author(s)
      Poonam Bikkina, Kimitaka Kawamura, Srinivas Bikkina, Kiichiro Tanaka and Keisuke Suzuki
    • Journal Title

      ACS Earth and Space Chemistry

      Volume: 3 Issue: 3 Pages: 366-379

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.8b00161

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tracing the relative significance of primary versus secondary organic aerosols from biomass burning plumes over a Coastal Ocean using anhydrosugars and stable carbon isotopes2019

    • Author(s)
      Srinivas Bikkina, Md Mozammel Haque, Manmohan Sarin, Kimitaka Kawamura
    • Journal Title

      ACS Earth and Space Chemistry

      Volume: 3 Issue: 8 Pages: 1471-1484

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.9b00140

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sources and Radiative Forcing of Brown Carbon in the High Arctic Atmosphere2019

    • Author(s)
      Siyao Yue, Srinivas Bikkina, Meng Gao, Leonard A. Barrie, Kimitaka Kawamura,Pingqing Fu
    • Journal Title

      Geophys. Res. Lett.

      Volume: 46 Issue: 24 Pages: 14881-14891

    • DOI

      10.1029/2019gl085318

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tracing the relative significance of primary versus secondary organic aerosols in biomass burning plumes over a Coastal Ocean based on stable carbon isotopes and anhydrosugars2019

    • Author(s)
      Srinivas Bikkina, Md. Mozammel Haque, Manmohan Sarin, Kimitaka Kawamura
    • Organizer
      European Geophysical Union 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-10-15   Modified: 2024-03-26  

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