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Emission of amines from forests and their contribution to the new particle formation

Research Project

Project/Area Number 19K03971
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

Matsumoto Kiyoshi  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60373049)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsアミン / エアロゾル / 森林 / 新粒子生成 / 発生源
Outline of Research at the Start

地球気候を左右するエアロゾル個数濃度は、気体分子からの新粒子生成反応により増加する。近年、新粒子を安定的に生成する重要な化学種としてアミンが注目されている。では、アミンの大気圏への発生源は何か? 全球的な気候を考える上では海洋上や森林域などの清浄大気における発生源が重要だが、その理解は不十分である。特に森林から発生するアミンに関する研究例は極めて少ない。本研究では、森林フィールドにおいてエアロゾル及びガス相中アミンの高精度な分離・捕集を行ない、アミンと関連物質を定量する。そのデータを基に、森林から大気圏へのアミンの発生量と発生プロセスを解明し、森林由来アミンの新粒子生成への関与を検証する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, simultaneous observations of amines in the aerosols and gas phase were conducted at a forested site on the northern foot of Mt. Fuji. The concentrations of several amines, such as methylamine and dimethylamine, in fine particles increased during the warm season, and showed positive correlations with their concentrations in the gas phase. The concentrations of these gaseous amines showed positive correlations with NH3 gas concentration and air temperature, suggesting that the volatilization of amines from the forest soils was accelerated as air temperature increased, and that these gaseous amines reacted with acidic components to form fine particles. These results suggest the emission of amines from the forest soils and their contribution to the formation and/or growth of fine particles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エアロゾル個数濃度の増減は、太陽光散乱の程度を左右するなど、地球気候に大きな影響を及ぼす。気体分子からエアロゾルが生成される新粒子生成反応は、エアロゾル個数濃度を増やす最も重要な経路である。近年この反応を促進する物質としてアミンが注目されているが、大気中アミンに関する観測例は少なく、その濃度レベルや発生源の理解は乏しい。本研究において、森林土壌からアミンが発生しエアロゾルの生成や成長を促していることが示唆された。このことは、地球陸地面積のおよそ3割を占める森林から発生するアミンが、地球大気のエアロゾル個数濃度のバックグランド値を決定し、地球の気候とその変動に影響を及ぼしている可能性を示唆する。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Origins of free and combined amino acids in the aerosols at an inland urban site in Japan2021

    • Author(s)
      K. Matsumoto, S. Kim, A. Hirai
    • Journal Title

      Atmospheric Environment

      Volume: 259 Pages: 118543-118543

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2021.118543

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simultaneous measurement of methylamine in size-segregated aerosols and the gas phase2021

    • Author(s)
      A. Hirai, K. Matsumoto
    • Journal Title

      Tellus B

      Volume: 73 Issue: 1 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1080/16000889.2021.1875585

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 森林域における大気エアロゾル及びガス態アミン化合物の濃度変動2020

    • Author(s)
      桑原智大,平井亜季,松本潔,中野隆志
    • Organizer
      大気環境学会第61回年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 森林域及び海洋域における大気中アミン化合物の動態2020

    • Author(s)
      桑原智大,平井亜季,渡辺悠也,中野隆志,松本潔
    • Organizer
      日本地球化学会2020年度年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 森林域におけるエアロゾル及びガス態アミン化合物の動態2020

    • Author(s)
      桑原智大,平井亜希,松本潔,中野隆志
    • Organizer
      第6回山岳科学学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 大気エアロゾルおよびガス相中メチルアミンの測定2019

    • Author(s)
      松本潔,平井亜季
    • Organizer
      大気環境学会第60回年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 森林域における大気中アミン化合物の動態2019

    • Author(s)
      桑原智大,平井亜希,松本潔,中野隆志
    • Organizer
      第5回山岳科学学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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