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Elucidation of aging process of aerosols containing iron of combustion origin: an approach using land-sea breeze circulation

Research Project

Project/Area Number 19K12297
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

IWAMOTO Yoko  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 准教授 (60599645)

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: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords燃焼起源エアロゾル / 微量金属成分 / 主要イオン成分 / 粒径分布 / 濃縮係数 / 固定発生源 / 瀬戸内海 / 大気エアロゾル / 燃焼起源鉄 / 連続観測 / バルク化学分析 / 個別粒子分析 / エアロゾル / 船舶排ガス / エイジング
Outline of Research at the Start

鉄は海洋の植物プランクトンの生長に欠かせない元素である。大気中に浮遊する微粒子(エアロゾル)には、鉄を含むものが存在する。鉄を含むエアロゾルが海洋表面に沈着すると、植物プランクトンの生長を促し、海洋の二酸化炭素吸収能を向上させる可能性がある。本研究では、エンジンや製鉄過程から放出される燃焼起源の鉄を含むエアロゾルに着目する。エアロゾル中の燃焼起源鉄の形態・混合状態・化学種が、大気輸送中の物理・化学的変質(エイジング)を経ることでどのように変化するかを調査し、エイジング過程が植物プランクトンに利用可能な「海水中で溶けやすい鉄」の沈着量に与える影響を定量化する。

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the aging process of atmospheric aerosol particles containing iron of combustion origin, we analyzed atmospheric aerosol samples collected at a coastal site near the source of iron of combustion origin and at an inland site affected by land-sea breeze circulation. The concentration of water-soluble Fe was highly correlated with that of non-sea salt sulfate, indicating that anthropogenic contribution is significant. In addition, it was confirmed that mixing of water-soluble Fe with anthropogenic sulfate, i.e., aging process, proceeded during transport from the correlation of concentration with multiple components and morphological observation. A steel mill, a major stationary source of iron of combustion origin near the coastal site, shut down its blast furnace during the observation period. As a result, the total and water-soluble iron in aerosols at the coastal site decreased by 70% and 53%, respectively.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

鉄は、海洋による炭素吸収の一部を担う植物プランクトンの生長を支える必須元素である。大気中の燃焼起源鉄は人為起源の酸性物質と共存する機会が多く、より溶けやすい生物利用可能な鉄の海洋への供給源として着目されている。本研究課題は燃焼起源鉄の主要な発生源に近い瀬戸内海の沿岸サイトと海陸風循環の影響を受ける内陸サイトにおいて、大気中の鉄を含む微粒子の動態を観測し、大気輸送中に燃焼起源鉄と人為起源の酸性物質との混合が進むことを確かめた。また、製鉄所の高炉停止という燃焼起源鉄の主要な発生源の消失が、大気エアロゾル中の鉄濃度を顕著に減少させることを確かめた。

Report

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

    (11 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Open Access: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Decadal vision in oceanography 2021: Air―sea boundary2021

    • Author(s)
      岩本洋子,相木秀則,磯口治,大林由美子,近藤文義,近藤能子,西岡純
    • Journal Title

      Oceanography in Japan

      Volume: 30 Issue: 5 Pages: 199-225

    • DOI

      10.5928/kaiyou.30.5_199

    • NAID

      130008131951

    • ISSN
      0916-8362, 2186-3105
    • Year and Date
      2021-11-15
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 海洋大気エアロゾルの沈着・生成とその気候影響に関する研究2021

    • Author(s)
      岩本 洋子
    • Journal Title

      海洋化学研究

      Volume: 34 Pages: 4-10

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Detection of Aerosol Particles from Siberian Biomass Burning over the Western North Pacific2020

    • Author(s)
      Yoshizue Momoka、Taketani Fumikazu、Adachi Kouji、Iwamoto Yoko、Tohjima Yasunori、Mori Tatsuhiro、Miura Kazuhiko
    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 11 Issue: 11 Pages: 1175-1175

    • DOI

      10.3390/atmos11111175

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 海洋起源エアロゾル粒子の雲凝結核への寄与2020

    • Author(s)
      岩本 洋子
    • Journal Title

      エアロゾル研究

      Volume: 35 Pages: 192-198

    • NAID

      130007925093

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Individual particle analysis of marine aerosols collected during the North-South transect cruise in the Pacific Ocean and its marginal seas2019

    • Author(s)
      10.Yoshizue, M., Iwamoto, Y., Adachi, K., Kato, S., Sun, S., Miura, K., Uematsu, M.
    • Journal Title

      Journal of Oceanography

      Volume: 75 Issue: 6 Pages: 513-524

    • DOI

      10.1007/s10872-019-00519-4

    • NAID

      40022068124

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 東広島における大気エアロゾル中のリン酸の季節変動2021

    • Author(s)
      岩本洋子, 広田真子, 竹田一彦, 佐久川弘
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 東広島における雲凝結核数濃度の通年観測 -西之島火山噴火の影響を交えて-2021

    • Author(s)
      海塚収英, 岩本洋子, 竹田一彦, 三浦和彦
    • Organizer
      日本地球化学会年会第68回年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 海洋大気エアロゾルの沈着・生成とその気候影響に関する研究2020

    • Author(s)
      岩本洋子
    • Organizer
      海洋化学研究所秋季講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 東広島で観測された大気エアロゾルの雲凝結核特性2020

    • Author(s)
      海塚収英, 岩本洋子, 竹田一彦, 三浦和彦
    • Organizer
      第25回大気化学討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 東広島における大気エアロゾル中のリン酸の季節変動2020

    • Author(s)
      岩本洋子, 広田真子, 竹田一彦, 佐久川弘
    • Organizer
      第37回エアロゾル科学技術研究討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 粒子状物質を介した大気海洋間の物質循環過程-日本大気化学会奨励賞受賞記念講演-2019

    • Author(s)
      岩本洋子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited

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

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