Development of an online analysis method for measuring refractory sulfate and organic aerosols
| Project/Area Number |
20H04310
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三澤 健太郎 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (10431991)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
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| Keywords | 環境分析 / 難揮発性エアロゾル / 質量分析計 / 熱脱離 / オンライン分析 |
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| Outline of Research at the Start |
エアロゾルの直接・間接効果は気候変動予測において重要である。本研究では、レーザー脱離型エアロゾル質量分析計を構築し、難揮発性成分を含む硫酸塩・有機エアロゾル濃度のオンライン定量法を確立することを目的とする。粒子捕集やレーザー脱離条件を最適化し、複数の化学種が混合した粒子の分類法を開発することが重要な課題となる。本装置を用いて大気観測を行い、グローバルなエアロゾル収支の理解に向けた基盤構築も目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Sulfate and organic compounds contribute to the major fraction of fine particle mass in the atmosphere. We have developed a novel particle mass spectrometer to measure non-refractory and refractory sulfate and organic compounds (rTDMS). Aerosol particles introduced into a vacuum chamber are collected on a cup-shaped graphite particle collector. A focused carbon dioxide laser coupled with the graphite collector enables a high desorption temperature (~1200 K). The temporal profiles of ion signals associated with increases in the temperature of the graphite collector were analyzed to separately quantify non-refractory and refractory sulfate compounds. We have also proposed a new method to quantify sodium and potassium salts (nitrate, chloride, and sulfate) using the rTDMS. The laboratory experiments demonstrated the proof of concept under well-controlled conditions. Further modifications are needed to deploy the rTDMS for ambient measurement of sea salt particles.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
硫酸塩と有機物は微小エアロゾルの主成分であり、グローバルな対流圏に普遍的に存在する。エアロゾルの直接・間接効果は、気候変動予測の主要な不確実要因となっている。本研究で開発した装置において、グラファイト製粒子捕集体と炭酸ガスレーザーの効果的な組み合わせにより、従来法では困難であった難揮発性硫酸塩エアロゾルのオンライン定量が初めて可能となった。本装置を広域大気観測に応用することで、難揮発性成分を含む硫酸塩・硝酸塩・有機エアロゾルの全体像の解明に貢献することが期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(6 results)
