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Identification of sources of anthropogenic aerosols using vanadium composition and lead isotope ratio origin from coal combustion

Research Project

Project/Area Number 20K05585
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

YAMAMOTO Yuhei  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (30571228)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsエアロゾル / 湿性沈着 / 微量金属元素 / 同位体比 / 遠隔山岳 / 人為起源物質 / 微量元素 / 鉛同位体比 / 遠隔山岳地域 / 人為エアロゾル / Pb同位体比 / 固相抽出法 / トレーサー / 化石燃料燃焼
Outline of Research at the Start

2016年から2018年にかけて四国および本州の日本海沿いの遠隔山岳地域の降雪試料中に観測された石炭燃焼由来のバナジウム(V)と石炭燃焼トレーサーである鉛(Pb)の良好な相関関係を活用して、長距離輸送由来と近距離由来の人為エアロゾルの高精度な発生源識別トレーサーの確立をめざす。
そのため同一降雪イベントにおける複数山岳地域での同時試料採取を実施し、降雪試料中の水溶性・非水溶性画分中の微量元素をそれぞれ分析し、V-Pb相関関係とPb同位体比を用いた発生源寄与率の算出および地理的・気象的条件別分布状況の把握を行う。

Outline of Final Research Achievements

59 wet depositions were collected in mountain and urban areas in Shikoku and Chugoku regions. Concentrations of trace elements and Pb isotope ratios in the wet depositions were measured. Our results showed that the chemical composition in the mountain areas of Shikoku was almost the same composition as in the mountain area of Chugoku area, and that the relative concentrations of V and Cd in the urban areas were larger than those of the mountain area, indicating a contribution from short-range transport. Concentrations of V and Pb show two linear correlations with two different slopes depending on the route of the air mass, when the contribution of long-range transport was dominant. Whereas the contribution from short-range transport was found, the concentrations of V and Pb showed no correlation. Pb isotopic ratios of mountain areas indicated a contribution from long-range transport. The Pb ratios of urban areas indicated a contribution from short-range transport.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

同一降水イベンドでは空気塊の遠方経路が共通しているためそれぞれの地点で長距離輸送の寄与は同じであるのに対して、近距離輸送の寄与は地理的要因によって地点ごとに異なる。この共通点と相違点を利用することで国内からの近距離輸送の寄与の検出ツールとして微量元素組成が有用であることを示した点は、本研究の学術的意義である。エアロゾル研究において発生源が近距離(国内)か長距離(国外)かを識別することは重要な課題であり、同位体分析等の高度な分析方法を要していた。それが比較的簡便な濃度分析によって可能になることで、エアロゾルの発生源に関するデータの充実が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Investigation of the concentration ratios of anthropogenic metal elements in fresh snow at mountain area as a tracer for the discrimination between short- and long-range transport contributions2023

    • Author(s)
      Yamamoto Yuhei、Oka Kentaro、Tokoro Shunichi、Nishii Naomichi、Kikuchi Yoichi、Nishimoto Jun、Imai Shoji
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 39 Issue: 5 Pages: 679-687

    • DOI

      10.1007/s44211-022-00261-w

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ノビアスキレートPA-1固相抽出-二重収束型多重検知ICP-MS法を用いた四国・中国地方において同時採取した夏季降雨中の鉛同位体比による発生源の識別2022

    • Author(s)
      所 俊一, 山本 祐平, 中田 亮一, 村瀬 遼亮, 田中 稜真, 今井 昭二
    • Organizer
      第82回分析化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 2020年度冬期に四国山岳, 瀬戸内沿岸, 広島県北部, 岩手県山岳で採取した降雪, 降雨及び樹氷中の非水溶性物質の酸分解―ICP-MS及びGFAAS法による無機微量元素の研究2022

    • Author(s)
      西井 直道, 山本 祐平, 豊澤 大夢, 岡 健太郎, 所 竣一, 西本 潤, 菊地 洋一, 今井 昭二
    • Organizer
      第82回分析化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 西日本の山岳地域の冬季湿性沈着中の鉛同位体比分析に基づく人為エアロゾルの発生源解析2022

    • Author(s)
      山本 祐平, 村瀬 遼亮, 所 俊一, 中田 亮一, 永石 一弥, 今井 昭二
    • Organizer
      日本分析化学会第71年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 山岳地域における湿性沈着中の鉛同位体比測定に基づく大気中鉛の発生源解析2021

    • Author(s)
      山本祐平
    • Organizer
      2021年日本化学会中国四国支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 遠隔山岳地域における湿性沈着中の鉛同位体比測定に基づく大気中鉛の発生源解析2021

    • Author(s)
      山本祐平、村瀬遼亮、中田亮一、永石一弥、今井昭二
    • Organizer
      日本分析化学会第70年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 四国山岳地域で採取した降雨中に含まれるNiおよびV2020

    • Author(s)
      山本祐平、村瀬遼亮、岡健太郎、今井昭二
    • Organizer
      第69回分析化学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 四国の山岳地域で同日採取した雪および樹氷中の高分解能MC-ICP-MSを用いた鉛同位体比2020

    • Author(s)
      村瀬遼亮、田中遼真、中田亮一、永石一弥、山本祐平、今井昭二
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 四国の山岳地域における冬季湿性沈着試料中の非水溶性CdおよびPb2020

    • Author(s)
      山本 祐平、檜垣 敦哉、今井 昭二
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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