火山ガスの広域輸送と中部山岳域における硫酸エアロゾル生成量および水銀の動態解明
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21K04319
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
渡辺 幸一 富山県立大学, 工学部, 教授 (70352789)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 二酸化硫黄 / 過酸化水素 / 火山 / 水銀 / 立山 / 乗鞍岳 / ヘリコプター / エアロゾル / 酸化剤 / 山間部 / 硫酸エアロゾル / 火山ガス / 過酸化物 |
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| Outline of Research at the Start |
活発化している活火山の噴煙は，広域的に輸送され国内の大気環境へ大きく影響していることが懸念されるが，これまで火山由来の影響は過小評価されてきた。火山ガスに多量に含まれる二酸化硫黄は中部日本の高所にまで輸送され，硫酸塩生成に大きく影響する。また，広域的に水銀を輸送することにもなるが，火山由来の寄与については不明である。本研究では，火山活動による二酸化硫黄排出状況を把握しながら，二酸化硫黄の酸化能力を評価し，噴煙の鉛直・空間的分布を理解すると共に，微量気体成分，エアロゾル粒子，雲水の成分測定行い，硫酸エアロゾル生成量や水銀の動態を解明し，火山由来成分の広域輸送と大気環境への影響を評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年に引き続き、富山県立大学内（富山県射水市）および富山県小矢部市の中山間部において、微量気体成分およびエアロゾル粒子の観測を、また、夏季から秋季の立山・室堂平（標高2450m）においてパッシブサンプラーにより霧水の採取・分析を行った。2022年夏季には乗鞍岳宇宙線観測所（標高2770m）においても霧水・降水、エアロゾルの観測を行った。2021年と比較すると、2022年はアジア大陸からの人為由来汚染の影響が大きかった。また、二酸化硫黄やエアロゾル粒子個数濃度の測定結果から、桜島の噴煙由来の影響と考えられる高濃度現象が観測された。
立山・室堂平における霧水の酸性度や硫酸イオン濃度は、2010年以前と比べ大幅に低かったが、2021年と同様に硝酸イオン濃度が占める割合が上昇傾向であった。2022年夏季の乗鞍岳で、約20年ぶりに採取した霧水試料中の硫酸イオン濃度は、2000年以前よりも大きく低下していた。主に日本国内の大気汚染が軽減されたためと考えられる。また、夏季の室堂周辺の汚れ雪試料を未濾過で冷蔵保存中に、pHが大きく低下し硫酸イオンが大幅上昇する現象が確認された。
2022年5月25日に小型ヘリコプター（R44型ヘリコプター）を利用した射水市上空の大気観測を実施した。当日は主に国内由来の汚染物質の影響により、微小粒子個数濃度やホルムアルデヒド、オゾン濃度が比較的高かったが、二酸化硫黄は比較的低濃度であった。過酸化水素濃度は、二酸化硫黄濃度よりも十分に高く、二酸化硫黄の液相での酸化能力が非常に高かったものと考えられる。ガス状水銀はバックグランド濃度程度（あるいは若干高かった）であった。
過去に実施したエアロゾル粒子個数濃度や微生物粒子数の観測結果について、黄砂や火山灰の影響を受けたデータの特徴について詳しく解析し、学術論文への投稿を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年には実施できなかった乗鞍岳で観測が可能となり、貴重なデータが多く得られた。立山・室堂周辺の汚れ雪について未濾過で冷蔵保存中に硫酸が多量に生成する大変興味深い現象が確認された。また、以前に観測したエアロゾル粒子個数濃度や微生物粒子の影響について詳しく検討し、学術論文の投稿を行うことができた。ただし、桜島の火山活動が比較的不活発であったことなどから、火山噴煙の影響を捉えられた事例は比較的少なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度についても昨年度と同様の観測を継続して行う。立山においては、霧水・降水の採取・分析だけでなく、電源の確保を行い、微量気体成分やエアロゾル粒子の計測を行う。乗鞍岳においても昨年度と同様、集中観測を行う予定である。また、特に火山噴煙の影響が懸念される事例についてヘリコプターを利用した上空大気観測を行い、二酸化硫黄とその酸化剤、水銀、エアロゾル粒子などの動態について高度別に詳しく評価する。
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Report
(2 results)
Research Products
(22 results)
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[Presentation] Measurements of hydrogen peroxide and formaldehyde concentrations over Toyama Prefecture in central Japan2021
Author(s)
Watanabe, K, Yang, L., Nakamura, S., Otani, T., Mori, K.
Organizer
16th IGAC Conference, Atmospheric Chemistry from a Distance: Real Progress through Virtual Interaction
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Int'l Joint Research
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