大気中超微小粒子成分を指標とした発生源影響評価とアジア地域におけるフィールド観測

• Project Area: Impacts of aerosols in East Asia on plants and human health
• Project/Area Number: 23120702
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 関口 和彦 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50312921)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 超微小粒子 / 慣性フィルタ－サンプラー / 移動発生源 / 微小粒子 / 成分分析 / 粒子成長 / キューリーポイントパイロライザー / 海外観測 / 慣性フィルターサンプラー / アーティファクト / 距離減衰

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度実施した慣性フィルター(INF)サンプラーを用いた国内移動発生源観測について、大気中超微小粒子(UFP)から微小粒子(FP)への粒子成長挙動についてさらなる解析を進めるとともに、健康影響指標となる多環芳香族炭化水素(PAH)の迅速分析法の開発、さらに海外におけるUFP濃度把握のために、韓国ソウル市内道路近傍でのフィールド観測を実施した。以下に得られた結果を要約する。
・道路近傍とバックグラウンド大気においてフィールド観測結果をさらに解析した結果、UFPとFPの主要構成成分はそれぞれ炭素成分ならびにイオン成分であり、UFPならびにFP中のOC1とSoot-ECがバックグラウンド大気で高い相関を示していた。これらは、揮発の少ない冬季に観測できる独特の傾向であると考えられ、OC1成分を核にUFPが発生源から移流拡散しFPへ成長している可能性が示唆された。イオン成分である硫酸塩成分は道路近傍からの距離で凝縮しながらUFPの範囲内で濃度割合を増加させる傾向が示唆されたが、これは大粒径側への成長速度が遅いことを示しており、UFPは成長速度の違いで発生源影響の受け方が異なることが明らかとなった。
・韓国ソウル市内において、道路近傍ならびにバックグラウンド大気でのUFPとFPの大気観測を実施した。観測場所は、日本における冬季観測状況と近い条件を設定しその傾向を観察した。その結果、韓国ソウル市ではUFP、FPともに日本よりも高い炭素成分濃度を示したが、UFPの炭素フラクション濃度は近い変動傾向を示した。
・標準PAH試料を用いてキューリーポイントパイロライザー(CPP)-GC/MS法を検討した結果、フィルター上のPAH成分に対する簡易分析の可能性が示唆された。この時、最適な熱脱離温度、熱脱離時間、ガス流量はそれぞれ、386℃、10 s、20 mL/minと決定された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Carbonaceous and ionic components in ultrafine and fine particles at four sampling sites in the vicinity of roadway intersection (2013)
  • Author(s): K. H. Kim, K. Sekiguchi et al.
  • Journal Title: Atmos. Environ. Volume: 74 Pages: 83-92
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2013.03.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differences of chemical species and their ratios between fine and ultrafine particles in the roadside environment (2012)
  • Author(s): S. Kudo, K. Sekiguchi et al.
  • Journal Title: Atmos. Environ. Volume: 62 Pages: 172-179
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2012.08.039
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gas/particle partitioning of low-molecular-weight dicarboxylic acids at a suburban site in Saitama, Japan (2012)
  • Author(s): L.Bao, M.Matsumoto, T.Kubota, K.Sekiguchi, et al
  • Journal Title: Atmospheric Environment Volume: 47 Pages: 546-553
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2009.09.014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Daytime meteorological structures causing elevated photochemical oxidants concentrations in north Kanto, Japan (2011)
  • Author(s): Hosoi S., Yoshikado H., Sekiguchi K., Wang Q., Sakamoto K
  • Journal Title: Atmospheric Environment Volume: 45 Issue: 26 Pages: 4421-4428
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2011.05.039
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial distributions of ultrafine particles and their behavior and chemical composition in relation to roadside sources (2011)
  • Author(s): Shinji Kudo, Kazuhiko Sekiguchi, Kyung Hwan Kim, Kazuhiko Sakamoto
  • Journal Title: Atmospheric Environment Volume: 45 Issue: 35 Pages: 6403-6413
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2011.08.021
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 発生源近傍におけるPM0.1およびPM2.5の成分別大気挙動 (2013)
  • Author(s): 関口和彦
  • Organizer: 第6回環日本海域の環境シンポジウム
  • Place of Presentation: 北國新聞会館（金沢）
  • Year and Date: 2013-03-02
  • Invited
• [Presentation] 大気中超微小粒子捕集における慣性フィルターサンプラーの性能評価 (2012)
  • Author(s): 関口和彦, 桜井健治, 王青耀
  • Organizer: 第53回大気環境学会年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学（横浜）
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] 道路近傍からの距離にともなうPM2.5およびPM0.1の化学成分変化 (2012)
  • Author(s): 関口和彦, 木下勝利史, 金庚煥, 工藤慎治, 王青耀
  • Organizer: 第53回大気環境学会年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学（横浜）
  • Year and Date: 2012-09-12
• [Presentation] 道路近傍からの距離にともなう大気中超微小粒子の化学成分変化 (2012)
  • Author(s): 関口和彦, 木下勝利史, 金庚煥, 工藤慎治, 王青躍
  • Organizer: 第29回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • Place of Presentation: 北九州学術研究都市会議場（北九州）
  • Year and Date: 2012-08-30
• [Presentation] 慣性フィルターサンプラーを用いた大気中超微小粒子捕集におけるガス吸着量の評価 (2012)
  • Author(s): 関口和彦, 桜井健治, 王青躍
  • Organizer: 第29回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • Place of Presentation: 北九州学術研究都市会議場（北九州）
  • Year and Date: 2012-08-28
• [Presentation] 交差点付近からのPM_<2.5>およびPM_<0.1>の成分別距離減衰 (2011)
  • Author(s): 関口和彦, 金庚煥, 工藤慎治, 木下勝利史, 坂本和彦, 王青耀
  • Organizer: 第52回大気環境学会年会
  • Place of Presentation: 長崎大学(長崎)
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Presentation] 道路沿道ならびにバックグラウンド大気におけるPM_<2.5>とPM_<0.1>の化学成分挙動 (2011)
  • Author(s): 関口和彦, 木下勝利史, 工藤慎治, 金庚煥, 坂本和彦, 王青耀
  • Organizer: 第52回大気環境学会年会
  • Place of Presentation: 長崎大学(長崎)
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Presentation] 交差点付近の道路近傍におけるPM_<0.1>とPM_<2.5>の化学成分に関する研究(1)-炭素成分の挙動- (2011)
  • Author(s): 関口和彦, 金庚煥, 工藤慎治, 木下勝利史, 王青躍
  • Organizer: 第28回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(堺)
  • Year and Date: 2011-08-29
• [Presentation] Influence of intersection on chemical composition of atmospheric particulate matters observed at roadside environment in urban area (2011)
  • Author(s): K.H.Kim, K.Sekiguchi, et al
  • Organizer: 7th Asian Aerosol Conference
  • Place of Presentation: 西安(中国)
  • Year and Date: 2011-08-19
• [Presentation] Diurnal variation of chemical composition in ultrafine and fine particles in urban area (2011)
  • Author(s): K.H.Kim, T.Okamoto, S.Sato, R.Ortiz, K.Sekiguchi, et al
  • Organizer: 7th Asian Aerosol Conference
  • Place of Presentation: 西安(中国)
  • Year and Date: 2011-08-19
• [Presentation] Emission source of atmospheric ultrafine particles clarified by simultaneous sampling and data comparison with PM_<2.5> (2011)
  • Author(s): K.Sekiguchi, et al
  • Organizer: 7th Asian Aerosol Conference
  • Place of Presentation: 西安(中国)
  • Year and Date: 2011-08-17
• [Presentation] 交差点付近の道路近傍におけるPM_<0.1>とPM_<2.5>の化学成分に関する研究(2)-イオン成分の挙動- (2011)
  • Author(s): 金庚煥, 関口和彦, 工藤慎治, 木下勝利史, 王青躍
  • Organizer: 第28回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(堺)
  • Year and Date: 2011-08-12
• [Remarks] 埼玉大学研究者総覧
  • URL: http://s-read.saitama-u.ac.jp/researchers/pages/researcher/BmgNsmBx