2016 Fiscal Year Research-status Report
高温プラズマジェットを用いた大気エアロゾルのリアルタイム気化システムの開発
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15K16117
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
関本 奏子 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 助教 (40583399)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | コロナ放電 / プラズマジェット / 質量分析 / ヘリウム / プロトン移動反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大気エアロゾル質量の大きな画分を占める有機酸の大気中挙動の把握は，環境動態解析学分野の重要な課題であるが，エアロゾル相の有機酸を高感度かつリアルタイムに計測する手法の確立には至っていない．今年度は，昨年度に最適化した高温ヘリウムガス流気化システムと精密コロナ放電イオン化質量分析計を用い，プラズマジェット内で起こる凝縮相試料（アミノ酸）のイオン化特性を評価した．イオン化特性は以下のようにまとめられる．
a.プラズマジェット内で主に生成するイオン種は（脱）プロトン化分子である．その他，酸素原子付加イオン，水素原子脱離イオン，大気成分由来の正負イオンの付加体，フラグメントイオン等が発生する．
b.ジェット内で生成するイオン強度は，ジェットが発生しない場合と比較して，5～1000倍増加する．強度の増加率は，試料に依存する．
c.ジェット内で発生する大量の励起ヘリウムは，試料の過剰なフラグメンテーションを起こさない．
その他，化学イオン化質量分析法の一つであるプロトン移動反応質量分析（PTR-MS）法による，大気中の揮発性有機化合物（VOC）の包括的定量測定法を確立した．現在は，米国立海洋大気庁地球システム研究所化学領域（NOAA ESRL, CSD）が主催する野外観測プロジェクト（FIREX）に参画している．ここでは，精密コロナ放電イオン源による高感度リアルタイム測定法と包括的定量測定法を利用し，森林火災で発生する種々の化学物質（有機酸やVOC）の大気中挙動の解明に取り組んでいる．
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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
昨年度の実施状況報告書に記載した今後の「研究推進方策」に従い，平成28年度に遂行すべき研究項目は達成された．すなわち，気化システムを組み合わせた精密コロナ放電イオン化質量分析法のイオン化特性を調査し，凝縮相試料の高感度測定に有用であることが見出された．また，研究計画内容以外にも，PTR―MS法によるVOCの包括的測定法をも確立することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は，これまでの研究で得られた手法を活用し，森林火災で発生する化学物質の大気中挙動の解明に取り組む．具体的には，高温の燃焼状態から低温の煙状態への変化に伴い，(a) どのような化学物質が発生するのか，(b) ヒドロキシラジカルとの反応性および二次有機エアロゾルの生成能はどのように変化するのかを追究する．
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| Causes of Carryover |
米国立海洋大気庁での実験が順調に進み，イオン源を改良する段階に至った．米国での研究を効率良く行うために，研究費を前倒しした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
米国立海洋大気庁が所有する質量分析計に適合するイオン源部品の改良に利用する．
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