2021 Fiscal Year Final Research Report

Precise analysis of HOx cycle in the air by novel techniques and new development of oxidants and aerosols chemical dynamics

Research Project

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Project/Area Number	16H06305
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Environmental dynamic analysis
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	Kajii Yoshizumi 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (40211156)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤圭国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 室長 (10282815) 中嶋吉弘東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20419873) 中山智喜長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 准教授 (40377784) 森野悠国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (50462495) 坂本陽介京都大学, 地球環境学堂, 助教 (50747342) 定永靖宗大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70391109)
Project Period (FY)	2016-05-31 – 2021-03-31
Keywords	HOxサイクル / オキシダント生成 / オゾン / PM2.5 / エアロゾル / 取り込み係数 / 未知OH反応性 / 過酸化ラジカル
Outline of Final Research Achievements	We succeeded in measuring the reactivity of peroxyl radicals (RO2) for the first time to quantitatively evaluate the rotation speed of the HOx cycle involved in the formation, growth, and aging of oxidants and secondary organic aerosols (SOA) in the real atmosphere. The rate constants in the reaction of RO2 and NO2 under the atmospheric pressure were successfully determined. The uptake coefficient of HO2 radicals into real atmospheric aerosols was measured for the first time. Quantitative evaluation of the interaction between HOx and aerosol showed that this interaction had a significant effect on ozone production. The detailed chemical mechanism was improved based on the results of chamber experiments and field observations. An ozone generation regime direct determination device was constructed and verified in the real atmosphere. Based on these results, the elucidation of the ozone generation mechanism has deepened.
Free Research Field	大気化学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	光化学オキシダントやPM2.5の増加は我国の憂慮すべき最重要環境問題の1つである。オキシダントの前駆物質（窒素酸化物及び揮発性有機化合物）の削減が進んでいるにもかかわらず大気濃度が減少しないことから、環境対策の指針を策定するための科学的な根拠が強く求められている。HOxラジカルの動的挙動を詳細に調べることでオキシダント生成機構の解明を進めエアロゾルとの相互作用を定量評価することにより、環境対策の指針を策定するための科学的な根拠を提案することで社会貢献を目指す。