2016 Fiscal Year Research-status Report
大気汚染物質沈着量に対するソース・レセプター解析手法の新展開
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16K21690
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
板橋 秀一 一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (10714537)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 沈着量 / ソース・レセプター解析 / 化学物質輸送モデル / トレーサー法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の初年度となる本年度は間接感度解析法による簡便なソース・レセプター解析の実施，トレーサー法によるソース・レセプター解析手法の開発の2点を研究計画としており，ほぼ計画通りに研究を進展させることができた．
間接感度解析法とは，対象とする発生源の排出量を増減させることでその応答を評価する手法であり，ここでは最も簡単に対象とする排出量をゼロとしたゼロ・アウト法を採用した．対象とした発生源は，国内外の影響を評価するため，日本および中国とした．化学反応過程にほぼ線形性を仮定できる硫酸塩について通年スケールのゼロ・アウト法を実施をした．間接感度解析法の実施を通じ，排出量変化に対する大気中濃度と沈着量の応答の知見を予め得ておくことができた．
トレーサー法は大気中濃度に適用した手法を乾性・湿性沈着量について応用可能であった．開発された手法をもとにしたソース・レセプター解析結果は，間接感度解析法から得られた結果と比較することで検証を行った．硫酸塩の生成について，液相反応過程も重要となる冬季においては非線形性も見られたが，冬季における硫酸塩の大気中濃度と乾性・湿性沈着量は小さいため，通年スケールの計算において妥当であると判断した．本研究の目指す乾性・湿性沈着量に対するソース・レセプター解析手法として，計算負荷が小さいトレーサー法を確立することができた．
トレーサー法による大気中濃度と沈着量のソース・リセプター関係の通年スケールでの定量的評価結果については，学術論文としてとりまとめを行った．大気中の寿命の長い硫酸塩については，大気中濃度も沈着量も，国内より国外の寄与のほうが大きいことが示された．また，排出高度の高い火山は特に湿性沈着量について重要な発生源であることが明らかとされた．
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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
初年度の研究計画である間接感度解析法による簡便なソース・レセプター解析の実施，および，トレーサー法によるソース・レセプター解析手法の開発を進展させることができた．
ゼロ・アウト法の実施にあたっては，硝酸塩は化学反応過程における非線形性が強いため，硫酸塩のみを対象とした．そのため，来年度に計画予定としていた開発したトレーサー法によるソース・レセプター関係の通年スケールでの定量的評価を，硫酸塩に限定することで前倒しで進展させた．
開発されたトレーサー法は硝酸塩についても適用可能であるので，その検証について間接感度解析法の実施を進める．具体的には，硝酸塩の生成に係る窒素酸化物（NOx）とアンモニア（NH3）の排出量の一律削減や一方のみの削減などの感度実験を行うことで，硝酸塩の生成過程における排出量に対する大気中濃度と沈着量の応答の知見を得ることを目標とする．
以上の理由により（2）おおむね順調に進展している，と進捗状況について報告する．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に基づき，もう一つの有力なソース・レセプター解析手法である直接感度解析法の開発に着手する．初年度においては開発したトレーサー法による通年計算を硫酸塩に対して実施できたので，通年計算結果から大気中濃度や沈着量が大きくなるいくつかの事例を検索する．対象とするエピソードは，直接感度解析法の解析対象とする．加えて，間接感度解析法とトレーサー法との比較・検証から，冬季における液相反応過程における硫酸塩生成の非線形性が示されたので，直接感度解析法による非線形性の解析対象として冬季のエピソードを視野に入れる．
また，硝酸塩については上述の通り，NOxとNH3の排出量に対する感度実験を通じ，大気中濃度と沈着量の応答の知見を得る．開発したトレーサー法を適用することでソース・レセプター関係を明らかとすることを目指す．
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