Organic nitrogen aerosol in the marine atmosphere: Which factors control the amount of organic nitrogen in marine microbial activity?

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04233
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Miyazaki Yuzo 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60376655)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 光次 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (40283452) ; 山下 洋平 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50432224)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 有機態窒素 / 大気エアロゾル / 窒素固定生物 / 反応性窒素 / アンモニア

Outline of Final Research Achievements

Shipboard measurements of atmospheric aerosols and surface seawater in the subtropical North Pacific indicated that organic nitrogen, produced and exuded by nitrogen-fixing microorganisms in surface seawater, significantly contributed to the formation of atmospheric organic nitrogen aerosols. Laboratory experiments of incubation of nitrogen-fixing microorganisms followed by atmospheric measurements confirmed sea-to-air emissions of organic nitrogen associated with the growth of nitrogen-fixing microorganisms. Furthermore, the experiment revealed that the emission of organic nitrogen, mainly consisted of highly-volatile, basic components, increased during the decay of microorganisms.

Free Research Field

大気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

海洋大気の反応性窒素については、人間活動等により放出され大気輸送の後、海洋や陸域へ沈着し海洋生態系に影響を与える成分として、これまで無機態窒素（硝酸やアンモニア）のみが考慮されてきた。本研究の成果から、海洋-大気間における反応性窒素の収支や海洋上の大気の酸性度・光化学反応場を理解する上で、時期や海域（特に貧栄養塩海域）によっては海洋表層の微生物活動、特に窒素固定生物の活動に由来する大気有機態窒素の放出・生成が重要であることが初めて示唆された。