VOC個別成分濃度の実態に基づく大気汚染物質濃度予測の高精度化

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H04287
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 茶谷 聡 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 (40394837)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 國分 優孝 公益財団法人東京都環境公社(東京都環境科学研究所), 環境資源研究科, 研究員(移行) (10792533) ; 星 純也 公益財団法人東京都環境公社(東京都環境科学研究所), 環境資源研究科, 副参事研究員 (70506617)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: VOC / 個別成分濃度観測 / 排出インベントリ / ボックスモデル / 化学輸送モデル

Outline of Annual Research Achievements

VOCの排出量が多い東京都内においても周辺環境の異なる杉並区久我山、江東区新砂、大田区東糀谷、練馬区石神井町、江戸川区鹿骨の5地点を、VOC個別成分濃度の観測地点として選定した。雨天その他特殊な天候の日を避け、2019年度の秋季調査として10月15日～17日、冬季調査として12月9～11日の間、5地点における大気の同時採取を行った。採取時間は18時～6時、6～12時、12～18時の1日3回とし、2日間繰り返して行った。採取された大気に含まれる100種類以上のVOC個別成分をガスクロマトグラフ質量分析計（GC/MS）等で同定した。なお、VOC個別成分のうち、特に東京区部で大気中VOC濃度に占める割合が高いことが確認されているアルデヒド類については別途、DNPH含浸カートリッジに採取し、液体クロマトグラフ質量分析計で同定・定量を行った。これにより、VOC個別成分濃度の空間的・時間的・季節的な変化を明らかにすることができた。
観測を行った期間を含む2019年1年間を対象に、領域気象モデルWRFと領域化学輸送モデルCMAQを用いた3次元大気質シミュレーションによる汚染物質濃度の計算を行えるようにした。対象領域はアジア・日本・関東の3領域とし、解像度はそれぞれ45km、15km、5kmとした。排出量の入力データには、国内外の既存の最新排出インベントリを使用した。濃度の計算値を常時監視局における測定値と比較し、主要汚染物質について良好な再現性を有することを確認した。3次元大気質シミュレーションに加えて、領域化学輸送モデルに含まれる光化学反応部分を抜き出し、光化学反応のみによる各物質の濃度の時間変化を計算することができるボックスモデルも新たに構築した。これにより、観測されたVOC個別成分濃度を計算で解析できる環境を整えることができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り、秋季に1回、冬季に1回のVOC個別成分濃度の調査を実施することができた。VOC個別成分の同定にはやや時間を要しているが、2020年度初めには2回の調査における濃度観測値が出揃う見込みである。また、解析を行うための3次元大気質シミュレーションとボックスモデルについても環境を整えることができた。

Strategy for Future Research Activity

昨年度に引き続き、今年度も春季に1回、夏季に1回調査を行う予定である。また、同定されたVOC個別成分濃度について考察を行うとともに、3次元大気質シミュレーションならびにボックスモデルを用いて解析を行い、排出インベントリやモデルに含まれる光化学反応の問題点を検討する。得られた成果については順次外部発表を行う。