Development of a source assessment method for oxygenated volatile organic compounds using isotopic anatomy

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03610
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: YAMADA Keita 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (70323780)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 麻悠子 東京工業大学, 理学院, 研究員 (20647664) ; ジルベルト アレキシー 東京工業大学, 理学院, 准教授 (20726955)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 含酸素揮発性有機化合物 / 部位別安定同位体分析 / 都市大気

Outline of Final Research Achievements

A method was established to determine the position specific carbon and hydrogen isotopic composition of volatile organic compounds (VOCs) present in the atmosphere at ppt to ppb levels. This method was applied to acetic acid in air and rainwater, and the sources of atmospheric acetic acid in urban areas were discussed. It was suggested that the carbon isotopic composition of the carboxyl groups may change significantly during the collection and concentration process of atmospheric acetic acid. Conventional measurements of the molecular bulk carbon isotopic composition of acetic acid may be influenced by the carbon isotopic composition of the carboxyl groups. Isotopic measurements focusing on the methyl group are critical for discussing the source of acetic acid.

Free Research Field

有機地球化学・環境化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、大気有機分子の発生源や反応履歴を議論するために、分子バルクの安定同位体組成分析が用いられる。本研究では、いくつかの重要な大気中有機分子について分子内位置別の炭素・水素同位体組成分析を実現し、大気化学分野における大気成分の発生源推定に対してより詳細な議論が可能であることを示した。本研究で確立した方法は、宇宙地球化学分野における地下圏炭化水素や地球外物質の生物・非生物判別、食品化学分野における食品原料の起源推定、健康科学・医学分野における違法薬物検出やドーピング検査への展開も期待される。