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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of the Electrostatic Charging State of Ambient Aerosols

Research Project

Project/Area Number 26340010
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

奥田 知明  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30348809)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords環境分析 / 大気汚染防止・浄化 / 環境質定量化・予測 / エアロゾル / 帯電状態
Outline of Annual Research Achievements

大気エアロゾルは、呼吸によって生体内に入り込み健康に悪影響を及ぼすことが知られている。エアロゾルの帯電状態については、それが粒子の生体沈着に関わるため重要であるにも関わらず、ほとんど研究が進んでいない。そこで本研究では、実環境大気エアロゾルの帯電状態を解明することを目的として、その計測手法の開発を行った。平成28年度は、電気移動度法を用いた実環境大気中エアロゾルの帯電状態の測定を進め、下記に示す重要な成果を得た。

荷電中和器を通したエアロゾル粒子のうち、荷電数0の粒子の存在割合は25~30%の範囲となり、測定日による違いは最大で5%の範囲に収まることがわかった。また、測定日による荷電分布のパターンは互いによく類似していた。したがって中和器を通過させた際には、概ね一定の荷電分布を持った粒子群を平行板デバイスに導入することができているといえる。また、中和器を通過させると粒子の荷電分布はやや負の側に偏ることがわかった。これは正負のイオン移動度の差によるものと考えられる。一方、実環境大気中エアロゾルの荷電分布の測定結果は、中和器を通過させた場合の結果とは異なっていた。例えば荷電数0の粒子の存在割合は20~40%の範囲となった。また、荷電分布はやや負の側に偏っていた。

次に、エアロゾルの帯電状態に対する湿度の影響を検討した。その結果、絶対湿度が低い日には、荷電数0の粒子の存在割合が増加することがわかった。また、荷電分布の形状は、測定日や気象条件が変化しても、やや負側にシフトしたボルツマン平衡荷電分布に常に類似しており、ほとんどの粒子は±3価の範囲で荷電していた。荷電数0の粒子の存在割合と絶対湿度の相関は高かった(r2 = 0.86) が、相対湿度との相関は低かった (r2 = 0.27)。これより、エアロゾルの帯電状態は相対湿度ではなく絶対湿度に大きく影響されている可能性が示された。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] PM2.5 induced airway inflammation and hyperresponsiveness in NC/Nga mice2017

    • Author(s)
      Ogino, K., Nagaoka, K., Okuda, T., Oka, A., Kubo, M., Eguchi, E., Fujikura, Y.
    • Journal Title

      Environmental Toxicology

      Volume: 32 Pages: 1047-1054

    • DOI

      10.1002/tox.22303

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 環境大気エアロゾルの帯電状態測定の現状と展望2017

    • Author(s)
      奥田知明
    • Journal Title

      クリーンテクノロジー

      Volume: 27 Pages: 37-40

  • [Journal Article] On-line measurement of the surface area concentration of aerosols in Yokohama, Japan, using the diffusion charging method2016

    • Author(s)
      Hatoya, K., Okuda, T., Funato, K., Inoue, K.
    • Journal Title

      Asian Journal of Atmospheric Environment

      Volume: 10 Pages: 1-12

    • DOI

      10.5572/ajae.2016.10.1.001

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Factors controlling the variation of aerosol surface area concentrations measured by a diffusion charger in Fukuoka, Japan2016

    • Author(s)
      Okuda, T., Yamazaki, H., Hatoya, K., Kaneyasu, N., Yoshino, A., Takami, A., Funato, K., Inoue, K., Nishita, C., Hara, K., Hayashi, M.
    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 7 Pages: 33

    • DOI

      10.3390/atmos7030033

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Aerosol surface area concentrations measured by a diffusion charger in Fukuoka, Japan2016

    • Author(s)
      Okuda, T., Yamazaki, H., Hatoya, K., Kaneyasu, N., Yoshino, A., Takami, A., Funato, K., Inoue, K., Nishita, C., Hara, K., Hayashi, M.
    • Organizer
      26th V.M.Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2016-06-29
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Tomoaki OKUDA, Ph.D.

    • URL

      http://www.applc.keio.ac.jp/~okuda/

  • [Remarks] Research Topics:環境大気中エアロゾルの帯電状態の測定

    • URL

      http://www.applc.keio.ac.jp/~okuda/research/index.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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