エアロゾル前駆体の実時間計測による二次有機エアロゾル生成過程の解明

• 研究領域: 東アジアにおけるエアロゾルの植物・人間系へのインパクト
• 研究課題/領域番号: 20120003
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 廣川 淳 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 准教授 (20262115)
• 研究分担者: 猪俣 敏 独立行政法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (80270586) ; 高橋 けんし 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (10303596)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 78,520千円 (直接経費: 60,400千円、間接経費: 18,120千円); 2012年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2011年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2010年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円); 2009年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2008年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
• キーワード: エアロゾル / 揮発性有機化合物 / 二次有機エアロゾル / 気相酸化反応 / 不均一反応 / 質量分析法 / レーザー分光法 / レーザー分光学

研究概要

大気中の揮発性有機化合物は、酸化反応を経て二次有機エアロゾルとよばれる粒子を生成するが、物理過程、化学過程が複雑に関与するため、その理解は不十分である。本研究では、植物起源の有機化合物を対象とし、その酸化反応に関わる化学種の実時間計測を通じて、反応速度を定量的に求めるとともに、気体中および粒子中の反応生成物を分析することにより、二次有機エアロゾルの生成につながる新たな化学機構を提案することができた。

研究成果

• [雑誌論文] 化学イオン化質量分析法を用いた二次エアロゾル生成過程の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣川淳
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 26巻 ページ: 195-202
  • NAID: 130000965375
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/browse/jar/26/3/_contents/-char/ja/
  • 査読あり
• [雑誌論文] A quantitative examination of the detection sensitivities of proton-transferreaction mass spectrometry for gaseous 2-propanol and acetic acid (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Inomata and H. Tanimoto
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 83巻 号: 8 ページ: 900-904
  • DOI: 10.1246/bcsj.20100043
  • NAID: 130004152776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics and mechanism of chlorine-atom-initiated oxidation of allyl alcohol, 3-buten-2-ol, and 2-methyl-3-buten-2-ol (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, J.-H. Xing, M. D. Hurley, and T. J. Wallington
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A. 巻: 114巻 号: 12 ページ: 4224-4231
  • DOI: 10.1021/jp908104r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics and mechanism of chlorine-atom-initiated oxidation of allyl alcohol, 3-buten-2- ol, and 2-methyl-3-buten-2-ol (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, J.-H.Xing, M.D.Hurley, T.J.Wallington
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 114巻 ページ: 4224-4231
  • 査読あり
• [雑誌論文] A quantitative examination of the detection sensitivities of proton- transfer reaction mass spectrometry for gaseous 2-propanol and acetic acid (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Inomata, H.Tanimoto
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 83巻 ページ: 900-904
  • NAID: 10026510393
  • 査読あり
• [雑誌論文] A quantitative examination of the detection sensitivities of Proton-Transfer Reaction Mass Spectrometry for gaseous 2-propanol and acetic acid. (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Inomata, H.Tanimoto
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 巻: 83 ページ: 900-904
  • NAID: 10026510393
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics and mechanism of chlorine-atom-initiated oxidation of allyl alcohol, 3-buten-2-ol, and 2-methyl-3-buten-2-ol. (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, J.-H.Xing, M.D.Hurley, T.J.Wallington
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 巻: 114 ページ: 4224-4231
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ measurements of atmospheric nitrous acid by chemical ionization mass spectrometry using chloride ion transfer reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Hirokawa, T. Kato, and F. Mafune
  • 雑誌名: Anal. Chem. 巻: 81巻 号: 20 ページ: 8380-8386
  • DOI: 10.1021/ac901117b
  • 査読あり
• [雑誌論文] A deuterium-labeling study on the reproduction of hydronium ions in the PTR-MS detection of ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Inomata and H. Tanimoto
  • 雑誌名: Int. J. Mass Spectrom 巻: 285巻 号: 1-2 ページ: 95-99
  • DOI: 10.1016/j.ijms.2009.05.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics and mechanism of the reaction of chlorine atoms with isoprene (2-methyl 1,3-butadiene, CH_2=C(CH_3)CH=CH_2) at 297 ±2K (2009)
  • 著者名/発表者名: J.-H. Xing, K. Takahashi, M. D. Hurley, and T. J. Wallington
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 472巻 号: 1-3 ページ: 39-43
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2009.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ measurements of atmospheric nitrous acid by chemical ionization mass spectrometry using chloride ion transfer reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Hirokawa, T.Kato, F.Mafune
  • 雑誌名: Anal.Chem. 81巻 ページ: 8380-8386
  • 査読あり
• [雑誌論文] A deuterium-labeling study on the reproduction of hydronium ions in the PTR-MS detection of ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Inomata, H.Tanimoto
  • 雑誌名: Int.J.Mass Spectrom. 285巻 ページ: 95-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics and mechanism of the reaction of chlorine atoms with isoprene (2-methyl 1, 3- butadiene, CH_2=C(CH_3)CH=CH_2) at 297 ± 2 K (2009)
  • 著者名/発表者名: J.-H.Xing, K.Takahashi, M.D.Hurley, T.J.Wallington
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 472巻 ページ: 39-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ measurements of atmospheric nitrous acid by chemical ionization mass spectrometry using chloride ion transfer reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Hirokawa, T.Kato, F.Mafune
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 81 ページ: 8380-8386
  • 査読あり
• [雑誌論文] A deuterium-labeling study on the reproduction of hydronium ions in the PTR-MS detection of ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Inomata, H.Tanimoto
  • 雑誌名: International Journal of Mass Spectrometry 285 ページ: 95-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics and mechanism of the reaction of chlorine atoms with isoprene(2-methyl 1,3-butadiene, CH_2=C(CH_3)CH=CH_2)at 297±2K (2009)
  • 著者名/発表者名: J.-H.Xing, K.Takahashi, M.D.Hurley, T.J.Wallineton
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 472 ページ: 39-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics and Mechanism of the Reaction of Chlorine Atoms with Isoprene (2-methyl 1,3-butadiene, CH2=C(CH3)CH=CH2) at 297 ± 2 K (2009)
  • 著者名/発表者名: J.-H. Xing, K. Takahashi, M. D. Hurley, and T. J. Wallington
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 472 ページ: 39-43
  • 査読あり
• [学会発表] Product analysis in ethylene ozonolysis by chemical ionization mass spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakamoto, S. Inomata, H. Tanimoto, and J. Hirokawa
  • 学会等名: 6th International Conference on Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry and its Application
  • 発表場所: niversity Center Obergurgle(オースリア)
  • 年月日: 2013-02-03
• [学会発表] Analysis of organic compounds in secondary organic aerosols by chemical ionization mass spectrometry and discussion on mechanism of isoprene ozonolysis (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inomata, H. Tanimoto, K. Sato, J. Hirokawa, Y. Sakamoto, M. Okumura, and S. Tohno
  • 学会等名: 6th International Conference on Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry and its Application
  • 発表場所: University Center Obergurgle(オーストリア)
  • 年月日: 2013-02-03
• [学会発表] Product Analysis in Ethylene Ozonolysis by Chemical Ionization Mass Spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y., Inomata S., Tanimoto H., and Hirokawa J.
  • 学会等名: 6th International Conference on Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry and its Applications
  • 発表場所: University Center Obergurgl (Austria)
  • 年月日: 2013-02-03
• [学会発表] Analysis of organic components in secondary organic aerosols by chemical ionization mass spectrometry and discussion on mechanism of isoprene ozonolysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Inomata S., Tanimoto H., Sato K., Hirokawa J., Sakamoto Y., Okumura M., and Tohno S.
  • 学会等名: 6th International Conference on Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry and its Applications
  • 発表場所: University Center Obergurgl (Austria)
  • 年月日: 2013-02-03
• [学会発表] Secondary organic aerosol formation from the isoprene ozonolysis (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Hirokawa, Y. Sakamoto, S. Inomata, and K. Takahashi
  • 学会等名: International Symposium on Aerosols in East Asia and Their Impacts on Plants and Human Health
  • 発表場所: 東京農工大学(小金井市)
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Analysis of organic components in secondary organic aerosols by proton transfer reaction mass spectrometry and discussion on oxidation mechanism of isoprene (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Inomata, H. Tanimoto, K. Sato, J. Hirokawa, Y. Sakamoto, M. Okumura, and S. Tohno
  • 学会等名: International Symposium on Aerosols in East Asia and Their Impacts on Plants and Human Health
  • 発表場所: 東京農工大学(小金井市)
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Pulsed laser photolysis - laser induced fluorescence study of the gas-phase reactions in relevance to atmospheric oxidation processes of isoprene (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi and T. J. Wallington
  • 学会等名: International Symposium on Aerosols in East Asia and Their Impacts on Plants and Human Health
  • 発表場所: 東京農工大学(小金井市)
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Secondary organic aerosol formation from the isoprene ozonolysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirokawa J., Sakamoto Y., Inomata S., and Takahashi K.
  • 学会等名: International Symposium on Aerosols in East Asia and Their Impacts on Plants and Human Health
  • 発表場所: 東京農工大学（小金井市）
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Secondary organic aerosol formation from ethylene ozonolysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y., Inomata S., Tanimoto H., and Hirokawa J.
  • 学会等名: International Symposium on Aerosols in East Asia and Their Impacts on Plants and Human Health
  • 発表場所: 東京農工大学（小金井市）
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Analysis of organic components in secondary organic aerosols by proton transfer reaction mass spectrometry and discussion on oxidation mechanism of isoprene (2012)
  • 著者名/発表者名: Inomata S., Tanimoto H., Sato K., Hirokawa J., Sakamoto Y., Okumura M., and Tohno S.
  • 学会等名: International Symposium on Aerosols in East Asia and Their Impacts on Plants and Human Health
  • 発表場所: 東京農工大学（小金井市）
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] イソプレン－オゾン反応による二次有機エアロゾル生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣川淳，坂本陽介，猪俣敏，佐藤圭
  • 学会等名: 第18回大気化学討論会
  • 発表場所: ホテルパーレンス小野屋（福岡県）
  • 年月日: 2012-11-06
• [学会発表] エチレン－オゾン反応による二次有機エアロゾル生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本陽介，猪俣敏，谷本浩志，廣川淳
  • 学会等名: 第18回大気化学討論会
  • 発表場所: ホテルパーレンス小野屋（福岡県）
  • 年月日: 2012-11-06
• [学会発表] イソプレンのオゾン酸化によるSOA生成(1)気相反応生成物の濃度変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣川淳、猪俣敏、奥沢和浩、谷本浩志
  • 学会等名: 第17回大気化学討論会
  • 発表場所: 京大宇治キャンパス(宇治市)
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] イソプレンのオゾン酸化によるSOA生成(2)粒子相化学組成の分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 猪俣敏、廣川淳、奥沢和浩、谷本浩志
  • 学会等名: 第17回大気化学討論会
  • 発表場所: 京大宇治キャンパス(宇治市)
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] A deuterium-labeling study on the reproduction of hydronium ions in the PTR-MS detection (2011)
  • 著者名/発表者名: .Inomata, H.Tanimoto
  • 学会等名: 5th International Conference on Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry and its Applications
  • 発表場所: Obergurgl (Austria)
• [学会発表] 東京都心におけるエアロゾル消散係数の湿度依存性と化学成分の同時観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鏡谷聡美, 中山智喜, 松見豊, シンジャワ, 高橋けんし, 戸野倉賢一
  • 学会等名: 第27回エアロゾル科学技術研究討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] 化学イオン化質量分析計を用いた大気中亜硝酸濃度測定手法の高度化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤亮介、廣川淳、真船文隆
  • 学会等名: 第15回大気化学討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば)
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] 化学イオン化質量分析計を用いた大気中亜硝酸濃度測定手法の高度化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤亮介, 廣川淳, 真船文隆
  • 学会等名: 第15回大気化学討論会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] オゾンとNaBr溶液の不均一反応による臭素気体生成に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野晶鋭, 廣川淳
  • 学会等名: 第15回大気化学討論会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] 陽子移動反応イオン化のための新規試薬イオンの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 猪俣敏, 谷本浩志, 青木伸行
  • 学会等名: 第57回質量分析総合討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] 濡れ壁反応管を用いた大気成分と液体との不均一反応の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣川淳、上野晶鋭、加藤雄大 真船文隆
  • 学会等名: 第14回大気化学討論会
  • 発表場所: 地球フロンティア研究センター(横浜)
  • 年月日: 2008-10-29