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先進的な窒素同位体比測定法による大気有機態窒素エアロゾルの起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18F18398
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関北海道大学

研究代表者

宮崎 雄三  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60376655)

研究分担者 XU YU  北海道大学, 低温科学研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-11-09 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード窒素同位体 / エアロゾル / アミノ酸 / 窒素同位体比 / 有機態窒素
研究実績の概要

本年度は昨年度から引き続き大気エアロゾル中のアミノ酸について、実大気中での代表的な反応過程であるオゾン酸化反応を受けた際の同位体分別効果を調べ、起源トレーサーとしての有用性を検証した。同位体比既知の遊離態アミノ酸標準物質、タンパク質のモデル物質としてのウシ血清アルブミンを添加した石英繊維フィルター、および森林観測サイトで採取した大気エアロゾルフィルター試料(TSP)をそれぞれ大気オゾンに曝露した。これにより、オゾン曝露の前後でアミノ酸の窒素、炭素の安定同位体比が有意に変化するかどうか、すなわちエアロゾル中のアミノ酸がオゾンに伴う反応を受けることによる同位体分別効果の影響を調べた。測定には前年度に確立した、石英繊維フィルターからの溶媒抽出、加水分解や誘導体化等のプロセスの後、ガスクロマトグラフ-質量分析計およびガスクロマトグラフ-同位体比質量分析計に導入し、化合物の質量および安定同位体比を測定する手法を用いた。
その結果、主要な化合物を含め、ほとんどのアミノ酸化合物の窒素・炭素の安定同位体比について、オゾン曝露の前後で有意な変化は見られず、オゾンに関連する反応による同位体分別は起きていないことが確認できた。植生内で同位体分別が起きないとされる特定のアミノ酸化合物についての過去の文献と本研究による実験結果から、大気でのオゾン酸化反応を経ても、特にグリシンの安定同位体比などが大気中の生物起源トレーサーとして有用であることが初めて示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] New index of organic mass enrichment in sea spray aerosols linked with senescent status in marine phytoplankton2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Yuzo、Suzuki Koji、Tachibana Eri、Yamashita Youhei、Mueller Astrid、Kawana Kaori、Nishioka Jun
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 17042-17042

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73718-5

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 海洋表層の生物生産が駆動する海洋大気有機エアロゾルの生成2020

    • 著者名/発表者名
      宮﨑 雄三
    • 雑誌名

      エアロゾル研究

      巻: 35(3) ページ: 183-191

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aerosol Liquid Water Promotes the Formation of Water-Soluble Organic Nitrogen in Submicrometer Aerosols in a Suburban Forest2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Yu、Miyazaki Yuzo、Tachibana Eri、Sato Kei、Ramasamy Sathiyamurthi、Mochizuki Tomoki、Sadanaga Yasuhiro、Nakashima Yoshihiro、Sakamoto Yosuke、Matsuda Kazuhide、Kajii Yoshizumi
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 54 号: 3 ページ: 1406-1414

    • DOI

      10.1021/acs.est.9b05849

    • NAID

      120006955189

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of biogenic emissions of organic matter from a cool-temperate forest on aerosol optical properties2020

    • 著者名/発表者名
      Mueller Astrid、Aoki Kazuma、Tachibana Eri、Hiura Tsutom、Miyazaki Yuzo
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 229 ページ: 117413-117413

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2020.117413

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atmospheric Dry Deposition of Water-Soluble Nitrogen to the Subarctic Western North Pacific Ocean during Summer2019

    • 著者名/発表者名
      Jung Jinyoung、Han Byeol、Rodriguez Blanca、Miyazaki Yuzo、Chung Hyun Young、Kim Kitae、Choi Jung-Ok、Park Keyhong、Kim II-Nam、Kim Saewung、Yang Eun Jin、Kang Sung-Ho
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 10 号: 7 ページ: 351-351

    • DOI

      10.3390/atmos10070351

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of secondary fatty alcohols in atmospheric aerosols in temperate forests2019

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Yuzo、Gowda Divyavani、Tachibana Eri、Takahashi Yoshiyuki、Hiura Tsutom
    • 雑誌名

      Biogeosciences Discussions

      巻: 19 ページ: 1-11

    • DOI

      10.5194/bg-2019-23

    • NAID

      120006643592

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distributions and sources of low-molecular-weight monocarboxylic acids in gas and particles from a deciduous broadleaf forest in northern Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Mochizuki, Kimitaka Kawamura, Yuzo Miyazaki, Bhagawati Kunwar, and Suresh Kumar Reddy Boreddy
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 19 号: 4 ページ: 2421-2432

    • DOI

      10.5194/acp-19-2421-2019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 森林大気における生物起源有機エアロゾルのフィールド観測研究2020

    • 著者名/発表者名
      宮﨑雄三
    • 学会等名
      第61回大気環境学会 特別集会「HOxラジカルが駆動する酸化反応により揮発性炭化水素から生成されるエアロゾル」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海洋大気有機エアロゾルと海洋表層水の生物地球化学的リンケージ2019

    • 著者名/発表者名
      宮﨑雄三
    • 学会等名
      日本地球化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 北太平洋亜熱帯域における海洋大気エアロゾル中の水溶性有機態窒素の起源2019

    • 著者名/発表者名
      土橋 司,宮﨑 雄三,立花 英里,岩本 洋子,高橋 一生,堀井 幸子, Shu-Kuan Wong,濱﨑 恒二
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ORIGIN OF WATER-SOLUBLE ORGANIC NITROGEN IN MARINE ATMOSPHERIC AEROSOLS IN THE SUBTROPICAL NORTH PACIFIC2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Dobashi, Yuzo Miyazaki, Eri Tachibana, Yoko Iwamoto, Shu-Kuan Wong, and Koji Hamasaki
    • 学会等名
      SOLAS open science conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biogeochemical linkage between marine organic aerosols and surface seawater in the North Pacific: sea-to-air transfer of dissolved organic carbon and nitrogen2019

    • 著者名/発表者名
      Yuzo Miyazaki
    • 学会等名
      The Forth Xiamen Symposium on Marine Environmental Sciences (XMAS-IV)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-11-12   更新日: 2024-03-26  

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