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大気-海洋間における難揮発性有機硫黄の相互作用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18J01782
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 環境動態解析
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

坂田 昂平  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター 地球大気化学研究室, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードエアロゾル / 有機硫黄 / XAFS法 / 走査型透過X線顕微鏡 / ICP-QQQ-MS / HULIS / 海洋エアロゾル
研究実績の概要

本年度は走査型透過X線顕微鏡(STXM)-吸収端近傍X線吸収微細構造(NEXAFS)を用いて夏季と冬季に採取した微細なエアロゾルに含まれる硫黄、炭素および窒素化学種の混合状態解析を行い、有機硫酸塩エステルの生成過程に関する研究を進めた。夏季に採取したエアロゾルのコアからは硫酸塩と共にイソプレンやグリオキサールなどに由来する二次有機エアロゾル(SOA)が検出された。後方流跡線解析の結果、夏季の試料は日本の山間部を経由した空気塊の影響を受けており、イソプレンなどの生物由来揮発性有機化合物(BVOCs)に由来するSOAが多く含まれていたと考えられる。これらのBVOC由来のSOAと硫酸エアロゾルが共存していることから、SOAの一部が硫酸塩エステルとして存在していることが示唆された。先行研究により大気中におけるBVOCsと硫酸の反応により有機硫酸塩エステルが生成することが報告されており、今回のSTXM―NEXAFSを用いた単一粒子分析の結果と整合的である。一方で、粒子表面(シェル)には腐植様物質(HULIS)が主成分として存在していたが、粒子表面からは硫酸塩は検出されなかった。冬季に採取した試料でもHULISと有機硫酸塩エステルの共存関係は得られなかった。このことから、有機硫酸塩エステルはHULISの主成分ではないこと考えられる。一方で、高分解能質量分析計をを用いた研究ではHULISの構成成分の一部として有機硫酸塩エステルが検出されており、この違いはSTXMと質量分析計を用いた研究間におけるHULISの定義方法の違いによるものだと考えられる。今後、両装置を用いた相互比較を行うことで、より詳細な有機硫酸エステル環境動態の解明に繋がると考えられる。

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

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Broadband high-energy resolution hard x-ray spectroscopy using transition edge sensors at SPring-82021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Shinya、Ichinohe Yuto、et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 92 号: 1 ページ: 013103-013103

    • DOI

      10.1063/5.0020642

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Determination of calcium and sulfate species in aerosols associated with the conversion of its species through reaction processes in the atmosphere and its influence on cloud condensation nuclei activation2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Chihiro、Sakata Kohei、Yamakawa Yoshiaki、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 223 ページ: 117193-117193

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2019.117193

    • 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
  • [雑誌論文] Spherical tarball particles form through rapid chemical and physical changes of organic matter in biomass-burning smoke2019

    • 著者名/発表者名
      Adachi Kouji、Sedlacek Arthur J.、Kleinman Lawrence、Springston Stephen R.、Wang Jian、Chand Duli、Hubbe John M.、Shilling John E.、Onasch Timothy B.、Kinase Takeshi、Sakata Kohei、Takahashi Yoshio、Buseck Peter R.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 39 ページ: 19336-19341

    • DOI

      10.1073/pnas.1900129116

    • 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] エアロゾルのクルーン採取法の開発による微量金属の溶解性と大気化学反応の関連性の解明2019

    • 著者名/発表者名
      坂田 昂平
    • 雑誌名

      海洋化学研究

      巻: 32 ページ: 128-134

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Organic matters in sea spray aerosol: their role as a driving force of atmospheric chemistry in the marine boundary layer2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakata, Yoshio Takahashi, Aya Sakaguchi, Minako Kurisu, Hiroshi Tanimoto
    • 雑誌名

      SOLAS event report

      巻: 12 ページ: 7-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 海洋生物と大気化学のリンケージ:プロトン移動反応質量分析法が拓く新展開2018

    • 著者名/発表者名
      谷本浩志, 坂田昂平, 大森裕子, 亀山宗彦, 猪俣敏
    • 雑誌名

      質量分析

      巻: 66 号: 3 ページ: 118-122

    • DOI

      10.5702/massspec.S18-21

    • NAID

      130007396905

    • ISSN
      1340-8097, 1880-4225, 1884-3271
    • 年月日
      2018-06-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Custom-made PTFE filters for ultra-clean size-fractionated aerosol sampling for trace metals2018

    • 著者名/発表者名
      Sakata Kohei、Kurisu Minako、Tanimoto Hiroshi、Sakaguchi Aya、Uematsu Mitsuo、Miyamoto Chihiro、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      Marine Chemistry

      巻: 206 ページ: 100-108

    • DOI

      10.1016/j.marchem.2018.09.009

    • 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] An early career perspectives on fostering the next generation of atmospheric scientists in an international community2018

    • 著者名/発表者名
      Megan Willis, Sakiko Ishino, Maximilien Desservettaz, Andriannah Mbandi, Zitely Tzompa-Sosa, Kohei Sakata
    • 雑誌名

      IGACnews

      巻: 63 ページ: 21-24

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] The importance of chemical speciation of trace metals in aerosols on air quality and human effects2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakata, Yoshio Takahashi, Minako Kurisu, Atsushi Matsuki, Aya Sakaguchi, Hiroshi Tanimoto,
    • 学会等名
      IGAC-MANGO Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relations between fractional solubility and trace metals species in marine aerosol2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakata, Aya Sakaguchi, Hiroshi Tanimoto, Minako Kurisu, Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      IGAC-MANGO Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relations between fractional solubility and trace metals species in marine aerosol2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakata, Aya Sakaguchi, Hiroshi Tanimoto, Minako Kurisu, Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      Goldschmidt 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Organic carbon in sea spray aerosol: The role in iron and CLAW hypotheses,2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakata, Hiroshi Tanimoto, Minako Kurisu, Aya Sakaguchi, Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      SOLAS Open Science Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 観測事実に基づく金属―有機配位子の大気液相反応に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      坂田 昂平, 谷本 浩志, 栗栖 美菜子, 坂口 綾, 松木 篤, 高野 祥太朗, 高橋 嘉夫
    • 学会等名
      第24回大気化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] New perspectives for the air-sea interactions of bioactive trace metals: Applying X-ray spectroscopy and geochemical modeling to size-fractionated marine aerosols2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakata, Hiroshi Tanimoto, Minako Kurisu, Aya Sakaguchi, Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      The 2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium iCACGP and 15th IGAC Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海塩粒子中の有機物が鉄エアロゾルの溶解性に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      坂田 昂平, 栗栖 美菜子, 谷本 浩志, 坂口 綾, 武市 泰男, 高橋 嘉夫
    • 学会等名
      寒冷圏大気ー海洋間の生物地球化学的相互作用に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 海塩粒子中の有機物と鉄の大気化学反応が鉄の溶解性に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      坂田 昂平, 栗栖 美菜子, 武市 泰男, 坂口 綾, 谷本 浩志, 高橋 嘉夫
    • 学会等名
      2018年度 地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of iron solubility by organic matters in sea spray aerosol2018

    • 著者名/発表者名
      坂田 昂平, 栗栖 美菜子, 谷本 浩志, 坂口 綾, 武市 泰男, 高橋 嘉夫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] XAFS 法からみる大気―海洋相互作用:大気粒子が海洋生態系および気候に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      坂田 昂平
    • 学会等名
      X 線スペクトロスコピー研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気中における溶液平衡化学反応: エアロゾル中の金属元素の溶解性の制御要因としての重要性2018

    • 著者名/発表者名
      坂田 昂平, 栗栖 美菜子, 谷本 浩志, 坂口 綾, 高橋 嘉夫
    • 学会等名
      GEOTRACES-Japan の現状と今後の展開
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 海洋化学研究所の第3回海洋化学奨励賞(30歳未満)を受賞

    • URL

      https://www.nies.go.jp/whatsnew/2019/201900427-1.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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