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植物由来VOCと自動車排出ガスの光化学反応が都市大気汚染物質の生成に与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 19K12302
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関公益財団法人東京都環境公社(東京都環境科学研究所)

研究代表者

國分 優孝  公益財団法人東京都環境公社(東京都環境科学研究所), 環境資源研究科, 研究員 (10792533)

研究分担者 秦 寛夫  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 安全科学研究部門, 研究員(移行) (00792532)
鶴丸 央  公益財団法人東京都環境公社(東京都環境科学研究所), 環境資源研究科, 研究員(移行) (30776349)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード植物由来VOC / 都市大気汚染 / 光化学オゾン / 都市樹木 / 自動車排出ガス / 大気化学シミュレーション / 排出量インベントリ / 街路樹 / 植物由来VOC(BVOC) / スモッグチャンバー / 光化学反応 / 都市緑化樹木 / 微粒子
研究開始時の研究の概要

都市大気汚染物質(PM2.5に代表される微粒子や光化学オゾン)の新たな原因物質の一つとして、街路樹の放出する植物由来VOC(BVOC)が近年有力視されてきている。本研究では、自動車由来の汚染空気が存在する沿道大気に街路樹からの植物由来VOC(BVOC)が放出されたとき、どのような光化学反応が起こり、どれほど微粒子や光化学オゾンが生成されるのかを室内実験と数値実験による検証を通じて解明する。そして、街路樹由来のBVOCが東京都心の沿道大気で生成する微粒子と光化学オゾンの総量を推定する。

研究成果の概要

街路樹が放出する植物由来VOC(BVOC)により、東京区部で大気汚染物質が生成することを明らかにした。東京区部の道路環境を再現する比率でBVOCと自動車排出ガスを混合し、光化学反応を起こす実験を行い、オゾンとPM2.5の生成を確認した。実験を再現する化学反応モデルを構築し、東京区部全域の夏を対象に、BVOCと自動車排出ガスによるオゾン生成量を推定した。その結果、ほとんどの地点のオゾン濃度上昇は中央値で20ppb程度であったが、最大で110ppbに達する高濃度も生じさせることが示された。オゾン生成へのBVOCの寄与度は、自動車からのNO排出量との量的な関係に強く影響を受けることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

都心の街路樹から放出されるBVOCと自動車排出ガスの光化学反応によって、オゾンとPM2.5が生成することを明らかにした。その生成量を、東京区部全域という都市規模で評価した研究は世界で初めてである。オゾンの高濃度現象の緩和において、自動車排出ガスによる大気汚染度を考慮しながら、街路樹からのBVOC放出量を抑制することの有効性を示した。オゾン低減策を立案していく際の検討材料に大きく寄与する研究である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 2019 その他

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

  • [雑誌論文] Mapping Seasonal Tree Canopy Cover and Leaf Area Using Worldview-2/3 Satellite Imagery: A Megacity-Scale Case Study in Tokyo Urban Area2020

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kokubu(研究代表者), Seiichi Hara, Akira Tani(研究協力者)
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 12 号: 9 ページ: 1505-1505

    • DOI

      10.3390/rs12091505

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 植物由来揮発性有機化合物と自動車排出ガスの光化学反応によるオゾン生成 ースモッグチャンバー実験による反応速度論評価-2021

    • 著者名/発表者名
      秦 寛夫 , 鶴丸 央 , 岡田めぐみ , 柳井孝一 , 後藤正大 , 戸野倉賢一 , 國分優孝
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 都市大気汚染におよぼす樹木起源反応性有機ガスの影響評価 ー東京都心部のBVOC放出量インベントリの精緻化とスモッグチャンバー実験-2021

    • 著者名/発表者名
      國分優孝
    • 学会等名
      大気環境学会植物分科会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biogenic volatile organic compound emission from Tokyo urban area, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kokubu(研究代表者)
    • 学会等名
      AsiaFlux 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東京都環境科学研究所ニュース:研究紹介「植物由来VOCと自動車排出ガスの光化学反応が都市大気汚染~」

    • URL

      https://www.tokyokankyo.jp/kankyoken/wp-content/uploads/sites/5/2021/03/3f0c5dce4b41bcf9ef1f7378d2a7f211.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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