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水溶性有機炭素の成分ごとの新たな多元素同位体測定と発生源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K20463
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分63040:環境影響評価関連
研究機関一般財団法人日本自動車研究所

研究代表者

須藤 菜那  一般財団法人日本自動車研究所, 環境研究部, 研究員 (70791424)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード粒子状物質 / 水溶性有機炭素 / 安定同位体比 / 発生源推定 / 有機エアロゾル / 安定同位体 / 植物燃焼 / 微小粒子状物質
研究開始時の研究の概要

微小粒子状物質(PM2.5)は人体への健康影響が懸念されており,これまで様々な環境対策が進められてきた.しかし,PM2.5の約3割を占める炭素成分の中でも水溶性有機炭素は,発生源が多く生成プロセスが複雑であるため未だに実態が解明されていない.そこで本研究では,水溶性有機炭素の成分ごとの安定同位体比を分析することで発生源を解明することを目的とする.成分ごとの分析に加えて,多元素の安定同位体比を使うことで,より一層明確な発生源の識別が可能になると考えられる.

研究成果の概要

PM2.5の約3割を占める水溶性有機炭素は,発生源が多く生成プロセスが複雑であるため,未だに実態が解明されていない.本研究では,日本の2地点で2年間の大気観測を実施し,水溶性有機炭素の炭素安定同位体比を測定することで実態の解明を目的とした.日本海側の農村地域では,水溶性有機炭素の炭素安定同位体比は明瞭な季節傾向を示し,2019年2月から4月にかけて水溶性有機炭素の炭素安定同位体比は最も重い値が観測され,トウモロコシなどのC4植物燃焼物が海外から長距離輸送されたことを示唆していた.同位体を用いた手法は,水溶性有機炭素の発生源と大気プロセスを解明するのに潜在的に有用な手法であることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,PM2.5中の水溶性有機炭素の炭素安定同位体比を測定することで,国内および国外からの影響について発生源の特定につながる知見が得られたことは,学術的に大きな意義があると考えている.また,安定同位体を用いて詳細な発生源を特定することは,環境対策の視点からも社会的に意義のある結果だと思われる.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2021 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Long-Term Source Apportionment of Ammonium in PM<sub>2.5</sub> at a Suburban and a Rural Site Using Stable Nitrogen Isotopes2023

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Hiroto、Yoshida Otoha、Suto Nana
    • 雑誌名

      Environmental Science &amp; Technology

      巻: 57 号: 3 ページ: 1268-1277

    • DOI

      10.1021/acs.est.2c06311

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement report: Source characteristics of water-soluble organic carbon in PM2.5 at two sites in Japan, as assessed by long-term observation and stable carbon isotope ratio2021

    • 著者名/発表者名
      Nana Suto, Hiroto Kawashima
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 21 号: 15 ページ: 11815-11828

    • DOI

      10.5194/acp-21-11815-2021

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion‐exchange resin and denitrification pretreatment for determining δ15N‐NH4+, δ15N‐NO3-, and δ18O‐NO3- values2021

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Hiroto, Yoshida Otoha, Suto Nana
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      巻: 35 号: 6

    • DOI

      10.1002/rcm.9027

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stable carbon isotope ratio measurement of water-soluble organic aerosol using online wet oxidation/isotope ratio mass spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Nana Suto, Hiroto Kawashima
    • 学会等名
      7th Conference of the Forensic Isotope Ratio Mass Spectrometry Network
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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