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大気エアロゾル中で光化学的に生成・消失する界面活性剤の挙動解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K12136
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
研究機関琉球大学

研究代表者

新垣 雄光  琉球大学, 理学部, 教授 (80343375)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード大気エアロゾル / 界面活性剤 / 海塩 / MBAS / 光化学反応 / 越境汚染 / 台風 / エアロゾル
研究開始時の研究の概要

大気中のエアロゾルには,1つの分子の中に親水基と疎水基を併せ持つ界面活性剤が含まれる。界面活性剤は,雲凝結核の特性を示す重要な物質であり,空気中の水分取りこみを促進し,表面張力を低下させることで雲形成に大きく影響する。本研究では,実際の大気で捕集されたエアロゾルを用いて,界面活性剤の濃度計測だけでなく,光化学反応による界面活性剤の生成・分解および活性酸素種(過酸化水素やOHラジカル)との反応による挙動を解明する。本研究は,雲形成を理解する上で,重要な因子である界面活性剤の挙動を光化学反応の視点から明らかにするものである。

研究成果の概要

大気エアロゾル中の界面活性剤は、エアロゾル粒子の吸湿性に影響を与えうる部分的な親水性によって、水溶液の表面張力を低下させ空気中の水分を取り込み、雲の形成を容易にする。台風時についても影響が示唆されるものの、その過酷な気象条件によりサンプリングが難しく、エアロゾルの量や性状についてのデータは少なく、台風の勢力との関係も未解明のままである。そこで、本研究では、沖縄島に位置する琉球大学にて通常時と台風時のエアロゾルのサンプリングを実施し、主に水溶性有機炭素と陰イオン性界面活性剤に着目し、その化学的特徴を明らかにすることを目的とした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果、東アジアにおいて雲形成に大きく影響するエアロゾル中の界面活性剤の特徴が明らかとなった。中国大陸で発生した黄砂が北西から到来する春季において、全エアロゾル濃度や溶存有機炭素濃度(WSOC)は大きくなっていた。また、WSOC当たりの界面活性剤(MBAS)濃度は、中国大陸から気団が到来したときに高く、他の方向から気団が到来したときに小さくなる傾向であった。台風時には、海塩の寄与が大きく(最大92%)、WSOC濃度に対する寄与は小さい(最大3.2%)ことが明らかになった。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Aerosol proteinaceous matter in coastal Okinawa, Japan: influence of long-range transport and photochemical degradation2022

    • 著者名/発表者名
      Li, X., Y. Zhang, L. Shi, K. Kawamura, B. Kunwar, A. Takami, T. Arakaki, S. Lai
    • 雑誌名

      Environmental Science and Technology

      巻: 56 号: 8 ページ: 5256-5265

    • DOI

      10.1021/acs.est.1c08658

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 大気エアロゾルに含まれる成分と波高の関係について2023

    • 著者名/発表者名
      鬼頭壮一郎、山城壮、新垣雄光
    • 学会等名
      日本分析化学会第72年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 界面活性剤とOHラジカルとの反応速度定数の決定2023

    • 著者名/発表者名
      知念 夢乃、新垣 雄光
    • 学会等名
      日本分析化学会第72年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 台風時における大気エアロゾル中の海塩粒子に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      藏元里佐子、平安瞳、知念夢乃、新垣雄光
    • 学会等名
      第63回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速液体クロマトグラフを用いた環境研究2022

    • 著者名/発表者名
      新垣雄光
    • 学会等名
      第29回クロマトグラフフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 台風時における大気エアロゾルの有機物や界面活性剤に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      平安瞳、蔵元里佐子、立津さやの、宮城風香、本村愛乃、新垣雄光
    • 学会等名
      第62回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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