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大気中の揮発性・半揮発性有機酸の測定とエアロゾル生成・変質・吸湿特性への寄与

研究課題

研究課題/領域番号 21654079
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 地球宇宙化学
研究機関北海道大学

研究代表者

河村 公隆  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (70201449)

研究分担者 宮崎 雄三  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60376655)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2009年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード大気エアロゾル / 吸湿特性 / 有機酸 / 光化学反応 / 分解 / ギ酸 / 酢酸 / 乳酸
研究概要

夏季の西部北太平洋において白鳳丸航海(KH08-02)で採取した降水・霧水試料中に低分子有機酸を測定した。測定には、河村らが開発したフィナシルエステル・GC法(Kawamura et al.,1985)の改良版を用いた。試料を、0.1M KOH水溶液にてpH=8.5に調製したのち、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮する。濃縮液を陽イオン交換樹脂に通すことによりすべての有機酸をRCOO^-K^+の化学形にする。次に、溶離液を濃縮・乾燥後、誘導体試薬(α,p-ジブロモアセトフェノン)と触媒(クラウンエーテル:dicyclohexyl-18-crown)を加え、アセトニトリル溶媒中で80℃,2時間反応させ、カルボン酸をp-ブロモフィナシルエステルに誘導体化した。有機酸エステルをシリカゲルカラムにより精製した後、ヒドロキシ有機酸のOH基をBSTFAによりTMS化した。札幌および西部北太平洋で採取した試料から分離した有機酸エステルをキャピラリーGCにて測定した結果、C_1-C_<10>直鎖、側鎖および芳香族の有機酸を検出した。更に、乳酸、グリコール酸(ヒドロキシ有機酸)を検出し、それぞれを定量した。また、GC/MSを用いて化合物の同定を行った。
西部北太平洋上の降水・霧水中において初めて低分子モノカルボン酸(C_1-C_7、乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシブタン酸)を検出した。降水中(4試料)のギ酸(C1)の濃度は4-725ng/g、酢酸(C2)では30-238ng/g、プロピオン酸(C3)では12-12.5ng/g、ブタン酸(C4)では0.1-5.1ng/g、イソブタン酸(iC4)では0.1-2.7ng/g,Valeic acid(C5)では0.0-1.9ng/g,Isovaleic acid(iC5)では0.0-0.9ng/g,Caproic acid(C6)では0.0-5.3ng/g,乳酸では0-153ng/g,Glycolic acidでは0-32ng/g,3-Hydroxybutanoic acidでは0.1-13ng/gであった。ギ酸・酢酸の濃度は、西部北太平洋で採取した降水中(MROO-K02,2000)のシュウ酸濃度よりも高い傾向にあることが明らかとなり、低分子モノカルボン酸は重要な有機物であることがわかった。一方、霧水試料(n=9)についても測定した結果、ギ酸・酢酸が優位であることがわかった。濃度は、ギ酸で63-360ng/g,酢酸で35-303ng/gであり、雨に比べて著しく高いわけではなかった。また、ヒドロキシカルボン酸も検出された。一つの試料中で乳酸の濃度はギ酸・酢酸よりも高かった。
現在、乳酸の吸湿特性(Growth factor)を測定するため、H-TDMAの調整をしている。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Intercomparison of the measurements of oxalic acid in aerosols by gas chromatography, ion chromatogranhy2010

    • 著者名/発表者名
      Kimitaka Kawamura
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 44 ページ: 5316-5319

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Directions : Need for better understanding of plastic waste burning as inferred from high abundance of terephthalic acid in South Asian aerosols2010

    • 著者名/発表者名
      Kimitaka Kawamura
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 44 ページ: 5320-5321

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Secondary formation of water-soluble organic acids, a-dicarbonyls and their contributions to total carbon, water-soluble organic carbon : Photochemical aging of organic aerosols in the Arctic spring2010

    • 著者名/発表者名
      Kimitaka Kawamura
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 115, D23210

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contributions of modern, dead organic carbon to individual fatty acid homologues in spring aerosols collected from northern Japan2010

    • 著者名/発表者名
      Kimitaka Kawamura
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 115, D22310

    • NAID

      120003025306

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water-soluble organic carbon, dicarboxylic acids, ketoacids, a-dicarbonyls in the tropical Indian aerosols2010

    • 著者名/発表者名
      Chandra Mouli Pavuluri
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 115, D11302

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal variation of levoglucosan in aerosols over the western North Pacific, its assessment as a biomass-buming tracer2010

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Mochida
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 44 ページ: 3511-3518

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elevated nitrogen isotopic ratios of tropical Indian 1 aerosols from Chennai : Implication for the oriains of aerosol nitroaen in South, Southeast Asia2010

    • 著者名/発表者名
      Chandra Mouli Pavuluri
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 44 ページ: 3597-3604

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal variations of diacids, ketoacids, α-dicarbonyls in marine aerosols at Gosan, Jeiu Island : Implications for their formation, degradation during long-range transport2010

    • 著者名/発表者名
      Shuvashish Kundu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 115, D19307

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal variation of the concentrations of nitrogenous species, their nitrogen isotopic ratios in aerosols at Gosan, Jeju Island : Implications for atmospheric processing, source changes of aerosols2010

    • 著者名/発表者名
      Shuvashish Kundu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 115, D20305

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contributions of biogenic volatile organic compounds to the formation of secondary organic aerosols in the troposphere over Mt. Tai, Central East China2010

    • 著者名/発表者名
      Pingqing Fu
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 44 ページ: 4817-4826

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic, inorganic aerosol compositions in Ulaanbaatar, Mongolia, during the cold winter of 2007 to 2008 : Dicarboxylic acids, ketocarboxylic acids, and α-dicarbonyls2010

    • 著者名/発表者名
      Jingsang Jung
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 115, D22203

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size distributions, chemical characterization of water-soluble organic aerosols over the western North Pacific in summer2010

    • 著者名/発表者名
      Yuzo Miyazaki
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 115, D23210

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical and Other Sources of Organic Compounds in the Canadian High Arctic Aerosol Pollution during Winter-Spring2009

    • 著者名/発表者名
      Pingqing Fu, Kimitaka Kawamura, Leonard A.Barrie
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology 43

      ページ: 286-292

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isoprene, Monoterpene, and Sesquiterpene Oxidation Products in the High Arctic Aerosols during Late Winter to Early Summer2009

    • 著者名/発表者名
      Pingqing Fu, Kimitaka Kawamura, Jing Chen, Leonard A.Barrie
    • 雑誌名

      Environ. Sci and Technol. 43

      ページ: 4022-4028

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Summertime contributions of isoprene, monoterpenes, and sesquiterpene oxidation to the formation of secondary organic aerosol in the troposphere over Mt. Tai, Central East China during MTX20062009

    • 著者名/発表者名
      Fu P.Q., K.Kawamura, P.Pochanart, H.Tanimoto, Y.Kanaya, Z.F.Wang
    • 雑誌名

      Atmos.Chem.Phys.Discuss. 9

      ページ: 16941-16972

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular characterization of urban organic aerosol in tropical India : contributions of biomass/biofuel burning, plastics burning, and fossil fuel combustion2009

    • 著者名/発表者名
      P.Q.Fu, K.Kawamura, C.M.Pavuluri, T.Swaminanthan
    • 雑誌名

      Atmos.Chem.Phys.Discuss. 9

      ページ: 21669-21716

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular compositions, transformations of dicarboxylic acids, ketoacids, α-dicarbonyls in marine aerosols over the western North Pacific during long-range transport, CACGP/IGAC2010 meeting2010

    • 著者名/発表者名
      Kimitaka Kawamura
    • 学会等名
      CACGP/IGAC2010 meeting
    • 発表場所
      Halifax, Canada
    • 年月日
      2010-07-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Long-term variations of molecular compositions of dicarboxylic acids, ketoacids, α-dicarbonyls in marine aerosols over the western North Pacific2010

    • 著者名/発表者名
      Kimitaka Kawamura (Invited)
    • 学会等名
      8^<th> Intern. Symposium on Advanced Environmental Monitoring
    • 発表場所
      Sapporo, Japan 招待講演
    • 年月日
      2010-06-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 小笠原諸島・父島ににおける海洋エアロゾルの長期観測:2001-2009年における低分子ジカルボン酸2010

    • 著者名/発表者名
      河村公隆
    • 学会等名
      日本地球化学会年会
    • 発表場所
      埼玉県熊谷市・立正天学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 2001-2010年小笠原諸島・父における海洋エアロゾルの長期変動:低分子ジカルボン酸類の分布と光化学的変質2010

    • 著者名/発表者名
      河村公隆
    • 学会等名
      天気化学討論会
    • 発表場所
      東京都・首都大学東京
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機エアロゾルの組成、起源、変質と地球環境への影響2009

    • 著者名/発表者名
      河村公隆
    • 学会等名
      日本分析化学会・ガスクロマトグララィー研究懇談会特別講演
    • 発表場所
      札幌・北海道大学
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal distributions of water-soluble dicarboxylic acids, ketoacids, glyoxal and methylglyoxal in the marine aerosols in the North Pacific2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kawamura, K.Imanishi, Y.Nojiri
    • 学会等名
      Seasonal distributions of water-soluble dicarboxylic acids, ketoacids, glyoxal and methylglyoxal in the marine aerosols in the North Pacific
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Long-term trends of aerosol carbon and nitrogen, their stable isotopic compositions, and water-soluble organic carbon in the western North Pacific2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kawamura, E.Tachibana, N.Umemoto
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 「粒状物質(エアロゾル)の化学分析」、地球化学講座8「地球化学実験法」2010

    • 著者名/発表者名
      河村公隆
    • 出版者
      培風館
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://environ.lowtem.hokudai.ac.jp/index.htm

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://environ.lowtem.hokudai.ac.jp/index.htm

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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