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粒子散乱蛍光装置による燃焼排出粒子中の多環芳香族炭化水素の定量分析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K05152
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34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
研究機関東京都立大学

研究代表者

三澤 健太郎  東京都立大学, 理学研究科, 助教 (10431991)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードエアロゾル / 蛍光 / 多環芳香族炭化水素 / 粒子分析 / 燃焼排出粒子 / 蛍光検出
研究開始時の研究の概要

大気中に放出される燃焼排出粒子には多環芳香族炭化水素 (PAHs) が含まれており健康影響や大気環境への影響が示唆されている。本研究では、複数のレーザーを用いてPAHsをリアルタイムで定量測定可能な粒子散乱蛍光検出手法の開発を行う。蛍光検出による粒子中のPAHsの定量分析手法を確立し、散乱検出による粒径測定を組み合わせた装置を開発する。これを用いて実大気における燃焼排出粒子中のPAHsの分析を行う。

研究成果の概要

粒子からの散乱光および蛍光を同時計測可能な新規粒子検出装置を構築した。一定粒径の蛍光ポリスチレンラテックス粒子からの蛍光/散乱光強度比を測定しその粒径依存性を見出した。単一種の蛍光分子からなる粒子を生成し、同装置で検出および粒子からの蛍光/散乱光強度比を測定した。類似の手法により多環芳香族炭化水素から成る粒子を生成し、同装置で蛍光が測定可能であることを確認した。今後、多環芳香族炭化水素の蛍光強度の粒径依存性や蛍光波長の詳細な解析を行うことで、大気エアロゾル粒子中の多環芳香族炭化水素のリアルタイム定量分析への適用が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

燃焼排出粒子に含まれる多環芳香族炭化水素は、不完全燃焼により生成するすすの主成分であり、健康影響や気候影響が示唆されている。しかし、大気観測による定量精度が低く大気への排出量が正確に見積もられていない。本研究で開発された手法を用いて粒子中の多環芳香族炭化水素の量を推定することが可能になると考えられる。今後さらに各化合物の蛍光強度の粒径依存性や蛍光波長の詳細な解析を行うことで、大気エアロゾル粒子中の多環芳香族炭化水素のリアルタイム定量分析への適用が期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2022 2021

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)

  • [雑誌論文] Relationship of laser-induced fluorescence and scattered signal intensities of fluorescent PSL particles2024

    • 著者名/発表者名
      Misawa Kentaro、Kasai Yuto
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science

      巻: 175 ページ: 106264-106264

    • DOI

      10.1016/j.jaerosci.2023.106264

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 蛍光分子の単一粒子におけるレーザー誘起蛍光と散乱光の相対強度比の測定2024

    • 著者名/発表者名
      升木亮佑、三澤健太郎
    • 学会等名
      第41回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 液滴粒子のレーザー誘起蛍光強度の蛍光物質濃度依存性の測定2022

    • 著者名/発表者名
      三澤健太郎、河西優杜、竹川暢之
    • 学会等名
      第39回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー誘起蛍光・散乱光強度比を用いた粒子中の蛍光分子種分類法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      三澤健太郎、河西優杜、竹川暢之
    • 学会等名
      第38回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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