| 研究領域 | 東アジアにおけるエアロゾルの植物・人間系へのインパクト |
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| 研究課題/領域番号 |
20120009
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
船田 良 東京農工大学, 大学院・農学研究院, 教授 (20192734)
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| 研究分担者 |
佐野 雄三 北海道大学, 大学院・農学研究院, 講師 (90226043)
黒田 克史 独立行政法人森林総合研究所, 木材特性研究領域, 主任研究員 (90399379)
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| キーワード | エアロゾル / ブラックカーボン / 硫酸アンモニウム / イメージング解析 / 葉の表面構造 / 越境大気汚染 / 樹木生理学 / EDX解析 |
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| 研究概要 |
本研究の最終目的は、越境大気汚染物質であるエアロゾルが樹木の成長や生理学的特性に与える影響を実験的に解明することである。その目的のためには、樹木の葉表面および内部におけるエアロゾルの吸収と吸着状態を、各種顕微鏡を駆使したイメージング技術を用いて可視化することが必要である。本年度は、ブラックカーボンおよび硫酸アンモニウムの可視化の方法の確立と、人為的に曝露したエアロゾルをナノレベルで解析し、葉の表面構造との関連性を解析することを目標とした。
日本産およびインドネシア産樹木の葉の表面構造を観察したところ、突起構造や気孔の大きさなどが樹種により大きく異なっていた。葉の構造の違いは、エアロゾル粒子の吸着特性に影響を与えると考えられる。ブラックカーボンを短期および長期曝露した葉の表面に、ブラックカーボン由来の粒子の吸着が観察された。針葉樹においては、ブラックカーボン粒子が気孔から取り込まれにくい構造を示していると考えられる。一方、硫酸アンモニウムを短期曝露した葉の表面上において、直径300-600nm程度の球形の微粒子が観察された。エネルギー分散型X線分析装置(EDX)による分析の結果、これらの粒子はイオウ(S)を含んでおり、コントロール試料に比べて鋭いピークを示すスペクトルが得られたことから、曝露した硫酸アンモニウム由来であるといえる。加速電圧および検出器を変更して、硫酸アンモニウム粒子の効率的な検出方法の検討を行った結果、FE-SEMの反射電子を用いる観察方法は、葉表面上に存在する様々な粒子の中から、曝露した硫酸アンモニウム粒子を絞り込む上で有効であることを明らかにした。長期間曝露した試料表面の硫酸アンモニウム粒子の形状や大きさは、短期曝露した試料やシリコン基板の硫酸アンモニウム粒子と異なっていた。長期間暴露により、微粒子の周りの環境が変化したことで、硫酸アンモニウム粒子の形状が変化した可能性が考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究の目的は、エアロゾルが樹木の成長や生理学的特性に与える影響を実験的に解明することである。本研究により、各種イメージング技術を用いることにより、樹木の葉におけるエアロゾルの吸収と吸着状態をナノレベルで可視化する新規方法を確立することができ、多くの成果が上がっている。したがって、当初の計画以上に進展している、と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
葉の表面のブラックカーボンや硫酸アンモニア粒子などを可視化する方法を駆使し、エアロゾルを長期間曝露した葉における粒子の局在と葉の表面構造や気孔の構造・サイズ・頻度との関連性を明らかにし、エアロゾル粒子の葉への吸収・吸着状態のモデル図を作成する予定である。
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