エアロゾルの樹木への吸収・吸着機構の解明

2012 年度 実績報告書

• 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
• 研究課題/領域番号: 20120009
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 船田 良 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20192734)
• 研究分担者: 佐野 雄三 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (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)
• 研究期間 (年度): 2008-04-01 – 2013-03-31
• 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

研究実績の概要

本研究の目的は、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、イメージング技術を駆使して可視化することが必要である。本年度は、人為的に曝露したエアロゾル、特に硫酸アンモニウム微粒子の可視化の方法を確立し、葉への吸着状態を解析することを目標とした。硫酸アンモニウム粒子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、これらの粒子から高いイオウのピークが検出された。一方、粒子以外の葉面からは高いSのピークが検出されなかった。硫酸アンモニウム粒子は葉面上において単独で分布しており、葉の向軸面および背軸面どちらにも観察された。また、ブラックカーボン粒子は葉面上の針状および棒状のワックスが密生する場所では沈着しにくいのに対して、硫酸アンモニウム粒子はワックスの疎密に関係なく様々な場所に沈着しており、硫酸アンモニウム粒子とブラックカーボンでは、葉の生理学的機能に与える影響が異なることが示唆された。本研究により、サブミクロンサイズの粒径をもつ硫酸アンモニウム粒子が樹木の葉面に沈着する状態を可視化することに成功した。硫酸アンモニウム粒子を1または２成長期間にわたって長期間曝露すると、短期曝露の粒子とは異なる多角形状で粒径も異なる粒子が葉面において観察された。これらの粒子についてEDXで元素分析を行ったところ、Sの高いピークが検出された。硫酸アンモニウム粒子は、長期間の曝露にさらされる間に大きく潮解した可能性が高い。曝露期間によって粒子の形状および粒径が異なることから、サブミクロンサイズの硫酸アンモニウム粒子の樹木への影響は曝露期間によって異なると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Regulation of cambial activity in relation to environmental conditions: understanding the role of temperature in wood formation of trees (2013)
  • 著者名/発表者名: Begum, S., Nakaba, S., Yamagishi, Y., Oribe, Y. and Funada, R
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 巻: 147 ページ: 46-54
  • DOI: 10.1111/j.1399-3054.2012.01663.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of long-term exposure to black carbon particles on growth and gas exchange rates of Fagus crenata, Castanopsis sieboldii, Larix kaempferi and Cryptomeria japonica seedlings (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M., Otani, Y., Takeda, K., Wuled Lenggoro, I., Ishida, A., Yazaki, K., Noguchi, K., Sase, H., Murao, N., Nakaba, S., Yamane, K., Kuroda, K., Sano, Y., Funada, R. and Izuta, T
  • 雑誌名: Asian Journal of Atmospheric Environment 巻: 6 ページ: 259-267
  • URL: http://dx.doi.org/10.5572/ajae.2012.6.4.259
  • 査読あり
• [雑誌論文] A rapid decrease in temperature induces latewood formation in artificially reactivated cambium of conifer stems (2012)
  • 著者名/発表者名: Begum, S. Nakaba, S., Yamagishi, Y., Yamane, K., Islam, Md. A., Oribe, Y., Ko, J.H., Jin, H.O. and Funada, R
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 110 ページ: 875-885
  • DOI: 10.1093/aob/mcs149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of artificially deposited submicron-sized aerosol particles on the surfaces of leaves and needles in trees (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamane, K. et al.
  • 雑誌名: Asian Journal of Atmospheric Environment 巻: 6 ページ: 275-280
  • DOI: http://dx.doi.org/10.5572/ajae.2012.6.4.275
  • 査読あり
• [学会発表] 樹木の葉に曝露した硫酸アンモニウム粒子の局在と形状の変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山根健一
  • 学会等名: 第63回日本木材学会
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
  • 年月日: 2013-03-27 – 2013-03-29
• [学会発表] Analysis of Mechanism of Absorption and Adsorption of Aerosol in Trees (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Yamane
  • 学会等名: International Symposium on Aerosols in East Asia and Their Impacts on Plants and Human Health
  • 発表場所: 東京農工大学工学部（小金井市）
  • 年月日: 2012-11-29 – 2012-12-01
• [学会発表] 微粒子汚染と植物への影響-ナノレベルの微粒子はどのように樹木の葉に付着するのか？- (2012)
  • 著者名/発表者名: 半 智史
  • 学会等名: 東京農工大学科学技術展2012
  • 発表場所: 東京農工大学農学部（府中市）
  • 年月日: 2012-11-09 – 2012-11-11
• [学会発表] エアロゾルの樹木への吸収・吸着機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 船田 良
  • 学会等名: 第53回大気環境学会年会
  • 発表場所: 神奈川大学 (横浜市)
  • 年月日: 2012-09-12 – 2012-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] 樹木葉面に暴露した硫酸アンモニウム粒子の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山根健一
  • 学会等名: 第29回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 北九州学術研究都市会議場（北九州市）
  • 年月日: 2012-08-28 – 2012-08-30
• [学会発表] Regulation of seasonal changes in cambial activity in trees (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo Funada
  • 学会等名: IUFRO DIvision5 Conference
  • 発表場所: Estoril国際会議場（Portugal）
  • 年月日: 2012-07-08 – 2012-07-13
• [学会発表] The process of vessel formation in relation to leaf phenology and water conduction in deciduous hardwood species (2012)
  • 著者名/発表者名: Kayo Kudo
  • 学会等名: IUFRO DIvision5 Conference
  • 発表場所: Estoril国際会議場（Portugal）
  • 年月日: 2012-07-08 – 2012-07-13
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~keisei/
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~aerosol/