化学イオン化質量分析法による硝酸測定器の開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09358012
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 近藤 豊 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (20110752)
• 研究分担者: 西 憲敬 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00222183) ; 川崎 昌博 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70110723) ; 趙 永浄 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助手 (00303595) ; 小池 真 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (00225343) ; 松見 豊 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (30209605)
• キーワード: 硝酸 / 窒素酸化物 / 吸着 / 二酸化窒素 / 質量分析 / 対流圏 / 成層圏 / オゾン

研究概要

硝酸の資料空気中での絶対値を決めるために、前年度に制作したシステム及び本年度に制作した2チャンネルの総窒素酸化物測定システムを組み合わせた基礎実験を行った。10ppbv以上の濃度の硝酸は、パーミエーションチューブから出てくる硝酸を希釈することにより10%の精度で実現することが出来た。この硝酸を更に、100倍希釈し、0.1ppbv前後の硝酸濃度にした。硝酸を除去するナイロンフィルターつきおよびナイロンフィルターなしの2つの総窒素酸化物同時測定により硝酸濃度を決定することを試みた。これは大気中での本測定法による硝酸濃度の絶対校正となる方法である。硝酸を添加しない状態でもナイロンフィルターの有無により、2つの総窒素酸化物測定信号に0.1ppbv近い差が生じることが分かった。またこの差が硝酸を導入したあと変化するかの試験を行った。やはり0.1ppbv近い差の変動が生じることが判明した。外気を希釈した同様な実験を行った結果、やはり、硝酸濃度の決定に0.1ppbv近い誤差が生じることが確かめられた。一方、既存の質量分析計を用いて、硝酸を含まない資料空気と、0.1-10ppbvの硝酸を含む空気を交互に導入し、質量分析計の硝酸信号を測定した。硝酸を含まない資料空気を導入しても0.05-0.1ppbv程度の硝酸の質量スペクトルが検出された。これは、資料導入用の配管及び、質量分析計の表面に付着した硝酸の放出によるものと理解される。このバックグラウンド信号は、総窒素酸化物の実験と同様の時間変動をした。このように、高い時間分解能で、0.01ppbv程度の精度で硝酸を測定する際に、バックグラウンド信号をなるべく押さえ、しかも安定させることが非常に重要であることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] Kondoh,Y.,et al.: "Denitrification observed inside the Arctic vortex in February 1995" J.Geophys.Res. 103. 16221-16233 (1998)
• [文献書誌] Kondo,Y.,et al.: "Correlations of NO_y with O_3 and CO over the western Pacific during PEM-West B" Procceedings of the Quadren.Ozone Symposium 1996. 387-390 (1998)
• [文献書誌] Kondo,Y.,et al.: "Spectroscopic measurements of carbon monoxide at 34.5°N and 43.5°N in Japan" Proceedings of the Quadren.Ozone Symposium 1996. 643-646 (1998)
• [文献書誌] Kondo,Y.,et al: "Balloon-borne optical counter for in situ aerosol measurement." J.Atmos.Chem.(1999)
• [文献書誌] Kondo,Y.,et al: "Assessment of the uncertainties in the NO_2 and O_3 measurements by visible spectrometers" J.Atmos.Chem.(1999)
• [文献書誌] Kondo,Y.,et al: "NO_yーN_2O correlation observed inside the Arctic vortex in February 1997:Dynamical and chemical effects" J.Geophys.Res.(1999)