含炭素エアロゾル測定法の開発と性状特性の解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14048206
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 坂本 和彦 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20111411)
• 研究分担者: 溝畑 朗 大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (80090439) ; 石原 日出一 埼玉大学, 工学部, 助手 (20261878)
• キーワード: 含炭素エアロゾル / 測定法 / 吸湿性 / 外部混合 / 二次生成

研究概要

1.元素状炭素と有機炭素の分析方法の検討と測定結果
環境大気粒子ならびに光化学スモッグチャンバーでα-ピネン、トルエン、イソプレンそれぞれとNO_xの光化学反応により生成した有機エアロゾルの炭素分析を行い、それぞれ透過光強度と反射光強度から求めた炭素補正量を比較した。その結果、人工的に調製した元素状炭素(EC)を含まない有機エアロゾルの両測定値は1:1の対応関係を示した。一方、環境大気粒子においては、1:1の関係は成立しなかった。このことは、熱分解により新たに生成されるECと元々試料中に含まれていたECは炭素換算で等しい透過係数(吸光係数)、反射係数を持っていないことを示し、光学的補正が可能な装置であっても、測定中に生成したECを炭素濃度として正確に補正することが困難であり、できるだけ炭化の程度を低くして測定することが必要であることを示している。
2.二次生成極性有機物からなる内部混合ならびに外部混合エアロゾルの発生とその性質
有機炭素エアロゾルの物理・化学的性状は、その粒径や吸湿性に大きく依存するため、有機エアロゾルの性状特性に関する研究の一環として、モデルとした粒子が与える吸湿特性を調べる上で、報告例の少ない、被覆粒子(外部混合粒子)について、既存粒子に凝縮した有機エアロゾルの成分が与える、粒子の吸湿成長に対する影響を調査した。核粒子を(NH_3)_4SO_4、凝縮性物質として、水溶性の有機エアロゾルを考慮してシュウ酸を対象とし、被覆粒子に対する吸湿特性を調査した。硫酸アンモニウム粒子はRH80%以下で吸湿特性を示さないが、表面にシュウ酸を被覆することにより、シュウ酸の占める体積割合が増加し、内部混合させたシュウ酸粒子と同様の吸湿特性を示した。

研究成果

• [文献書誌] Yokota H., Tahara S., Sano F., Sakamoto K.: "Emissions of organic carbon from 'in-use' diesel vehicles"Journal of Aerosol Research. 18. 40-46 (2003)
• [文献書誌] 横田久司, 船島正直, 田原茂樹, 佐野藤治, 坂本和彦: "アイドリング時の排出実態およびアイドリング・ストップの効果"大気環境学会誌. 38. 190-204 (2003)
• [文献書誌] Kawanaka, Y., Matsumoto, E., Sakamoto, K., Wang, N., Yun, S.: "Size distributions of mutagenic compounds and mutagenicity in atmospheric particulate matter collected with a low-pressure cascade impactor"Atmosheric Environment. 38(印刷中). (2004)