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2023 年度 実績報告書

大気中過酸化ラジカルの化学ダイナミクスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H04926
研究機関京都大学

研究代表者

梶井 克純  京都大学, 地球環境学堂, 教授 (40211156)

研究分担者 佐藤 圭  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 室長 (10282815)
河野 七瀬  近畿大学, 理工学部, 講師 (40736766)
坂本 陽介  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 主任研究員 (50747342)
定永 靖宗  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70391109)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2024-03-31
キーワード過酸化ラジカル / オキシダント / エアロゾル / 取込み / オゾン
研究実績の概要

過酸化ラジカルとNO2の反応速度定数の測定を実施した。VOCとOHの反応により人工的に生成させたRO2とNO2の反応について重点的に調べた。また、NO2の代わりにゼロガスを使用することで、RO2ラジカルの拡散速度も測定した。RO2ラジカルの検出は大気圧条件下で生成したRO2ラジカルを低圧のセルに導入し、NOと反応させることで最終的にOHラジカルに変換して測定した。ここで検討するRO2としては、CH4、C2H6に加えてC5までの飽和炭化水素から生成するもの、代表性のある2重結合を有するVOCとして、C2、C3および植物起源のイソプレン、テルペンなどから生成する過酸化ラジカルとした。これらのVOCは大気中で重要なことから対象として選定した。これらのRO2ラジカルとNO2の大気圧条件下での反応速度定数測定は世界で初めての成果となった。RO2の拡散は質量の平方根に反比例していることから、大気中の挙動は閉殻分子のものとあまり変わらないことが明らかとなった。過酸化ラジカルのエアロゾルへの取込みについてはHO2ラジカルでは、我々の研究を含めていくつかの先行研究があるが、RO2の取り込みは初めての試みとなった。RO2ラジカルの減衰を直接測定し、エアロゾルによる取り込み速度はエアロゾル試料と清浄空気のそれぞれの測定で得られる反応速度定数の差分と走査式モビリティパーティクルサイザーSMPSで測定される表面積濃度を用いて取り込み係数へと変換した。 測定したエアロゾルは塩化ナトリウム粒子(銅イオン添加、鉄イオン添加)、硫酸アンモニウム粒子(銅イオン添加、鉄イオン添加)、硫酸ナトリウム粒子(銅イオン添加、鉄イオン添加)、海塩エアロゾル(海水より生成)、トルエン由来SOA(硫酸アンモニウム上にトルエン+OH反応生成物を被膜させ生成した)である。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Improved continuous measurement system for atmospheric total peroxy and total organic nitrate under the high NO<i>x</i> condition2024

    • 著者名/発表者名
      Ohara Nagomi、Shioji Takahiro、Matsumoto Jun、Inomata Satoshi、Sakamoto Yosuke、Kajii Yoshizumi、Shiigi Hiroshi、Sadanaga Yasuhiro
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 95 ページ: -

    • DOI

      10.1063/5.0172219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大気化学の最前線―第1講 大気で生じる化学反応の全体像―2024

    • 著者名/発表者名
      佐藤 圭
    • 雑誌名

      大気環境学会誌

      巻: 59 ページ: A87~A96

    • DOI

      10.11298/taiki.59.A87

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 過酸化ラジカル反応性測定が示すオゾン生成メカニズムの不確実性2024

    • 著者名/発表者名
      坂本陽介、黎珈汝、河野七瀬、佐藤圭、森野悠、梶井克純
    • 雑誌名

      大気環境学会誌

      巻: 59 ページ: A50~A53

  • [雑誌論文] Investigation of HO<sub>2</sub>uptake onto Cu(<scp>ii</scp>)- and Fe(<scp>ii</scp>)-doped aqueous inorganic aerosols and seawater aerosols using laser spectroscopic techniques2023

    • 著者名/発表者名
      Li Jiaru、Sakamoto Yosuke、Sato Kei、Morino Yu、Kajii Yoshizumi
    • 雑誌名

      Environmental Science: Atmospheres

      巻: 3 ページ: 1384~1395

    • DOI

      10.1039/D3EA00093A

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of Hydrogen Mixture on Fuel Consumption and Exhaust Gas Emissions in a Truck with Direct-Injection Diesel Engine2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Muxi、Matsugi Akira、Kondo Yoshinori、Sakamoto Yosuke、Kajii Yoshizumi
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 16 ページ: 4466~4466

    • DOI

      10.3390/en16114466

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザー分光法を用いた大気エアロゾルによるイソプレン由来有機過酸化ラジカル取り込み係数の決定2023

    • 著者名/発表者名
      坂本 陽介、Li Jiaru、河野 七瀬、中山 智喜、佐藤 圭、梶井 克純
    • 雑誌名

      大気環境学会誌

      巻: 58 ページ: 1~9

    • DOI

      10.11298/taiki.58.1

    • 査読あり
  • [学会発表] Strategy to control photochemical ozone formation, what could we do?2024

    • 著者名/発表者名
      Yoshizumi Kajii
    • 学会等名
      ENVIRONMENTAL SUSTAINABILITY THROUGH WASTE AND RECYCLING 2024
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modeling studies of the effect of HO2 uptake by atmospheric aerosol on surface ozone.2023

    • 著者名/発表者名
      Morino, Y., Sato, K., Sakamoto, Y., Li, J., Chatani, S., Shimadera, H., Kajii, Y.
    • 学会等名
      The 22nd Annual CMAS Conference, Chapel Hill, NC, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental determination of uptake coefficient of isoprene-derived peroxy radical onto deliquesced NaCl particles.2023

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, Y., Mikami, R., Kohno, N., Sato, K., Kajii, Y.
    • 学会等名
      Goldschmidt 2023 Conference, Lyon, France
    • 国際学会
  • [学会発表] HO2 uptake onto deliquesced inorganic aerosols and doping impacts of transition metal ions.2023

    • 著者名/発表者名
      Li, J., Sakamoto, Y., Sato, K., Kajii, Y.
    • 学会等名
      Goldschmidt 2023 Conference, Lyon, France
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of copper-doped aerosol upon the ozone formation during VOC/NOx photooxidation.2023

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Fardilah, R.D., Li, J., Morino, Y., Sakamoto, Y., Kajii, Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023, Chiba, Japan
  • [学会発表] Uptake coefficient of HO2 onto deliquesced inorganic aerosols with and without transition metal ions.2023

    • 著者名/発表者名
      Li, J., Sakamoto, Y., Sato, K., Murano, K., Kajii, Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023, Chiba, Japan
  • [学会発表] The effect of dissolved ions on uptake coefficient of propene-derived RO2 onto NaCl particles.2023

    • 著者名/発表者名
      Mikami, R., Sakamoto, Y., Sato, K., Li, J., Kajii, Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023, Chiba, Japan

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公開日: 2024-12-25  

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