| 研究課題/領域番号 |
21K12286
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
秦 寛夫 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00792532)
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| 研究分担者 |
星野 翔麻 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 助教 (20783616)
戸野倉 賢一 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00260034)
藤田 道也 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (20916225)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | イソプレン / クリーギー中間体 / キャビティリングダウン吸収分光法 / 不均一系化学反応 / 大気化学輸送モデル / 微小粒子状物質 / アルケン / 大気化学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究プロジェクトでは、①イソプレン由来のクリーギー中間体のキャビティリングダウン吸収分光法（CRDS）による検出、②気液界面におけるアルケンのオゾン酸化とクリーギー中間体生成に関する一連の反応速度定数の算出、③大気シミュレーションによる気相・液相系のクリーギー中間体に由来する粒子状物質生成能の評価、の３項目を実施している。項目①について、今年度は実験系を構築する段階まで進め、CRDSによる反応場の計測が可能となった。項目②については、アルケンの代表としてオレイン酸を選択し、オレイン酸の薄膜を作成して、その薄膜界面におけるオレイン酸とオゾンの化学反応速度を算出することに成功した。気液界面におけるアルケンとオゾンの化学反応速度定数を実験的に算出した先行研究は無く、大気化学反応過程を理解する上で有意義なデータを得ることができた。項目③については、領域大気質モデルCMAQの気相化学反応モデル及び液相内化学反応モデルのソースコードを改変することで、クリーギー中間体の気相と液相バルク内における一連の化学反応を追加し、クリーギー中間体の大気中のPM2.5生成への寄与を試算することに成功した。クリーギー中間体の液相バルク内における化学反応を大気化学輸送モデルで評価した事例は無く、新たなアプローチから大気化学輸送モデルの精緻化に資する成果を得ることができた。項目②は現在国際学術誌への投稿に向けて論文を執筆中であることと、2022年度内に国内学会にての口頭発表を検討している。項目③は国内学会誌への投稿に向けて論文を執筆中であることと、2022年度内に国内学会にてのポスター発表を予定している。
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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
本研究プロジェクトでは、①イソプレン由来のクリーギー中間体のキャビティリングダウン吸収分光法（CRDS）による検出、②気液界面におけるアルケンのオゾン酸化とクリーギー中間体生成に関する一連の反応速度定数の算出、③大気シミュレーションによる気相・液相系のクリーギー中間体に由来する粒子状物質生成能の評価、の３項目を実施している。項目①については、当初予定のCRDSの実験系の構築までを行った。項目②については、当初予定では実験系の構築まで行うこととしていたが、気液界面系に係る実験まで実施でき、一つの研究成果を得ることができたことから、想定よりも大幅に研究が進展した。項目③についても、当初予定では2022年度から大気化学輸送モデルの改良を行う予定であったが、2021年度に実施することができ、さらに実際にシミュレーションを実施して研究成果を得ることができたため、想定よりも大幅に研究が進展したと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究プロジェクトでは、①イソプレン由来のクリーギー中間体のキャビティリングダウン吸収分光法（CRDS）による検出、②気液界面におけるアルケンのオゾン酸化とクリーギー中間体生成に関する一連の反応速度定数の算出、③大気シミュレーションによる気相・液相系のクリーギー中間体に由来する粒子状物質生成能の評価、の３項目を実施している。項目①については、2021年度に構築したCRDSの実験系を用いて、実際にイソプレン由来のクリーギー中間体の検出に向けた実験を実施する。項目②については、2021年度に得られた成果は現在論文投稿に向けて準備中である一方で、今後は気液界面におけるクリーギー中間体とSO2やNO2等との反応速度定数を求めるべく、引き続きの実験を行って成果を得ていく。項目③については、実施した研究成果は現在論文執筆中であるが、研究結果からいくつかの課題が見えてきている。特に2021年度は、特定の領域（たとえば日本国内など）を計算する領域大気質モデルであるCMAQを用いたが、クリーギー中間体の化学は地域に依らずに評価する必要があると考えられる。よって、今後は全球大気質モデルを用いて全球規模でのクリーギー中間体の化学に由来する大気影響の評価を実施する。
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