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2015 年度 実績報告書

生物起源有機物の光酸化で生じる粒子状有機硝酸塩の水溶液相反応過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25340021
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

佐藤 圭  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (10282815)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード酸触媒不均一反応 / 表面反応 / 二次有機エアロゾル / 植物起源揮発性有機化合物 / スモッグチャンバー
研究実績の概要

本年度は時間分解測定手法を用いた室内チャンバー実験により酸触媒二次有機エアロゾル生成を研究した。イソプレン/NOx光酸化により二次有機エアロゾルを生成後亜硫酸ガスをチャンバー内に導入した。エアロゾル質量分析計を用いて二次粒子の化学組成を時間の関数として分析した。有機エアロゾル濃度は、亜硫酸ガス導入の約1時間後に導入前の650%に増加した。この結果は、乾燥条件でも粒子相反応が起こりうることを示唆している。別の実験では、二次有機エアロゾル生成後のチャンバーに噴霧器を用いて硫酸エアロゾルを直接導入した。硫酸エアロゾルを導入している間は有機エアロゾルの濃度が増加したが、硫酸エアロゾルの導入を停止すると有機エアロゾルの濃度は速やかに減少した。イソプレンの光酸化からの酸触媒二次有機エアロゾル生成では表面反応が一定の役割を果たすと考えられる。さらに表面反応の役割を調べるため、イソプレン/NO/SO2光酸化系の一連の実験を行った。イソプレン及びNOの初期濃度を一定としながら初期SO2濃度を変化させて実験を行い、生成する粒子の表面積を変化させた。これらの実験の結果から、生成する二次有機エアロゾルの濃度は粒子の表面積に比例することが確かめられた。エアロゾル質量分析計により二次有機エアロゾルの不飽和性を評価したところ、亜硫酸ガスの添加によって有機物の不飽和性が増加することが明らかになった。硫酸存在下ではこれまで本課題で研究してきたように有機硫酸塩が生成する他、アルドール縮合などによる有機物の重合反応も進むと考えられる。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] CRAES(China)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      CRAES
  • [国際共同研究] National Chiao Tung University(Taiwan)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Chiao Tung University
  • [雑誌論文] Terpenylic acid and nine-carbon multifunctional compounds formed during the aging of b-pinene ozonolysis secondary organic aerosol2016

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Jia, T., Tanabe, K., Morino, Y., Kajii, Y., Imamura, T.
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 130 ページ: 127-135

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2015.08.047

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 有機エアロゾルに関する不均一反応研究の現状と課題:大気化学と理論化学の連携2016

    • 著者名/発表者名
      谷本浩史、金谷有剛、持田陸宏、廣川淳、猪俣敏、松本淳、藪下彰啓、江波進一、森田明弘、橋本健朗、竹川暢之、宮崎雄三、森野悠、中山智喜、佐藤圭、坂本陽介、竹谷文一、羽馬哲也、加藤俊吾、河村公隆、秋元肇
    • 雑誌名

      大気化学研究

      巻: 34 ページ: 22-28

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complex refractive index of secondary organic aerosol generated from isoprene/NOx photooxidation in the presence and absence of SO22015

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, T., Sato, K., Tsuge, M., Imamura, T., Matsumi, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 120 ページ: 7777-7787

    • DOI

      10.1002/2015JD023522

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Verification of Chemical Transport Models for PM2.5 Chemical Composition Using Simultaneous Measurement Data over Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Morino, Y., Nagashima, T., Sugata, S., Sato, K., Tanabe, K., Noguchi, T., Takami, A., Tanimoto, H., Ohara, T.
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 15 ページ: 2009-2023

    • DOI

      10.4209/aaqr.2015.02.0120

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Terpenylic acid and nine-carbon compounds formed during the aging of β-pinene ozonolysis secondary organic aerosol2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Jia, T., Morino, Y., Kajii, Y., Imamura, T.
    • 学会等名
      JSPS-DFG Workshop on Aerosols “Physicochemical Properties of Atmospheric Aerosols and Their Effects on Air Quality and Public Health”
    • 発表場所
      Mainz (Germany)
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of dimerization process using secondary organic aerosol models2015

    • 著者名/発表者名
      Morino, Y., Sato, K., Tanabe, K., Inomata, S., Fujitani, Y.
    • 学会等名
      JSPS-DFG Workshop on Aerosols “Physicochemical Properties of Atmospheric Aerosols and Their Effects on Air Quality and Public Health”
    • 発表場所
      Mainz (Germany)
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Terpenylic acid and nine-carbon multifunctional compounds formed during the aging of β-pinene ozonolysis secondary organic aerosol2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Jia, T., Tanabe, K., Morino, Y., Kajii, Y., Imamura, T.
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Atmospheric Sciences and Applications to Air Quality
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Laboratory studies of optical properties of isoprene SOA2015

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, T., Sato, K., Tsuge, M., Imamura, T., Matsumi, Y.
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Atmospheric Sciences and Applications to Air Quality
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of dimerization process using secondary organic aerosol models2015

    • 著者名/発表者名
      Morino, Y., Sato, K., Tanabe, K., Inomata, S., Fujitani, Y.
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Atmospheric Sciences and Applications to Air Quality
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] β-ピネンSOAのエイジングにより生成するテルペニル酸およびC9生成物2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤圭, 賈天宇, 田邊潔, 森野悠, 梶井克純, 今村隆史
    • 学会等名
      第21回大気化学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
  • [学会発表] 有機エアロゾルモデルにおけるオリゴマー導入の検討2015

    • 著者名/発表者名
      森野悠, 佐藤圭, 田邊潔, 藤谷雄二
    • 学会等名
      第56回大気環境学会年会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] Effects of humidity, acid, and base on isoprene SOA molecular marker formation under high NOx conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, K.
    • 学会等名
      Chinese Research Academy of Environmental Sciences (CRAES) AEI seminar
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2015-08-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of humidity, acid, and base on isoprene SOA molecular marker formation under high NOx conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Li, H., Wang, X., Nakayama, T., Okumura, M., Morino, Y., Takami, A., Imamura, T.
    • 学会等名
      International Workshop on Heterogeneous Kinetics Related to Atmospheric Aerosols
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2015-08-09 – 2015-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of dimerization process using secondary organic aerosol models2015

    • 著者名/発表者名
      Morino, Y., Sato, K., Tanabe, K., Inomata, S., Fujitani, Y.
    • 学会等名
      International Workshop on Heterogeneous Kinetics Related to Atmospheric Aerosols
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2015-08-09 – 2015-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of humidity, acid and base on 2-methyltetrol formation from isoprene/NO photo-oxidation2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Li, H., Wang, X., Okumura, M., Morino, Y., Takami, A., Imamura, T.
    • 学会等名
      9th Asian Aerosol Conference
    • 発表場所
      金沢東急ホテル(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Complex refractive index of SOAs generated during the photooxidation of isoprene in the presence of SO22015

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, T., Sato, K., Imamura, T., Matsumi, Y.
    • 学会等名
      9th Asian Aerosol Conference
    • 発表場所
      金沢東急ホテル(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化過程の違いがイソプレン起源SOAの光学特性に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      中山智喜, 佐藤圭, 今村隆史, 松見豊
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
  • [学会発表] イソプレン/NO 光酸化からのテトロール生成に対する相対湿度の効果2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤圭, 奥村智憲, 高見昭憲, 今村隆史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
  • [備考] 佐藤 圭 SATO Kei|国立環境研究所

    • URL

      http://www.nies.go.jp/researchers/100110.html

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-03-01  

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