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2015 年度 実績報告書

自動車排ガス起源の二次有機エアロゾルの光学特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25701001
研究機関名古屋大学

研究代表者

中山 智喜  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 講師 (40377784)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード環境変動 / 気候変動 / 環境分析
研究実績の概要

本研究では、自動車排ガス中に含まれるエアロゾル(元素状炭素、有機炭素)および、二次有機エアロゾルの光学特性を明らかにすることを目指している。今年度は、前年度に実施したディーゼルエンジン単体やディーゼルエンジンを搭載した車両の排出実験と同様の手法を用いて、ガソリン車(直噴型エンジン搭載車およびポート噴射型エンジン搭載車)やクリーンディーゼル車をシャシーダイナモ施設で過渡運転走行させた際に排出された排ガス中の粒子の光学特性について調べた。また、同時に排出された揮発性有機化合物をテフロンチャンバーに導入した後、紫外光を照射した場合や、オゾンを添加した場合に新たに生成する二次生成粒子(主に有機物および硝酸塩)の光学特性についても調べた。光学特性の計測は、波長375, 405, 532および781 nmにおける吸収および散乱係数を二台の光音響分光装置で、波長532 nmにおける消散係数およびその湿度依存性をキャビティリングダウン分光装置で測定した。
その結果、前年度得られたディーゼルエンジン単体やディーゼル車の結果と同様に、ガソリン車(直噴型エンジン搭載車およびポート噴射型エンジン搭載車)やクリーンディーゼル車から排出された揮発性有機化合物の光およびオゾン酸化により生成する二次粒子の光吸収は、代表的な人為起源の揮発性有機化合物であるトルエンの窒素酸化物存在下での光酸化反応で生成させた二次有機エアロゾルに比べ、小さいことが判明した。また、揮発性有機化合物が主に水酸化ラジカルされる光酸化反応に比べて、オゾン添加時に、より多くの二次有機エアロゾルが生成した。オゾン酸化反応で生成した二次有機エアロゾルがブラックカーボン粒子を被覆し、レンズとして働くことで、ブラックカーボン粒子の光吸収効率が最大50%程度増加することが判明した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の予定通り、ガソリン車(直噴型エンジン搭載車およびポート噴射型エンジン搭載車)やクリーンディーゼル車といった様々なタイプの車両から排出された一次排出粒子および二次生成粒子の光学特性の測定を実施し、被覆による黒色炭素粒子の光吸収の増加や、二次生成粒子の光吸収に関するデータを得ることができたため。

今後の研究の推進方策

今後は、これまでに得られた実験データを詳細に解析し、様々なタイプの車両から排出される粒子や、排出された気相成分から二次的に生成する粒子の光学特性に関する系統的な理解を得る。また、道路沿道での実大気観測を実施し、実際の大気中での排ガス起源粒子の光学特性について調べ、室内実験で得られた結果と比較する予定である。

次年度使用額が生じた理由

予定していた論文投稿および学会発表の一部を次年度に行うことにしたことから、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度に論文掲載費および学会発表費用として使用する予定である。

  • 研究成果

    (18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 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 国立交通大学(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      国立交通大学
  • [国際共同研究] コーク大学(アイルランド)

    • 国名
      アイルランド
    • 外国機関名
      コーク大学
  • [雑誌論文] Design and characterization of a novel single-particle polar nephelometer2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nakagawa, T. Nakayama, H. Sasago, S. Ueda, D. S. Venables, Y. Matsumi
    • 雑誌名

      Aerosol Science and Technology

      巻: 50 ページ: 392-404

    • DOI

      10.1080/02786826.2016.1155105

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Light absorption and morphological properties of soot-containing aerosols observed at an East Asian outflow site2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ueda, T. Nakayama, F. Taketani, K. Adachi, A. Matsuki, Y. Iwamoto, Y. Sadanaga, and Y. Matsumi
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 16 ページ: 2525-2541

    • DOI

      10.5194/acp-16-2525-2016

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of MAX-DOAS aerosol retrievals by coincident observations using CRDS, lidar, and sky radiometer in Tsukuba, Japan2015

    • 著者名/発表者名
      H. Irie, T. Nakayama, A. Shimizu, A. Yamazaki, T. Nagai, A. Uchiyama, Y. Zaizen, S. Kagamitani, and Y. Matsumi
    • 雑誌名

      Atmospheric Measurement Techniques

      巻: 8 ページ: 2775-2788

    • DOI

      10.5194/amt-8-2775-2015

    • 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
      T. Nakayama, K. Sato, M. Tsuge, T. Imamura, Y. Matsumi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmosphere

      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
  • [学会発表] Complex refractive index of secondary organic aerosols generated from isoprene2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical properties of secondary organic aerosols generated from isoprene2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama, K. Sato, M. Tsuge, T. Imamura, Y. Matsumi
    • 学会等名
      JSPS-DFG workshop on Aerosols
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Laboratory studies of optical properties of isoprene SOA2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama, K. Sato, M. Tsuge, T. Imamura, Y. Matsumi
    • 学会等名
      The 13th international conference on the Atmospheric Sciences and Application to Air Quality (ASAAQ13)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Light absorption of black and brown carbon in an urban area, Nagoya, Japan2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama, Y. Ikeda, K. Kawana, M. Mochida, Y. Matsumi
    • 学会等名
      Founding Symposium for the Institute for Space-Earth Environmental Research
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-11-04 – 2015-11-05
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー分光法を用いたエアロゾル光学特性の研究(奨励賞受賞記念講演)2015

    • 著者名/発表者名
      中山智喜
    • 学会等名
      第21回大気化学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 自動車排気由来二次生成粒子のチャンバー実験2015

    • 著者名/発表者名
      藤谷雄二、佐藤圭、猪俣敏、中山智喜、伏見暁洋, 近藤美則, 森野悠, 高見昭憲, 田邊潔, 小林伸治
    • 学会等名
      第56回大気環境学会年会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 産業起源の揮発性有機化合物から生成する二次粒子の光学特性の評価(技術委員長賞受賞記念講演)2015

    • 著者名/発表者名
      中山智喜
    • 学会等名
      鉄鋼環境基金受賞記念講演会
    • 発表場所
      鉄鋼会館
    • 年月日
      2015-08-21 – 2015-08-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Complex refractive index of SOA generated during the photooxidation of isoprene in the presence of SO22015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama, K. Sato, T. Imamura, Y. Matsumi
    • 学会等名
      2015 Asian Aerosol Conference (AAC2015)
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 気候変動に関与するエアロゾルの諸特性の実験および観測研究2015

    • 著者名/発表者名
      中山 智喜、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
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
  • [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
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
  • [学会発表] Observational and laboratory studies of optical properties of black and brown carbon particles in the atmosphere using spectroscopic techniques2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama, Y. Matsumi
    • 学会等名
      European Geoscience Union General Assembly 2015 (EGU2015)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-04-12 – 2015-04-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 粉粒体/多孔質材料の計測とデータの解釈/使い方2015

    • 著者名/発表者名
      中山智喜、他28名
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      S&T出版株式会社

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-16  

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