2011 Fiscal Year Annual Research Report

東アフリカにおける水溶性有機エアロゾルの分子組成と安定炭素同位体比

Research Project

Project/Area Number	11F01026
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	河村公隆北海道大学, 低温科学研究所, 教授
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	MKOMA S.L. 北海道大学, 低温科学研究所, 外国人特別研究員
Keywords	東アフリカ / タンザニア / バイオマス燃焼 / レボグルコサン / カリウム / 水溶性有機炭素 / 森林火災 / 有機エアロゾル
Research Abstract	本研究では、東アフリカの有機エアロゾルの分子レベル解析を実施すること、および、そのための研究者を育成することを目的としている。本年度は、アフリカで頻繁に起こっている森林火災、また、日常生活(料理など)で使用されるバイオ燃料の燃焼の大気エアロゾルへの影響を評価するために、セルロースの燃焼により生成する脱水糖の一種であるレボグルコサンの測定を行った。アフリカの東部に位置するタンザニアにおいて採取した大気エアロゾル試料を、有機溶媒で抽出した後、BSTFA試薬で水酸基を誘導体化し、GC/MSで糖類を測定した。その結果、試料中にバイオマス燃焼のトレーサーであるレボグルコサンを検出し、その濃度を決定することに成功した。また、エアロゾル試料を水抽出後、イオンクロマトグラフィーで分析し、カリウムを含み無機イオン脅測定した。K^+は、植物中に多く含まれ燃焼によって大気中に放出され、大気エアロゾル粒子に取り込まれる。本研究で、レボグルコサンはより微細なエアロゾル画分(PM2.5)に濃集していること、その濃度は、雨期に低い値(38-307ngm^<-3>,平均146ngm^<-3>)を、乾期に高い値(138-408ngm^<-3>,平均252ngm^<-3>)を示した。また、レボグルコサンの濃度は、バイオマス燃焼の無機トレーサーであるK+と強い正の相関を示した。本研究の結果、タンザニアでは、バイオマス燃焼やバイオ燃料の燃焼が大気質を大きく変えていることが明らかとなった。また、雨期には降水による除去の結果、エアロゾル濃度は低くなることがわかった。更に、レボグルコサン濃度は、エアロゾル中の水溶性有機炭素(WSOC)濃度と良い相関を示し、バイオマス燃焼が雲凝結核として作用するWSOCの重要なソースであることを示唆した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 1年目に既に論文投稿(J.Geophys.Res,)するまでに研究が進んだ。現在、低分子ジカルボン酸などを測定する準備を行っており、研究は順調に進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	低分子ジカルボン酸などの測定にも続き、アフリカにおける有機エアロゾルの組成を特徴付ける。また、シュウ酸などの安定炭素同位体比の測定より、大気中での光化学反応過程の研究を行う。