PTR-MS測定法による大気中の揮発性有機化合物の動態解明

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15310009
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小池 真 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (00225343)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹川 暢之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (00324369) ; 谷 晃 東海大学, 開発工学部, 講師 (50240958) ; 北 和之 茨城大学, 理学部, 助教授 (30221914)
• Keywords: 陽子付着型質量分析法 / 揮発性有機化合物

Research Abstract

本研究では、陽子付着型質量分析法(PTR-MS=Proton Transfer Mass Spectrometer)という新しい測定技術により、揮発性有機化合物(VOC)を高精度でかつ高時間分解能で測定する方法を確立し、都市域における揮発性有機化合物の動態を解明することを目的とする。陽子付着型質量分析法とは、プロトンハイドレイト(H_3O^+)を使ってプロトンを測定対象成分に付着させることにより、測定対象成分を破壊することなく質量分析法により定量するという方法である。
本年度はこのPTR-MS技術を用い、実際に大気中の揮発性有機化合物の観測を実施した。VOC測定で実績のあるGG-FIDと比較した結果、トルエンなどについてはよい一致を示し、観測の妥当性が確認された。一方、イソプレンについてはPTR-MSの方が高い値となり、その原因としてイソプレンと同じ質量数に別の成分が存在している可能性が示唆された。このような同じ質量数に共存する複数の成分を同定、分離するためにPTR-MSの前段にガスクロマトグラフをつけた実験を実施し、標準ガスを用いたテストでは妥当性が確認された。
本年度はまたPTR-MSによって得られた都市域および郊外域(埼玉県騎西市)における揮発性有機化合物のデータを解析することにより、その日変化、季節変化、空間分布などについて研究を行った。この結果、数多くの揮発性有機化合物について、弱風条件下での大気中での蓄積による濃度増大など、気象場との関係が明らかになった。またアルデヒドなど含酸素揮発性有機化合物については、大気中での光化学的生成の重要性が明らかとなった。
これらの成果を、日本気象学会などで報告した。