2022 Fiscal Year Annual Research Report
Real-time monitoring of volatile elements existing in the atmosphere as gas components or nano-particles
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17K05909
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
古田 直紀 中央大学, 理工学部, 名誉教授 (90101055)
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2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | PM0.1大気粉塵 / リアルタイムモニタリング / ガス交換器 (GED) / ICPMS / 揮発性元素 / ガス粒子化装置 (GPD) / 発生源の解明 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大気粉塵の粒径分布は、重量濃度で表すと、4 μmにピークを持つ粗大粒子と0.6 μmにピークを持つ微小粒子の二山存在する。一方、数濃度で表すと、ナノ粒子（0.1 μm以下の超微小粒子、PM0.1）が圧倒的に多い。我々は、日常、数濃度の高いナノ粒子を吸い込んでいる。
ナノサンプラーを用いてPM0.1（0.1μm以下の大気粉塵）を石英繊維フィルター上にサンプリングし、化学成分を分析した。その結果、1/3は炭素（有機炭素と無機炭素）で、1/3は主成分元素(O, Si, Al, Feなど)と微量元素(Pb, Cd, As, Se, Sbなど)、残りの1/3は硫酸アンモニウム塩(NH4, SO4)であることが明らかとなった。
ナノサンプラーを用いてPM0.1（0.1μm以下の大気粉塵）をコロジオン膜上にサンプリングし、透過型電子顕微鏡 (STEM)で、ナノ粒子を観測した。その結果、２種類のナノ粒子が多数観測された。一つは、球形のナノ粒子が数珠状に連なったディーゼル排ガス粒子であり、もう一つは、球形をした硫酸アンモニウムの液滴であった。
大気中での硫酸アンモニウムの生成メカニズムは、二酸化硫黄(SO2)ガスとアンモニア(NH3)ガスとが反応し、二次発生源である硫酸アンモニウム塩が生成し、その硫酸アンモニウ塩は吸湿性なので、大気中の水分を吸収し、硫酸アンモニウムの液滴となる。
2022年1月アメリカのツーソン(Tucson)で開催された2022 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry国際会議で、"From ICP Emission to Mass Spectrometry and Isotope Ratio Measurements"と題するon-line発表を行った。
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