同位体解剖学的手法による含酸素揮発性有機化合物の発生源評価法の構築

开发利用同位素解剖方法评估含氧挥发性有机化合物来源的方法

• 批准号: 21H03610
• 负责人: 山田 桂太
• 金额: $ 7.9万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03610/
• 关键词: 安定同位体分析; 揮発性有機化合物; 分子内同位体分布計測; 含酸素揮発性有機化合物; 部位別炭素同位体計測; 都市大気; 都市域大気; 安定同位体; 排出インベントリ

都市域における含酸素揮発性有機化合物（OVOCs）の大気放出は、対流圏オゾンや二次有機エアロゾルの形成を引き起こすことで、気候システムおよび人の健康に多大な影響を及している。気候変動予測や健康影響対策のために、都市域におけるOVOCsの各発生源からの発生量を明らかにすることが求められているが、現状十分に定量化できていない。本研究では、従前の濃度および分子バルク安定同位体分析に加え、同位体解剖学的手法を新たに開発・適用し、さらにPMF解析に同位体データを導入することで、各発生源からのOVOCs発生量をより精緻に推定する方法の構築を目的としている。本研究では、大気濃度が高く、植物、人為発生量がともに高いことが知られるエタノール、アセトアルデヒド、酢酸、アセトンの4成分に着目している。都市域において、大気試料を経時的に採取し、同位体解剖学的手法およびPMF解析を適用し、その都市域における各発生源からの発生量の時間変動を明らかにする。さらに、時間変動の支配要因を解明・抽出し、都市におけるOVOCs発生量を一般化（関数化）する。具体的には、以下の項目を順次あるいは並列的に進めてきた。本年度の実績は以下の通りである。１．OVOCs同位体解剖学的手法の開発；4種のOVOCsの部位別炭素同位体分析を確立した。エタノール、酢酸について、部位別水素同位体分析を確立した。大気試料の分析システムへの導入法を確立した。２．大気試料の採取と同位体解剖学的手法への適用；実際都市大気に適用し、冬季の大気酢酸の部位別炭素・水素同位体分析に成功した。３．PMF解析・同位体マスバランス解析による発生量推定；これまでに報告されている大気酢酸の同位体データを収集し、PMF解析のための基盤データベースを構築した。本研究で新たに得られた酢酸の部位別炭素・水素同位体値の同位体マスバランス解析から、予察的な起源解析を行った。

The major emission of acid-containing volatile organic compounds (OVOCs) in urban areas will lead to the formation of secondary organic compounds in urban areas, and the impact of environmental conditions on human health. Climate change prediction and health impact strategy, urban areas, OVOCs, and the production of each source of production are clearly defined, and the current situation is very quantitative. This study aims to develop a new method for the application of previous concentration and molecular stability isotope analysis, and to construct a refined method for the estimation of the production of OVOCs from various sources. In this study, the concentrations of methane and methane were high, and the concentrations of plants and man-made organisms were high. The temporal variation of the amount of each source in urban areas is clearly demonstrated by the application of isotopic anatomical methods and PMF analysis in urban areas. The main factors of time fluctuation are explained, extracted and generalized (related). The specific, the following items are listed in the order: The results for the year are as follows: 1. The method of isotope anatomy of OVOCs was developed; the site-specific carbon isotope analysis of four kinds of OVOCs was established. The analysis of water isotope in different parts of the body was established. The introduction method for the analysis of large samples was established. 2. The method of isotope anatomy was applied to atmospheric samples. The carbon and water isotope analysis of atmospheric acid in winter was successful. 3. PMF analysis, isotope analysis, estimation of yield, and report on the collection of isotope data of large molecular acids, PMF analysis, and the construction of substrate data. In this study, we have obtained new results on the analysis of carbon and water isotope values in different sites of acetic acid and the analysis of their origin.

项目成果

Re-evaluation of the 13C isotope fractionation associated with lipids biosynthesis by position-specific isotope analysis of plant fatty acids

通过植物脂肪酸的位置特异性同位素分析重新评估与脂质生物合成相关的 13C 同位素分馏

• DOI: 10.1016/j.orggeochem.2022.104516
• 发表时间: 2022
• 期刊: Organic Geochemistry
• 影响因子: 3
• 作者: Julien Maxime;Zhao Yu;Ma Ran;Zhou Youping;Nakagawa Mayuko;Yamada Keita;Yoshida Naohiro;Remaud G?rald S.;Gilbert Alexis
• 通讯作者: Gilbert Alexis