酸性霧の成分分析と酸性化機構の解明

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霧は大気中の汚染物質を効率よく吸収し、希釈効果も小さいので高濃度の酸溶液となり、植物に対しても葉への直接的な被害を与える可能性が高い。本研究は、大山と赤城山でフィ-ルド調査を行ない、酸性霧成分の物質循環過程を明らかにすることを目的としている。大山の霧の本年の測定結果は、pHが3.0から6.0の間に分布し、酸性度、イオン強度ともに雨よりも高い。赤城山では首都圏で発生した大気汚染物質が移流するため、時として硝酸ガス濃度が極めて高くなり、このような時に発生した霧は低いpHになり、1990年10月にはpH2.2を記録した。霧水の酸性度に及ぼす硫酸、硝酸、塩酸の寄与率を大山の霧を例にして見積ったところ、特に硝酸の寄与が大きいことが明らかになった。霧水pHに及ぼすアンモニアガスの影響は大きいが、発生前の硝酸ガス濃度が高くなるとアンモニアガスの中和作用が追いつかず、pHは低くなる。大山ではその地形より、南東の風が吹いている時にふもとの相対湿度が上昇すると霧が発生する。そこで、ふもとの相対湿度と気温から霧底の位置を推測したところ、霧採取地点において霧の発生が見られた後の霧水組成の減少は、霧底位置の低下にともなっていることが明らかになった。これは、霧水への吸収効率が高い硝酸ガス等は霧底でほとんど吸収されてしまい、汚染物質を含む霧水は上昇気流にのって移動する間に森林の樹冠に触れて付着し除去されることによる。このため、霧採取地点の大気汚染の指標としてオキシダントをとると、この濃度と硝酸イオン、水素イオン、アンモニウムイオン、硫酸イオン等の濃度との比の対数と、霧底から採取地点までの距離との間には直線関係が得られた。霧水採取地点のオキシダント濃度はふもとの濃度に一定の時間差をもって対応するので、ふもとのオキシダント濃度と霧底の位置から、おおよその霧水組成が予測されることが明らかになった。