酸素17を含むアイソトポマーを指標とした一酸化二窒素の地球化学的挙動の解明

使用含氧 17 的同位素异构体作为指示剂阐明一氧化二氮的地球化学行为

• 批准号: 15740319
• 负责人: 豊田 栄
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740319/
• 关键词: 一酸化二窒素; アイソトポマー; 酸素17; 対流圏; 成層圏

一酸化二窒素(N_2O)は地球温暖化や成層圏オゾンの消長に影響を与える、大気中の微量成分である。その大気中濃度は産業革命以後増加し続けているが、N_2Oの全地球規模での物質収支に占める、各発生源、消滅過程の寄与は十分明らかになっていない。本研究は、安定同位体^<17>Oを含むN_2Oのアイソトポマー(種々の安定同位体を含む分子種)に注目し、その存在度を高感度・高精度で測定する方法の開発、およびこれを指標として、N_2Oの種々の発生・消滅過程の寄与を明らかにし、対流圏のN_2Oの収支についての情報を引き出すことを目的としている。本年度は以下の成果が得られた。1.N_2Oの高感度Δ^<17>O計測法の開発1L程度の大気試料からN_2Oをオンラインで濃縮・精製した後、熱分解炉によりN_2とO_2に分解し、O_2をガスクロマトグラフで分離・精製して直接質量分析計に導入し、その同位体比を計測することによりδ^<17>O、δ^<18>Oを求める分析システムを構築した。熱分解炉の素材、反応温度、ガス流速等を検討し最適な条件を求めた結果、Δ^<17>O(^<17>Oの同位体存在度異常の指標)を精度0.4‰程度で測定することが可能となった。確度については、異なる同位体組成をもつ複数の標準試料を用いた校正が必要であることが明らかになったので、校正用標準試料を調製した。2.大気試料の採取および分析安定同位体^<15>N、^<18>Oを含むN_2Oアイソトポマーについて、人為発生源から十分離れた離島で毎月採取された対流圏大気試料を分析し、4年間の経年変化を調べた。高度約30kmまでの成層圏大気試料を得るための大気球を用いたクライオジェニックサンプリング実験に参加・協力し、南極昭和基地上空において2度の試料採取、岩手県三陸上空における試料採取に成功した。持ち帰った試料について、^<17>Oも含めた各アイソトポマーの存在度を測定中である。

N_2O has an effect on the global warming and the evolution of stratigraphy. The concentration of N_2O in the atmosphere increased after the industrial revolution, and the material consumption of N_2O on a global scale, the generation of N_2O, the process of elimination, and the process of N_2O elimination were very clear. In this study, we focused on the development of a method for the detection of stable isotopes including N_2O with high sensitivity and high accuracy, and introduced information on the generation and elimination of N_2O species in the flow field.<17>The following results were achieved during the year: 1. The analytical system for the determination of N_2O with high sensitivity Δ ^O was constructed after the decomposition of N_2 and O_2 in a thermal decomposition furnace and the separation and purification of O_2 in a direct mass analyzer.<17><17><18>The material, reaction temperature and flow rate of the pyrolysis furnace were investigated to obtain the optimum conditions. The results showed that the accuracy of Δ ^O (the index of isotope existence abnormality) was 0.4 ‰.<17><17>The accuracy of the isotope composition is different from that of the standard sample. The calibration is necessary. 2. The samples were collected and analyzed for stable isotopes such as N, O, N_2O, N_2O,<15><18>About 30 km above the ground, the formation layer of large gas sample acquisition, large gas sphere use, participation, cooperation, Antarctic Showa base above the middle of the 2 degree sample acquisition, Iwate Sanriku above the sample acquisition success. The presence of the test sample is determined.<17>