マイクロガス分析システムの開発及びその応用による微量大気成分の動態解析

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大気中の微量成分をオンサイト分析できる小型システムを開発した。ハニカム型マイクロチャネルスクラバーは高い比表面積により高い濃縮効果を得た。このスクラバーに蛍光や導電率の検出器,小型送液ポンプを組み合わせ,システム全体を小型化,一体化し,これをマイクロガス分析システム(μGAS)として提唱した。本システムはsub-ppbレベルを検出できるほど高感度であり,また,試薬の消費量も少ない,環境に優しい測定システムである。より高精度な測定のため,マイクロリットルオーダーの溶液流量制御システムについて検討した。溶液のマイクロフロー計を開発し,電気浸透流やピエゾミニバルブによるフィードバック流量制御を行った。代表的な硫黄化合物である硫化水素や二酸化硫黄について,火山ガスや干潟表面から発生するガスについて測定を試みた。火山ガスについては,長期にわたる定点連続モニタリング,さらに,ポータブルである特性を活かした火口周辺における濃度マッピングを行った。定点モニタリングでは,都市部と異なり,顕著な日変化はみられないが,火口の状況や風向・風速の影響で急激な濃度変化が起こっていることがわかった。また,火山ガスの濃度や成分比と火山活動の相関についての知見が得られた。干潟からの発生ガスについての調査では,底質の影響や季節による発生量の違いについて知見が得られた。また,測定結果を元に干潟における硫黄サイクルを提言した。