東アフリカにおける水溶性有機エアロゾルの分子組成と安定炭素同位体比

东非水溶性有机气溶胶的分子组成和稳定碳同位素比

• 批准号: 11F01026
• 负责人: 河村 公隆
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01026/
• 关键词: エアロゾル; 水溶性有機物; バイオマス燃焼; シュウ酸; レボグルコサン; カリウム; タンザニア; PM2.5; 東アフリカ; 水溶性有機炭素; 森林火災; 有機エアロゾル

本研究では、アフリカで頻繁に起こっている森林火災、農業廃棄物の燃焼、また、日常生活(料理など)で使用されるバイオ燃料の燃焼の大気エアロゾルへの影響を評価するために、セルロースの燃焼により生成する脱水糖の一種であるレボグルコサンの測定を行った。'アフリカの東部に位置するタンザニアにおいて採取した大気エアロゾル試料を、有機溶媒で抽出した後、BSTFA試薬で水酸基を誘導体化し、GC/MSで糖類を測定した。その結果、試料中にバイオマス燃焼のトレーサーであるレボグルコサンを検出し、その濃度を決定することに成功した。また、エアロゾル試料を水抽出後、イオンクロマトグラフィーで分析し、カリウムを含み無機イオンを測定した。K+は、植物中に多く含まれ燃焼によって大気中に放出され、大気エアロゾル粒子に取り込まれる。本研究で、レボグルコサンはより微細なエアロゾル画分(PM2.5)に濃集していること、その濃度は、雨期に低い値(38-307ng m-3,平均146ng m-3)を、乾期に高い値(138-408 ngm-3,平均252ng m-3)を示すことが明らかとなった。また、レボグルコサンの濃度は、バイオマス燃焼の無機トレーサーであるK+と強い正の相関を示した。本研究の結果、タンザニアでは、バイオマス燃焼やバイオ燃料の燃焼が大気質を大きく変えていることが明らかとなった。また、雨期には降水による除去の結果、エアロゾル濃度は低くなることがわかった。更に、レボグルコサン濃度は、エアロゾル中の水溶性有機炭素(WSOC)濃度と良い相関を示し、バイオマス燃焼が雲凝結核として作用するWSOCの重要なソースであることを示唆した。また、同位体比質量分析計を用いて、エアロゾル中の炭素・窒素の安定同位体比を測定し、エアロゾルの起源を議論した。更に、低分子ジカルボン酸の組成を解析し、シュウ酸が最も濃度の高い成分であることを明らかにした。シュウ酸などジカルボン酸の安定炭素同位体比をGC/IRMSを用いて個別に測定し、大気中での光化学的酸化プロセススを議論した。

This study was conducted to evaluate the effects of frequent forest fires, agricultural waste combustion, and daily life (cooking) on the combustion of fuels and the generation of dehydrated sugars. In addition, the determination of carbohydrates by GC/MS was carried out after extraction of organic solvents, induction of hydrolysis with BSTFA. The results show that the concentration of carbon dioxide in the sample is higher than that in the sample. After extraction of the sample, the sample was analyzed and the sample was determined. K+ is the most important element in plants. In this study, the concentration of PM2.5 was low (38-307ng m-3, average 146ng m-3) in rainy season and high (138-408 ng m-3, average 252ng m-3) in dry season. The concentration of K+ and K + in the combustion medium is higher than that of K+. The results of this study show that the combustion of fuel is of great quality. The rain season is the result of precipitation removal, and the concentration is low. In addition, the concentration of water soluble organic carbon (WSOC) in carbon dioxide is well correlated with the concentration of water soluble organic carbon (WSOC). The determination of stable isotope ratio of carbon in the sample and the origin of isotope ratio are discussed. In addition, the composition of low-molecular-weight acids was analyzed, and the highest concentration of acids was determined. A study on the photochemical acidification of organic compounds using GC/IRMS for the determination of stable carbon isotope ratios

项目成果

Molecular composition of dicarboxylic acids, ketocarboxylic acids, α-dicarbonyls and fatty acids in atmospheric aerosols from Tanzania, East Africa during wet and dry seasons

• DOI: 10.5194/acp-13-2235-2013
• 发表时间: 2012-09
• 期刊: Atmospheric Chemistry and Physics
• 影响因子: 6.3
• 作者: S. Mkoma;S. Mkoma;K. Kawamura