大気中の揮発性・半揮発性有機酸の測定とエアロゾル生成・変質・吸湿特性への寄与

大气中挥发性和半挥发性有机酸的测量及其对气溶胶生成、改变和吸湿特性的贡献

• 批准号: 21654079
• 负责人: 河村 公隆
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21654079/
• 关键词: 大気エアロゾル; 吸湿特性; 有機酸; 光化学反応; 分解; ギ酸; 酢酸; 乳酸

夏季の西部北太平洋において白鳳丸航海(KH08-02)で採取した降水・霧水試料中に低分子有機酸を測定した。測定には、河村らが開発したフィナシルエステル・GC法(Kawamura et al.,1985)の改良版を用いた。試料を、0.1M KOH水溶液にてpH=8.5に調製したのち、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮する。濃縮液を陽イオン交換樹脂に通すことによりすべての有機酸をRCOO^-K^+の化学形にする。次に、溶離液を濃縮・乾燥後、誘導体試薬(α,p-ジブロモアセトフェノン)と触媒(クラウンエーテル:dicyclohexyl-18-crown)を加え、アセトニトリル溶媒中で80℃,2時間反応させ、カルボン酸をp-ブロモフィナシルエステルに誘導体化した。有機酸エステルをシリカゲルカラムにより精製した後、ヒドロキシ有機酸のOH基をBSTFAによりTMS化した。札幌および西部北太平洋で採取した試料から分離した有機酸エステルをキャピラリーGCにて測定した結果、C_1-C_<10>直鎖、側鎖および芳香族の有機酸を検出した。更に、乳酸、グリコール酸(ヒドロキシ有機酸)を検出し、それぞれを定量した。また、GC/MSを用いて化合物の同定を行った。西部北太平洋上の降水・霧水中において初めて低分子モノカルボン酸(C_1-C_7、乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシブタン酸)を検出した。降水中(4試料)のギ酸(C1)の濃度は4-725ng/g、酢酸(C2)では30-238ng/g、プロピオン酸(C3)では12-12.5ng/g、ブタン酸(C4)では0.1-5.1ng/g、イソブタン酸(iC4)では0.1-2.7ng/g,Valeic acid(C5)では0.0-1.9ng/g,Isovaleic acid(iC5)では0.0-0.9ng/g,Caproic acid(C6)では0.0-5.3ng/g,乳酸では0-153ng/g,Glycolic acidでは0-32ng/g,3-Hydroxybutanoic acidでは0.1-13ng/gであった。ギ酸・酢酸の濃度は、西部北太平洋で採取した降水中(MROO-K02,2000)のシュウ酸濃度よりも高い傾向にあることが明らかとなり、低分子モノカルボン酸は重要な有機物であることがわかった。一方、霧水試料(n=9)についても測定した結果、ギ酸・酢酸が優位であることがわかった。濃度は、ギ酸で63-360ng/g,酢酸で35-303ng/gであり、雨に比べて著しく高いわけではなかった。また、ヒドロキシカルボン酸も検出された。一つの試料中で乳酸の濃度はギ酸・酢酸よりも高かった。現在、乳酸の吸湿特性(Growth factor)を測定するため、H-TDMAの調整をしている。

In the summer of 2010, the western Pacific Ocean was surveyed by the Shirakamaru Marine (KH08 -02) for the determination of low-molecular organic acids in precipitation and fog samples. GC method (Kawamura et al., 1985) and improved version. Sample preparation, 0.1M KOH aqueous solution pH=8.5, preparation and concentration Concentrate on the cation exchange resin through the chemical form of organic acids RCOO^-K^+ Next, concentrate and dry the lysate, add the reagent (α, p-p-cyclodextrin) and catalyst (dicyclohexyl-18-crown) to the solvent, react with the reagent at 80℃ for 2 hours, and induce the reaction of the reagent with p-cyclodextrin. Organic acids are purified by BSTFA. Sapporo and North Pacific Ocean samples were collected and analyzed. The results showed that C_1-C<10>_chain and aromatic organic acids were isolated. In addition, lactic acid and citric acid (organic acid) are detected and quantified. In addition, the identification of chemical compounds for GC/MS has been carried out. Low molecular weight acids (C_1-C_7, lactic acid, tri-hydroxy acid, 3-hydroxy acid) were detected in the precipitation and fog in the western North Pacific Ocean. In precipitation (4 samples), the concentration of citric acid (C1) is 4-725ng/g, citric acid (C2) is 30-238ng/g, citric acid (C3) is 12- 12.5 ng/g, citric acid (C4) is 0.1- 5.1 ng/g, sorbic acid (iC4) is 0.1- 2.7 ng/g, valetic acid(C5) is 0.0- 1.9 ng/g, isovaletic acid(iC5) is 0.0- 0.9 ng/g, Capric acid(C6) 0.0-5.3ng/g, lactic acid 0-153ng/g,Glycolic acid 0-32ng/g,3-Hydroxybutanoic acid 0.1-13ng/g. The concentration of acetic acid in precipitation (MROO-K02,2000) in the western North Pacific Ocean tends to be high, and the concentration of low molecular weight acetic acid is important for organic matter. One square, fog sample (n=9), acid and acetic acid are superior to each other The concentration of acid is 63-360ng/g, and that of acetic acid is 35-303ng/g. The first time I saw him, I saw him. The concentration of lactic acid in a sample is high. Now, lactic acid moisture absorption characteristics (Growth factor) measurement, H-TDMA adjustment.

项目成果

Long-term trends of aerosol carbon and nitrogen, their stable isotopic compositions, and water-soluble organic carbon in the western North Pacific

北太平洋西部气溶胶碳和氮及其稳定同位素组成和水溶性有机碳的长期趋势

• 发表时间: 2009
• 作者: Kimitaka Kawamura;Eri Tachibana;Nobuhiko Umemoto
• 通讯作者: Nobuhiko Umemoto

Seasonal variation of the concentrations of nitrogenous species, their nitrogen isotopic ratios in aerosols at Gosan, Jeju Island : Implications for atmospheric processing, source changes of aerosols

济州岛高山气溶胶中含氮物质浓度及其氮同位素比的季节变化：对大气处理的影响、气溶胶来源变化

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: 宮本英昭;橘省吾;横山広美;Kimitaka Kawamura;Kimitaka Kawamura;Kimitaka Kawamura;Kimitaka Kawamura;Chandra Mouli Pavuluri;Michihiro Mochida;Chandra Mouli Pavuluri;Shuvashish Kundu;Shuvashish Kundu
• 通讯作者: Shuvashish Kundu

Seasonal variations of diacids, ketoacids, α-dicarbonyls in marine aerosols at Gosan, Jeiu Island : Implications for their formation, degradation during long-range transport

Jeiu岛高山海洋气溶胶中二酸、酮酸、α-二羰基的季节变化：对其形成、远距离迁移过程中降解的影响

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: 宮本英昭;橘省吾;横山広美;Kimitaka Kawamura;Kimitaka Kawamura;Kimitaka Kawamura;Kimitaka Kawamura;Chandra Mouli Pavuluri;Michihiro Mochida;Chandra Mouli Pavuluri;Shuvashish Kundu
• 通讯作者: Shuvashish Kundu

2001-2010年小笠原諸島・父における海洋エアロゾルの長期変動:低分子ジカルボン酸類の分布と光化学的変質

2001-2010年小笠原群岛Chichi海洋气溶胶的长期变化：低分子量二羧酸的分布和光化学变化

• 发表时间: 2010
• 作者: P.Q.Fu;K.Kawamura;C.M.Pavuluri;T.Swaminanthan;Kimitaka Kawamura;Kimitaka Kawamura (Invited);河村公隆;河村公隆
• 通讯作者: 河村公隆

New Directions: Need for better understanding of plastic waste burning as inferred from high abundance of terephthalic acid in South Asian aerosols

• DOI: 10.1016/j.atmosenv.2010.09.016
• 发表时间: 2010-12
• 期刊: Atmospheric Environment
• 影响因子: 5
• 作者: K. Kawamura;C. Pavuluri