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

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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。