浮遊粒子状物質の粒径分布、濃度、元素組成のオンライン・リアルタイム分析法の開発

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生活環境空気中や燃焼煙中に存在する浮遊粒子状物質(SPM)の、粒径分布、濃度、元素組成を、同時に且つリアルタイムに計測することを目的として、SPMの粒径分布および濃度を同時に計測することのできる「パーティクルカウンタ」と、SPMの直接多元素同時分析を行うことができる「ガス交換器/ICP-TOFMS」法(研究代表者が世界で初めて開発)を組み合わせた、「リアルタイムSPM分析法(直列型または並列型)」の開発を試みた。直列型に関しては、採用したパーティクルカウンタの粒子検出感度が高かったことから、希釈器を併用する必要があったため研究を断念した。並列型については、ハンドヘルド型光散乱式パーティクルカウンタを採用した。構築した分析系の操作条件の調整に苦労したものの、SPM粒径、SPM濃度、SPM中の元素の同時検出に成功した。今後の課題は如何にして定量分析を行うかである。そのためには標準物質(固体)が必要であるので、標準物質を気中分散させるためにレーザーアブレーション(LA)法を採用し、並列型リアルタイムSPM分析法に応用した。予備検討ではあるが、LA法から発生したSPM粒径、SPM濃度、およびSPM中の元素の同時検出に成功した。今後はSPM粒径およびSPM濃度と元素信号強度の相関を検討し、定量分析法の確立を目指したい。しかしながら、走査型モビリティパーティクルサイザーを「ガス交換器/ICP-TOFMS」法の前段に採用し、狭い範囲の粒径のみのSPMを通過させた際に計測された元素の過渡的信号幅および過渡的信号強度と、SPM粒径およびSPM濃度の相関を検討したが、期待したような相関は得られなかった。今後の検討が必要であると考えている。また、パーティクルカウンタの他にSPM質量を計測することのできる粉塵計を今年度整備したので、今後これについても同様の検討を行っていきたいと考えている。