Chemical and isotopic composition of dicarboxylic acids in marine aerosols: A link to climate and biogeochemical cycles

海洋气溶胶中二羧酸的化学和同位素组成：与气候和生物地球化学循环的联系

• 批准号: 18F18027
• 负责人: 河村 公隆
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-10-12 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18027/
• 关键词: エアロゾル; イソプレン; ジカルボン酸; シュウ酸; マロン酸; 光化学反応; 室内実験; 大気観測; 海洋エアロゾル; バイオマス燃焼; 低分子ジカルボン酸; 東南アジア; 安定炭素同位体比; シュウ酸の同位体比; インド; 化石燃料燃焼

本研究の目的は、海洋大気中で高い濃度で報告されているシュウ酸など低分子ジカルボン酸の分子組成とその安定炭素同位体比の測定から、大気と海洋の相互 作用をより深く理解することにある。そのために、西部北太平洋とインド洋で採取した海洋エアロゾル試料中の水溶性有機物の分子組成および分子レベル同位体比の解析に基づき、地球温暖化が進行している現在の気候と生物地球化学の結合を試みることにより、新しい地球大気化学の展開を図る。特に、重金属である鉄が大気エアロゾル中で触媒として酸化剤(OHラジカルなど)の生成に関与し、有機物の酸化・分解を駆動している可能性が高いが、その実体を観測と室内実験から明らかにすることである。本年度は、低分子ジカルボン酸の主成分であるシュウ酸の重要な起源物質として考えられてきたイソプレンのオゾン酸化室内実験のデータ解析を行い、2つの論文にまとめた。第1の論文は、イソプレンの初期酸化生成物であるメチルテトロールなどの二次有機エアロゾルの組成について詳細な報告を行い、反応時間と共にその組成・濃度がどう変化するのかを明らかにした。また、その生成メカニズムについて考察を行い、シュウ酸の前駆体としての重要性を議論した。この論文は、アメリカ化学会の学会誌であるACS Earth and Space Chemistryに投稿し、現在、審査中である。第2の論文は、シュウ酸等低分子ジカルボン酸の生成の結果を酸化プロセスの提案を行いながら議論した。イソプレンからのシュウ酸、マロン酸、コハク酸の生成に関する報告が本研究が初めてなされたものである。この論文は、Science of the Total Environment, 769, 144472, 2021, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144472 に発表された。

The purpose of this study is to report the molecular composition of low molecular weight acids and to determine the stable carbon isotope ratio of high molecular weight acids in the ocean and to further understand the interaction between high molecular weight acids and the ocean. Molecular composition and molecular isotope ratio analysis of water-soluble organic matter in marine samples collected from the western North Pacific Ocean, and the evolution of global warming in the present climate biogeochemistry. Especially, heavy metals such as iron, etc. This year, the main components of low-molecular-weight acids were analyzed. In the first paper, the composition of the initial acidification products of the solution and the secondary organic compounds were reported in detail, and the reaction time and the total composition of the solution and the concentration of the secondary organic compounds were reported. The importance of the precursor of the acid was discussed. This paper is published in Journal of ACS Earth and Space Chemistry. In the second paper, the author discusses the results of acidification of low molecular weight acids such as hydrochloric acid. This paper reports the relationship between the formation of acid, malonic acid and acetic acid. It is the first report of this study. Science of the Total Environment, 769, 144472, 2021, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144472

项目成果

Hydroxy Fatty Acids in Remote Marine Aerosols over the Pacific Ocean: Impact of Biological Activity and Wind Speed

• DOI: 10.1021/acsearthspacechem.8b00161
• 发表时间: 2019-03-01
• 期刊: ACS EARTH AND SPACE CHEMISTRY
• 影响因子: 3.4
• 作者: Bikkin, Poonam;Kawamura, Kimitaka;Suzuki, Keisuke
• 通讯作者: Suzuki, Keisuke

Low molecular weight dicarboxylic acids, oxocarboxylic acids and α-dicarbonyls as ozonolysis products of isoprene: Implication for the gaseous-phase formation of secondary organic aerosols

• DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.144472
• 发表时间: 2021-01-18
• 期刊: SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
• 影响因子: 9.8
• 作者: Bikkina, Srinivas;Kawamura, Kimitaka;Hirokawa, Jun
• 通讯作者: Hirokawa, Jun

Physical Research Laboratory, Ahmedabad(インド)

物理研究实验室，艾哈迈达巴德（印度）

Alpine snowpit profiles of polar organic compounds from Mt. Tateyama central Japan: Atmospheric transport of organic pollutants with Asian dust

• DOI: 10.1016/j.atmosenv.2020.117923
• 发表时间: 2021-01
• 期刊: Atmospheric Environment
• 影响因子: 5
• 作者: Ambarish Pokhrel;K. Kawamura;E. Tachibana;B. Kunwar;Kazuma Aoki