対流圏二酸化炭素の超高精度三酸素同位体異常定量

对流层二氧化碳超高精度三氧同位素异常测定

• 批准号: 22K19846
• 负责人: 中川 書子
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19846/
• 关键词: 二酸化炭素; 三酸素同位体組成; 対流圏; 陸域生態系; 都市大気; 森林域; 都市域

二酸化炭素は主要な温室効果気体であり、対流圏における濃度増加が大きな問題となっている。この増加は化石燃料の燃焼に伴って放出される人為起源二酸化炭素が単純に蓄積して引き起こされている訳ではなく、多くは海洋や陸域生態系との間で活発な相互作用をし、最終的に対流圏に蓄積するのは全人為起源二酸化炭素の半分程度とされている。そのため、対流圏における炭素循環やその経時変化について理解することは温暖化防止や温暖化の進行に対する生態系の応答を理解する上で重要である。大気中の二酸化炭素の起源や挙動の指標として、質量数12と13の炭素原子比や、質量数16と18の酸素原子比が、古くから活用されてきた。しかしこれら従来からある同位体比指標は、光合成などの吸収過程でも値が変化してしまうため、抽出できる情報の確度が低かった。近年、二酸化炭素の三酸素同位体組成、すなわち質量数16と18の酸素原子に対する質量数17の酸素原子の相対過剰量が、二酸化炭素の起源の差異のみを単純に反映して微小変化することが明らかになった。しかし、従来の二酸化炭素の三酸素同位体組成分析法は、危険性が高く、かつ入手困難な強還元剤を必要としたため、実測は困難であった。そこで本研究は、強還元剤を一切使わずに二酸化炭素の高精度三酸素同位体組成分析を実現する自動分析計を開発した。新手法では、二酸化炭素を水素と反応させて水に変換し、キャビティリングダウン型分光計を用いてこの水の三酸素同位体異常を分析する。同一試料を、導入量を変えて複数回測定することによってブランク補正をすることに成功し、一試料当たり40umolの二酸化炭素を導入・測定することで、その三酸素同位体組成を0.025‰ 以内の高い精度で測定できるようにした。また三酸素同位体組成既知の水と平衡化させた二酸化炭素の三酸素同位体組成を測定することで確度補正を行うことに成功した。

Diacidified carbon is the main cause of greenhouse gas pollution, and its concentration increases in the flow field. This increase in the combustion of fossil fuels is accompanied by the release of anthropogenic diacidified carbon, resulting in the accumulation of more than half of the anthropogenic diacidified carbon in marine and terrestrial ecosystems. It's important to understand the carbon cycle, the climate change, the warming prevention, and the ecosystem response. The index of origin and movement of diacid carbon in large gas, the carbon atomic ratio of mass number 12 to 13, the acid atomic ratio of mass number 16 to 18, and the use of ancient materials. The accuracy of the isotope ratio index is low in the absorption process of photosynthesis. In recent years, the composition of triacid isotopes of diacidified carbon, the relative mass of acid atoms with mass number of 16 and 18, and the relative mass of acid atoms with mass number of 17 have been completely reflected in the differences in the origin of diacidified carbon. Analysis of triacid isotope composition of diacidified carbon is very difficult to start with. In this study, an automatic analyzer for the analysis of triacid isotope composition of diacidified carbon was developed. A new method for the analysis of triacid isotope anomalies in water is proposed. For the same sample, the amount of carbon introduced into the sample was determined with high accuracy within 0.025‰. The determination of the triacid isotope composition of the diacidified carbon is successful.

项目成果

三酸素同位体組成を指標に用いた対流圏窒素酸化物の反応過程追跡.

以三氧同位素组成为指标追踪对流层氮氧化物的反应过程。

• 发表时间: 2022
• 作者: 織田 舞保;角皆 潤;中川 書子;伊藤 昌稚;許 昊;山神 真紀子
• 通讯作者: 山神 真紀子

三酸素同位体組成を指標に用いた対流圏二酸化炭素と陸域生態系の相互作用の定量化.

使用三氧同位素组成作为指标量化对流层二氧化碳与陆地生态系统之间的相互作用。

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村恵弥;角皆潤;中川書子;伊藤昌稚;高梨聡;坂部綾香;斉藤拓也
• 通讯作者: 斉藤拓也

ドローンを用いた噴気孔別噴煙採取と遠隔噴気温度推定への応用.

使用无人机通过喷气孔进行火山羽流采样并应用于远程喷气孔温度估计。

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮木 裕崇;○角皆 潤;伊藤 昌稚;渡部 紘平;中川 書子;寺田 暁彦;田中 良;西川 空良
• 通讯作者: 西川 空良

赤外分光法による軽元素安定同位体比の分析（原理編第2章第7節第5項）

用红外光谱法分析轻元素的稳定同位素比（原理第 2 章第 7 节第 5 项）

• 发表时间: 2022
• 期刊: 先端の分析法 第2版
• 作者: 角皆 潤;中川 書子
• 通讯作者: 中川 書子

同位体環境化学の現在地と展望

同位素环境化学的现状与展望

• 发表时间: 2022
• 作者: 角皆潤;中川書子
• 通讯作者: 中川書子