芳香族炭化水素の光酸化で生じる二次有機エアロゾルのエイジングに関する室内研究（平成 23年度）
Laboratory study of aging of secondary organic aerosol formed from the photooxidation of aromatic hydrocarbons

研究概要

大気エアロゾルの気候や健康への影響を評価するには、二次有機エアロゾル（Secondary Organic Aerosol: SOA）の生成や組成変性（エイジング）に関わる反応過程を正確に理解する必要がある。本研究では、長距離輸送によるエイジングをシミュレートすることを想定し、人為起源の揮発性有機物である芳香族炭化水素（例えばトルエンやトリメチルベンゼン）の長時間の光酸化実験を行う。生成するエアロゾルの質量スペクトル、分子組成、密度などのエイジングに対する変化や初期反応物濃度に対する変化を測定する。結果から、SOAのエイジングに関わる反応過程を明らかにすることを目的とする。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：

全体計画

人為起源の揮発性有機物である芳香族炭化水素（例えばトルエンやキシレン）のNOx存在下における光酸化実験を行う。生成するエアロゾルをエアロゾル質量分析計（AMS）や走査型モビリティ粒子計測器（SMPS）で実時間測定する。またエアロゾルをフィルターに捕集して、液体クロマトグラフ質量分析計（LC-MS）によって分析する。2009年度には、AMSを用いてエアロゾルの質量スペクトルを重点的に調べる。2010年度以降には、LC-MSによるエアロゾルの分子組成の分析を行う。最終年度には、全期間の成果から、有機エアロゾルのエイジングに関わる反応過程を議論する。

今年度の研究概要

初年度にはエアロゾル質量分析計、二年目には液体クロマトグラフ質量分析計による分析を行った。最終年度となる本年度には、二年目に液体クロマトグラフ質量分析計で得られた粒子中のメジャーな生成物について、液体クロマトグラフ飛行時間型質量分析計による精密質量測定からエアロゾル組成分子の化学式を明らかにする。また、３年間の研究で得られた実験結果に基づいて総合的に議論を行う。具体的には、本課題開始後の研究の進展によって、エアロゾル質量分析計の分析結果から元素組成比を計算できるようになった。初年度の実験結果を用いて元素分析の結果を計算し、液体クロマトグラフ飛行時間型質量分析計で得られた分子レベルの生成物の結果と比較するとともに、野外の観測結果とも比較し、大気中の有機エアロゾルのエイジングプロセスについて総合的に議論する。