炭素循環トレーサーとしての活用に向けた大気中硫化カルボニルの標準ガスの新たな高精度調整方法の確立（令和 2年度）
Development of a novel high-precision preparation method for standard gases of atmospheric carbonyl sulfide as a new tracer for carbon cycle studies

研究概要

新たな炭素循環トレーサーとして最近注目されている大気中の硫化カルボニル(COS)の、標準ガスの不安定さを原因とした定量不確かさを克服する手法を確立する。本研究では、高精度流量制御装置を用いた動的希釈法により高濃度標準ガスから標準ガスを調整する方法を検討する。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：モニタリング・研究基盤整備

全体計画

新たな炭素循環トレーサーとして最近注目されている大気中の硫化カルボニル(COS)の、標準ガスの不安定さを原因とした定量不確かさを克服する手法を確立する。本研究では、高精度流量制御装置を用いた動的希釈法により高濃度標準ガスから標準ガスを調整する方法を検討する。

大気試料の高精度な定量分析は同レベルの標準ガスを用いて行うことが望ましいが、大気環境レベル（350〜550 ppt (parts per trillion)）の濃度を持つCOSの標準ガスは不安定（長期保存性が低い）であることが知られている。本研究ではシリンダー内での濃度変化を相対的に低減できるppm(parts per million)オーダーの高濃度COS標準ガスを希釈原料ガスとし、分析の直前に環境濃度レベルの標準ガスを希釈調整する手法を確立する。

希釈調整には高精度流量制御装置を用いた動的1段階希釈法を用い、その手法評価のために市販の希釈器を用いた動的２段階希釈法、および高精度天秤を用いた重量法による静的希釈法による調整も実施する。COSの定量には既設のガスクロマトグラフ/質量分析計を用いた分析システムを使用する。
COSの標準ガスの調整方法を確立することにより、COS観測に基づく定量的な炭素循環推定の研究が可能となる。新たな制約トレーサーを加えることで炭素循環推定の精緻化に貢献できるだけではなく、同様に保存性の問題で大気観測が困難な他の微量気体の標準ガスの調整にも応用が期待できる。

今年度の研究概要

高精度流量計を用いた希釈システムによる標準ガス調整誤差を明らかにし、市販希釈機を動的希釈法、および高精度天秤を用いた静的希釈法に対して高精度流量計を用いた希釈システムの利点を総合的に評価する。