実験装置図 測定結果 今後の展望 No. 17 PM2.5測定手法に関するチャンバー実験・フィールド実測実践プロジェクト (チャンバー編)

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1 実験装置図 測定結果 今後の展望 No. 17 PM2.5測定手法に関するチャンバー実験・フィールド実測実践プロジェクト (チャンバー編)
Practice project of chamber experiment and field measurement for PM2.5 measurement technique（chamber experiment） 参加登録学生指名 指導担当教員名 関連学外組織名称 : 佐藤 慎平 (Shimpei SATO), 大須賀 肇太 (Keita OSUGA), 岡本 敬義 (Takayoshi OKAMOTO), 島田 悟 (Satoru SHIMADA) : 坂本 和彦 (Kazuhiko SAKAMOTO) : (財) 石油産業活性化センター (Japan Petroleum Energy Center) 　埼玉県環境科学国際センター (Center for Environmental Sciences in Saitama) 香港科学技術大学 (Hong Kong University of Science and Technology) ※本研究の一部は (財) 石油産業活性化センターとの共同研究により実施されたものであり，ここに謝意を表します． プロジェクト概要 　大気エアロゾルは人の健康や、気候、視程、生態系への沈着などに対する影響があるため、近年重要視されている．なかでも二次生成有機エアロゾル (Secondary organic aerosol, SOA) についての生成機構は複雑であり大気中での動態は未解明な部分が多い.　 　本プロジェクトでは、室内スモッグチャンバーにて大気中での光化学反応を模した光照射実験を行い、ガス成分の濃度変化、粒子の粒径分布粒子の生成率およびエアロゾル組成を調査し、大気中における粒子状物質の二次生成機構の解明を目的としている. 　今回は自動車からの排ガスをテドラーバッグに直接採取し、チャンバー内でUVランプによる光化学反応の結果を報告する. Summary of the project 　Recently, atmospheric aerosols have become important because of their effects on climate, health, visibility, and deposition to ecosystems. Especially, formation mechanism of secondary organic aerosol, (SOA) is complex, and many uncertainties still remain in their atmospheric behavior. 　In this project, we conducted photo-irradiation experiments using an indoor smog chamber to reproduce the photochemical reaction that occur in the atmosphere, and investigated on the changes in the gaseous components concentrations, and size distribution, production ratio, and composition of secondary organic aerosol in order to clarify the formation mechanism of secondary particulate matter in the atmosphere. 　In this poster, we report the results of experiments under high and low NOx using exhaust gas . 実験装置図 Fig. 1. Experimental devices. (a) Experiment scenery. (b) chamber bag. (c) smog chamber (UV-lamp irradiation ). (d) O3 analyzer and NOx analyzer. 実験装置図．(a) 実験風景. (b) チャンバーバッグ. (c) スモッグチャンバー (UVランプ照射). (d) O3計とNOx計. NOx analyzer O3 analyzer (a) (c) (d) Chamber bag (b) UV-lump 測定結果 (a) Fig. 4. Particle number distribution　of SOA measured with SMPS. (a) high NOx concentration. (b) low NOx concentration. SMPSによるSOAの粒径分布と個数濃度. (a) 高NOx条件.　(b) 低NOx条件. ・高NOx条件と低NOx条件を比べると高NOx条件の方が生成された粒子の個数が多くなった. バッグ内に導入された排ガス内の炭化水素量と、NOxの量が関係していると考えられる.引き続き、実験条件を変えて調査したい. (b) Fig. 3. Organic radicals and products in the photooxidation of a hydrocarbon. 炭化水素の光化学反応における有機ラジカルと生成物. NOx and O3 concentrations (ppb) 今後の展望 ・実験終了後に、粒子及びガスを捕集したフィルターサンプルとデニューダーサンプルの分析を行う. Irradiation time (min) ・大気エアロゾルの動態をモデル実験から考察するため、自然起源の炭化水素であるイソプレンからのエアロゾル生成挙動をチャンバー実験にて調査する. Time series plots of NOx and O3 concentrations. (a) high relative humidity. (b) low relative humidity. O3の濃度の経時変化.　(a) 高NOx条件. (b) 低NOx条件. Fig. 2. ・排ガス中の炭化水素とラジカル活性種が反応して、O3が蓄積する.高NOx条件ではNO量が多く、NOの酸化によるNO2への酸化が低NOx条件に比べて進行しているが、O3の生成開始時間は低NOx条件に比べて生成され始める時間が遅くなっている. ・研究室既存のテドラーバッグは、UV透過率の問題が示唆されているため、新たなテフロン製 (FEP) のバッグで実験を行い、テドラーバッグでの結果と比較する.