11,大気中ナノ粒子のフィールド観測実践プロジェクト

大気中ナノ粒子のフィールド観測
実践プロジェクト
プロジェクトNo. 11
Project on field sampling of atmospheric nano particles
[学生] 島田悟・胡舜尭・孫楊
(Satoru SHIMADA, Shunyao KO, You SON)
[指導担当教員]
関口和彦・王青躍・坂本和彦
(Kazuhiko SEKIGUCHI, Seiyo OU, Kazuhiko SAKAMOTO)
[関連学外組織]
群馬県衛生環境研究所
(Gunma Prefectural Institute of Public Health and Environmental Sciences)
＜概要＞
＜Summary＞
大気汚染の関心が高まっているが、近年、粒径の小さいナノサイズ
の粒子は、呼吸により肺の深部へと到達し、様々な健康影響を引き起
こすことが分かってきた。そこで、大気中ナノ粒子の挙動や組成に関
する研究が重要であるといえる。
本プロジェクトでは、埼玉道路近傍において、粒径１μm以下の粒子
組成を把握するために2009年冬季、夏季に大気観測を行った。
大気中ナノ粒子の主要な成分は有機炭素 (OC) 、元素状炭素 (EC)
といった炭素成分であった。また、夏季のナノ粒子中のイオン成分で
は、SO42-濃度が高くなっていた。大気中の SO42-は、ディーゼル車か
ら排出されるものと光化学反応により生成するものがある。大気中の
化学反応で二次的に生成することがないとされる ECで規格化し、一
次排出の影響および拡散による希釈影響を除いた形であるSO42- /
ECについてみてみると、二次生成SO42-の存在が確認できる。
Recently, epidemiological studies have shown that nanoparticles are more likely to cause adverse health effects.
Therefore the investigation on behavior and composition of
atmospheric nano-particle is very important.
This project was focused on particle (below 1μm; PM1) to
investigate its composition and the measurement of PM1 at
area (roadsides near by Saitama university) in winter and
summer 2009.
The main composition of PM1 were carboneous components
(Organic Carbon ; OC, Elemental Carbon ; EC). SO42concentration in ionic species was high in summer sampling.
Atmospheric SO42- sources are primary diesel exhaust
particles and secondary formation particles. From that is
SO42- / EC ratio in PM1 , there was secondary formation SO42in summer.
Sampling condition
6
2.5
WINTER
2
5
SUMMERR
×3
3
1
2
0.5
1
0
10F
463
57
10F
463
57
10F
463
57
10F
463
57
10F
463
57
10F
463
57
10F
463
57
10F
463
57
0
13~15
15~17
17~19
19~21
21~23
24~26
26~28
28~30
0715~0717
0717~0719
0719~0721
0724~0726
0727~0729
0803~0805
0805~0807
0807~0809
0810~0812
0812~0814
0814~0816
0816~0818
0715~0717
0717~0719
0719~0721
0724~0726
0727~0729
0803~0805
0805~0807
0807~0809
0810~0812
0812~0814
0814~0816
0816~0818
SO42- / EC
4
1.5
10F
57
Sampling period
Fig .1. Sampling sites and the scene of sampling at roadsides nearby saitama
university.
Fig .3. SO42- / EC ratio in PM1 at roades in winter and summer.
図１.サンプリングサイトと埼玉大学道路端での観測の様子.
図3.冬季、夏季におけるPM１中のSO42- / EC比.
<sampling condition>
3
13/1~28/1/2009;
15/7~18/8/2009(Excep
t for Route 463)
47 h/ 1
sample 2
day-1
5.0
19~21
21~23
24~26
26~28
57
463
10F
57
463
10F
57
463
10F
57
463
0.0
10F
57
463
10F
57
463
10F
57
463
10F
57
463
PM0.1 impactor filter
10F
Roadside(μg m-3)
10.0
28~30
Quartz fiber filter
14
Summer
PM1
12
10
Pump
(40 L / min)
8
Quartz fiber
6
Fig.4 1. Principle of nano-particle sampler.
図 1.
ナノ粒子サンプラーの原理.
2
SPM concentration(μg/m3)
PM1.0 impactor
17~19
Impactor filter
EC
OC
SO4250
NO3Cl45
Ca2+
40
→ AnalysisMg2+
35
K+
30
NH4+
25
filter
Na+
20
PM 1
15
10
5
13~15
15~17
図2.夏季と冬季におけるPM１中の炭素成分及びイオン成分.
17~19
19~21
57
463
10F
57
463
10F
57
463
10F
57
463
10F
21~23
24~26
26~28
28~30
8
7
Summer
OC1
6
OC2
OC3
OC4
OC
5
4
3
2
1
0
10F 57 10F 57 10F 57 10F 57 10F 57 10F 57 10F 57 10F 57 10F 57 10F 57 10F 57 10F 57
15~17
17~19
19~21
24~26
27~29
03~05
05~07
07~09
10~12
12~14
14~16
16~18
Sampling period
57
10F
57
10F
57
10F
57
10F
57
10F
57
10F
57
10F
57
10F
57
10F
57
10F
57
10F
57
The newly developed
system separates nano-particle (below 1000 nm; PM0.1) and
0
larger particles by inertial effect of particle passage of a fine fibers filter (impactor
19～21
24～26
03～05 05～07
10～12 12～14
14～16 16～18
filter) in the high 15～17
flow17～19
rate
(40
L 27～29
/ min).
The 07～09
larger
particles
are collected on the
fibers and PM0.1 are collected on a quartz fiber filter installed at the outlet of the
Ambient(μg m-3)
impactor filter.
Fig .2. Carbonaceous and ionic components in PM1 collected at roadsides in winter
and summer.
10F
57
20.0
15.0
15~17
463
25.0
0
10F
30.0
57
35.0
0.5
463
40.0
PM2.5 impactor
10
13~15
OC
1.5
10F
45.0
Winter
PM1
2009(January)
0
OC4
2
57
50.0
Inlet
(40 L / min)
15
5
OC3
2.5
OCi / EC
25
20
OC2
1
Nano-particle collection system
Results
OC1
Winter
463
Mass,
carbon,
Ion
Measurement
period
10F
PM 1
Sampling
duration
57
Research 10F
Route 463
Route 57
Observables
463
PM Size
10F
Sampling
site
Fig.4. OC1~4 / EC ration in PM1 at sampling sites in summer and winter.
図4.冬季、夏季におけるPM１中のOCi / EC比.
Future plan
In the futrue study.We will analyze spring sample and PMF,we plan to compare
summer ,spring and winter nano particles respectively.
今後、春季観測の分析や発生源解析を行い、ナノ粒子の季節間比較を行うこ
とを検討してる。

Download Report