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Jun 24, 2023

npj 気候と大気科学 第 5 巻、記事番号: 47 (2022) この記事を引用

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気候変動と大気質に対する有機エアロゾル（OA）の影響を評価するには、海洋上の有機エアロゾル（OA）の化学的特性と発生源に関する知識が必要です。 ここでは、四重極エアロゾル化学種分化モニター (Q-ACSM) と単粒子エアロゾル質量分析装置 (SPAMS) を同期して使用し、PM1 中の酸化有機エアロゾル (OOA) の化学組成、混合状態、酸化度を調査しました。 2017 年 6 月 3 日から 27 日にかけて東シナ海 (ECS) で観測されました。両方のエアロゾル質量分析計は、エアロゾル粒子中の OOA のより高い酸化状態が、陸気団支配期間中に生成されるものよりも海洋大気質量支配期間 (MDP) 中に生成される可能性があることを実証しました。時代（自民党）。 半揮発性酸化有機エアロゾル (SV-OOA) と低揮発性酸化有機エアロゾル (LV-OOA) を含む 2 つの OOA 因子は、Q-ACSM に基づいて区別されました。 有機マーカーの明らかなシグナルを伴う検出された粒子全体の 57% が、SPAMS によって酸化有機炭素 (OOC) 粒子として識別され、さらに低級酸化有機炭素 (LOOC) 粒子と高酸化有機炭素 (MOOC) 粒子に分類されました。 すべての OOC 含有粒子は 7 つの粒子サブグループにクラスター化されました。 陸気団によって制御される期間には、EC サブグループと K サブグループがそれぞれ LOOC 粒子と MOOC 粒子を支配しており、顕著な OOC 形成が大陸源の影響を受けたことを示しています。 酸素状態がより高い OOA が港付近で優勢であることが判明しました。 これは、ESC 上の OOA の化学的特性が大陸、船舶、港湾の排出物によって深刻な影響を受けることを示唆しており、太陽放射の伝達と雲のプロセスへの影響を評価する際にはこれらを相乗的に考慮する必要がある。

酸化有機エアロゾル (OOA) は、周囲エアロゾルの重要な成分 1、2、3、4 を構成しており、反応生成物のガスから粒子への分配、前駆体である揮発性有機化合物 (VOC) の酸化、および凝縮相反応を通じて生成されます。雰囲気1、5。 OOA は飽和蒸気圧が大幅に低下するという特徴があるため、新しい粒子の形成と、新しく形成された粒子が曇った凝縮核 (CCN) サイズまで成長することに大きく寄与します6。 OOA は肺の奥深くまで侵入して呼吸器疾患や心血管疾患のリスクを高める可能性があるため、人間の健康にも悪影響を及ぼします 7,8。 さらに、特定の化学成分は有毒、変異原性、発がん性があり、人間に重大な健康リスクをもたらす可能性がありますが、まだ完全には発見されていません9。

OOA の形成プロセスと特性は、前駆体の種類と量、前駆体とその酸化生成物の反応性、酸化生成物やその他の反応生成物の縮合傾向に影響されます10。 さらに、酸化剤濃度 [例: 水酸基 (OH)、オゾン (O3)、硝酸塩 (NO3)] に加えて、温度 (T)、相対湿度 (RH)、NOx レベルなどの気象パラメータ、粒子の pH とエアロゾル液体水分含量 (ALWC) はすべて、OOA の形成に影響を与える可能性があります。 エアロゾル質量分析 (AMS) およびエアロゾル化学種分化モニター (ACSM) 装置は、時間分解能が高いため、エアロゾルの化学組成、発生源、および二次プロセスを調査するためのエアロゾル化学組成測定に広く使用されています11、12、13、14、15。 、16、17、18、19、20、21、22、23。 一般に、OA の種類は質量スペクトル信号に基づいて正行列因子分解 (PMF) によって分解でき、OA は一次有機エアロゾル (POA) [例: 炭化水素様 OA (HOA)、調理用 OA (COA)] に分類できます。 )、およびバイオマス燃焼 OA (BBOA)] および OOA。酸化度に基づいてさらに分解できます [SV-OOA および LV-OOA]13。 OA への OOA の寄与は広い空間分布を示し、高い割合が背景や地方の現場で発生していますが、主に人為起源の POA の顕著な寄与により、都市部や郊外の現場でははるかに低い割合が観察されています。排出量。 例えば、OA に対する OOA の寄与は、青海チベット高原では 75% に達し 24、北京では 41% に達しました 25。 OA における OOA 画分の空間分布と同様に、LV-OOA の寄与は一般に都市/郊外から背景/遠隔地に向かうにつれて増加傾向を示し、LV-OOA は OA 組成を支配し、富士山では 60.7% の寄与を示しました。ウージ26． これは、都市および郊外の場所から背景の場所に向かってLV-OOAの寄与とO:C値が徐々に増加することを報告した以前の研究と一致しています。