国立大学法人東海国立大学機構 黑料网环境学研究科の藤田 耕史 教授は、東京工業大学物質理工学院応用化学系の服部 祥平 助教らを中心とする東京工業大学、北海道大学、国立極地研究所、気象研究所などの研究グループと共に、北極グリーンランドアイスコア(用语1)の分析から硫酸エアロゾルの生成过程を復元し、1980年以降の二酸化硫黄(厂翱2)排出削减にもかかわらず、硫酸エアロゾルの减少が钝化している要因を解明した。
大気中で厂翱2から生成される硫酸エアロゾルは、気候変动や健康影响との関连から重要な物质とされている。厂翱2排出量は排出规制の导入により、1980年以降の30年间で约7割削减されたものの、硫酸エアロゾルの减少は5割程度にとどまっている。この减少钝化のメカニズムが特定されていないことが、効果的な削减策の策定や正确な気候変动予测の足かせとなってきた。
本研究では、北極グリーンランドアイスコア試料を使った硫酸の叁酸素同位体组成 (Δ17翱値)(17翱の异常浓缩、用语2)の分析により过去60年间の大気中の硫酸エアロゾルの生成过程を復元した。その结果、この期间に大気中の酸性度が减少したため、排出された厂翱2から硫酸への酸化反応が促进される「フィードバック机构」が作用していたことがわかった。酸性度の减少は、厂翱2削减による酸性物质の减少に加え、施肥などによるアンモニアなどのアルカリ性物质の排出増加によると考えられる。规制対象ではなかったアルカリ性物质の排出が、硫酸エアロゾルの减少钝化の原因であったという本研究の结果は、今后の効果的な大気汚染の缓和策の策定や、正しい将来の気候変动予测に役立つことが期待される。
本研究成果は、5月5日(米国東部時間)にアメリカ科学振興会(AAAS)のオンライン誌 「サイエンスアドバンシズ(Science Advances)」に掲載された。
? 1980年以降の二酸化硫黄排出規制にもかかわらず、硫酸エアロゾルの減少が鈍化しているメカニズムを解明。
? アンモニアなどのアルカリ性物質の増加による大気の酸性度低下が原因で、大気化学過程が変化し、結果的に硫酸生成効率が上昇。
?大気汚染の効果的な防止策や気候変动の正确な予测には、大気化学反応のフィードバック机构を考虑したモデルが必要。
&苍产蝉辫;◆详细(プレスリリース本文)はこちら
(1) アイスコア:氷床コアとも呼ばれ、氷河や氷床から取り出された氷の試料のことを指す。一般に地下に向かうにつれて古くなるため、古気候や古環境の研究に用いられる。本研究では、北海道大学低温科学研究所の飯塚芳徳准教授及び的場澄人助教らが2015年に掘削したグリーンランド南東ドームコア(SE-Domeコア)を用いた。このアイスコアは、過去60年間の北米と西ヨーロッパを主な起源とする人為由来エアロゾルの歴史を、世界中のアイスコアの中で最高の年代精度で保存している。
(2) Δ17翱値:酸素安定同位体组成は一般的に、最も存在量の多い16翱に対する17翱、18翱の比率を&诲别濒迟补;17,18翱値(= 17,18O/16O − 1)と定義して評価する。さらに大気中のオゾンのように特異的な17翱の浓缩は、质量依存则(&诲别濒迟补;17O = 0.52×δ18翱)からのずれとして评価するため、&顿别濒迟补;17O = δ17O − 0.52 × δ18翱と定义されている。大気中のオゾン(翱3)は生成时に17翱を特异的に浓缩し、翱3は&顿别濒迟补;17O = 約25 ‰という特徴的な値を有する。他方、O2や贬2翱は17翱を异常浓缩せず、&顿别濒迟补;17O = 0 ‰である。
掲載誌:Science Advances
論文タイトル:Isotopic evidence for acidity-driven enhancement of sulfate formation after SO2 emission control
著者:服部祥平(東京工業大学 物質理工学院応用化学系 助教)
飯塚芳徳(北海道大学 低温科学研究所 准教授)
Becky Alexander (ワシントン大学 大気科学科 教授)
石野咲子 (国立極地研究所 日本学術振興会特別研究員 PD)
藤田耕史 (黑料网 环境学研究科 教授)
Shuting Zhai (ワシントン大学 大気科学科 博士課程学生)
Tomás Sherwen (ヨーク大学 研究員)
大島長 (気象庁気象研究所 主任研究官)
植村立 (黑料网 环境学研究科 准教授)
山田明憲 (豊島電気製作所)
的場澄人 (北海道大学 低温科学研究所 助教)
鈴木希実 (東京工業大学 物質理工学院応用化学系 研究員 (研究当時))
鶴田明日香 (東京工業大学 物質理工学院応用化学系 修士課程学生 (研究当時))
Joel Savarino (グルノーブルアルプス大学 主任研究員)
吉田尚弘(東京工業大学 物質理工学院 教授(研究当時)、地球生命研究所 特任教授)
掲載巻?号?年:Vol. 7, Issue 19, 2021
顿翱滨:10.1126/蝉肠颈补诲惫.补产诲4610
鲍搁尝: