兵庫県加東市と韓国大邱市における大気中浮遊物質の粒径別に見た季節変動と降水組成との比較研究

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(1)兵庫県加東市と韓国大都市における大気浮遊物質の粒径別に見た季節変化と降水組成との比較研究教科・領域教育専攻自然系コース（理科）. M10188H 坂上知里 1、序論. 3．研究方法. 自然系化学教室では、これまで、大気汚染. 1）調査期間. 状況の実態調査を目的に、日本国内及び韓国. 大都：2009年4月∼2011年4月. との共同研究を通して、降水組成の季節変化. 杜：2008年6月∼2011年6月. とその地域による違いを調査してきた。しか. 2）調査地点. しそれらの調査では降水に溶解している主要. 大邪教育大学校（大韓民国大都市）. イオン成分の濃度を測定してきたが、それら. 兵庫教育大学（兵庫県加東市）. が大気中で粒子としてどのように浮遊してい. 3）PM回収方法. るかは検討していなかった。そこで今回、大. Mu1t1nozzu1e Cascade Impactor（MCI）サンプ. 気浮遊粒子に付着した可溶性の主要イオン成. ラーを用いて、PMをPM2．5，PM10−2．5，PM10. 分について化学分析を行い、大気浮遊粒子の. の3段階に分級して、孔径0．8μmのフィルター. 粒径別に、それらのイオン濃度の季節変化を. に捕集した。この時の規定流量は17L／minで、. 調査し、粒径との関係、降水との関係につい. 回収時に大気の積算流量の記録を行った。毎週火. て検討し、大気中で複雑に変化する汚染物質. 曜と金曜に回収した。. の形態の変化をふまえながら、気象要因や汚. 4）分析方法. 染物質の輸送過程、変質過程を検討した。. 回収したフィルターを半分にカットし、ビーカ. ーに入れ、10m1のミリQ水を加えた。これを超. 2．PMについて. 音波洗浄機で15分間処理し、可溶性成分を溶解. 大気中の粒子状物質（Particu1ate Matter；. させた後、孔径0．20μ㎜のシリンジフィルター. PM）のことであり、粒径が2．5μm以下、2．5. でろ過し、イオンクロマトグラフ法で分析した。. ∼10μm，1Oμm以上をPM2．5，P1M110・2．5，. 5）分析項目. PM1Oと呼ぶ。一般には、工場のばい煙や、. ・pH（ガラス電極法）. 自動車の排ガスなど人為的起源のものは. ・EC（電気伝導度法）. PM2．5に含まれ、海塩粒子、土壌粒子、黄砂. ・主要8種類イオン（イオンクロマトグラフ法）. など自然起源のものはPM10−2，5，PM10に. 陽イオン：Na＋，NH4＋，K＋，Ca2＋，Mg2＋. 多く含まれるといわれている。. 陰イオン：C1■，N03一，S042’. 4．結果・土管癒子・自動車・工■からのはへ・軌など・火山灰. の握桑・港塩糧倒岬。．o1. 10 100 0．l 1. PM∼．5 pM1”．5 pM1o. 図1 PMの粒径と量の関係. 1）空気塊1m3あたりの当量濃度の求め方．イオンクロマトグラフ装置で測定される量を xとすると、これはフィルター1／2枚中のイオン. が純水10m1中に溶解したときの濃度である。そこでフィルター1枚あたりのイオン当量yは、次式のように求められる。. 一340川.

(2) y＝2・x・10・価数／（1000・分子量）（meq）. 方の影響を受けていると考えられる。. y＝2・x・10・価数／（分子量）（岬q） oj一. 今回は単位に、μeqを用いて計算した。ここで、. 欝講擬菱襲…童…. フィルターがV（L）の空気を吸い込んだとする. と、空気塊1m3あたりに含まれるイオンの当量濃度Zは次式で与えられる。. 。．02. 0. z＝1000・y／V （μeq／m3）. ；き…き…. 2）大都の結果・S042一イオンとNH4＋イオンは、PM2．5で、・1. 0．o一. 年を通して多く、特に夏期に多いことから地域内. ｛｛. 発生の影響が大きいと考えられる。. 図2 杜め海塩起源物質の経月変化. ・Ca2＋イオンはPM2．5，PM10−2．5に多く含まれており、秋から春にかけて濃度が上昇した。・Na＋イオンとC1’イオンは、海塩起源と考えら. 4）硫酸イオンのPMと降水の比較. れるものが、PM1OとPM10・2．5に多く、夏と、. 大都、杜両地点でPM2．5に、S042一イオンが. 秋から春にかけて二つの上昇パターンが見られ. 多量に含まれていることを踏まえ、PMと降水濃. た。このNa＋イオンとC1■イオン濃度の上昇は、. 度を比較した結果、両地点ともPMの濃度が高く. 夏季の台風および秋から春の季節風によっても. なる春から夏にかけて、降水中の濃度が低く一なっ. たらされたと考えられる。. ていた。この時期の降水量の値は高いことから、. ・一禔APM2．5には、C1■イオンは含まれず、Na＋. イオン、Mg2＋イオン、Ca2＋イオンは同じような. PM2．5のS042一イオンが多量の降水によって洗浄、希釈されたためと考えられる。. 季節的変化を示した。このNa＋イオン、Mg2＋イオン、Ca2＋イオンのグループは大都市を囲んでい. 5．結論・S042一イオン、NH4＋イオンはPM2．5に多量に. る山などの近隣発生の土壌起源と考えられる。. 含まれた。一方Na＋イオン、C1一イオンはPM10. 3）杜の結果. とPM10・2．5ではほぼ同濃度であるが、PM2，5. ・S042一イオンとNH4＋イオンは大都と同様に、. ではC1■イオンのみが減少している。. PM2．5で多く、春から夏にかけて上昇した。. ・大都のPM2．5のNa＋イオン、Mg2＋イオンは. ・Ca2＋イオンはPM10で少なく、PM2．5，. 土壌起源、杜のPM2．5のNa＋イオンは海塩起源、. PM10・2．5に多く含まれている。. Mg2＋イオンは海塩と土壌起源両方であると考え. ・Na＋イオンは、PM10，PM10・2．5，PM2．5で、夏、冬、春に増加し、全て海塩由来と考えられる。. られる。. ・C1一イオンは、PM10，PM10−2．5でNa＋イ. ・杜のPM2．5におけるC11イオン濃度の減少は、. オン同様に見られたが、PM2．5では見られなか. 酸性のS042一イオンが大量に含まれることによる. った。これは杜のPM2．5に酸性の硫酸イオンが. クロリシロス反応のためである。. 高濃度で含まれるために、次のようなクロリシロ. ・PM2．5で測定されたS042皿イオンはローカル. スの反応が大気中で生じたためと考えられる。. な発生によるものであり，長距離輸送されてきた. 2NaC1＋H2S04→Na2S04＋HC1. S042一イオンとは別のものであると考えられる。. ・PM1O，PM10・2，5のMg2＋イオンは海塩起源と主任指導教官尾開徹. 考えられるが、PM2．5は海塩起源と土壌起源両. 一34！一.

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