大気環境学会中部支部公開シンポジウム 15 年 1 月 31 日 富山県におけるアジア大陸起源物質大陸起源物質の大気環境へのへの影響 乾性 湿性沈着調査から見えてきたもの 木戸瑞佳富山県環境科学センター 発表内容 1. エアロゾルとは 2. 研究の背景 目的 3. 調査方法 ( 試料の採取と化学分析 ). 結果と考察 乾性沈着 ( エアロゾル ) 調査結果より 湿性沈着 ( 降水 ) 調査結果より 5. まとめ 1
エアロゾル aerosol 気体とその気体中に浮遊する固体もしくは液体の粒子 エアロゾルの種類 : 人為起源 : 硫酸塩粒子 硝酸塩粒子 すすなど自然起源 : 海塩粒子 土壌粒子 ( 黄砂 ) 火山灰 植物からの有機物など 粒子の大きさ ( 粒径 ):.1~µm (1µm= 3 mm.1µm=1nm) ものの大きさ エアロゾル粒子 ナノメートルマイクロメートル ( ミクロン ) nm µm mm cm cm m 1 1 1 1 1 ウィルス ディーゼル排気 花粉 小麦粉 パチンコ玉 タバコの煙 PM2.5 (2.5µm 未満の粒子 ) 髪の毛 雨 2
エアロゾルの役割 影響 光 1. 放射への影響 光を吸収 散乱 雲の形成 地球の温暖化 寒冷化 2. 健康や自然環境への影響 大気汚染 酸性雨など 散乱吸収 冷やす暖める 雲凝結核 エアロゾルがないと雲はできない 散乱光 ( 環境省黄砂パンフレットより ) 日傘効果 ( 冷える ) 発表内容 1. エアロゾルとは 2. 研究の背景 目的 3. 調査方法 ( 試料の採取と化学分析 ). 結果と考察 乾性沈着 ( エアロゾル ) 調査結果より 湿性沈着 ( 降水 ) 調査結果より 5. まとめ 3
黄砂大気汚染物質 研究の背景 目的 大気環境 健康影響 物質循環 放射収支 気候変動 偏西風によるによる長距離輸送 富山 25 1.5 Mt 15 5 China 北東アジアの 1..5. DPR Korea Japan Mongolia Rep. of Korea Russian Federation SO2 2 NO2 x SO 2 及びNO x 排出量 ( 年 ) NEASPEC (8) 富山県へ飛来飛来する大気汚染物質の実態把握 越境汚染の実態解明国際環境協力 富山県の特徴 日本海に面している 3m 級の山岳地 東アジア地域から輸送される物質を標高別に調査するのに適している! 立山連峰 ( 山頂 : 標高 3,15m) 大気汚染物質 黄砂 黄砂 立山室堂標高 2,5m 逆転層 立山観測局 日本海 富山平野標高 1,18m 環境科学センター ( 小杉 ) 標高 m m 乾性 湿性沈着湿性沈着の通年通年モニタリング アジア大陸大陸の影響
発表内容 1. エアロゾルとは 2. 研究の背景 目的 3. 調査方法 ( 試料の採取と化学分析 ). 結果と考察 乾性沈着 ( エアロゾル ) 調査結果より 湿性沈着 ( 降水 ) 調査結果より 5. まとめ 試料の採取と化学分析 観測地点 : 立山局 [ 標高 1,18m] ( 立山山麓スキー場山頂付近 ) 観測期間 : 年 月 ~13 年 12 月 試料の採取 : フィルターパック法 ( 段ろ紙法 ) 約 2 週間ごとに通年サンプリング 分析 : 超純水等で水溶性イオン成分を 抽出後 イオンクロマトク ラフ法にて定量分析 小杉局 ( 富山県環境科学センター ) 夏 冬 日本海 富山市 立山局 立山局の様子 5
結果 立山局におけるエアロゾル中のイオン成分及びガス成分濃度の季節変化 15 5 Na nssso NH Na は春季と秋季に高濃度 nssso とNH は春季から夏季に高濃度 とnssCa 2 は春季に高濃度 SO 2 は冬季から春季に高濃度 H とNH 3 は夏季に高濃度 春季のnssCa 2 濃度の増加は 黄砂が飛来した時期とよく対応 黄砂の影響を受けてnssCa 2 濃度は高くなったと考えられる Concentrations, 8 6 6 15 5 nssca 2 SO 2 H NH 3 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 5 6 7 8 9 11 12 13 立山局におけるエアロゾル粒子中イオン成分及びガス成分濃度の月変化 イオン成分の総量の月平均値は 2.3~ 7.µg/m 3 3~6 月に高く 12~2 月に低い SO と NH 濃度は 5~8 月に高く 12~2 月に低い 最高値は 6 月 Ca 2 濃度は 3~5 月に高い ~11 月にも高い場合がある 濃度も同様 SO 2 濃度は 11~5 月に高い H と NH 3 濃度は 5~8 月に高く 冬季に低い Ionic components, µg/m 3 SO, NH, Ca 2,, SO 2, H, 15 5 5 6 15 NH 3, 5 J F M A M J J A S O N D 6
エアロゾル粒子中の水溶性イオン成分の季節別平均重量濃度 (.~13.12) 6.1 5.9.1 2.8 µg/m 3 Mass concentrations, µg/m 3 6 SO 2 spring summer fall winter Cl NH Na K Ca 2 Mg 2 SO の占める割合 58 72 65 67 % NH の占める割合 1 21 17 15 % 主成分は SO と NH 春季には Ca 2 と の割合が増加 nssso と NH の関係 NH, NH, 2 spring spring (nssca < ) y=1.32x.72 y=1.51x2.3 (R (R 22 =.66) =.85) 5 15 < 傾き > fall nssso, y=1.6x1.36 (R 2 =.86) 5 15 nssso, NH, NH, summer y=1.9x.81 (R 2 =.93) 5 15 winter nssso, y=1.38x2.8 (R 2 =.88) 5 15 nssso, 春季から秋季 : 約 1.5 冬季は傾きが小さくなる傾向 7
Concentrations, nssso SO 2 濃度等の経年変化 6 nssso SO 2 H 6 NH 1 2 3 5 6 7 8 9 11 12 13 NH 3 nssso の年平均濃度は 5 年から減少 12 年には 5 年の約半分 13 年は増加 SO 2 濃度はあまり変化なし 濃度は横ばい?12~13 年は減少?H は 9 年以降増加? NH と NH 3 濃度は減少傾向 Emission from China, Tg/yr 6 3 1 2 3 5 6 7 8 9 SO 2 NO x MEP Ohara et al.(7) Kurokawa et al.(13) Lu et al.() 11 12 13 nssso 濃度の経年変化は 中国の SO 2 排出量の変化とよく似ている まとめ (1) 乾性沈着調査から見えてきたもの 標高 1,18m の立山局でエアロゾル観測を行った結果 NH /nssso モル比 : 春 ~ 秋は 1.5 冬は小さくなる傾向 nssso 濃度は 5 年から減少し 12 年には 5 年の約半分 13 年は増加 SO 2 濃度の変化は小さい 濃度は横ばい 12~13 年は減少傾向 H は 9 年以降増加傾向 NH と NH 3 濃度は減少傾向 立山局で観測される nssso は 中国から排出された SO 2 の影響を強く受けていると考えられる 8
発表内容 1. エアロゾルとは 2. 研究の背景 目的 3. 調査方法 ( 試料の採取と化学分析 ). 結果と考察 乾性沈着 ( エアロゾル ) 調査結果より 湿性沈着 ( 降水 ) 調査結果より 5. まとめ 試料の採取と化学分析 観測地点 : 小杉局 ( 標高 m 富山県環境科学センター ) 立山局 (~3 年 7 月 標高 5m( 芦峅寺 ); 3 年 8 月 ~ 標高 1,18m) 観測期間 : 3 年 月 ~8 年 3 月 試料の採取 : 降水時開放型捕集装置 分析 : ph, EC( 導電率 ),Cl,,SO, Na,NH,K,Mg 2,Ca 2 小杉局の捕集装置 (US333H, 小笠原 ) 湿性沈着モニタリング手引書 ( 第 2 版 ) 9
化学成分濃度の月変化 precipitation mm concentration, mg/l 8 6 5.5 5..5. 5 Na kosugi tateyama 2 * nssca 2 * * * ** * * 1 1 2 ph NH 6 nssso 2 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 3 5 6 7 8 precipitation: mm concentration: mg/l nss: non sea salt( 非海塩成分 ) ph: 小杉 < 立山 冬に低い Na は冬に高濃度 nssca 2 は春に高濃度 黄砂の影響 NH,,nssSO は冬 ~ 春に高濃度 アジア大陸の汚染物質の輸送の影響が強いと考えられる 化学成分濃度は小杉 > 立山 標高依存性 X Kosugi / X Tateyama 3 Na NH 雲内ローカルな影響雲底下 Na Cl Mg 2 ( 粗大粒子 ) 捕捉大 K Mg 2 Ca 2 Cl NH NO 3 SO ( 微小粒子 ) mean SO 広域的な影響 Na, Cl, Mg 2 : 5~7 NH,, SO : 約 2
沈着量の経年変化 precipitation Na nssca 2 NH nssso 3 6 6 5 3 5 6 7 Kosugi Tateyama Precipitation: mm Deposition: meq/m 2 降水量は殆ど変化なし Na は小杉局で減少傾向 nssca 2 は立山局で増加傾向 NH は立山局では増加傾向 小杉局は横ばい は立山局 小杉局とも増加傾向 nssso は 5 年をピークに減少傾向? 長距離輸送の影響? 沈着量 ( 夏 冬 ) precipitation NH nssso 15 5 3 JulAug 3 5 6 7 precipitation 15 5 3 NH nssso DecFeb 3 5 6 Kosugi Tateyama 7 Precipitation: mm Deposition: meq/m 2 アジア大陸の影響 : 小 夏 (7~8 月 ) 横ばいか減少傾向 アジア大陸の影響 : 大 冬 (12~2 月 ) 立山局でやや増加傾向 (nssso は近年減少傾向 ) 11
年間の経年変化 precipitation, mm 3 Kosugi Tateyama (Ashikuraji) Tateyama (Toyama) NH, meq/m 2, meq/m 2 nssso, meq/m 2 6 6 5 1998 1999 1 2 3 5 6 7 (Kurokawa et al., 13) 立山局 :NH, は増加傾向 nssso 沈着量は 5 年を ピークに減少傾向 ( 小杉局 : 沈着量の増加傾向 ) アジア大陸の影響を強く受けている可能性が高い まとめ (2) 湿性沈着調査から見えてきたもの 降水中の Na は冬季に nssca 2 は春季に NH SO は冬季から春季に濃度が高くなった 小杉局では 沈着量に増加傾向が見られた 立山局では と NH 沈着量は増加傾向 nssso 沈着量は 5 年をピークに減少傾向が見られた これらの変化はアジア地域の排出量の経年変化とよく似ていた nssso / 比は小杉局よりも立山局で高いことから 立山局は中国の影響をより強く受けていると考えられる 今後も湿性 乾性沈着の通年モニタリング調査を継続して 越境汚染の実態把握及び影響について明らかにしていきたい 12