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Source apportionment of carbonaceous matter in PM$$_{2.5}$$ at NOTO peninsula using $$^{14}$$C analysis

放射性炭素濃度にもとづく能登半島でのPM$$_{2.5}$$中の化石燃料由来物質の寄与率推定

山田 怜奈*; 池盛 文数*; 中村 俊夫*; 南 雅代*; 渡邊 隆広; 木ノ内 健人*; 松木 篤*

Yamada, Reina*; Ikemori, Fumikazu*; Nakamura, Toshio*; Minami, Masayo*; Watanabe, Takahiro; Kinouchi, Kento*; Matsuki, Atsushi*

環境変動のメカニズムを理解するためにエアロゾル粒子中の主な成分の一つである炭素の寄与率と供給源を明らかにすることが必要である。著者らの最近の研究により、能登半島における微小なエアロゾル粒子には炭素成分がおおよそ50%以上含まれていることが明らかになっている。エアロゾル粒子に含まれる炭素成分は多様であり、それらの化学形態と供給源を推定することは困難であった。そこで、本研究では放射性・安定炭素同位体比を用いて、エアロゾル粒子中の炭素成分の分析を行った。能登半島の先端にある大気観測拠点(NOTOGRO)において、2014年6月26日から7月26日まで一週間ごとにPM$$_{2.5}$$ハイボリュームエアサンプラーを用いてエアロゾル粒子を採取し、炭素同位体比測定を行った。$$^{14}$$C濃度測定は名古屋大学のタンデトロン加速器質量分析計、$$delta$$$$^{13}$$C測定には安定同位体比質量分析計を用いた。採取した4試料の放射性炭素濃度はそれぞれ約70pMC(パーセントモダンカーボン)であった。これらの結果は、化石燃料由来の物質のみではなく、現代の植物の影響や人為的なバイオマス燃焼由来物質の寄与が相対的に大きいことを示す。

Aerosols and clouds seeded by them both affect the heat budget of the Earth, but their RF (radiative forcing) still involves large uncertainty (IPCC 2013). One of the least understood properties of aerosols is the source and contribution of the organics. Our recent observation revealed that submicron aerosol particles in Noto peninsula also have a relatively high concentration (approximately more than 50%) of carbonaceous matter throughout the year. It is difficult to presume its sources specifying its chemical species in many scenes because of its great variety. However, we can presume its source by using carbon isotope ratio. We conducted sampling in NOTOGRO (NOTO ground-based research observatory), lying at the edge of Noto peninsula, from 26th Jun to 23rd July, 2014. We corrected PM$$_{2.5}$$ using high volume air sampler for every week. Flow rate was 700L/min, and quartz fiber filter was used for sampling. $$^{14}$$C was analyzed using AMS $$^{14}$$C system (High Voltage Engineering Europe, Model 4130-AMS) and $$^{13}$$C using IRMS (isotope ratio mass spectrometer) in Nagoya University. As a result, it was found that 4 samples collected from 26th Jun to 23rd July had approximately 70 percent modern carbon (pMC). This result shows that modern plant (and/or biomass burning) activities mainly contribute to the submicron organic particle concentration in Noto peninsula.

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