2015年冬季の徳島市における水溶性酸性ガス及びPM2.5に含まれる陰イオンのオンライン分析

大気中の水溶性酸性ガス及びPM2.5に含まれる陰イオン濃度を高い時間分解能で同時観測可能なオンライン分析システムを構築した．本分析システムは，主に自作のパラレル式ウエットデニューダーと疎水性フィルターを装着したミストチャンバー，及び陰イオン分析用のイオンクロマトグラフ1台で構成され，酸性ガスとPM2.5中陰イオンのデータを1時間にそれぞれ二つずつ出力する．本分析システムを2015年冬季の徳島市の大気分析に適用したところ，観測期間の97.9％ で有益なデータを得ることができた．酸性ガス濃度の平均値（n＝844）は，それぞれHCl: 4.85±3.08 nmol m−3，HONO: 22.19±18.47 nmol m−3，HNO3 : 9.54±2.52 nmol m−3，SO2 : 101.57±71.99 nmol m−3であり，SO2が高濃度に存在していた．一方，PM2.5に含まれる陰イオンの平均値（n＝844）は，それぞれCl−: 3.78±6.48 nmol m−3，NO2−: 3.37±1.99 nmol m−3，NO3−: 25.16±31.49 nmol m−3，SO42−: 92.61±55.33 nmol m−3であり，これら陰イオンの総濃度の9割以上をSO42−とNO3−が占めていた．観測期間中の同時刻のデータを平均化して，観測成分の日内変動を調べたところ，いくつかの酸性ガスで特徴的な挙動が明らかとなった．HCl濃度は気温の変動と類似していたが，そこには2時間のタイムラグが存在した．HONO濃度は午前9時頃と深夜0時頃にピークを有する二山型の変動がみられ，その挙動はNO2濃度の変動と類似していた．また，観測データを後方流跡線解析と対応させることにより，中国大陸から排出された高濃度のSO2が徳島に流入している可能性が示唆された．

This paper describes a simultaneous analytical system used for atmospheric water-soluble acidic gases and anions in PM2.5. The analytical system, consisting mainly of a parallel-plate wet denuder, mist chamber−hydrophobic filter based particle collector, and ion chromatograph provides automatically two acidic gas and two PM2.5 data with in one hour. We applied the system to the continuous measurement of air pollutants at Tokushima, Japan in the winter of 2015, and obtained meaningful data in 97.9 % of the sampling period. The average acidic gas concentration and anion concentration in the PM2.5 were, respectively, 4.85±3.08 nmol m−3 for HCl, 22.19±18.47 nmol m−3 for HONO, 9.54±2.52 nmol m−3 for HNO3, 101.57±71.99 nmol m−3 for SO2, 3.78±6.48 nmol m−3 for Cl−, 3.37±1.99 nmol m−3 for NO2−, 25.16±31.49 nmol m−3 for NO3−, and 92.61±55.33 nmol m−3 for SO42−. Characteristic diurnal patterns were observed in several gases. The concentration of HCl fluctuated with changes in the temperature with a 2-hour time-lag. The concentration of HONO peaked in the morning and middle of the night, and its behavior showed a similar pattern of NO2 concentration. Backward trajectory analysis suggested that a high concentration of SO2 that was emitted from China was transported to the sampling site, Tokushima, Japan.