マイクロガス分析システムの開発と環境分析への応用

抄録

大気中の化学物質や産業など人為的に排出される気体成分を現場でモニタリングするための装置，マイクロガス分析システム（micro gas analysis system: μGAS）を開発した．水溶性ガスの簡易で高感度な分析装置はこれまでなかったが，マイクロチャネルを利用したスクラバーを開発し，さらに送液やリアクター，検出器，校正用ガス発生など周辺技術も合わせて確立し，片手で持ち運べる連続分析装置をつくりあげた．マイクロチャネルスクラバーにて目的成分を吸収溶液に捕集するが，従来のインピンジャーに比べると20000倍もの捕集濃縮効果を持つため，高い感度と高い時間分解能の両立がはかれた．これまで開発したμGASの対象物質は，SO₂，H₂S，CH₃SH，COS，NO，NO₂，HONO，HCHO，NH₃などであり，いずれもppbvオーダーの濃度領域における連続分析を可能にした．これらのμGAS装置により，都市大気，森林大気，火山ガス，土壌からの発生ガスなどの解析を行い，局所的な汚染の提示や大気化学の解明に役立ててきた．また，NOは水に溶解しにくいが，反応系を工夫し呼気中のNOの分析に成功した．さらに，チャネル型のスクラバーについて，ガス捕集をシミュレーションする表計算ソフトを開発し，新規なスクラバーの設計・開発に役立ててきた．そのひとつの応用として，気体成分のHCHOをチャネル型スクラバーで取り除いたところ，残った粒子状物質にHCHOが存在することを見いだし，PM2.5など粒子状物質へのHCHOの分配の推移を明らかにした．