レーザー誘起蛍光法によるNO₃/N₂O₅測定装置の開発と冬季の夜間大気中の窒素酸化物による大気酸性化の評価

抄録

NO₃ラジカル (以下NO,) とN₂O₅は夜間に高濃度で存在する物質である。
NO₃はモノテルペン類を始めとするVOC等と反応し, 過酸化ラジカルや硝酸を生成する。N₂O₅はエアロゾル表面で不均一反応を起し, 硝酸を生成する。これらの反応は夜間における重要なNO_x消失反応である。
今回, 我々は新しい手法としてレーザー誘起蛍光法 (LIF法) を用いた高感度, 高時間分解能を有するNO₃/N₂O₅測定装置を開発した。NO₃, N₂O₅の検出下限値はそれぞれ5pptv, 7pptvである (10分値)。
この装置を用いて2003年の12月に東京都立大学 (東京都八王子市) にて夜間都市大気中のN₂O₅の測定を行ったところ, 100-800PPtvのN₂O₅が観測された。また, NOの存在下でもN₂O₅が存在することがわかった。
この観測の結果, 冬季におけるNO_x消失反応としてNO₃とVOCの反応は寄与が小さく, N₂O₅の不均一反応が支配的であることがわかった。N₂O₅の不均一反応によるNO_x消失量は5.4ppbv/nightとなり, 昼間のOHラジカルを介した反応と同程度の量であった。このことから, 夜間におけるN₂O₅の反応は大気の酸性化に重要な役割を果たすことが判明した。