- 139 -〔報告〕

都内のエアロゾルの硫黄同位体比
鈴木 智絵*

上野 広行

秋山 薫

齊藤 伸治
（*非常勤研究員）

１

はじめにニットVH020P（0.20μm）を用いてろ過し、1.5mLはイ

都内のPM2.5の成分は、硫酸塩が質量濃度で約25％とかオン成分分析に、残りは硫酸同位体比分析に使用した。

なり高い割合を占めている。大気中の硫酸塩エアロゾル

イオン成分分析にはダイオネクス社製イオンクロマの前駆体である二酸化硫黄は、都内では1980年代以降低トグラフICS-5000を使用し、陽イオン（Na+, NH4+, K+,濃度を保っており、また都内の硫黄酸化物の排出量が低Mg2+, Ca2+）及び陰イオン（Cl-, NO3-, SO42-）を測定した。

下しているにもかかわらず、エアロゾル中の硫酸塩の減

硫黄同位体比分析は、まず1:1塩酸を加え酸性にした

少量は大きくない。そのため、この硫酸塩の起源を考え後、塩化バリウム溶液を10mL添加し、硫酸バリウムをる際には広域移流による影響を考慮する必要がある。硫沈殿させた。メンブランフィルター（0.45μm）でろ過

黄同位体比は起源により値が異なることを利用して、硫し、硫酸バリウムを回収した。スズカプセル中に硫酸バ

1)黄の供給源の推定に用いられてきた 。ここでは都内の大リウムに助燃剤として五酸化バナジウムを秤量し、気エアロゾル中の硫酸塩が高濃度時における硫黄同位体

Isoprime社製の安定同位体質量分析計で硫黄同位体比比の測定結果について報告する。

を分析した。
またNOAA HYSPLIT Trajectory Modelを使用して後方２調査方法

流跡線解析も行った。基本的に当研究所屋上33m上空を試料の採取は2011年1月から2012年3月まで東京都環境科学研究所５階屋上で連日行った。SHIBATA社製ハイボ

起点としてサンプリング期間中の1日の間のうち3時間ごとに48時間遡った後方流跡線解析を行った。

リュームエアサンプラーAH-600F、HV-1000Fを用いて、1分間に700L、800L又は1000Lの流量で吸引し、１試料は３結果10時から翌日9時の連続23時間採取した。ろ紙は東京ダイ採取したサンプルのうち、都内のSPMの高濃度時をレック社製PALLFLEX Membrane Filters(205mm×255mm)

含む、2月、5月、7月、11月の3日～7日の連続した期間、を使用した。

全25サンプルの硫黄同位体比を測定した結果を図１にろ紙はサンプル採取量に応じて3/4枚又は1枚全てを超示した。ただし、海水中のSO42-／Na+比を0.251として非純水200mLで水溶性成分を超音波抽出した。抽出液は海塩由来硫酸イオンnss-SO42-を、海塩由来の硫黄同位体ADVANTEC社製ディスポーザブル減圧用フィルターユ比を20.3‰として非海塩由来硫黄同位体比nss-δ 34Sを
nss-SO42nss-δ34S

2011 年図１：都内のエアロゾル中の非海塩性硫酸イオン濃度及び非海塩性硫黄同位体比

東京都環境科学研究所年報

2012- 140 -2 月 7～8 日

5 月 2～3 日

7 月 9～10 日

7 月 12～13 日

8 月 13～14 日

8 月 14～15 日

11 月 1～2 日

11 月 5～6 日

図２：東京都環境研究所上空 33m を起点とした後方流蹟線解析算出した。また、後方流蹟線解析の結果はサンプリング

京に到達した黄砂の硫黄同位体比はそれよりも低い値

期間のうち抜粋したものを図２に示した。

であった。

図２より、2月は概して大陸からの北西季節風の影響が7月の硫黄同位体比は-1.3～1.8‰と全体的に低い値で考えられる時期であり、硫黄同位体比は1.9～5.4‰と今回あった。流跡線の結果から分かるように、このときは期測定した中では高めの値であった。

間を通じて南方太平洋上からの気流が流れ込んだ大陸

5月2日～3日は東京にも黄砂が飛来した日であり、大陸の影響の小さい時期であった。

からの影響が確実に現れた日であった。この時の硫黄同

8月は他の時期よりも硫酸塩の高濃度（最大で黄砂時

位体比は2.9～3.2‰であった。日本に飛来する黄砂に含まの約3.4倍）が見られた時期であったが、硫黄同位体比れる硫酸塩の起源は化石燃料の燃焼により大気中に放出は-0.6～3.5‰と全体的にはやや低めであった。14日～16されるSOxによるものではなく、砂漠土壌の石灰化作用に日にかけては硫黄同位体比が期間中では高めの3.0～より黄砂が元来多量に含んでいるCaSO4が主たる起源で3.5‰と黄砂飛来時とほぼ同程度の値であったが、後方2)あるといわれている 。特に5月2日に採取されたエアロゾ流蹟線解析では南西太平洋上から本土に沿って気流のルは色も通常とはまるで違う黄褐色であり、硫酸イオン移流が見られる時期であり、大陸からの影響があった時とほぼ同量の他の時期には見られないほど高濃度のカル期とは言えなかった。したがって、この時の硫酸塩は大シウムが含まれており黄砂の特徴と一致した。黄砂の発陸由来とは考えにくい。また硫酸塩の高濃度時であった生域である中国内陸乾燥地域の砂漠砂や析出硫酸塩の調

8月13日の硫黄同位体比は0.5‰と低かった。

査結果によると、その硫黄同位体比は+5～+14‰である3)-5)といわれている。日本海側に面する山形県鶴岡市で採34

11月のエアロゾル高濃度時は関東地方で気流が停滞していた時であり、その前後は主に北方からの気流が流取されたエアロゾル中のnss-δ Sでは秋季から春季は砂れ込んだ時期であった。この期間の硫黄同位体比は0.9

漠砂の同位体分布領域と重なるため砂漠起源硫酸塩が日～2.4‰であった。

6)本へ長距離輸送されたと結論づけられていた が、今回東全期間を通じて硫酸イオン濃度が5μg/m3以上の時の東京都環境科学研究所年報

2012- 141 硫黄同位体比は-0.4～4.4‰であり、硫酸塩の高濃度時に必ずしも一定の硫黄同位体比を取るとは限らないことがわかった。

４まとめ
今回、年間を通じて春夏秋冬の硫酸イオン濃度が高濃度時を含む時期の硫黄同位体比を測定した。エアロゾル中の硫酸イオン濃度が特に高濃度の時でも、必ずしも一定の硫黄同位体比になるとは限らないことがわかった。
今後、都内のエアロゾル中の硫酸塩の起源解析を進めていくためには、さらに発生源の情報を収集、精査し、環境データを蓄積していく必要がある。

参考文献
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