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二次有機エアロゾル(SOA)

1990
Atmospheric chemists analyzing Secondary Organic Aerosols in a laboratory setting.

(画像はイメージです)

二次有機エアロゾル(SOA)は、VOC(揮発性有機化合物)の大気酸化によって生成される微細な浮遊粒子です。気体状のVOCは、[latex]O_3[/latex]、[latex]bullet OH[/latex]、[latex]NO_3bullet[/latex]などの酸化剤と反応して、低揮発性生成物を生成します。これらの生成物は、新たな粒子を形成する(核生成)か、既存のエアロゾルに凝縮することによって、気体から粒子への変換を受ける可能性があります。SOAはPM2.5の主要成分であり、気候や人間の健康に影響を与えます。

SOAの生成は、重要かつ非常に複雑な大気プロセスです。これは、生物起源(例:α-ピネン)または人為起源(例:トルエン)のいずれかである親VOCの気相酸化から始まります。この最初の酸化段階では、ヒドロキシル基(-OH)、カルボニル基(=O)、カルボキシル基(-COOH)などの官能基が炭素骨格に付加されます。これらの付加により、分子の揮発性(気相にとどまる傾向)が低下します。

After one or more oxidation steps, the resulting products may have sufficiently low vapor pressure to partition into the particle phase. This partitioning is governed by absorptive partitioning theory, where the semi-volatile gas dissolves into an existing organic aerosol phase. Alternatively, if concentrations of very low volatility products are high enough, they can nucleate to form entirely new particles. The chemistry can continue within the aerosol particle itself (aqueous-phase or multiphase chemistry), leading to the formation of even larger, more complex molecules and further increasing the particle’s mass. Because SOAs can scatter and absorb solar radiation and act as cloud condensation nuclei, they play a significant, yet uncertain, role in the Earth’s climate system.

UNESCO Nomenclature: 2501
大気科学

タイプ

環境プロセス

混乱

インクリメタル

使用法

広く普及している

前駆物質

  • VOC酸化化学(オゾン生成)の理解
  • エアロゾル測定機器(例:走査型移動度粒子径測定装置)の開発
  • エイトケンによる凝縮核の発見
  • 気体-粒子分配理論(パンコウ、1994年)
  • 粒子状物質を主要な健康問題として認識すること

アプリケーション

  • 気候モデリング(エアロゾルと雲の相互作用)
  • 粒子状物質に関する公衆衛生研究
  • 大気質管理および規制
  • 視界と霞に関する研究
  • source apportionment studies for pollution events

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:SOA、二次有機エアロゾル、粒子状物質、PM2.5、大気化学、VOC酸化、核生成、気体から粒子への変換、気候、エアロゾル。

歴史的背景

二次有機エアロゾル(SOA)

1980
1982
1990
1990
1990
1990
2000
1980
1980
1982
1990
1990
1990
1993
2001-09-01

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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