三次元偏光光学系蛍光X線分析装置を用いる大気浮遊粒子状物質(PM2.5)の微量元素分析 Determination of Trace Elements in PM2.5 Using Energy-Dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometer with Three Dimensional-Polarization Optics

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抄録

粉じん捕集機で捕集した大気浮遊粒子状物質(PM2.5)中の微量元素組成について,三次元偏光光学系蛍光X線分析装置による定量法の検討を行った.Gd管球を一次X線とし,Ti,Ge,Moを2次ターゲットとして用いることで,6時間捕集したフィルター(大気量6 m<sup>3</sup>)から,Al,Si,S,Cl,K,Ca,Mn,Fe,Cu,Zn,Pbの11元素が検出できた.また,各元素を定量するため,多元素混合溶液の液滴をポリカーボネートフィルターへ含浸させてフィルター試料を作成したところ,S,K,Ca,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Pbの9元素について直線性のよい検量線(相関係数の二乗値<i>R</i><sup>2</sup>=0.9491~0.9999)を得ることができた.またこの検量線は,フィルター上の大気粉じん標準物質(NIST SRM 2783)を用いて作成した検量線とほぼ一致した.S,Zn,Pbについては,検出限界が3.6,1.0,3.5 ng cm<sup>−2</sup>となり,非常に高感度な微量元素定量が可能となった.この手法を,大阪府大阪市鶴橋で2006~2007年の間に4回行われた大気エアロゾル成分連続測定法開発グループ(FECOA)の大気モニタリングへ応用し,6時間ごとに5日間にわたって採取されたPM2.5中の微量元素の定量を行った.その結果,捕集したPM2.5のS,K,Ca,Fe,Cu,Zn,Pb濃度(ng m<sup>−3</sup>)は日内で変動していることが初めて明らかとなった.特にPM2.5のS濃度と大気中SO<sub>2</sub>濃度には高い正の相関が認められ,西風が吹く時間帯にS濃度が上昇していた.このことから観測点の西方にSを含むPM2.5の発生源が存在する可能性が示唆された.

We have developed an XRF method for the determination of trace elements in suspended particulate matter. A total of 11 elements (Al, Si, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Pb) were successfully detected from the SPM on an air filter after 6 h of sampling (air volume, 6 m<sup>3</sup>) by applying secondary targets of Ti, Ge and Mo for the primary X-rays from a Gd X-ray tube. Reference filter samples were prepared by dropping the mixed element standard solutions of known chemical concentrations onto a polycarbonate filter. The obtained calibration curves were linear with square values of the correlation coefficients, <i>R</i><sup>2</sup>, of 0.9491 - 0.9999 for S, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Pb. A good matching was observed between the calibration curves and those prepared from standard reference materials of SPM (NIST SRM 2783). The minimum detection limits for S, Zn and Pb were found to be 3.6, 1.0, 3.5 ng cm<sup>−2</sup>, respectively, indicating that highly sensitive analyses were possible for these elements by the present method. This analytical method was applied to air monitoring samples measured at Tsuruhashi, Osaka city (Japan). They were conducted four times by the mission of FECOA during 2006 and 2007. The trace-element levels for PM2.5 samples collected every 6 h by an air sampler onto filters for 5 days were determined by the present method. As a result, the diurnal variations of the concentrations (ng m<sup>−3</sup>) of S, K, Ca, Fe, Cu, Zn, Pb in the samples were successfully monitored. Especially, a strong positive correlation was observed between the concentration of S in PM2.5 and SO<sub>2</sub> in air, and an increase in the concentration of sulfur during a west wind was observed. The results suggest that a possible source of sulfur for a PM2.5 sample seemed to exist to the west of the sampling point.

収録刊行物

  • 分析化学 = Japan analyst

    分析化学 = Japan analyst 59(1), 23-33, 2010-01-05

    公益社団法人 日本分析化学会

参考文献:  22件中 1-22件 を表示

  • <no title>

    浮遊粒子状物質対策検討会

    浮遊粒子状物質汚染予測マニュアル, 1999

    被引用文献1件

  • <no title>

    U.S. Environmental Protection Agency

    Particulate Matter (PM2.5) Speciation Guidance, 1999

    被引用文献1件

  • <no title>

    環境庁大気保全局企画課

    大気中微小粒子状物質 (PM2.5) 質量濃度測定法判別法暫定マニュアル

    被引用文献1件

  • <no title>

    酒井俊史

    分析化学 (Bunseki Kagaku) 56, 631, 2007

    被引用文献1件

  • <no title>

    南斎雄一

    X線分析の進歩 37, 337, 2006

    被引用文献1件

  • <no title>

    WILLIAMSON B. J.

    Environ. Monit. Assess. 98, 235, 2004

    被引用文献1件

  • <no title>

    ZHANG Y. H.

    Atmos. Environ. 42, 6203, 2008

    被引用文献1件

  • <no title>

    FURUTA N.

    J. Environ. Monit. 7, 1155, 2005

    被引用文献1件

  • <no title>

    千葉晋一

    X線分析の進歩 35, 101, 2004

    被引用文献1件

  • Compendium Method IO-3.3

    USEPA

    http://www.epa.gov/ttnamti1/files/ambient/inorganic/mthd-3-3.pdf

    被引用文献1件

  • Certificate of Analysis Standard Reference Material^( !R)2783

    National Institute of Standards & Technology

    https://www-s.nist.gov/srmors/certificates/2783.pdf

    被引用文献1件

  • <no title>

    GRIEPINK B.

    bcr information "The certification of the surface density (kg/m^2) of BCR CRM 038 ("Fly ash from pulverized coal") comprised in methyl cellulose films simulating dust charged filters, BCR 128", 1988

    被引用文献1件

  • <no title>

    HELLER-ZEISLER S. F.

    Fresenius' J. Anal. Chem. 360, 435, 1998

    被引用文献1件

  • <no title>

    KYOTANI T.

    Analyst 123, 1813, 1998

    被引用文献1件

  • <no title>

    水平学

    環境浄化技術 9(2), 80, 2003

    被引用文献1件

  • <no title>

    MAACK K.

    X-Ray Spectrom. 10(1), 17, 1981

    被引用文献1件

  • <no title>

    田中茂

    分析化学 (Bunseki Kagaku) 39, T107, 1990

    被引用文献1件

  • <no title>

    中井泉

    蛍光X線分析の実際 217, 2005

    被引用文献1件

  • <no title>

    WANG C. F.

    Anal. Sci. 14, 763, 1998

    被引用文献1件

  • <no title>

    ROBACHE A.

    Analyst 125, 1855, 2000

    DOI  被引用文献2件

  • CdKα線を用いた蛍光X線分析法による玄米中sub-ppmレベルのCdの迅速定量

    永山 裕之 , 小沼 亮子 , 保倉 明子

    X線分析の進歩 (36), 235-247, 2005-03

    被引用文献11件

  • 水溶液中の微量有害物質の分析

    森山 孝男 , 山田 康治郎 , 河野 久征

    X線分析の進歩 (36), 201-212, 2005-03

    被引用文献1件

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10025980893
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00222633
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    05251931
  • NDL 記事登録ID
    10609706
  • NDL 雑誌分類
    ZP4(科学技術--化学・化学工業--分析化学)
  • NDL 請求記号
    Z17-9
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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