ヒマラヤ北西部ダウラダール地域のエアロゾル関連n-アルカン：発生源とプロセスの季節変動

Aerosol-associated n-alkanes over Dhauladhar region of North-Western Himalaya: seasonal variations in sources and processes.

• Deepika Kaushal
• Sarita Bamotra
• Shweta Yadav
• Ankit Tandon

抄録

粒子状のn-アルカンは、有機エアロゾル（OA）の主な成分です。一次起源であり、化学的に安定しているため長寿命であることから、n-アルカンは発生源のシグネチャーを保持しており、診断パラメータとともにOAの発生源を特定するために広く利用されてきた。エアロゾルに関連するn-アルカンの組成と濃度の動態を調べるために、北西ヒマラヤ（NWH）のダウラダール地域で系統的な1年間の研究が実施された。PMサンプルは、中高度の都市部（ダラムシャラ）と低高度の農村部（ポハラ）で、24時間、1週間に1回採取した。粒子状物質に結合したn-アルカンは、熱脱着ガスクロマトグラフィー質量分析法(TD-GCMS)を用いて同定・定量した。その結果、Dharamshalaでは全n-アルカンの年平均濃度は211±99ngm、Poharaでは223±83ngmであり、PM中のTNAの質量分率はそれぞれ4410±1759ppm、3622±1243ppmであった。両サイトでは、奇数炭素数のN-アルカンがわずかに優勢であった。TNA濃度と関連する診断パラメータは、農村部と都市部で特有の発生源プロファイルを示していた。また、季節的な変動は、土地利用環境や気象変動の違いによるものであることがわかった。都市部ではペトロジェンの影響が、農村部ではバイオジェンの影響が春と秋の季節に観察された。ここでは、有機エアロゾルの発生源に関する予備的な知見を示す。診断パラメータを用いて、生物起源起源と微量起源を分類することができた。農村部では収穫や脱穀などの農作業からの生物起源物質の排出が優勢であったが、北区の都市部では観光業による人為起源物質の寄与がペトロジェンの寄与に大きく加わっていた。

Particulate n-alkanes are major constituents of organic aerosols (OA). Being primary in origin, chemically stable and thus long-lived, n-alkanes retains source signatures and along with diagnostic parameters have extensively been used to identify source(s) of OA. Systematic, yearlong study was carried out in the Dhauladhar region of North-Western Himalaya (NWH) to investigate dynamics in the composition and concentration of aerosol-associated n-alkanes. PM samples were collected for 24 h, once every week, at an urban mid-altitude location (Dharamshala) and a rural low-altitude site (Pohara). Particulate bound n-alkanes were identified and quantified using thermal desorption gas chromatography mass spectrometry (TD-GCMS). Annual mean concentrations of total n-alkanes (TNA) were 211 ± 99 ng m and 223 ± 83 ng m, while mass fractions of TNA in PM were 4410 ± 1759 ppm and 3622 ± 1243 ppm at Dharamshala and Pohara, respectively. At both sites, a slight dominance of odd carbon-numbered n-alkanes was noticed. The TNA concentration and associated diagnostic parameters indicated unique source profiles at rural and urban locations. Significant seasonal variations were attributed to the contrasting land-use settings and meteorological variations. Influence of petrogenic contributions at urban location and predominance of biogenic contributions at rural location were observed in spring and autumn seasons. Preliminary insights on sources of organic aerosols are presented here. The diagnostic parameters allowed apportionment of biogenic and petrogenic sources. Biogenic emissions from agricultural practices viz. harvesting and threshing were predominant in the rural settings, while tourism-led anthropogenic contributions significantly add to petrogenic contributions in urban environment of the NWH region.