天然有機物(NOM)共存下における芳香族化合物等の塩素処理反応機構の解明

• Project/Area Number: 17760444
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Civil and environmental engineering
• Research Institution: National Institute of Public Health
• Principal Investigator: 小坂 浩司 国立保健医療科学院, 水道工学部, 研究員 (60370946)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2005: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 塩素処理 / 多環芳香族炭化水素 / 反応速度 / 反応生成物

Research Abstract

多環芳香族炭化水素の一つであるピレンを対象に、その塩素処理性について検討を行った。pH3.2〜10の範囲で、ピレンの塩素反応性に対するpHの影響について検討したところ、塩素反応性はpH3.2が最も大きく、pHの増加に従って低下した。その後、pH5.2で最も小さくなった後は、pHの増加にともなって、塩素反応性も増加し、pH7.8〜8.8で一定となった。しかし、pH10では塩素反応性は再び低下した。このように、ピレンの塩素反応性はpHに大きく依存し、次亜塩素酸の解離とも関連していなかったことから、ピレンの塩素反応には次亜塩素酸および次亜塩素酸イオン以外による反応が示唆された。また、ピレンの塩素反応性に対するエタノールの共存影響について検討したところ、pH3.2および7.1のいずれにおいても、エタノールの共存によってピレンの反応性は低下した。この結果は、t-ブタノール共存の場合と同様であった。また、pH7.1では、ピレンの初期濃度を変化させて検討したが、初期濃度によらずピレンの塩素反応性は低下した。一方、フミン酸(Aldrich製)が共存した場合には、ピレンの塩素反応性は上昇した。したがって、ピレンの塩素反応性は、共存物質によっては、反応性が低下したり、上昇したりすることがわかった。ピレンの塩素処理反応生成物として、同定した1-クロロピレン、ピレン-4,5-ジオンを採り上げ、塩素処理における挙動について、pH3.2と7.1で検討した。pH3.2においては、1-クロロピレン、ピレン-4,5-ジオンは主な反応生成物で、収支は50〜60%程度であった。一方、pH7.1においては、これら両物質の変換率は低く、収支は15〜20%程度であった。いずれのpHの場合も、1-クロロピレンの方の濃度が高かった。pH7.1における主要な反応生成物については明らかにすることはできなかったが、これらの結果から、ピレンの主要な反応経路はpHによって大きく異なることが示唆された。