廃棄物再資源化処理におけるヒ素とアンチモンの簡易スペシエーション技術

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16550079
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 大木 章 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20127989)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高梨 啓和 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (40274740) ; 中島 常憲 鹿児島大学, 工学部, 教務職員 (70284908)
• Keywords: 廃棄物再資源化処理 / メタン発酵 / ヒ素 / アンチモン / スペシエーション / 原子吸光分析 / 原子蛍光分析

Research Abstract

本研究では、超低温捕集-水素化物発生原子吸光分析(CT-HGAAS)や液体クロマトグラフ-水素化物発生原子蛍光分析(HPLC-HGAFS)などの手法を用いて、廃棄物再資源化プロセスであるメタン発酵や水熱処理における、廃棄物中のヒ素およびアンチモンの簡易スペシエーション技術を開発する。本年度は、まずCT-HGAASやHPLC-HGAFSによるヒ素スペシエーションの最適化を行った。CT-HGAASについては、水素化剤濃度、ガス流速、充填物の材質や量など、HPLC-HGAFSについては、分離カラムの選択や溶離液組成の最適条件を確立した。認証標準物質として入手可能な種々の生物試料や下水汚泥試料を用いる方法、およびメタン発酵汚泥など実際のサンプルにスパイクする方法で、試料前処理法の検討を行った。CT-HGAASではアルカリ分解法が、HPLC-HGAFSではリン酸を用いる抽出法が効果的な回収率を得られることを明らかにした。廃紙を原料とするメタン発酵を行い、外部的にジメチルヒ素化合物(DMA)を添加し、HPLC-HGAFSにより経時的にヒ素スペシエーションを行った。発酵開始1日でアルセノベタイン(AsB)が生成し、これは日数経過とともに消失し、10日後にはほとんど検出されなかった。また、汚泥中のヒ素総量は仕込量の1/3程度に減少し、DMAがAsBを経て、気化性のトリメチルアルシンに変化することが示唆された。この場合、CT-HGAASによって得られた結果はHPLC-HGAFSによる結果とほとんど同じであり、CT-HGAASもこのようなヒ素スペシエーションに有効であることがわかった。本年度の研究はヒ素に集中したが、来年度はアンチモンも含めて研究し、廃棄物処理過程におけるスペシエーション技術を確立させる。