2018 Fiscal Year Annual Research Report
飛行時間型質量分析計を用いたペルフルオロアルキル化合物群の光分解反応の解析
| Project/Area Number |
18H03394
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
谷保 佐知 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00443200)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | ペルフルオロアルキル化合物 / 残留性有機汚染物質 / 光分解反応 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約の緊急課題となっているペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）やペルフルオロオクタン酸（PFOA）に代表されるペルフルオロアルキル化合物群（PFASs）の環境残留性を評価するため、自然環境試料中に混合物として存在するPFASs全体で生じる段階的な光分解反応の解析を行う。
本年度は、PFOS、、FOSA、N-EtFOSAA、8:2FTSA、9Cl-PF3ONS、PFOA、HFPODA、DONA、8:2FTUCA、8:2diPAP、8:2FTOHなどの前駆物質・スルホン酸類・カルボン酸類を含む11種のペルフルオロアルキル化合物群（PFASs）の低濃度標準物質とブランク試料として超純水を石英管に封かんし、キセノンアーク灯式ウェザーメータを用いて、0時間、50時間、100時間、400時間の促進耐光試験を実施した。また、インド高山および極域のスバルバード諸島の自然環境下での分解試験も実施した。
分解産物の解析のため、ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS/MS）および液体クロマトgラフ質量分析計（LC-MS/MS）を用いた分析方法および、未知の分解産物の高感度測定が可能な飛行時間型質量分析計での分析方法を開発した。また、フッ素収支を解析するためにフッ素に特化した燃焼イオンクロマトグラフ（Combustion Ion Chromatography）の開発も行った。LC-MS/MS測定では、数pg/mL程度の高感度分析が可能となった。しかし、GC-MS/MSおよびCIC測定では、分析感度が低くブランクレベルが高いため、試料の解析に適用させるために、さらなる分析感度の高感度化およびブランクレベルの低減などの改善を進める。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、PFOS、、FOSA、N-EtFOSAA、8:2FTSA、9Cl-PF3ONS、PFOA、HFPODA、DONA、8:2FTUCA、8:2diPAP、8:2FTOHの11種のペルフルオロアルキル化合物群（PFASs）の低濃度標準物質とブランク試料として超純水を石英管に封かんし、キセノンアーク灯式ウェザーメータ（SX-75、スガ試験機株式会社製）を用いて、0時間、50時間、100時間、400時間の促進耐光試験を実施した。対象成分は、自然環境下で分解しないと考えられているPFOSおよびPFOAと、これらの前駆体となりえる成分を選定した。放射照度は180 W/m2（300～400 nm）で太陽光の約3倍の高照度とした。また、インド高山および極域のスバルバード諸島の自然環境下での分解試験も実施した。
分解産物の解析のため、ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS/MS）および液体クロマトグラフ質量分析計（LC-MS/MS）を用いた分析方法および、未知の分解産物の高感度測定が可能な飛行時間型質量分析計での分析方法を開発を行った。LC-MS/MS測定では、数pg/mL程度の高感度分析が可能となった。しかし、開発したGC-MS/MS分析の測定感度は数百ng/mL程度と高いため、さらなる高感度化を図る必要がある。
また、フッ素収支を解析するためにフッ素に特化した燃焼イオンクロマトグラフ（CIC：Combustion Ion Chromatography）の開発も行った。特にブランクの低減についての検討を行った。イオンクロマトグラフにおけるフッ素ブランクは、PTFEなどのフッ素樹脂等を排除することにより、数pg-F/mLの分析を可能とした。しかし、燃焼部におけるフッ素ブランクは、装置全体で数ng-F程度と高いため、さらなるブランクの低減が今後必要となる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、全波長人工太陽光分解装置による長期間分解試験に供した前駆物質・スルホン酸類・カルボン酸類を含むペルフルオロアルキル化合物群（PFASs）の低濃度標準試料について解析をすすめる。解析は、ターゲットの成分の高感度測定が可能な液体クロマトグラフタンデム質量分析計（LC-MS-MS）とガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS/MS）、未知成分の探索が可能な飛行時間型質量分析計（TOFMS）および、フッ素としての収支解析が可能な燃焼イオンクロマトグラフ（CIC：Combustion Ion Chromatography）を用いる。GC-MS/MSおよびCICを用いた測定方法については、分析感度の高感度化およびブランクレベルの低減などの改善を行う。
開発したLC-MS/MS、GC-MS/MSおよびTOFMS分析方法を用いて、試料溶液中の分解産物のターゲット分析および精密質量数やMS/MSスペクトル同定を進める。また、CICを併用し、総フッ素/無機フッ素/有機フッ素の光分解反応前後での化学形態の変化と個別分解産物の網羅分析を試みる。
|
