| 研究課題/領域番号 |
21H01463
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
越後 信哉 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (70359777)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | ハロ酢酸 / 分画 / 塩素処理 / 溶存有機物 / 消毒副生成物 / 反応論 / 分岐反応 / 多段反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
フェノールがと塩素との反応について，多段かつ分岐する反応を中間体を含め体系的に明らかにし（「全分解」），消毒生成物の生成に関する反応の文法を示す。2021年度は，反応の各段階で塩素処理→分画を繰り返す「反応-分画-反応」法を確立し，並行する反応を物理的に分離する。さらに，生成物の網羅的解析を行う。2022年度は，「反応-分画-反応」法を分取スケールにスケールアップし，中間体の精密質量分析による同定を行う。あわせて，複数の13C標識化フェノールと塩素の反応から，各反応生成物と炭素の位置の関係を明らかにする。2023年度は，中間体濃度の定量と構造の確定を経て，フェノールと塩素の反応の全貌を示す。
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| 研究成果の概要 |
消毒副生成物の重要な前駆体の構成要素と考えられるフェノールの塩素処理による分解経路の理解を最終目的に，反応の各段階で塩素処理→分画を繰り返して，反応に関与する中間体だけを分離する「反応-分画-反応」法を確立・最適化し，それをフェノールと塩素の反応に適用し，並行して起こる反応を物理的に分離し，精密質量分析等により，重要な中間体の構造解析を可能とする手法を開発した。また実際に精密質量分析により，「反応-分画-反応」法はトリクロ酢酸の生成に関係のないピークを排除でき，重要な中間体を絞り込むのに有用であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
消毒副生成物は，水道水中に含まれる代表的な微量汚染物質であるが，その生成機構は多段かつ分岐するもので，複雑である。本研究は，この複雑な反応を単純化するために，反応中間体を含む混合液を分画して，その後再度塩素処理することで，重要な反応中間体を絞り込む技術を開発した。この方法は，本研究で取り上げた，フェノールからのトリクロロ酢酸等の生成以外にも，普遍的に応用可能であり，副生成物の化学を大きく進展させ，安全な水道水の確保に大きく貢献すると期待される。
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