水‑の溶解度(礼)の測定 6.3.1実験試薬

測定装置の信頼性のチェックに用いた物質と測定対象とした物質を以下に記す｡前者は､フェ ナントレン(PHE､和光純薬工業)99%以上､アントラセン(ANT､キシダ化学) 99%である｡後者

では､プロモフェノール類(BPhs)は4‑プロモフェノール(41MoBPh)99%､ 2,4‑ジプロモフェノール (DiBPh)95%､ 2,4,6‑トリブロモフェノール(TrBPh)99%およびペンタプロモフェノール(PeBPh)96%

である｡プロモベンゼン類(BBzs)は1,4‑ジプロモベンゼン(DiBBz)97%､ 1,2,4‑トリブロモベンゼ ン(1,2,4‑TrBBz)97%､ 1,2,4,5‑テトラプロモベンゼン(1,2,4,5‑TeBBz)97%および‑キサブロモベンゼ ン(HxBBz)98%である｡ポリプロモジフェニルエーテル類(pBDEs)は4,4,‑ジプロモジフェニルエー

テル(4,4'‑DiBDE) 99%, 2,2'･4,4'‑テトラプロモジフェニルエーテル(2,2,,4,4,‑TeBDE) 100%, 2,2',4,4',5‑ペンタプロモジフェニルエーテル(2,2',4,4',5‑PeBDE) 98%, 2,2,,4,4,,5,5,‑‑キサプロモ

ジフェニルエーテル(2,2',4,4',5,5'‑HxBDE) 99･3%､デカプロモジフェ=･ルエーテル(DeBDE) 99%

である｡その他に､テトラプロモビスフェノールA(TBBP‑A)97%およびヘキサプロモシクロドデ

カン(HBCD) 95%を測定物質とした0 4,4'‑DiBDE以外のPBDEsはAccuStandard社から購入し､

それ以外の試薬はすべてAldrich社から購入した｡これらの試薬は高純度化処理をせずにそのま ま用いた｡溶解度測定に用いた水は､ Milli‑RX45 (日本ミリポア)から得られる高純度水(伝導度

<o･I pS･cm･1)を使用したoこの高純度水は､水を2本の逆浸透カラムとイオン交換樹脂に通すこ とによって得られる｡しかし､解離性のBPhsやTBBP‑Aを取り扱う場合は､高純度水の代わり にpH3･0の水溶液を用いたo pH310の水溶液は､高純度水にリン酸二水素ナトリウムPaH2PO4､

和光純薬工業)と塩酸(HCl､和光純薬工業)を適量加えて調製した｡ pHを酸性側にした理由は､

フェノール基の解離を防ぐためである｡最終的な濃度は､リン酸二水素ナトリウムは0.05M､塩 酸は01005 Mとした.この濃度はUSIEFAのテストガイドライン2を参考にして決めた.また､

pH3･0を用いた実験では､平衡時の分子の解離状態を確認するため､飽和溶液のpHをpHメー ターMP‑220(メトラードレイド)にて測定した｡

6.3.2 測定方法

US‑EPAやoECDのテストガイドライン1 3のように､本研究でも溶解度の大きさにより二つの 測定方法を使い分けた｡ 100 mg･L‑1よりも高い溶解度を有した物質には､フラスコ法を用いた｡

また､それより低い場合には､ジェネレータカラム法を用いた｡それらの方法の概略を下記に述

べる｡

6.3.2.1 フラスコ法

フラスコ法は一般的な測定法であり倉持らの溶解度測定法16に従って測定を行ったo測定装置 の概略を図6･3に示すo測定装置は､ 50mLの褐色の三角フラスコからなる平衡セル､水恒温槽､

マグネチックスターラーから構成されているo水恒温槽は』･05Kの精度で温度制御されている｡

まず､平衡セル中の高純度水に溶解度以上となるように過剰量の溶質を添加した｡その平衡セル を水恒温槽にセットして､平衡状態に達するまでセル内の固体状の溶質を含む水溶液をマグネチ ックスターラーによって捷拝した｡平衡時間を少なくとも48時間以上とした｡平衡後の溶液サン プルは､ 110pm孔のガラスフィルター(Whatmann)を用いてろ過した｡ろ液の濃度､つまり､溶解 度はWaters社のHPLCシステム(HPLCセパレーションモジュール2695と紫外線吸光検出器 2487)を用いて決定した｡分析条件は下記の通りである｡移動相として､メタノールと水もしくは

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0.05Mの過塩素酸ナトリウム水溶液(H3PO4水でpH3.0‑)の混合溶液を用い､移動相のメタノ ールの体積分率は､分析対象物によって異なるが65 ‑75%とした｡分析カラムは､内径3.9mm､

長さ300mmのp‑BondapackC18(Waters)を用いた｡最後に､フラスコ法から得られる実測値はモ ル濃度(mol･L l)であり､モル分率や重量モル濃度(mol･kg一一)‑単位変換するために､密度計DMA

35N (Anton Paar)を用いて平衡後の水溶液の密度を測定した｡

∩ 剞悟主 (刺 液相 マグネ タ‑ラ 擾拝子 

/ 

▲＼ 

固体相 定サンプル)

チックス

6.3.2.2 ジェネレータカラム法

ジェネレータカラム法とは溶解度溶液を発生させるカラムを用いて溶解度を測定する方法であ

る0本研究では､その中でもMayらが提案したDCCLC (Direct Coupled Column Linked

Chromatographic)法17を用いた○この方法の利点は､ジェネレータカラムと分析系が一体となっ

ており､サンプルロスが少なく溶解度の低い物質に対して有効な測定法である｡多環芳香族やダ イオキシン類などの低溶解度物質の溶解度測定に対して､この方法がしばしば採用されている｡

本研究で作成したDCCLCの装置を図6.4に示す｡この装置は､ジェネレータカラムによる溶解 度溶液発生部､抽出カラムによる溶解度溶液濃縮部､ HPLCによる濃度分析部と大きく3つの部 分から成り立っている.第‑の部分は､デガッサ､デュアルプランジャーポンプ､ジェネレータ カラム､水恒温槽から成り立っている｡ジェネ一夕カラムは内径4.0mm､長さ250mmのステン レスカラムに測定物質をコーティングした60‑80メッシュのグラスビーズ(商品名chrom｡S｡rb

Aw九; Chromatography Research Supplies)を充填させて作成した｡測定物質のコーティング量は溶解

度にもよるが､概ねグラスビーズ重量の0.05‑8%とした｡溶解度が高いほどコーティング量を 増やした｡コーティングしたグラスビーズの作成方法は以下のとおりである｡図6.5に示すよう に､まず､ビーズを高速溶媒抽出機ASE200(Dionex)にて水とアセトンで洗浄した｡その後､洗浄 ビーズを80℃のオープンで半日乾燥させた｡次に､コーティングするビーズの重量の10倍量の アセトンに測定物質を溶解させて､アセトンを窒素パージもしくはエバボレータによって蒸発さ せた｡ここで注意すべき点は､臭素化合物は光分解性を有しているため､アセトン蒸発過程では アルミ箔等を用いてできるだけ遮光した｡ 250mmの空カラムには約0･9‑1.0gのビーズを充填し たo充填したビーズ上の微細な結晶がカラム外‑流出しないように､カラムの両端には0.5pmの フリットをつけた｡高純度水もしくはpH3.0の高純度水は水恒温槽内にあるジェネレータカラム

‑ o･5‑1･O ml･min 1の流量で送液されたoジェネレータカラム内では､測定物質は固液平衡の状 態にある｡

第二の部分では､ジェネレータカラムから溶出した飽和溶液を濃縮し､濃縮した液を分析カラ

ムへ送液する部分であるoまず､濃縮では､ 20mmのミニ抽出カラム(Sentry Symmetry; Wate,S)

を用いて飽和溶液から溶質をカラム‑吸着させた｡飽和溶液の抽出カラム‑の通液時間は3‑90 分とした｡抽出終了後､六方バルブを回しHPLCの移動相を抽出カラム‑と導いた(バックフラ

ッシュ)0

移動相は吸着成分を溶出させて第三の部分の分析カラム‑と流れ､吸着成分の濃度が決定され るo移動相はフラスコ法の分析と同様にメタノールと水もしくは0･05MのNaCIO4水溶液(pH3.0) の混合溶液である｡抽出カラム‑の通液量は6方バルブの切換と同期するフラクションコレクタ を用いて重量法から決定した｡吸着成分の濃度と抽出カラム‑の通液量により､溶解度を決定し たoただし､溶解度が1 mg･L‑1以上の濃度の場合､濃縮カラムを使う必要がないので､濃縮部を 取り外して測定した｡つまり､飽和溶解度溶液はサンプルバイアルでサンプリングし､それを HPLCで分析した｡この場合､バイアルのガラス壁にサンプルが吸着する可能性があるため､バ イアルを飽和溶液で2度洗浄してから､サンプリングを行った｡

DeBDEなどの極めて溶解度が低い物質やUv吸収のないHBCDのような物質に対しては､検 出器の問題によりDCCLC法を利用できない｡その場合には､図6.6にあるようなHPLCの代わ りに電子捕獲検出器を有したガスクロマトグラフ(GC‑ECD)もしくはガスクロマトグラフ質量分 析計(GC‑MS)を用いたoこの方法は第二の部分からDCCLC法と異なることから､第二の部分か

ら測定方法を説明する｡

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I Partl:飽和溶解度溶液発!Part2:濃縮部 剽 'C3ｩEｩ7瓜ｩ ﾙYB

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ドキュメント内 環境残留性有機臭素化合物の挙動予測を目的とした物理化学性状値の測定と評価 (ページ 95-98)