高 分 子●●●
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特集◇食 と高分子高分子分離膜 による農薬 除去
佐 々木崇夫
Removal of Pesticides by Polymer MembranesTakao SASAKI
Abstract: Nanofiltration membranes attract attention to take a role of the high performance purification of water. The purification processes with a little energy consumption are enabled by the selection of membrane materials and driving conditions.
1.は じ め に 残 留農 薬 や 医 薬 品 が 水源 で あ る河 川 や湖 沼 の水 に混 入 す る と,安 全 ・安 心 な飲 み 水 の 確 保 に は頭 の 痛 い課 題 と な る。 農 薬 類 は水 質 管理 目標 設 定 項 目 と して管 理 され,今 年 4月 か らは102項 目 に追 加 され た。微 量 で も生 体 へ の影 響 が大 き く難 分 解性 で あ る こ とが 強 く認 識 され て い る。 2.高 度 浄 水 処 理 技 術 水 中の 残 留 農薬 を取 り除 く手 法 はオ ゾ ン ・活 性 炭処 理 が 知 られ て い る。 オ ゾ ンは酸 化 反 応 で 農 薬 を分 解 で き る反 面,副 成 物 の残 留 が 懸 念 され る一 方,逆 浸透(RO)膜 や ナ ノろ過(NF)膜 を 用 い た高 分 子 膜 分 離 法 は 水 中 の 物 質 を 物 理 的 に分 離 で きるの で 有 害 副 成 物 が 発 生 しな い ク リー ンな 方 法 で あ る。 北 米 や ヨー ロ ッパ で はNF膜 の導 入 が 進 み, メ リー シ ョワー ズ浄 水 場(仏)で は14万m3/日(約50万 人 分)の 処 理 設 備 が 稼 働 して い る。 3.NF膜 に よ る 有 機 物 除 去 NF膜 は分 子量 数 百 の分 子 や 二価 イ オ ン,重 金 属 な ど の分 離 に適 した膜 で,上 水 製 造(水 の浄 化)で は トリハ ロメ タ ン 前駆 物 質 や農 薬,硬 度 成 分 な どが 除 去対 象 とな る。NF膜 を 用 い た有機 物 の 除去 に関 す る研 究1)は多 く,除 去 性能 に影 響
Table 1. Pesticide rejection of UTC-20, UTC-60, UTC-70L
Test Condition: 0.54 MPa, pH 6.5, 25°C *500 ppm NaCI , **40 ppb simazine を与 え る因 子 に っ いて さま ざ まな報 告 が な され て い る。 ポ リア ミ ドNF膜 のUTC・20,UTC-60は そ れ ぞ れ カ チ オ ン性,ア ニ オ ン性 膜 で あ る。Table1にUTC-20,60と 低圧RO膜UTC-70Lの 農 薬 の 除 去 性 能 を示 した。 農 薬 は 除 草 剤 シマ ジ ン(分 子 量202)と ア トラ ジ ン(同216)を 用 い た。NF膜 はFlux(膜 透 水 量)が 大 き く除去 率 はUTC-20の ほ うがUTC-60よ り も高 い。 農薬 に対 す る膜 の 荷 電 特 性 や 緻 密 性 に 由来 す る と考 え られ る。 シマ ジ ンの 除 去 率 は共 存 す る塩 に よ って変 化 し,電 解 質 が存 在 す る こ とで 膜 荷 電 の 影 響 が 減 少 して 正 荷 電 性 のUTC-20で は 除 去 率 低 下,負 荷 電性 のUTC・60で は除去 率 が 向上 した と考 え られ る。 水 源 の 特 性 に 応 じて 運 転 条 件 を設 計 し,よ り エ ネ ル ギ ー消 費 の 少 な い上 水 製 造 が 可 能 と な る。 低 圧(0.3MPa) で 運 転 可 能 な高 性 能NF膜2)を 含 め,今 後 も農 薬,医 薬 品 な ど の有 機 物 除 去 に適 したNF膜 が 開 発 され る と思 わ れ る。 文 献
1) H.-A. Kim, J.-H. Choi, S. Takizawa: Separation and cation Tech., 56, 354 (2007)
2) Y. Fusaoka, T. Inoue, M. Murakami, M. Kurihara: Proc. AWWA Membrane Technology Conference, San Antonio,
TX, United States (2001) 東 レ(株)地 球 環 境 研 究 所(520-0842大 津市 園 山3-2-1滋 賀 事 業 場)・ 理 学 博 上.1998年 九州 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 有 機 化 学 専攻 博士 後期 課 程 修 了,専 門 は有 機 化 学,生 物 無 機 化 学 。 高分子57巻12月 号(2008年)991
