(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｓ、ＳｂまたはＳｅである元素Ｘを含有する有害化合物を含む被処理物と酸化チタンとを接触させて、前記酸化チタンの表面に前記有害化合物を吸着させる工程Ａと、
前記有害化合物を吸着させた前記酸化チタンと前記被処理物とを分離する工程Ｂと、
ラジカル供給源を含む処理相内において、前記被処理物と分離した前記酸化チタンに光を照射することにより、前記酸化チタンに吸着した前記有害化合物と前記ラジカル供給源から発生したラジカルとを反応させて前記有害化合物を無害化する工程Ｃと、
前記工程Ｃの後に、前記酸化チタンと、無害化された前記有害化合物を含む前記処理相とを分離する工程Ｄと、を具備し、
前記有害化合物は、少なくとも１つの水酸基を含み、
前記水酸基は、前記元素Ｘと直接結合しており、
前記ラジカル供給源は、カルボン酸、アルデヒドおよびアルコールから選ばれる少なくとも１種であり、
前記工程Ｃにおいて、前記有害化合物を、前記ラジカルとの反応により、前記元素Ｘと直接結合している水酸基を含まない化合物へと変化させて、前記水酸基を含まない化合物を前記酸化チタンの前記表面から離脱させ、
前記工程Ｄにおいて、前記酸化チタンの前記表面が前記有害化合物を再び吸着することができる状態で、前記酸化チタンを前記処理相から分離する、有害化合物を含む被処理物の処理方法。
【請求項２】
前記工程Ｄの後、前記工程Ａ、前記工程Ｂおよび前記工程Ｃをこの順にさらに実施する、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記酸化チタンとして酸化チタン粒子を含むとともに、前記酸化チタン粒子が通過できず前記有害化合物および前記ラジカル供給源が通過できる隔壁を有し、前記隔壁により外部と区画された内部空間に前記酸化チタン粒子を保持する保持器を用いる、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項４】
前記工程Ａは、前記保持器を前記被処理物へと供給して、前記酸化チタン粒子の前記表面に前記有害化合物を吸着させる工程Ａ１であり、
前記工程Ｂは、前記被処理物から前記保持器を引き離す工程Ｂ１であり、
前記工程Ｂ１の後、前記工程Ｃを実施するために、前記保持器を前記処理相へと供給する、請求項３に記載の処理方法。
【請求項５】
前記被処理物を保持するための内部空間と、前記内部空間に保持される前記被処理物と接触するように保持された前記酸化チタンと、を備えた処理器を用いる、請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項６】
前記工程Ａは、前記処理器の前記内部空間へと前記被処理物を供給して、前記酸化チタンの前記表面に前記有害化合物を吸着させる工程Ａ２であり、
前記工程Ｂは、前記処理器外へと前記被処理物を排出する工程Ｂ２であり、
前記工程Ｂ２の後、前記工程Ｃを実施するために、前記処理器の前記内部空間へと前記処理相を供給する、請求項５に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有害化合物を含む被処理物の処理方法に関する。本発明は、より具体的には、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）またはＳｅ（セレン）を含有する有害化合物を含む土壌、汚染水などの被処理物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒ素化合物の毒性はその種類によって大きく異なる。亜ヒ酸に代表される無機ヒ素化合物は毒性が高く、有機ヒ素化合物は相対的に毒性が低い。無機ヒ素化合物は人体内でメチル化されて排出される。この反応は生体による解毒化機構であると考えられている。
【０００３】
環境中に存在する無機ヒ素化合物の無害化については数多くの方法が提案されている。本発明者も、酸化チタンを光触媒として用いる無機ヒ素化合物の処理方法を提案した（特許文献１）。この処理方法では、メチルラジカルなどのラジカル供給源として、酢酸、メタノールなどが用いられる。酸化チタンの光触媒作用により無機ヒ素化合物はメチルラジカルなどと反応し、ジメチルアルソン酸（ＤＭＡ）、アルセノベタイン（ＡｓＢ）などの有機ヒ素化合物となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１２４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ヒ素化合物の範疇に属する化合物にもその種類に応じた毒性の相違は存在する。例えば、細胞毒性試験の結果によると、アルセノベタインは無毒であるが、ジメチルアルソン酸には亜ヒ酸などと比べると低レベルではあるものの毒性が認められる。ジメチルアルソン酸は、カコジル酸とも呼ばれ、除草剤の成分として用いられていた。このため、土壌に多量のジメチルアルソン酸が残存している地域が存在する。このような状況でジメチルアルソン酸が発癌性物質に指定されるに至り、土壌から染み出したジメチルアルソン酸を含む飲料水の安全性が問題となっている。有機ヒ素化合物による健康リスクが存在する地域は、綿花畑、果樹園、ゴルフコースなどに多量のジメチルアルソン酸が残存する米国を始め、多くの国に広がっている。
【０００６】
ジメチルアルソン酸に代表される低毒性の有害化合物を無害化する処理に対するニーズが顕在化しているにもかかわらず、現在までのところ、このニーズに応え得る実現性のある処理方法は知られていない。特に、土壌のように多量に存在し、かつ処理のための運搬に高いコストを要する被処理物に含まれる有害化合物の処理に適した方法はその目処さえ立っていない状況である。飲料水などの被処理物については、被処理物の使用目的に沿った処理が求められることが処理方法の選択範囲を狭めている。例えば、特許文献１の方法を飲料水に含まれる有害化合物の処理に適用するためには、ラジカル供給源となる酢酸などを被処理物に供給する必要があり、これが飲料水の変質を引き起こす。
【０００７】
以上の事情に鑑み、本発明は、有害化合物の無害化に適した新たな処理方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、Ａｓ、ＳｂまたはＳｅである元素Ｘを含有する有害化合物を含む被処理物と酸化チタンとを接触させて、前記酸化チタンの表面に前記有害化合物を吸着させる工程Ａと、前記有害化合物を吸着させた前記酸化チタンと前記被処理物とを分離する工程Ｂと、ラジカル供給源を含む処理相内において、前記被処理物と分離した前記酸化チタンに光を照射することにより、前記酸化チタンに吸着した前記有害化合物と前記ラジカル供給源から発生したラジカルとを反応させて前記有害化合物を無害化する工程Ｃと、を具備する、有害化合物を含む被処理物の処理方法、を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、その実施形態に応じ、これまでの処理方法では実現できなかった効果をもたらしうるものである。本発明の一形態によれば、ジメチルアルソン酸に代表される低毒性の有害化合物を選択的に無害化処理することが可能になる。本発明の別の一形態によれば、土壌のように多量に存在し、運搬に高いコストを要する被処理物に含まれる有害化合物を低コストで無害化することが可能となる。本発明のまた別の一形態によれば、飲料水に代表される変質を避けるべき被処理物に含まれる有害化合物を被処理物の許容しがたい変質を避けながら処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】バッチ式処理による処理方法の一例を工程順に示す模式図である。
【図２】連続式処理による処理方法の一例を工程順に示す模式図である。
【図３】無害化の反応メカニズムを説明する図である。
【図４】酸化チタンの吸着試験において取得したＨＰＬＣ−ＩＣＰ−ＭＳクロマトグラムである。
【図５】ジメチルアルソン酸（ＤＭＡ）を含むサンプル液について実施した反応試験の結果を示すグラフである。
【図６】モノメチルアルソン酸（ＭＭＡ）を含むサンプル液について実施した反応試験の結果を示すグラフである。
【図７】ヒ酸（ｉＡｓ（Ｖ））を含むサンプル液について実施した反応試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明者は、毒性を示す有害化合物の酸化チタンの表面に対する親和性と無毒化された化合物の酸化チタンの表面に対する親和性との相違に着目し、これを契機として本発明を完成するに至った。以下、ヒ素化合物を例にとって本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
亜ヒ酸、ヒ酸など毒性が高い無機ヒ素化合物に加え、モノメチルアルソン酸（ＭＭＡ）、ジメチルアルソン酸（ＤＭＡ）など低毒性の有機ヒ素化合物には水酸基が存在する。これに対し、トリメチルアルソン酸（ＴＭＡＯ）、アルセノベタイン（ＡｓＢ）など無毒の有機ヒ素化合物には水酸基が存在しない。他方、酸化チタンの表面にもＴｉ−ＯＨにより示される水酸基が存在する。このため、有毒のヒ素化合物は、無毒のヒ素化合物と比較すると酸化チタンの表面との親和性が高く、この親和性の相違を利用することにより、酸化チタンを、被処理物に存在する有毒のヒ素化合物を選択的に吸着する吸着材として用いることができる。処理するべき有毒のヒ素化合物を吸着した酸化チタンを被処理物から分離した後、言い換えれば被処理物に含まれるその他のヒ素化合物から引き離した後に光を照射すれば、有毒のヒ素化合物の選択的かつ効率的な無害化が可能になる。
【００１３】
土壌、排水に含まれている有毒のヒ素化合物の処理方法の選択には、処理コストが大きな判断要素となる。本実施形態によれば、例えば、土壌に酸化チタンを回収可能な形態で散布して有毒のヒ素化合物を吸着させ、その後に回収した酸化チタンのみを処理施設まで運搬すれば足りるから、土壌そのものを運搬したり、土壌に多量のラジカル供給剤を散布したりする必要はない。したがって、ヒ素化合物の処理を低コストで実現できる。土壌に限らず、排水に含まれる微量の有毒のヒ素化合物についても低コストでの処理が可能である。
【００１４】
飲料水、工業用または農業用の水などに対して本実施形態を適用すると、水を変質させることなく有毒のヒ素化合物を無害化することが可能になる。例えば処理槽内において飲料水と酸化チタンとを接触させて飲料水に微量に含まれる有毒のヒ素化合物を酸化チタンに吸着させ、その後、処理槽から飲料水を排出するとともに処理槽に飲料水に代えてラジカル供給源を含む処理相（処理液）を供給し、この処理槽内において有毒のヒ素化合物を無害化すれば足りるから、飲料水に酢酸などのラジカル供給源を添加する必要はない。したがって、被処理物を変質させることなくヒ素化合物を処理することができる。
【００１５】
酸化チタンの表面に対する有毒のヒ素化合物の親和性が無毒のヒ素化合物の親和性よりも高いため、酸化チタンの光触媒作用によりラジカルと反応して無害化されたヒ素化合物は、酸化チタンの表面から脱離する傾向を示す。このため、無害化されたヒ素化合物は、ラジカル供給剤を含む処理相内へと拡散し、酸化チタンの表面には止まりにくい。すなわち、酸化チタンの表面は有毒のヒ素化合物を再び吸着することができる状態となる。酸化チタンを繰り返し利用するべく処理後のヒ素化合物を除去するための特別の処理は必要とされない。
【００１６】
本発明は、いわゆるバッチ式の処理方法として実施してもよく、連続式の処理方法として実施してもよい。以下、バッチ式および連続式それぞれの実施形態について説明する。
【００１７】
（バッチ式処理）
図１を参照しつつバッチ式の実施形態について説明する。
＜工程Ａ＞
工程Ａでは、Ａｓ、ＳｂまたはＳｅである元素Ｘを含有する有害化合物を含む被処理物と酸化チタンとを接触させて、酸化チタンの表面に有害化合物を吸着させる。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、バッチ式の実施形態において、工程Ａは、保持器４を被処理物２へと供給して、酸化チタン粒子３の表面に有害化合物１を吸着させる工程Ａ１として実施される。保持器４は、酸化チタンとして酸化チタン粒子３を含むとともに、酸化チタン粒子３が通過できず有害化合物１およびラジカル供給源が通過できる隔壁を有し、当該隔壁により外部と区画された内部空間に酸化チタン粒子３を保持している。隔壁としては、金網、メッシュなどを用いればよい。図１（ｂ）に示すように、被処理物２に含まれる有害化合物１は酸化チタン粒子３の表面に吸着され、この表面において濃縮される。
【００１８】
工程Ａでは、酸化チタン粒子３の表面への有害化合物の吸着を促進するために、被処理物２を撹拌することが望ましい。被処理物２が飲料水などの液体の場合の撹拌は容易であり、各種撹拌機を用いて実施すればよい。被処理物２が土壌の場合には、保持器４を土壌に散布した後、適宜土壌に散水しながら土壌を撹拌すればよいが、例えば処理するべき土壌が存在する現場にミキサーを持ち込んで保持器４と土壌とを撹拌してもかまわない。
【００１９】
＜工程Ｂ＞
工程Ｂでは、有害化合物を吸着させた酸化チタンと被処理物とを分離する。図１（ｃ）に示すように、バッチ式の実施形態において、工程Ｂは、被処理物２から保持器４を引き離す工程Ｂ１として実施される。酸化チタン粒子３と被処理物２との分離によって、被処理物２からは有害化合物が除去される。図示は省略するが、元素Ｘを含みながらも無毒であって酸化チタンに対する親和性に劣る化合物（ヒ素化合物について例示すればアルセノベタイン）は被処理物２に残存する。このように、工程ＡおよびＢによって、有毒の化合物のみが被処理物２から抽出され、除去される。
【００２０】
工程Ｂ１の後、工程Ｃの実施のために、保持器４はラジカル供給剤を含む処理相へと供給される。
【００２１】
＜工程Ｃ＞
工程Ｃでは、ラジカル供給源を含む処理相内において、被処理物と分離した酸化チタンに光を照射することにより、酸化チタンに吸着した有害化合物とラジカル供給源から発生したラジカルとを反応させて有害化合物を無害化する。図１（ｄ）に示すように、処理相５内の酸化チタン粒子３には光が照射され、酸化チタン粒子３に含まれる酸化チタンが励起する。励起した酸化チタンと接触したラジカル供給源からはラジカルが発生し、このラジカルが有害化合物と反応する。好ましいラジカルとしては、メチルラジカル（・ＣＨ3）およびカルボキシメチルラジカル（・ＣＨ2ＣＯ2Ｈ）を例示できる。
【００２２】
ラジカルとの反応によって有害化合物１における水酸基の数は減少する。図１（ｅ）に示すように、水酸基が除去されて無害化された化合物６は、酸化チタン粒子３から離脱する。工程Ｃでは、無害化された化合物６の酸化チタン粒子３の表面から離脱を促進するために、処理相５を撹拌してもよい。
【００２３】
工程Ｃを実施した後、処理相と酸化チタンとを分離する工程Ｄをさらに実施してもよい。図１（ｆ）に示すように、バッチ式の実施形態において、工程Ｄは、酸化チタン粒子３を保持する保持器４を処理相５から引き離す工程Ｄ１として実施される。処理相５から引き離された保持器４は、工程Ａ〜Ｃをこの順にさらに実施するために被処理物２へと再び供給するとよい。
【００２４】
（連続式処理）
図２を参照しつつ連続式の実施形態について説明する。
＜工程Ａ＞
図２（ａ）に示すように、連続式の実施形態において、工程Ａは、処理器１０の内部空間へと被処理物１２を供給して酸化チタンの表面に有害化合物を吸着させる工程Ａ２である。処理器１０は、被処理物１２を保持するための内部空間と、内部空間に保持された被処理物１２と接触するように保持された酸化チタンとを備えている。図示したように、本実施形態においても酸化チタンとしては酸化チタン粒子１３が適しているが、処理器１０内に配置される部材の表面に形成した酸化チタン薄膜を酸化チタンとして用いることもできる。図２（ｂ）に示すように、被処理物１２に含まれる有害化合物１１は酸化チタン粒子１３の表面に吸着され、濃縮される。
【００２５】
本実施形態においても、工程Ａにおいて、酸化チタン粒子１３の表面への有害化合物の吸着を促進するために、被処理物１２を撹拌することが望ましい。また、図示した形態では被処理物１２を処理器１０内に保持しながら工程Ａ２が実施されているが、被処理物１２を処理器１０外へと排出しながら工程Ａ２を実施することも可能である。
【００２６】
＜工程Ｂ＞
図２（ｃ）に示すように、連続式の実施形態において、工程Ｂは、処理器１０外へと被処理物１２を排出する工程Ｂ２である。処理器１０からの排出によって被処理物１２から有害化合物１が分離される。図示した処理器２では、閉じていたコック１７を開けることによって被処理物１２が排出される。なお、連続式の実施形態では、工程Ａと工程Ｂとを並行して実施することもできる。この場合は、有害化合物１１が酸化チタン粒子１３の表面に吸着するに足りる被処理物１２の滞留時間が確保されるように、コック１７の開閉度を調整し、被処理物１２を処理器１０へと供給しながら処理器１０内の被処理物１２を排出するとよい。
【００２７】
工程Ｂ２の後、工程Ｃの実施のために、コック１７を閉じた処理器１０の内部空間へとラジカル供給剤を含む処理相１５が導入される。
【００２８】
＜工程Ｃ＞
工程Ｃは、連続式の実施形態においても、バッチ式の実施形態と同様に実施される。図２（ｄ）に示すように、処理相１５内の酸化チタン粒子１３には光が照射され、酸化チタン粒子１３に含まれる酸化チタンが励起する。励起した酸化チタンと接触したラジカル供給源からはラジカルが発生し、このラジカルが有害化合物と反応する。なお、連続式の実施形態では、工程Ｃを、処理相１５を処理器１０内へと供給しながら、あるいは処理相１５を処理器１０外へと排出しながら、あるいは処理相１５の供給および排出を同時に行いながら、実施してもよい。
【００２９】
ラジカルとの反応によって有害化合物１における水酸基の数は減少する。図２（ｅ）に示すように、水酸基が除去されて無害化された化合物１６は、酸化チタン粒子１３から離脱する。工程Ｃでは、無害化された化合物１６の酸化チタン粒子１３の表面から離脱を促進するために、処理相１５を撹拌してもよい。
【００３０】
工程Ｃを実施した後、処理相と酸化チタンとを分離する工程Ｄをさらに実施してもよい。図２（ｆ）に示すように、連続式の実施形態において、工程Ｄは、酸化チタンを処理器１０内に残しながら処理器１０外へと処理相１５を排出する工程Ｄ２である。工程Ｄ２の実施はコック１７を再び開けることにより行われる。処理相１５が排出された後、工程Ａ〜Ｃをこの順にさらに実施するために、コック１７を閉じた処理器１０内に被処理物１２を再び供給するとよい。被処理物２が飲料水などである場合には、必要に応じ、被処理物１２の供給前に処理器１０の内部が洗浄される。
【００３１】
次に、有害化合物がヒ素化合物である場合を例にとって、有害な化合物が無害化される反応について説明する。
【００３２】
図３に示すように、ヒ酸（ｉＡｓ（Ｖ））のような有毒の無機ヒ素化合物、およびカコジル酸（ＤＭＡ）、モノメチルアルソン酸（ＭＭＡ）に代表される有毒の有機ヒ素化合物には、ヒ素原子に直接結合した水酸基が存在する。これらの有毒のヒ素化合物は、酸化チタン（ＴｉＯ2）の光触媒作用によって発生したラジカルと反応し、トリメチルアルシンオキシド（ＴＭＡＯ）、アルセノベタイン（ＡｓＢ）に代表される無毒の有機ヒ素化合物へと変化する。
【００３３】
酸化チタンに光が照射されると、チタンと酸素との間の共有結合の電子がチタン（Ｔｉ）側から酸素（Ｏ）側へと移動してＴｉ4+（Ｏ2-）2となる。Ｔｉ4+（Ｏ2-）2は、強い酸化力を有し、ラジカル供給源である酢酸から電子を引き抜く。酢酸は、電子を引き抜かれることによってメチルラジカルおよび／またはカルボキシメチルラジカルになる。
【００３４】
発生したラジカルは酸化チタンの表面に吸着された有毒のヒ素化合物と反応する。具体的には、メチルラジカルおよび／またはカルボキシメチルラジカルがＡｓ−ＯＨ結合と反応し、Ａｓ原子がメチル化またはアセチル化され、その結果、トリメチルアルシンオキシド、アルセノベタインのような無毒のヒ素化合物が生成する。この反応の進行には、酸化チタンの表面で発生するラジカルにごく近接してＡｓ−ＯＨ結合が存在することが寄与していると考えられる。
【００３５】
なお、従来は無機ヒ素化合物の低毒化を目的として酸化チタンの光触媒作用の利用が検討されてきた（特許文献１）。有毒の有機ヒ素化合物を含む被処理物の処理に酸化チタンの光触媒作用が利用可能であることは、本発明者が知る限り、これまでには提案されていない。
【００３６】
図３にはラジカル供給源として酢酸を例示したが、ラジカル供給源がこれに限られるわけではない。ラジカル供給源は、例えば、カルボン酸、アルデヒドおよびアルコールから選ばれる少なくとも１種である。好ましいラジカル供給源としては、酢酸、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、無水酢酸、プロピオン酸、ブタン酸および蟻酸を例示できる。
【００３７】
図３には、有毒の有機ヒ素化合物として、ヒ酸（ｉＡｓ（Ｖ））、カコジル酸（ＤＭＡ）およびモノメチルアルソン酸（ＭＭＡ）を例示したが、図３に示した反応機構により無害化できる有機ヒ素化合物がこれらに限られるわけではない。本発明の一実施形態では、有害化合物が少なくとも１つの水酸基を含み、工程Ｃにおいて、ラジカルとの反応により、有害化合物における水酸基の数が減少する。この水酸基は、典型的には、Ａｓ、ＳｂまたはＳｅである元素Ｘと直接結合している。本発明の一実施形態では、元素Ｘと直接結合している水酸基を有する有害化合物が、ラジカルとの反応により、元素Ｘと直接結合している水酸基を含まない化合物へと変化する。
【００３８】
図３には、無毒の有機ヒ素化合物として、トリメチルアルシンオキシド（ＴＭＡＯ）およびアルセノベタイン（ＡｓＢ）を例示したが、図３に示した反応機構により生成する無毒の有機ヒ素化合物がこれらに限られるわけではない。無毒の有機ヒ素化合物としては、テトラメチルアルソニウムイオン（ＴｅＭＡ）をさらに例示できる。
【００３９】
図１および図２には、被処理物２，１２が排水、飲料水などの液体である形態を示したが、被処理物２，１２が液体に限られるわけではない。上述したとおり、被処理物２は、土壌などの固体であってもよい。処理相５，１５が液体に限られるわけでもない。処理相５，１５として、ラジカル供給源を含む気相を用いることも可能である。また、以上では、元素ＸがＡｓである実施形態について説明したが、技術常識および上記の反応機構に基づけば、元素ＸがＳｂまたはＳｅである場合にも上記で説明した形態を同様に実施できることは自明である。
【００４０】
なお、特に工程Ｃについては、特許文献１に開示された条件を参照して実施することができる。例えば、アルキル化を促進するという観点からは、光強度は０．１ｍＷ／ｃｍ2以上１０００ｍＷ／ｃｍ2以下が好ましく、１ｍＷ／ｃｍ2以上１０００ｍＷ／ｃｍ2以下がより好ましい。照射する光のエネルギーは、１ｍＪ以上１００Ｊ以下、さらには１００ｍＪ以上１００Ｊ以下が好ましい。照射する光は、紫外線、可視光線、近赤外線、赤外線、遠赤外線などを用いることができる。酸化チタンとして可視光応答型酸化チタンを用いる場合は、太陽光、ＬＥＤが発光する光、または蛍光灯が発光する光を用いてもよい。
【００４１】
上記の光の波長は、ラジカル供給源の共有結合を切断する波長を中心波長とする波長帯域であることが好ましい。ラジカル供給源が酢酸の場合は、波長帯域が１８５ｎｍ±１００ｎｍ、または２５５ｎｍ±１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１８５ｎｍ±５０ｎｍ、または２５５ｎｍ±５０ｎｍである。照射する光は、酸化チタンの酸化還元電位（３ｅＶ）に相当する波長である３８０ｎｍを中心波長とする波長帯域が好ましい。この波長帯域は、３８０ｎｍ±１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは３８０ｎｍ±５０ｎｍである。
【００４２】
（吸着試験）
ヒ素を含有する水溶液１ｍＬを準備した。この水溶液は、三酸化二ヒ素（亜ヒ酸、ｉＡｓ（ＩＩＩ））、五酸化二ヒ素（ヒ酸、ｉＡｓ（Ｖ））、モノメチルアルソン酸（ＭＭＡ）、ジメチルアルソン酸（カコジル酸、ＤＭＡ）、トリメチルアルシンオキシド（ＴＭＡＯ）、テトラメチルアルソニウムイオン（ＴｅＭＡ）およびアルセノベタイン（ＡｓＢ）を、それぞれ５０μｇ／Ｌの濃度で含んでいる。
【００４３】
次に、上記水溶液を２０℃に維持しながら、この水溶液に０．０１ｇの酸化チタン粉末（キシダ化学製、平均粒径１００μｍ）を添加した。そして、この水溶液を撹拌しながら、所定時間（０分、５分、３０分、６０分）だけ経過したときに水溶液の一部を採取した。採取した水溶液を高速液体クロマトグラフ法−誘導結合プラズマ質量分析法（ＨＰＬＣ−ＩＣＰ−ＭＳ）により分析した。得られたクロマトグラムを図４に示す。
【００４４】
図４を参照すると、酸化チタンを添加した直後（０分）の水溶液には添加したすべてのヒ素化合物が含まれていることが確認できる。しかし、５分以降のクロマトグラムには、亜ヒ酸、ヒ酸、ＤＭＡおよびＭＭＡに由来するピークがほとんど現れていない。一方、ＴＭＡＯ、ＴｅＭＡおよびＡｓＢに由来するピークは、５分以降のクロマトグラムにおいてもほとんど変化なく確認された。この結果から、酸化チタンは、亜ヒ酸、ヒ酸、ＤＭＡおよびＭＭＡを吸着するものの、ＴＭＡＯ、ＴｅＭＡおよびＡｓＢは実質的に吸着しないことが確認された。
【００４５】
（反応試験）
以下の有害化合物を含むサンプル液ａ〜ｃを各１ｍＬずつ準備した。サンプル液ａ〜ｃはいずれも、ラジカル供給源として酢酸を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含む。
【００４６】
・サンプル液ａ：５０μｇ／Ｌの濃度のジメチルアルソン酸（ＤＭＡ）の水溶液
・サンプル液ｂ：５０μｇ／Ｌの濃度のモノメチルアルソン酸（ＭＭＡ）の水溶液
・サンプル液ｃ：５０μｇ／Ｌの濃度のヒ酸（ｉＡｓ（Ｖ））の水溶液
【００４７】
上記サンプル液ａ〜ｃにそれぞれ０．１ｇの酸化チタン粉末（キシダ化学製）を添加した。各サンプル液中の酸化チタンに、７０℃の環境下において高圧水銀ランプを用いて３００ｍＷ／ｃｍ2の強度で光を照射しながら、所定時間（０分、３０分、６０分）だけ経過したときに水溶液の一部を採取した。採取した水溶液をＨＰＬＣ−ＩＣＰ−ＭＳにより分析し、この分析結果に基づいて各有害化合物の濃度（μｇ／Ｌ）を算出した。結果を図５〜図７に示す。
【００４８】
図５〜図７に示したように、酸化チタンの光触媒作用により、ｉＡｓ（Ｖ）、ＤＭＡおよびＭＭＡの濃度が低下する一方、ＡｓＢ、ＴＭＡＯなど無毒のヒ素化合物の濃度が増加している。酸化チタンの光触媒作用により供給されるラジカルにより、無機ヒ素化合物とともに、有害な有機ヒ素化合物を無害化できることが確認できた。
【符号の説明】
【００４９】
１、１１  有害化合物
２、１２  被処理物
３、１３  酸化チタン粒子
４  保持器
５、１５  処理相
６、１６  処理後生成物
１０  処理器
１７  コック
【図１】
0005908767.tif 000002
【図２】
0005908767.tif 000003
【図３】
0005908767.tif 000004
【図４】
0005908767.tif 000005
【図５】
0005908767.tif 000006
【図６】
0005908767.tif 000007
【図７】
0005908767.tif 000008