夾雑物分離方法の比較による
下水試料中のフッ素テロマーアルコール類の分析方法の検討○鈴木 裕識 1), 田中 周平 1), 藤井 滋穂 1), クナチワ チナガーン 1), コンプラーン ジラ 1), 斉藤憲光 2)1) 京都大院・地環、 2) 岩手県・環保研セDevelopment of Analytical Method of Fluorotelomer Alcohols in Wastewater Samples by Comparison of Matrix Removal Methods,
by Yuji SUZUKI1), Shuhei TANAKA1), Shigeo FUJII1), Chinagarn KUNACHEVA1), Jira Kongpran1) Norimitsu SAITO2) (1Kyoto univ. 2IIEHS)
表1 対象化合物と定量条件

1. 背景と目的化合物名

日本の水環境中では、ペルフルオロカルボン酸類（PFCAs）の汚染が広範囲で確認されており 1) 、前駆体であるフッ素テロマーアルコール類（FTOHs）からの非意図的排出がその汚染拡大に寄与している可能性がある。また、下水処理場の生物処理工程でペルフルオロオクタン酸（PFOA）の濃度が増加するとい定量イオン（m/z） 確認イオン（m/z）

4:2 FTOH

6931,956:2 FTOH

9531,1318:2 FTOH

9531,13110:2 FTOH

9531,1316931,1318:1 FA(シリンジスパイク)

う指摘があり 2)、FTOHs が PFCAs に生分解している可能性が示

表2 GC/MSの測定条件唆される。しかし、下水試料中の FTOHs の分析法は確立されて装置：

カラム：

2. 実験および分析の方法

キャリアガス：

2.1 対象化合物と測定条件

流速：いない。そこで本研究では、下水試料中の FTOHs の抽出方法と夾雑物のクリーンアップ方法を検討した。

本研究の対象化合物を表 1、測定に用いた GC/MS の条件をAgilent 5973inert/6890N
DB WAX 30m×0.25mm（J&W Scientific社製)
ヘリウム (スプリットレス)
1 mL/min.
0～25分： 50 ℃
5～25分： 50 ℃ → 240 ℃
230 ℃

カラムオーブン温度 ：表 2 に示す。4 種の FTOHs を対象に、定量イオンそして確認イ

イオン化源温度

オンをそれぞれ最適化し測定した。

：

インターフェイス温度 ：2.2 分析試料の準備
活性汚泥混合液を遠心分離させて得られる、溶存態および懸濁態試料に対して分析法を検討した。活性汚泥混合液は、

150 ℃

イオン化法

：

EI

定量モード：

SIM

試料導入量：2 µL

国内の A 下水処理場で採取後、実験室内で 2 か月以上馴養し、対象化合物の濃度が定量下限値以下になったものを用いた。
MLSS 濃度は 2,513 mg/L、MLVSS/MLSS は 0.82 であった。
2.3 溶存態試料の抽出方法の検討

溶存態固相抽出法（Agri+HLB）

溶 存 態 試 料 に 対 し 、 液 液 抽 出 法 と 、Presep®-C Agri( 以 下液液抽出法

コンディショニング

Agri、Wako)と Oasis® HLB(以下 HLB、Waters)カートリッジによ通液（5 mL/min.）

る固相抽出法を比較した。それぞれの手順を図 1 に示す。いずれの方法においても、抽出操作前に対象化合物の標準物質を乾燥

100 ng 添加した。固相抽出法は、既報を参考にした 2)。液液抽出法は、水試料に対して用いられた手法 3) を参考にした。ここで、抽出回数の検討結果を図 2 に示す。3 回目でも 4:2FTOH の回収率が 10%以上であったことから、抽出回数を 3 回とした。また、
FTOHs が半揮発性であることを踏まえ、窒素パージによる試料の濃縮を 0.5 mL までとし、シリンジスパイクとして 8:1FA 100 ngを添加後、溶媒を調整し測定試料とした。

標準添加（100 ng）

K2CO3(0.5M)添加
2回繰り返しMTBE 5mL添加
振とう5分
MTBE層分取

抽出液混合Na2SO4による脱水
シリンジフィルタろ過
窒素パージ濃縮、再溶解(0.7µm)
8:1FA添加（100 ng）
定容 MeOH:MTBE（80:20） 2 mL
GS/MSによる測定
溶出(MeOH 2 mL×2)

図1 溶存態試料の分析方法のフロ―チャート

2.4 懸濁態試料のクリーンアップ方法の検討
ヘ キ サ ン で 液 液 抽 出 し た 懸 濁 態 試 料 に 対 し 、 Presep®-C

100

3回目

Silica Gel(以下 Silica 法、WAKO)と ENVITM -carb カートリッジ効果のみを比較するために、標準物質は抽出後の試料に添加した。Silica 法では抽出液の通液後、カートリッジからイソプロパ
ノール 2 mL×2 を用いて対象化合物を溶出した。ENVI 法ではカートリッジを通過した液を試料とした。クリーンアップ後の懸濁回収率（％）

た。なお、液液抽出のフローは図 1 の通りである。クリーンアップ

2回目

80(以下 ENVI 法、SUPELCO)によるクリーンアップ方法を比較し1回目
60

4020態試料は、溶存態試料と同様に濃縮後、定容し測定した。
2.5

下水試料中 FTOHs の存在形態把握への適用

本研究で見出した分析方法により、標準物質を 200 ng 添加

04:2 FTOH

6:2 FTOH

8:2 FTOH 10:2FTOH

図2 液液抽出回数とFTOHsの回収率 （n = 3）

後 3 時間以上振とうさせた活性汚泥混合液中における、各存在高かった。変動係数は、溶存態で 10.1%（8:2FTOH）、懸濁態で形態の FTOHs の回収率および存在比の把握を試みた。

11.6%（8:2FTOH）と良好であった。

2.6 抽出方法およびクリーンアップ方法の評価

4. まとめ

前処理方法の評価には、添加した標準物質の回収率および下水試料中に含まれる 4 種の FTOHs に対し、溶存態試料で繰り返し測定の変動係数を用いた。

は MTBE による液液抽出が、懸濁態試料ではヘキサンによる3. 結果および考察液液抽出後に Silica カートリッジによるクリーンアップ法が有効

3.1 溶存態試料の抽出方法の比較であることが示された。また、 活 性汚 泥 混 合 液中では長 鎖 の溶存態試料の抽出方法の比較結果を図 3 に示す。Agri とHLB を 用 い た 固 相 抽 出 法 で は 回 収 率 が 全 般 的 に 低 く 、FTOH ほど活性汚泥と共に生物処理工程を循環しやすい可能性が示唆された。

4:2FTOH は定量されなかった。この要因には、カートリッジの適今後の課題として、液液抽出操作の改善と、本研究で見出し性、溶出操作までの水分の残留、窒素パージにおけるロスなどた分析方法による生物処理工程中の FTOHs の生分解性の検が挙げられる。液液抽出法では、4:2FTOH では回収率が 44%討が挙げられる。

であったが 6:2FTOH で 81%と比較的良好な回収率が得られた。

参考文献：

また、夾雑物の測定への影響を確認するために、液液抽出操

1) 佐々木ら,水環境学会シンポ集 ,14,176-177,2011

作後に標準添加した結果、最低でも 10:2 FTOH で 90%以上の

2) 野添ら, 環境工学研究論文集,43,105-111,2006

回収率を得た。したがって、回収率向上のためには、クリーンア

3) 竹峰ら, 水環境学会シンポ集 ,13,21-22,2010

ップよりも、抽出操作の改善が重要であることが示唆された。

4) Szostek ら, J. Chromatogr. B, 813, 313–321, 2004

3.2 クリーンアップ方法の比較

謝辞: この研究は、科研費（特別研究員奨励費 247853）、科懸濁態試料のクリーンアップ方法の比較結果を図 4 に示す。

研費（基盤研究 22360214）ならびに関係機関の多くの方々の液液抽出操作後に標準添加した試料では、4:2 FTOH の 82%援助を受けました。ここに感謝の意を示します。

が最高の回収率となり、夾雑物の影響が見られた。次に、2 種液液抽出

SPE (Agri+HLB)の ク リ ー ン ア ッ プ 法 を 比 較 す る と 、 ENVI 法 で は 、 す べ て の抽出後標準添加

100

FTOHs で回収率が悪化したが、Silica 法では 4:2FTOH を除い804)

いる Silica カートリッジ は、ヒトの代謝物を含む下水試料にも適用可能であることが示された。
3.3 活性汚泥混合液からの回収率と存在形態
4 種 FTOHs を添加した活性汚泥混合液を遠心分離させ、溶回収率（％）て回収率が向上した。動物試料のクリーンアップにも用いられて存態試料を MTBE による液液抽出法、懸濁態試料をヘキサン

604020による液液抽出法および Silica カートリッジによるクリーンアップ0法を用いて分析した。形態別回収率を図 5、分析の変動係数を4:2 FTOH

表 3 に示す。合計の回収率では、10:2FTOH で 95%、4:2FTOH

6:2 FTOH

8:2 FTOH

10:2FTOH

図3 溶存態試料に対する抽出方法の比較で 80%と良好であった。また、懸濁態の存在比率は、6:2FTOH

100で 41%、8:2FTOH で 43%、10:2FTOH で 61%と長鎖になるほど抽出後標準添加

ENVI80Silica

回収率（％）

10080

回収率（％）

溶存態6040

懸濁態604020200

4:2 FTOH

04:2 FTOH

6:2 FTOH

8:2 FTOH

6:2 FTOH

8:2 FTOH

10:2FTOH

図5 活性汚泥混合液に添加した4種FTOHsの各存在形態での回収率 （n = 3）

10:2FTOH

図4 懸濁態試料に対するクリーンアップ方法の比較

表3 活性汚泥混合液に添加した4種FTOHsの回収率および変動係数 (添加量 200 ng、 n = 3)
分析方法
溶存態試料
（液液抽出）
懸濁態試料（液液抽出+Silica法）

評価項目

4:2 FTOH

6:2 FTOH

8:2 FTOH

10:2FTOH

回収率 (％)

69.1

27.3

35.5

37.0
2.2

標準偏差

7.0

1.2

2.3

変動係数（％）

10.1

4.3

6.6

5.9

回収率 (％)

10.8

18.8

26.5

57.7

標準偏差

0.8

1.5

3.1

3.5

変動係数（％）

7.3

7.8

11.66.1