J. Inst. Electrostat. Jpn.

静電気学会誌，35, 1 (2011) 31-37

水中プラズマを用いたジクロロメタンの分解特性
米 澤 彩 子＊,1，高 橋 克 幸＊＊，颯 田 尚 哉＊，高 木 浩 一＊＊＊（2010 年 11 月 10 日受付；2011 年 2 月 9 日受理）

Decomposition Characteristics of Dichloromethane by Plasma in Water
Ayako YONEZAWA,*,1 Katsuyuki TAKAHASHI,** Naoya SATTA* and Koichi TAKAKI***(Received November 10, 2010; Accepted February 9, 2011)

Radicals generated by high voltage pulsed discharge in water make it possible to decompose organic
compounds. In this study, decomposition characteristics of dichloromethane (DCM) by the plasma in water wasinvestigated experimentally. The decomposition efficiency was evaluated by total organic carbon (TOC). The
TOC and pH valued decreased and chloride ion (Cl-) increased by the discharge with and without gas injection.
The solution temperature rose by the discharge and the temperature rise enhanced TOC removal with increasing
volatilization of DCM. Amount of decomposition of DCM was calculated from dissolved Cl- in the solution and
was almost independent of the temperature change.
1.

とや工区ごとに濃度条件が異なることから，22 年度も浄化をはじめに

青森県の田子町と岩手県の二戸市にまたがる県境部に，日継続中である．また，活性炭処理については，処理後の残渣

本最大規模の不法投棄現場が存在する．およそ 130 万 t の産が発生し，その処理処分も課題である．そこで，浄化処理シ業廃棄物が，27 ha に渡って埋められ，汚泥，有機溶剤，医療ステムの単位操作を少なく単純化して，時間と費用を低減し，廃棄物，堆肥様物，RDF 様物(廃プラスチック類等の可燃性環境に負荷をかけない浄化処理技術の開発と実用化が待た廃棄物を圧縮固形化したもの)など様々なものが投棄されてれている．

いる．現在でも，廃棄物の撤去・処理と，廃棄物から染み出

DCM は合成化学物質であり，主に溶剤に用いられ，そのす有害物質により汚染された地下水の処理を主要対策とす

他にも殺虫剤，染料，ニス，ペイントリムーバーなど様々な

1)る原状回復事業が実施中である ．特に岩手県側現場の特徴用途に用いられている 3)．DCM は高い揮発性の性質を持つたとして，揮発性有機化合物(VOC)の一つであるジクロロメタ

め，ほとんどが曝気処理や曝気処理と活性炭処理を組み合わン(DCM)が土壌地下水中において高濃度で検出され，最大でせて処理を行う方法が採用されている．しかし，これは水相2)

水質基準値の約 2 万倍の値となることもあった ．平成 20 年からの DCM の除去処理であり，DCM を本質的に分解処理し度から実施されている，N 地区の地下水土壌汚染対策事業でているわけではない．そのため，DCM を分解するための新は，揚水曝気処理，活性炭処理，生物処理を組み合わせて水しい処理方法を開発する必要がある．

質浄化を行っている．多様な VOC による複合汚染であるこ

現在，バイオレメディエーション 4)，5)，プラズマ 6)，電気分解 7)，8)，紫外線照射 9)，光触媒 10)などを用いた DCM 分解

キーワード：プラズマ，ジクロロメタン分解，TOC，塩化物の研究が始められている．バイオレメディエーションでは微イオン，溶液温度

生物が DCM を基質として体内に取り込み分解を行う仕組み* 岩手大学農学部 (020-8550 岩手県盛岡市上田 3-18-8）である．これ以外の方法を用いた研究 6-10)では，電子やヒド

Department of Environmental Sciences for Sustainability, Iwate

ロキシラジカルと DCM を反応させることにより DCM を分

University, 3-18-8, Ueda, Morioka, Iwate 020-8550, Japan

解する．

** シシド静電気株式会社研究開発センター (224-0033 神奈
川県横浜市都筑区茅ヶ崎東 4-7-21)
Shishido

Electrostatic

LTD,

4-7-21,

酸化力の強いヒドロキシラジカル，オゾンなどを生成し，有Chigasaki-higashi,

Tsuzuki-ku, Yokohama 224-0033, Japan*** 岩手大学工学部 (020-8551 岩手県盛岡市上田 4-3-5)

1

水中プラズマを用いた浄水技術は，水中でパルス放電させ，機物を分解する技術である．ヒドロキシラジカルの反応速度は非常に速く，反応選択性がないため，浄化処理時間の短縮

Department of Electrical Engineering and Computer Science,が可能となる 11)．また，プラズマによりオゾンや紫外線も発

Iwate University, 4-3-5, Ueda, Morioka, Iwate 020-8551, Japan

生するため，有機物の分解に相乗効果が期待でき 12-14)，薬品

a2310019@iwate-u.ac.jpを投与せずに排水を処理をすることが可能であるため，環境

32

静電気学会誌

第 35 巻

第 1 号 (2011)15
W wire = 0.2 mm)

5 MΩ

Glass tube
( = 5 mm)

1 nF

VS

250 mmPulse power generator

Voltage [kV]

Gas injection(100mL/min)Rotating gap switch

10
w/o

5

O2
Ar

70 mm

0
25 mm

0.5

SuS plate
55 mm
Reactor

図 1 回路図と実験装置

Time [ms]11.5

図 3 注入ガスを変化した場合の印加電圧波形
Fig. 3 Waveforms of applied voltage for various injection gases.

Fig. 1 Schematic of experimental setup.
してスイッチ間が一定距離になると絶縁破壊が生じ，導通される仕組みとなっている．回転盤の回転速度を変化させるこ
Wireとで，放電の繰返し速度を調整する．本実験では毎秒 200 回

Glass
Bubbleの放電繰り返し速度に定めた．高圧電極は，ガラス管(直径 5mm)の中にタングステン(W)線(直径 0.2 mm)を通したものを水中に挿入し，タングステン線先端はガラス管先端より 1mm
突出させた．また，接地電極には，SUS316 板(32 mm×32 mm)

5 mmを用い，電極間距離は 25 mm として溶液中に設置した．また，(a) 気体注入なし(a) No gas injection(b) 気体注入あり

リアクタはガラス製のビーカー(高さ 70 mm，直径 55 mm)を(b) Gas injection

用いた．この実験装置の利点は，水槽の形状の制約を受けに

図 2 水中放電の状態くいことであり，実用化する場合，既存の処理水槽に取り付

Fig. 2 Photographs of discharge in water without and with gas

けることが可能である 18)．

injection.

図 2 に水中での放電の様子を示す．図より，気体を注入しへの負担が少ない．加えて，パルス放電技術を利用することない場合(図 2(a))は，高圧電極である線電極先端よりプラズ

で，効率よくラジカルを生成でき，有機物分解を高効率化でマがフィラメント状になり，水中に多方向に進展しているこ

きる 15)．放電処理による難分解性の有機化合物の分解に関しとがわかる．また，気体を注入した場合(図 2(b))，気体は水ては，PCB(ポリ塩化ビフェニル)や LAS(直鎖アルキルベンゼ

よりも絶縁破壊電圧が低いため，ガラス管先端において放電

ンスルホン酸ナトリウム)などに対して有効であることが報が気泡内に広がるように生じていることがわかる。このとき，

16,17)．そこで本研究では，パルス放電を用い水

気泡表面より放電が水中に進展している．これは，放電によ中で生成したプラズマから発生するヒドロキシラジカルにって液面に電荷が蓄積することによって，気泡表面の電界がよる DCM 分解の効果を実験的に検討した．DCM は揮発性を

水の絶縁破壊を超えた場合に発生する 14)．図 3 に，リアクタ有しており，放電処理による液温の変化により，揮発量が変へ印加される電圧波形を示す．電圧は，指数関数的に減衰す化する．本研究では，水温の冷却や，塩化物イオンや水素イる．このときパルス幅は，ガス注入無しの場合は 0.62 ms，酸オンによる評価も行い，放電処理における DCM 揮発の影響

素，アルゴンを注入した場合それぞれ 0.26，0.18 ms である．

についても，明確な評価を行った．

これは，アルゴンは絶縁破壊電界が低いことから，放電体積

告されているが増加したことが要因であると考えられる．酸素を注入して
2.

実験装置

放電処理を行うと，プラズマにより発生するラジカルや紫外実験装置を図 1 に示す．1 nF のコンデンサは，パルス発生

線の影響でオゾンも生成される．生成するラジカルの種類や装置の直流電源 Vs(パルス電子 MODEL-600F)によって 14 kV

量の影響を検討するため，注入気体を酸素の場合とアルゴンに充電する．ここでロータリーギャップスイッチが導通するの場合とで DCM 分解を行った．気体は，100 mL/min の流量と，コンデンサに充電されたエネルギーがパルス電圧となり，で注入した．放電処理は，室温で行ったが，後述するように反応槽(リアクタ)の電極に印加される．ギャップスイッチの水温が上昇するため，氷水での冷却条件でも実験を行った．

金属部分は，回転盤に等間隔で六ヶ所設置し，回転盤が回転

メスフラスコを用いて精製水 100 mL あたり，ジクロロメタ

33

水中プラズマを用いたジクロロメタンの分解特性（米澤彩子ら）
100

水として調整した．模擬廃水は，メスシリンダで 100 mL ず
つ分取し，ガラス瓶に保存した．処理実験を行うときは，保存していたガラス瓶からビーカーへ 100 mL 移し，実験を行った．廃水中の DCM は，全有機体炭素計(TOC-VCSH 島津製作所)により TOC 濃度を測定した．ガラス瓶に保存し，処理

TOC removal rate [%]ン(和光純薬工業株式会社)を 10 L 溶解した溶液を，模擬廃80

Discharge Gas
w/o
O2
Ar
Contorol Gas
w/o
O2
Ar

60
40
20

前 DCM 模擬溶液の TOC 濃度を測定した際，TOC 濃度は平03

均して 7.70 mg/L となった．計算上，100 mL ビーカー中には

6

9

12

Treatment time [min]15

5.45 mg の DCM が存在することになる．式(1)を用いて，処図 4 室温時の TOC 濃度除去率の経時変化

理試料の DCM 除去率(%)を求めた．

Fig. 4 Effect of discharge treatment time on TOC removal rate
under various gas injection conditions in room temperature.

放電前 TOC 濃度－放電後 TOC 濃度
放電前 TOC 濃度×100 (1)

DCM は分解すると塩化物イオンと水素イオンを生成する．
溶液の塩化物イオン濃度は，イオンクロマトグラフィー(DX-320J 日本ダイオネクス)を用いて測定した．溶液の pH
は，pH 計(EUTECH INSTRUMENTS pH Tester 30)を用いて測定した．

60
Temperature [℃]

除去率 =

50
Discharge Gas
w/o
O2
Ar
Contorol Gas
w/o
O2
Ar

40
30
20
10
0

3.
3.1

3

実験結果と考察
室温時における DCM の濃度変化

図 4 に，室温で DCM を放電処理した場合の，TOC 濃度除去率の時間変化を示す．ここで，実線は放電処理を行った場

6

9

12

15

Treatment time [min]図 5 DCM 処理における水温の経時変化
Fig. 5 Effect of discharge treatment time on water temperature
increase under various gas injection conditions.

合であり，破線は放電処理を行わず，同量の気体を注入したのみ(コントロール)の場合を意味する．凡例は，注入したガ

合，TOC 濃度除去率は約 80%となる報告 19)がある．放電処

スの種類であり，w/o はガス注入なしを示す．また，試料水理による TOC 濃度の減少は，水温の上昇に伴う DCM の揮発中の TOC 量は DCM 量のみに由来するため，TOC 濃度の減の増加が影響している可能性がある．TOC 除去率には，揮発少は DCM 濃度の減少を意味する．処理時間の経過に伴い，と分解による両方の DCM 減少が含まれており，DCM の分解

TOC 濃度除去率が増加するのがわかる．この時，放電処理をのみを TOC 濃度の変化から明確に把握することは難しい．

せずに放置(w/o 破線)するのみでも TOC 濃度除去率が 15 分で水中および気泡内でプラズマが発生すると，高いエネルギ

10%まで増加しているが，放電処理を行う(w/o 実線)と，15ーを持った電子や，気体分子の励起種によって水分子が分裂

分で 60%を示し，より早く TOC が減少し，水から除去でき

し，ヒドロキシラジカルを生成する．ヒドロキシラジカルのることがわかる．放電なしでガスを注入する(O2，Ar 破線)だ

生成反応の一例を式(2)-(7)に示す 20-23)．
H2O + e-* →•OH + •H + e-

けでも TOC 除去率は，15 分で 60%まで上昇しており，DCM

-*

(2)

-

H2O + e → H2O + 2e

は揮発しやすいことがわかる．ガス注入と同時に放電する(O2，+

Ar 実線)と，15 分で 90%まで DCM は減少した．気泡内放電
処理は単なる曝気処理よりも有効であることがわかる．
3.2+

DCM の分解機構

+

(3)
-

H2O + H2O → H3O + •OH

(4)

-*

e + O2 →•O + •O + e(5)O• + H2O →•OH + •OH

(6)

-

*

Ar + H2O → Ar + •H + •OH

図 5 に，試料を放電処理した場合(図 4)の温度の経時変化を

(7)

-*

示す．放電処理を行うと，プラズマを介し溶液に流れる電流

ここで，e は電界によって加速された電子であり，式(2)，(3)によるジュール加熱によって試料は加熱される．放電しないには約 6.4 eV，(5)には約 6.1 eV 以上の電子エネルギーが必要

場合水温は約 20℃で変化しないが，放電すると処理時間の経である 21),24)．気泡内で生成された化学的活性種は，気泡表面

過に伴い，試料の温度が上昇し，15 分後には約 50℃付近まより溶液に溶解する．また，DCM のヒドロキシラジカルにで達している．温度による TOC 濃度への影響について，恒よる DCM 分解機構として，式(8)-(11)に示す反応が考えられ

温槽で温度を 55℃に保ち，放電をせずに 20 分間静置した場

る 9)．

34

静電気学会誌

第 35 巻

第 1 号 (2011)

1

6

Amount of CH 2Cl2
decrement [mg]Cl- concentration [mg/L]

8Discharge Gas
w/o
O2
Ar
Contorol Gas
w/o
O2
Ar

4
2
0

3

6

9

12

Treatment time [min]15

図 6 DCM 処理における Cl-濃度の経時変化

Calculated from
pH Cl Gas
w/o
O2
Ar
0.6

0.8

0.4
0.2
0

3

6

9

12

Treatment time [min]15

図 8 室温時の放電処理による DCM 分解量の経時変化

Fig. 6 Effect of discharge treatment time on Cl- concentration in

Fig. 8 Amount of DCM decrement as a function of discharge

the solution under various gas injection conditions.

treatment time various gas injection conditions.
DCM の分解が生じていることがわかる．しかしながら，気6

体を注入せずに 15 分放電処理した場合，TOC 除去率はDischarge Gas
w/o
O2
Ar
Contorol Gas
w/o
O2
Ar

pH value54360%(図 4)を超えても，塩化物イオンは約 2.2 mg/L(図 6)しか生成しない．TOC の減少には放電による温度上昇に伴う揮発と，DCM の分解の両方が寄与している．気体を注入して放電処理を行うと，塩化物イオン濃度は 15 分処理で 6-7 mg/Lに上昇(図 6)し，pH も 4 より低くなる(図 7)．分解生成物の濃度が上昇し，TOC 除去率(図 4)も上昇することから，気体を

3

6

9

12

15

注入して放電処理を行う方が同じ時間でより多くの DCM を

Treatment time [min]分解することがわかる．また，約 65%の TOC 除去(図 4)する

図 7 DCM 処理における pH の経時変化ために必要なリアクタに投与されるエネルギーは，ガスを注Fig. 7 Effect of discharge treatment time on pH value under

入しない場合で 15 kJ，酸素，アルゴンを注入した場合はそれvarious gas injection conditions.

ぞれ，6.4，6.8 kJ となる．このことから，気体を注入した場
合において，エネルギー損失が少なく，効率良くヒドロキシCH2Cl2 + •OH → •CHCl2 + H2O(8)

ラジカルなどの活性種を生成するため，より多くの DCM を•CHCl2 + •OH → CHOCl + HCl(9)除去すると考えられる．

CHOCl + •OH → •COCl + H2O

(10)

3.3

•COCl + •OH → CO2 + HCl(11)

模擬廃液中の TOC 濃度から DCM の減少量を計算すると，室温時の DCM 分解量式(9)と(11)から，DCM が分解すると，塩化物イオンが生成し，気体注入なしの 15 分処理の場合で，2.71 mg-DCM となった．

水素イオン濃度が増加して溶液の pH が低下することがわか

この評価値には，正味の DCM 分解量に加え，温度上昇に伴る．

う揮発による DCM の減少量も加わっているため，過大評価

DCM 処理時間に対する塩化物イオン濃度の変化を図 6 に，となる．そこで，DCM 分解量は，分解生成物である水素イ

DCM 処理時間に対する pH の変化を図 7 に，それぞれ示す．

オン(pH)や塩化物イオンから計算するのが適切である．式

放電しない場合，図 6 に示すように塩化物イオン濃度は上昇(8)-(11)に示すように 1 個の DCM が分解すると，2 個の水素せず，また図 7 に示すように pH も低下しないため，図 4 にイオンと塩化物イオンが生成するため，水中放電による示す TOC の減少は DCM の分解に起因するものではないこと

DCM の分解量は，式(12)と(13)から模擬廃液中の DCM 分解がわかる．気体を注入しないで放電した場合(w/o 実線)，塩化量をそれぞれ計算できる．図 8 に，式(12)(実線)，式(13)(破線)

物イオンは 15 分で 2.2 mg/L まで上昇し(図 6)，pH は 4.3 までで評価した DCM 分解量の経時変化を示す．

低下した(図 7)．この時，水温は 50℃になっている(図 5)．一方，55℃の水温で放電せず 20 分放置しても，塩化物イオンは検出されず，pH も変化しなかった．よって，放電した場
合には水温は上昇するが，単なる DCM の揮発だけでなく，

DCM 分解量(H+) = 水素イオン濃度×

DCM の分子量(85)水素の分子量(1×2)

×

100
1000

[mg] (12)35

水中プラズマを用いたジクロロメタンの分解特性（米澤彩子ら）

DCM の分子量(85)××塩素の分子量(35.5×2)

100
1000

[mg] (13)図8より，気体を注入せずに放電した場合，水素イオンと塩化物イオンから算出したDCMの分解量がほぼ一致し，分解

Temperature [℃]

DCM 分解量(Cl-) = 塩化物イオン濃度30
Discharges Gas
w/o
O2
Ar
Contorols Gas
w/o
O2
Ar

20
10

生成物濃度からDCM分解量を計算することが可能である．ま03た気体を注入した場合，注入しない場合に比べ，分解量は増

6

9

12

15

Treatmet time [min]加しており，気泡内放電のほうが効率よくDCMを分解したこ

図 9 冷却した場合の水温の変化とがわかる．TOCによるみかけのDCM除去は，図4に示すよFig. 9 Temperature of water as a function of discharge treatment

うに酸素の方がアルゴンよりもやや良い．しかし，図8に示

time with cooling by 0 Celsius degree water.

すように分解量はアルゴンの方が酸素よりも多く，アルゴン
ことから，DCMの分解には，酸素から発生するオゾンは積極的に関与しないことがわかる．また，約0.5 mgのDCMを分解するために必要なリアクタに投与されるエネルギーは，酸素を注入した場合9.9 kJ，アルゴンを注入した場合6.8 kJとなる．
このことからも，アルゴンを注入した場合の方が効率良く

100
TOC removal rate [%]を注入した場合の方が分解効率が良いと考えられる．ここのDCMを分解していることがわかる．

80

Discharge Gas
w/o
O2
Ar
Contorol Gas
w/o
O2
Ar

60
40
20
0

気体を注入して放電した場合，時間が経つにつれて，塩化

3

6

9

12

Treatment time [min]15

物イオンから算出した DCM の分解量が水素イオンから算出

図 10 冷却時の放電処理による TOC 濃度除去率の経時変化した DCM 分解量よりも多くなる．これは，溶液中の水素イ

Fig.10 Effect of removal of TOC by discharge treatment on cool

オン濃度が高くなると，DCM の分解過程で式(14)のような反temperature.

応が式(8)-(11)に加えて生じることが考えられる 7)．
(14)

式(14)の反応により，DCM の分解で生じた溶液中の一部の水素イオンが減少してしまうため，水素イオンからの評価値(式(12))が塩化物イオンからの評価値(式(13))よりも小さくなると考えられる．
また，塩化物イオンから評価した 15 分処理後の DCM 分解率をみると，気体注入無しの場合 4.43％，酸素とアルゴンを注入した場合はそれぞれ 11.1％，13.2％となった．
3.4

10
Cl- concentration [mg/L]

CH2Cl2 + 4e- + 2H+ → CH4 + 2Cl-

8
6
4
2
0

3

6

9

12

15

Treatment time [min]

冷却時における DCM 濃度変化

これまでの検討で，水中放電による温度上昇が TOC の除Discharge Gas
w/o
O2
Ar
Contorol Gas
w/o
O2
Ar

図 11 冷却時の放電処理による Cl-濃度の経時変化

去率に影響を及ぼすことがわかった．そこで，リアクタの周Fig.11 Effect of discharge treatment time on Cl- concentration

りを氷水で囲い，室温時と同じ電圧(同量のエネルギーを投

under various gas injection conditions with cooling by 0 Celsius

与) で放電処理を行った．放電処理時間に対する水温の経時

degree water.

変化を図 9 に示す．氷水で冷却することにより，放電処理を
15 分行っても，溶液温度を 30℃未満に抑えることができた．
放電しない場合は，水温は約 5℃まで低下する．

いる．気体を注入せずに放電処理を行う場合，溶液の温度上

図 10 に，この時の TOC 濃度除去率の経時変化を示す．冷

昇が TOC 濃度除去率に大きく影響することを支持している．

却した場合でも，処理時間経過に伴い TOC 濃度除去率が増

冷却放電処理をした場合の，放電処理時間に対する塩化物

加しているのがわかる．しかしながら，図 4 の室温時での放イオン濃度と溶液の pH の変化を，それぞれ図 11，図 12 に電処理に比べて，各条件の TOC 除去率は小さくなり，その示す．冷却して放電処理を行った場合でも，塩化物イオン濃中でも気体を注入せず放電処理を行う場合が最も低下して度は上昇し，溶液の pH は低下していることから，DCM は分36

静電気学会誌

第 35 巻解には，水温はあまり影響しないと考えられる．気体を注入

7

して放電処理を行った場合に DCM 分解量が増加することや，アルゴンの方が酸素よりも分解量が高くなるのは，室温時と6pH value

第 1 号 (2011)

Discharge Gas
w/o
O2
Ar
Contorol Gas
w/o
O2
Ar

5
4

同様であると考えられる．
冷却放電処理をした場合，TOC 濃度から求めた DCM 減少
量は，15 分の放電処理で気体を注入しない場合 1.48 mg，酸素を注入した場合 2.22 mg，アルゴンを注入した場合 2.07 mgとなった．式(12)，(13)から求めた値と異なっているが，室温

3

3

6

9

12

時よりも揮発量が抑えられたため，図 13 に示す DCM 分解量15Treatment time [min]との差が少なくなる．
室温時での DCM 分解量は，図 8 に示すように，15 分の放図 12 冷却時の放電処理による溶液 pH の経時変化

電処理で DCM の分解量が頭打ちになっているのがわかる．

various gas injection conditions with cooling by 0 Celsius degree

一方，冷却時での DCM 分解量は，図 13 に示すように，15

water.

分の放電処理でまだ増加傾向がみられる．これは，冷却時でAmount of CH 2Cl2
decrement [mg]Fig. 12 Effect of discharge treatment time on pH value underの放電処理では，水温が相対的に低いため DCM が液中に高1 Calculated- from
pH

Gas
w/o
O2
Ar

Cl

0.8

濃度で存在し，DCM の分解が促進されるためと考えられる．
冷却して 60 分放電処理をしたところ，塩化物イオン濃度から算出した DCM 分解量は，気体注入なしの場合 0.90 mg，酸

0.6

素を注入した場合 1.02 mg，アルゴンを注入した場合 1.28 mg

0.4

15 分の場合(図 13)より増加した．
DCMとなり，
このことから，

0.2
0を本質的に分解する目的では，冷却して放電処理する方が，

3

6

9

12

Treatment time [min]15

図 13 冷却時の放電処理による DCM 分解量の経時変化効果は高いと考えられる．
4.

まとめ

Fig.13 Effect of discharge treatment time on amount of DCM

水中放電を用い，ジクロロメタン廃液を分解処理する実験

decrement under various gas injection conditions with cooling by 0を行なった．溶液の TOC 濃度の低下，塩化物イオンの生成，

Celsius degree water.

溶液の pH の低下から，水中放電処理によって，揮発だけでなく，ジクロロメタンの分解を確認できた．放電処理を行う

解されていることが確認できる．また，図 6･7 と図 11･12 を際，気体を注入して放電処理を行う方が，気体を注入せずにそれぞれ比較すると，室温時と冷却時で塩化物イオン生成濃放電した場合と比較し，TOC 濃度が低下し，塩化物イオンが度，溶液 pH の低下はほとんど差がない．従って，塩化物イ

増加し，pH がより低下することから，より分解が促進されオンと水素イオンの生成については，あまり水温上昇の影響

ることがわかった．酸素よりもアルゴンの方がやや分解効果を受けないことがわかる．

が高く，オゾンよりもヒドロキシラジカルが分解に大きく寄

3.5

冷却時の DCM 分解量与していると思われる．

冷却時の DCM 分解量を式(12)，(13)から求め，図 13 に示

また，気体を注入せず放電した場合，TOC 除去率は水温上す．気体注入なしでは，式(12)と式(13)の評価はほぼ一致し，

昇に大きく影響を受けて増加する．しかし実際の分解量は 15

気体注入では，分解量が増加するとともに，式(13)の評価が分の処理ではほとんど変化しないことがわかった．さらに，

式(12)の評価よりも大きくなった．また，酸素よりもアルゴ

気体を注入しての放電では，溶液の温度上昇を抑えた方が，ンの方が同じ処理時間において分解量は大きくなっている．

DCM の分解に効果があることがわかった．

冷却放電処理をした場合も，水素イオンと塩化物イオンで評

今後は，DCM 以外の揮発性有機化合物について，水中放価した DCM 分解量は，ほとんど図 8 の室温時での放電処理

電処理による分解が可能であるかを検討し，最終的には不法の場合と同様の結果を示した．また，塩化物イオンから評価

投棄現場から発生する汚染水を放電処理できるかを検討すした 15 分処理後の DCM 分解率をみると，気体注入無しの場る必要がある．また，今回用いた水中放電システムでは，加合 2.87％，
酸素とアルゴンを注入した場合はそれぞれ 11.6％，

えたエネルギーが，DCM の分解だけでなく，水温の上昇に

13.2％となった．従って，式(8)-(11)の反応による DCM の分も使われるため，印加電圧の短パルス化でジュール加熱を抑水中プラズマを用いたジクロロメタンの分解特性（米澤彩子ら）
えるなど装置を改良し，水温上昇を招かずに，効率良くラジカルを発生させるように検討する必要がある．

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Rubio, P. Fernández Ibáñez, W. Gernjak, I. Oller Alberola :Chemosphere, 58 (2005) 391
11) 中山繁樹，小坂浩司，水野忠雄：OHラジカル類の生成と本研究の一部は，平成 22 年度岩手大学学系プロジェクト経費，科学研究費補助金(20380130)の助成を受けていることを付記する．

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