Deployment of Selective Water Treatment Technology Using Sulfate Radicals to Control Disinfection Byproducts

オゾンや紫外線過酸化水素(UV/H2O2)処理で生成するOHラジカルは、高い酸化力で難分解性の有機物を酸化分解する処理であり、高度水処理手法として、用排水システムにおける健康リスクの低減に効果を上げてきた。だが、無差別/非選択的な反応に起因する、発がん性物質臭素酸の生成など、新たな課題が散見されている。そこで本研究では、OHラジカルと比較して反応に選択性がある硫酸ラジカルを利用し、水処理に用いた際の反応の選択性を明らかにすることを目的とした。具体的には、NOMサンプルは、2022年3月、6月、9月、12月にダム湖から採取した。また、NOMの代表として、Suwannee River（SR）フミン酸標準を使用した。試料はあらかじめ0.45μmのPTFE膜で濾過した。SR-フミン酸溶液は、4 mg C/Lとして調製した。DOCの分解に対するUV/PSとUV/H2O2の効果について比較したところ、試料の種類にかかわらず、全体的にUV/PSの方が有機物を分解する可能性が高いことが示された。UV/PSは3000mJ/cm2の照射量でほぼ完全に無機化されたのに対し、UV/H2O2は6000mJ/cm2の照射量でもほとんどDOCを減少させることができなかった。また、UV254、DON、EEMもUV/PSの方がUV/H2O2よりも明らかに減少した。また、今後検討対象とする消毒副生成物についても検討を行い、含窒素消毒副生成物の一つであるハロアセトニトリルを検討対象とすること、また、その中では、臭素系副生成物の含有比率などについても着目して検討することとした。さらに、未知の消毒副生成物の分析について、高分解能質量分析計を用いた分析方法の検討を進めた。

オゾンや紫外線過酸化水素(UV/H2O2)処理で生成するOHラジカルは、高い酸化力で難分解性の有機物を酸化分解する処理であり、高度水処理手法として、用排水システムにおける健康リスクの低減に効果を上げてきた。だが、無差別/非選択的な反応に起因する、発がん性物質臭素酸の生成など、新たな課題が散見されている。そこで本研究では、OHラジカルと比較して反応に選択性がある硫酸ラジカルを利用し、水処理に用いた際の反応の選択性を明らかにすることを目的とした。具体的には、NOMサンプルは、2022年3月、6月、9月、12月にダム湖から採取した。また、NOMの代表として、Suwannee River（SR）フミン酸標準を使用した。試料はあらかじめ0.45μmのPTFE膜で濾過した。SR-フミン酸溶液は、4 mg C/Lとして調製した。DOCの分解に対するUV/PSとUV/H2O2の効果について比較したところ、試料の種類にかかわらず、全体的にUV/PSの方が有機物を分解する可能性が高いことが示された。UV/PSは3000mJ/cm2の照射量でほぼ完全に無機化されたのに対し、UV/H2O2は6000mJ/cm2の照射量でもほとんどDOCを減少させることができなかった。また、UV254、DON、EEMもUV/PSの方がUV/H2O2よりも明らかに減少した。また、今後検討対象とする消毒副生成物についても検討を行い、含窒素消毒副生成物の一つであるハロアセトニトリルを検討対象とすること、また、その中では、臭素系副生成物の含有比率などについても着目して検討することとした。さらに、未知の消毒副生成物の分析について、高分解能質量分析計を用いた分析方法の検討を進めた。