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ポリ塩化ビフェニル(PCBs)の酸化に伴う水酸化PCBsの生成に関する研究

多氯联苯（PCB）氧化形成羟基化PCB的研究

基本信息

批准号：
07J13026
负责人：
野見山桂
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Prefectural University of Kumamoto
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J13026/
关键词：
PCBs TiO_2 フロンティア電子軌道法 OH-PCBs Kanechlor 内分泌攪乱性酸化分解電子密度

项目摘要

本研究の主な目的はPCBsの一般的な酸化分解過程を明らかにするため、酸化チタン光触媒(TiO_2)を使用したPCBsの酸化分解を行い、OHラジカルを介した水酸化PCBs(OH-PCBs)の生成機構の解明と、生成物であるOH-PCBsの化学構造と内分泌攪乱性の関連性を明らかにすることである。19年度は、ヒト及び野生生物の生態で汚染レベルの高いPCBs(CB118,138,153)を、高活性のTiO_2反応装置を用いて酸化分解を行い、生成するOH-PCBsの構造を明らかにした。MOPAC2002を用いたフロンティア電子軌道法による前駆PCBsの電子密度分布等の各電子パラメーターの計算結果、およびOH-PCBsの標準品を用いて、CB118より3種類、CB138より4種類、CB153より3種類のOH-PCBsの生成を確認しその化学構造を同定した。これら同定されたOH-PCBsは、4-OH-PCBsおよび3-OH-PCBsであり、かつ水酸基の隣り合う位置に塩素原子を持つ構造が生成しやすいことが明らかとなった。これまでに総計で18種類のPCBsに対しTiO_2による酸化分解を行い、生成するOH-PCBsの化学構造を解明してきた。その結果、生成するOH-PCBsはメタ位とパラ位の水酸化に伴う3-OH-PCBsおよび4-OH-PCBsであり、オルト位の酸化に伴う2-OH-PCBsの生成は確認されなかった。また生成したOH-PCBsの多くが、前駆PCBsの化学構造上でフロンティア電子密度が高い位置の水酸化に伴う構造であった。そこで、PCBs異性体においてKanechlor(KC300、KC400、KC500、KC600)中で存在量が高く、さらにはヒトへの残留性が強い構造を選択し、フロンティア電子軌道の計算から生成されるOH-PCBsの予測を行った。OH-PCBsの生成予測では54種類のPCBsより151種類のOH-PCBsの生成が予測され、半数以上が標準物質として存在しないOH-PCBsであった。生成が予測されたOH-PCBsの中で、複数の前駆体PCBsを起源とすることが予想されるOH-PCBsは30種類存在し、4-OH-CB107、4-OH-CB146、4-OH-CB187のように、ヒト生体内で比較的高濃度に残留する複数のPCBs異性体を起源となるOH-PCBsも複数存在していることが明らかとなった。これらの研究成果により、日本水環境学会・博士研究奨励賞(オルガノ賞)を受賞した。

The main purpose of this study is to clarify the general acidification decomposition process of PCBs, the use of TiO_2 photocatalyst, the mechanism of formation of OH-PCBs, and the relationship between chemical structure and endocrine disturbance of OH-PCBs. In 2019, the structure of high concentration PCBs(CB118,138,153) and high activity TiO_2 reactor for acid decomposition and generation of OH-PCBs in the ecological environment of wildlife and wildlife was clarified. MOPAC2002 was used to calculate the electron density distribution of the former PCBs, and the chemical structure of the standard OH-PCBs was determined. CB118, CB138, and CB153 were used to confirm the generation of OH-PCBs. OH-PCBs, 4-OH-PCBs, and 3-OH-PCBs are formed by the formation of elemental atoms at the positions adjacent to the hydroxyl groups. The chemical structure of 18 kinds of PCBs related to TiO_2 and OH-PCBs was clarified. As a result, the generation of OH-PCBs was confirmed due to the acidification of 3-OH-PCBs and 4-OH-PCBs. The chemical structure of OH-PCBs and pre-PCBs is characterized by high electron density and high acidity. PCBs heterostructure Kanechlor(KC300, KC400, KC500, KC600) has a high content, a high residual content, a strong structural selection, and a prediction of OH-PCBs. The prediction of OH-PCBs generation is 54 kinds of PCBs, 151 kinds of OH-PCBs generation is predicted, and more than half of the reference materials are present. The origin of OH-PCBs is expected to be 30 species of OH-PCBs, 4-OH-CB107, 4-OH-CB146, 4-OH-CB187, and the origin of OH-PCBs is expected to be 30 species of OH-PCBs, 4-OH-CB 107, 4-OH-CB146, 4-OH-CB187, and 4-OH-CB 187. Award for doctoral research by Japan Water Environment Society