超臨界流体を用いた大気エアロゾル成分解析手法の開発

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超臨界二酸化炭素抽出法は、有機溶媒を用いた従来のソックスレー抽出法ではエアロゾルの抽出に数時間以上かかっていた時間が数十分以内とかなり短縮される環境調和型の抽出法である。また、二酸化炭素は低温(31.0℃)で超臨界状態となり、有機物を効率よく溶解することが可能であるため、ニトロ化合物のような熱に弱い成分の非破壊的な高効率抽出が可能である。現在、フィルターサンプリング法により捕集した大気エアロゾルの成分解析には、抽出液のGC/MS、LC/MSによる分析が主流である。ナフタレンおよびアントラセン等の多環芳香族炭化水素をシリカゲル等の模擬エアロゾルに吸着させて、超音波抽出法と超臨界二酸化炭素抽出法の比較検討をGC/MSを用いた分析により行った。模擬エアロゾルにアントラセンを付着させ、本成分解析手法の評価を行った結果、抽出されたアントラセンをすべて気体として質量分析器に導入できると仮定して、本実験で得られた抽出速度0.043μg/minを用いると、本実験における超臨界二酸化炭素の流速が3.0 ml/min (5.5 MPa,0℃)であるので、超臨界抽出後に脱圧され、約7ppbのアントラセンを含む二酸化炭素が吐出されることになる。これは、当研究室の有している飛行時間型質量分析器の検出下限よりも濃い濃度である。また、ディーゼル車の排気ガスを直接計測した場合、粒子に含まれるPAHsは大気環境中のものに比べ1ケタ程度濃度が高いことが分かっている。これらのことから、抽出から計測までをオンライン化したとき、現在の抽出能力において排気ガスの直接計測が可能であると考えられる、本手法の有用性が示された。