Ryohei Takanami

Presence of chlorinated organic pesticides in water is a serious health concern, whereas oxidation under high pressure and temperature is a promising treatment method for water and wastewater contaminated with organics. This paper aims to shed light on degradation and mineralization of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) in water with subcritical and supercritical conditions, using laboratory batch experiments. The experiments with 0.45 mM aqueous solution of 2,4-D were carried out under five different pressures (4.1-28.5 MPa) and five different temperatures (250-400^oC). We found that 2,4-D did not degrade at 250^oC and 4.1 MPa. The pesticide gradually degraded with an elapsed reaction time at 300^oC and 8.8 MPa, but aromatic intermediates such as 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 4-chlorophenol and others were produced. The pesticide almost disappeared at higher temperature and pressure in subcritical (360^oC, 19.5 MPa) and supercritical (380-400 ^oC, 24.0-28.5 MPa) regions during the same reaction time. Chloride ion concentrations gradually increased with decreasing 2,4-D concentrations in a series of experiments. Furthermore, total organic chlorine (TOX) and total organic carbon (TOC) decreased remarkably at the supercritical condition (400 ^oC, 285 MPa). Dechlorination was thought to be a major step in 2,4-D oxidation by this method. The results exhibit that supercritical water oxidation of chlorinated aromatic pesticides like 2,4-D is a very promising purification method.

近年、ダイオキシンをはじめとする難分解性物質による環境汚染が問題となっており、染色工場等から発生する着色排水についても同様の問題が指摘されている。その中でもバイオレメディエーション技術が注目されているが、現時点では浄化技術が先行し、浄化メカニズムが不明瞭な為、大きな発展には至っていない。 そこで本研究では白色腐朽菌を用いた難分解性物質のアゾ染料の分解実験と産生される分解酵素由来ラジカルの測定を行い、その分解機構について実験的検討を行った。 実験の結果、白色腐朽菌が産生するリグニン分解酵素によってアゾ染料が分解された。また、メディエーターによって分解が促進され、酵素との相乗効果により、短時間で効率的にアゾ染料を分解した。また、ラジカルの測定により、白色腐朽菌によるアゾ染料の分解は産生される酵素の働きによってOHラジカルではない、その他のフリーラジカルによって間接的に分解されたと考えられる。