DE112021007124T5

DE112021007124T5 - Verfahren zum extrahieren einer organischen halogenverbindung

Info

Publication number: DE112021007124T5
Application number: DE112021007124.6T
Authority: DE
Inventors: Ayato Kawashima; Kenji Inaba; Yuka Makita; Yuko Matsudaira
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-09-22
Publication date: 2023-12-14
Also published as: US20240123371A1; JP2022127113A; WO2022176252A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine Extraktionssäule (1), die eine erste Säule (10) mit einer Adsorptionsmittelschicht (100) und eine zweite Säule (20) beinhaltet, die abnehmbar an die erste Säule (10) gekoppelt und mit einer Fangschicht (200) gefüllt ist, die Zirconiumoxid in einer Pulverkornform enthält. Nach Zugabe einer Lösung, die eine organische Halogenverbindung und eine Verunreinigung enthält, zu der Adsorptionsmittelschicht (100) wird ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zugeführt und läuft durch die Adsorptionsmittelschicht (100) und die Fangschicht (200) in dieser Reihenfolge. An diesem Punkt wird die Verunreinigung in der Lösung in der Adsorptionsmittelschicht (100) behandelt, und die organische Halogenverbindung in der Lösung wird in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel gelöst und läuft durch die Adsorptionsmittelschicht (100). Dann wird die organische Halogenverbindung in der Fangschicht (200) gefangen. Nach dem Durchlauf des aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels wird ein Extraktionslösungsmittel zu der zweiten Säule (20), die von der ersten Säule (10) getrennt ist, zugeführt. Nachdem das Extraktionslösungsmittel die Fangschicht (200) durchlaufen hat, wird aus dem Extraktionslösungsmittel ein Extrakt, der die aus der Fangschicht (200) extrahierte organische Halogenverbindung enthält.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung beansprucht eine Priorität, die auf der japanischen Anmeldung Nr. 2021-025067 basiert, die am 19. Februar 2021 in Japan eingereicht wurde und deren Inhalt hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält.
HINTERGRUND
Für ein Bodensediment, Erdboden, verbrannte Asche aus einer Verbrennungsanlage, Lebensmittel, eine biologische Probe wie Blut oder Muttermilch, Umweltwasser oder industrielles Drainagewasser wie Meerwasser, Flusswasser, Seewasser oder Grundwasser, atmosphärische Luft, Abgase aus einer Verbrennungsanlage, elektrisches Isolieröl, ausgeschieden aus elektrischen Geräten, oder ähnliches wurde eine Bewertung des Kontaminationsstatus aufgrund einer organischen Halogenverbindung, die wegen ihrer Toxizität für einen biologischen Organismus bedenklich ist, gefordert. Gemäß dem Gesetz über Sondermaßnahmen gegen Dioxine („Act on Special Measures against Dioxins“) (Gesetz Nr. 105 von 1999) wurden für Dioxine, die als ein Umweltschadstoff mit starker Toxizität für einen biologischen Organismus bekannt sind, Umweltstandards etabliert, Emissionskontrollstandards für jede einzelne Anlage wurden etabliert und eine regelmäßige quantitative Bewertung wurde gefordert. Gemäß den Lebensmittelkontrollstandards (VERORDNUNG (EU) Nr. 1259/2011 DER KOMMIS-SION) in der Europäischen Union (EU) wurden Dioxine und bestimmte polychlorierte Biphenyle, die nicht in die Kategorie der Dioxine fallen, als organische Halogenverbindungen spezifiziert, die für eine Kontrolle von Lebensmitteln wie Fleisch, einschließlich Rind- und Schweinefleisch, tierischem Öl und Fett, Ei und Pflanzenöl, einschließlich Olivenöl, bestimmt sind, und es wurden Kontrollwerte für diese organischen Halogenverbindungen festgelegt und eine quantitative Bewertung dieser organischen Halogenverbindungen wurde gefordert. Ferner wurde gemäß dem Verfahren 1668C, April 2010, das von der United States Environmental Protection Agency (EPA) etabliert wurde, eine quantitative Bewertung von polychlorierten Biphenylen in Wasser, Erdboden, einem Bodensediment, einem lebenden Organismus oder einem Körpergewebe gefordert, und ein Bewertungsverfahren dafür wurde spezifiziert.
Normalerweise wird bei einer Bewertung des Kontaminationsstatus aufgrund der organischen Halogenverbindung die organische Halogenverbindung aus einer Probe, die für eine Bewertung bestimmt ist, unter Verwendung eines Lösungsmittels wie eines aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsmittels wie Hexan oder eines aromatischen Kohlenwasserstofflösungsmittels wie Toluol extrahiert, und eine Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält und durch eine solche Extraktion erhalten wurde, wird durch ein Verfahren analysiert, bei dem ein hochempfindliches Analysegerät wie ein Gaschromatograph/Massenspektrometer (GC/MS) oder ein Gaschromatograph/Elektroneneinfangdetektor (GC/ECD) verwendet wird.
Wenn die organische Halogenverbindung aus der Bewertungszielprobe für eine Analyse extrahiert wird, wird vorzugsweise ein Lösungsmittel verwendet, das fähig ist, die organische Halogenverbindung effizient aus der Bewertungszielprobe zu extrahieren. Jedoch ist es schwierig, einen Extrakt, der unter Verwendung eines solchen Lösungsmittels gewonnenen wurde, direkt in ein Analysegerät einzubringen. In diesem Fall wird das Lösungsmittel des Extrakts vorzugsweise durch andere Lösungsmittel ersetzt, die leicht in das Analysegerät eingebracht werden können. Jedoch ist es für eine solche Substitution erforderlich, dass die Handhabung einfach ist und eine Nicht-Wiedergewinnung der organischen Halogenverbindung, was im Verlauf der Behandlung leicht verursacht werden kann, reduziert wird.
Wenn die organische Halogenverbindung für eine Analyse aus der Bewertungszielprobe extrahiert wird, werden normalerweise verschiedene organische Verbindungen und Dergleichen gleichzeitig als Verunreinigungen zusammen mit der organischen Halogenverbindung extrahiert. Aus diesem Grund besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Analysegerät mit den Verunreinigungen kontaminiert wird und die Verunreinigungen ein Analyseergebnis für die organische Halogenverbindung beeinflussen, wenn der Extrakt als solches als die Analyseprobe verwendet wird. Daher erfordert der Extrakt, der die organische Halogenverbindung enthält, aus der Bewertungszielprobe normalerweise eine Vorbehandlung, um die Verunreinigungen zu entfernen. Jedoch müssen bei dieser Vorbehandlung die Verunreinigungen entfernt werden, während die Nicht-Wiedergewinnung der organischen Halogenverbindung reduziert wird. So sind beispielsweise polychlorierte Biphenyle (hierin nachstehend manchmal als PCB bezeichnet) ein Sammelbegriff für Biphenyle, bei denen Wasserstoffatome durch Chloratome ersetzt sind. Basierend auf der Anzahl an substituierten Chloratomen gibt es zehn Arten von Homologen von Monochlorbiphenyl bis Decachlorbiphenyl. Außerdem gibt es, basierend auf der Anzahl an substituierten Chloratomen und einer Position des substituierten Chlors, 209 Arten von Homologen. Aus diesem Grund ist, um die aus der Bewertungszielprobe extrahierten PCB mit hoher Genauigkeit zu analysieren, eine Vorbehandlung, bei der die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PCB weniger wahrscheinlich herabgesetzt wird, d.h. eine Vorbehandlung mit hoher Genauigkeit, bei der die Verunreinigungen so entfernt werden können, dass die Wiedergewinnungsrate innerhalb eines öffentlich akzeptablen Bereichs bleibt, erforderlich.
Als eine Art einer Vorbehandlung mit hoher Genauigkeit beschreibt die Nicht-Patent-Literatur 1 ein Vorbehandlungsverfahren für eine Hexanlösung mit PCB, die aus einem Bodensediment extrahiert wurde. Bei diesem Vorbehandlungsverfahren wird eine Behandlung mit Schwefelsäure für die Hexanlösung, die eine Probe ist, wiederholt. Nach einer solchen Behandlung wird die Hexanlösung mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gespült und konzentriert. Dann wird die konzentrierte Hexanlösung mit einer Silicagelsäule, die Natriumsulfat beinhaltet, weiter behandelt, und auf diese Weise werden die PCB unter Verwendung von Hexan aus der Silicagelsäule extrahiert. Dieses Vorbehandlungsverfahren kann die Verunreinigungen wirksam ohne Herabsetzung der Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PCB entfernen, aber es erfordert eine lange Zeit bis zur Fertigstellung aufgrund der manuellen Arbeit in einem großen Teil des Prozesses und weist eine Begrenzung hinsichtlich der behandelbaren Menge innerhalb eines bestimmten Zeitraums auf.
LITERATUR ZUM STAND DER TECHNIK
NICHT-PATENT-LITERATUR
Nicht-Patent-Literatur 1: Sedimentüberwachungsverfahren (II.6.4), Büro für Umweltmanagement, Umweltministerium, August 2012 („Sediment Monitoring Methods (II.6.4), Environmental Management Bureau, Ministry of the Environment, August 2012“)
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABEN, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die organische Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält, durch einen einfachen Vorgang zu extrahieren, wobei die Nicht-Wiedergewinnung der organischen Halogenverbindung weniger häufig auftritt.
LÖSUNG DER AUFGABEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält. Das Extraktionsverfahren beinhaltet: einen Schritt eines Zugebens der Lösung zu einer Fangschicht, die fähig ist, die organische Halogenverbindung zu fangen; einen Schritt eines Zuführens eines aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels zu der Fangschicht, zu der die Lösung gegeben wurde, und eines Bewirkens, dass das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Fangschicht läuft; einen Schritt eines Zuführens eines Extraktionslösungsmittels zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung zu der Fangschicht, durch die das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel gelaufen ist, und eines Bewirkens, dass das Extraktionslösungsmittel durch die Fangschicht läuft; und einen Schritt eines Erhaltens des Extraktionslösungsmittels, das durch die Fangschicht gelaufen ist. Die hier verwendete Fangschicht enthält Zirconiumoxid in einer Pulverkomform.
Bei diesem Extraktionsverfahren läuft, wenn das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zu der Fangschicht zugeführt wird, zu der die Lösung gegeben wurde, das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Fangschicht, während es die organische Halogenverbindung in der Lösung löst. An diesem Punkt wird die organische Halogenverbindung, die in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel gelöst ist, in der Fangschicht gefangen. Dann läuft, wenn das Extraktionslösungsmittel zu der Fangschicht zugeführt wird, das Extraktionslösungsmittel durch die Fangschicht, während es die organische Halogenverbindung, die in der Fangschicht gefangen ist, löst. Folglich wird, wenn das Extraktionslösungsmittel durch die Fangschicht gelaufen ist, der organische Halogenverbindung enthaltende Extrakt, d.h. die Extraktionslösungsmittellösung, erhalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung und eine Verunreinigung enthält. Das Extraktionsverfahren beinhaltet: einen Schritt eines Zugebens der Lösung zu einer Adsorptionsmittelschicht, die fähig ist, die Verunreinigung zu behandeln; einen Schritt eines Zuführens eines aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels zu der Adsorptionsmittelschicht, zu der die Lösung gegeben wurde, und eines Bewirkens, dass das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Adsorptionsmittelschicht läuft; einen Schritt eines Zufiihrens des aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels, das durch die Adsorptionsmittelschicht gelaufen ist, zu einer Fangschicht, die fähig ist, die organische Halogenverbindung zu fangen, und eines Bewirkens, dass das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Fangschicht läuft; einen Schritt eines Zuführens eines Extraktionslösungsmittels zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung zu der Fangschicht, durch die das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel gelaufen ist, und eines Bewirkens, dass das Extraktionslösungsmittel durch die Fangschicht läuft; und einen Schritt eines Erhaltens des Extraktionslösungsmittels, das durch die Fangschicht gelaufen ist. Die hier verwendete Fangschicht enthält Zirconiumoxid in einer Pulverkomform.
Bei diesem Extraktionsverfahren werden, wenn das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zu der Adsorptionsmittelschicht zugeführt wird, zu der die Lösung gegeben wurde, die organische Halogenverbindung und die Verunreinigung in der Lösung in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel gelöst und laufen durch die Adsorptionsmittelschicht. An diesem Punkt wird die Verunreinigung in der Lösung behandelt. Anschließend wird, wenn das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das durch die Adsorptionsmittelschicht gelaufen ist, zu der Fangschicht zugeführt wird und durch die Fangschicht läuft, die organische Halogenverbindung in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus der Adsorptionsmittelschicht in der Fangschicht gefangen und das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel läuft durch die Fangschicht, wobei die organische Halogenverbindung davon entfernt wird. Wenn das Extraktionslösungsmittel zu der Fangschicht zugeführt wird, läuft das Extraktionslösungsmittel durch die Fangschicht, während es die organische Halogenverbindung, die in der Fangschicht gefangen ist, extrahiert. Folglich wird, wenn das Extraktionslösungsmittel von der Fangschicht erhalten wird, der Extrakt, der die in der Lösung enthaltene organische Halogenverbindung enthält, erhalten.
Die Lösung, auf die das Extraktionsverfahren anwendbar ist, enthält beispielsweise eine organische Halogenverbindung, die unter Verwendung eines Lösungsmittels aus einer Materialschicht auf einem Boden in der Hydrosphäre oder einer Landoberfläche, Lebensmitteln, einer biologischen Probe, Umweltwasser, Drainagewasser, elektrischem Isolieröl, verbrannter Asche oder einem Sammler, der eine in einem Gas enthaltene Substanz gesammelt hat, extrahiert wurde.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem noch weiteren Aspekt eine Säule zum Fangen einer organischen Halogenverbindung, die in einer Lösung enthalten ist. Die Säule ist mit einer Fangschicht gefüllt, die Zirconiumoxid in einer Pulverkornform enthält.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem noch weiteren Aspekt eine Säule zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung und eine Verunreinigung enthält. Die Säule beinhaltet eine erste Säule, die mit einer Adsorptionsmittelschicht gefüllt ist, die fähig ist, die Verunreinigung zu behandeln, und eine zweite Säule, die abnehmbar an die erste Säule gekoppelt und mit einer Fangschicht gefüllt ist, die fähig ist, die organische Halogenverbindung zu fangen. Die Fangschicht enthält Zirconiumoxid in einer Pulverkomform.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem noch weiteren Aspekt ein Fangmaterial für eine organische Halogenverbindung. Das Fangmaterial enthält Zirconiumoxid in einer Pulverkornform.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Das Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet die Fangschicht, die Zirconiumoxid in einer Pulverkornform enthält. Daher kann die organische Halogenverbindung aus der Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält, insbesondere aus der Lösung, die die organische Halogenverbindung und die Verunreinigung enthält, durch einen einfachen Vorgang extrahiert werden, während eine Nicht-Wiedergewinnung der organischen Halogenverbindung reduziert wird.
Die Säule zum Fangen der organischen Halogenverbindung und die Säule zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die Fangschicht auf, die Zirconiumoxid in einer Pulverkornform enthält. Daher können die vorgenannten Säulen in dem Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Das Fangmaterial für die organische Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält Zirconiumoxid in einer Pulverkornform. Daher kann das vorgenannte Fangmaterial die organische Halogenverbindung, die in der Lösung enthalten ist, fangen, während eine Nicht-Wiedergewinnung der organischen Halogenverbindung reduziert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Extraktionssäule, die für ein Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung steht;
2 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Extraktionssäule, die für das Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung steht;
3 ist eine schematische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Extraktionssäule, die für das Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung steht;
4 ist eine schematische Ansicht einer Form der Säule zum Fangen einer organischen Halogenverbindung, die für das Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung steht;
5 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Beispiel 1 zeigt; und
6 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Beispiel 2 zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält.
Die organische Halogenverbindung, die für eine Extraktion bestimmt ist, beinhaltet zum Beispiel Dioxine (polychlorierte Dibenzo-p-dioxine (PCDD) und polychlorierte Dibenzofurane (PCDF)), polyhalogenierte Biphenyle wie polychlorierte Biphenyle (PCB) und polybromierte Biphenyle, polybromierte Diphenylether (PBDE), Chlordane, die als Pestizide verwendet werden, und verschiedene organische Halogenverbindungen, die für die POPs-Vorschrift (Stockholm-Konvention) bestimmt sind. Eine Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält und für das Extraktionsverfahren der vorliegenden Erfindung bestimmt ist, d.h. eine organische Halogenverbindung enthaltende Lösung, ist normalerweise eine Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält, die unter Verwendung eines Lösungsmittels aus einem Zielobjekt extrahiert wurde, für das eine Bewertung, z.B. eines Kontaminationsstatus aufgrund der organischen Halogenverbindung, erforderlich ist, wobei das Zielobjekt z.B. Materialschichten auf einem Boden in der Hydrosphäre und einer Landoberfläche, wie ein Bodensediment und Erdboden; Lebensmittel, wie eine landwirtschaftliche Nutzpflanze, Fleisch und Meeresfrüchte; Körperflüssigkeit, wie Muttermilch und Blut; eine biologische Probe, wie ein Organ und ein Gewebe; Umweltwasser, wie Flusswasser, Seewasser und Grundwasser; Drainagewasser, wie industrielles Abwasser und häusliches Abwasser; elektrisches Isolieröl; verbrannte Asche aus einer Verbrennungsanlage; und einen Sammler wie einen Filter, der eine Substanz, die in einem Gas wie Umweltluft oder Abgase aus einer Verbrennungsanlage enthalten ist, gesammelt hat, beinhaltet. Das Extraktionslösungsmittel zum Erhalten einer solchen Lösung ist nicht speziell beschränkt, solange die organische Halogenverbindung in dem Lösungsmittel gelöst werden kann, und ist normalerweise ein organisches Lösungsmittel. Das zu verwendende organische Lösungsmittel beinhaltet beispielsweise ein aliphatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel, insbesondere: ein unpolares aliphatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel mit einer Kohlenstoffzahl von 5 bis 10, wie n-Hexan, Isooctan, Nonan oder Decan; ein aromatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel wie Toluol oder Xylol; oder ein polares organisches Lösungsmittel wie Aceton, Diethylether oder Dichlormethan.
Die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung enthält normalerweise zusammen mit der organischen Halogenverbindung verschiedene Verunreinigungen, die von dem vorstehend beschriebenen Bewertungsziel stammen, für das eine Bewertung, z.B. des Kontaminationsstatus aufgrund der organischen Halogenverbindung, erforderlich ist, hauptsächlich verschiedene organische Substanzen außer der organischen Halogenverbindung. Die Verunreinigungen beinhalten z. B. aromatische Verbindungen wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Paraffine.
<Erste Ausführungsform>
Ein Beispiel (erste Ausführungsform) einer Extraktionssäule, die zur Durchführung des Verfahrens zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In der Figur beinhaltet eine Extraktionssäule 1 hauptsächlich eine erste Säule 10 und eine zweite Säule 20 (eine Form einer Säule zum Fangen der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung), die an die erste Säule 10 gekoppelt ist, um eine Reihe von Flusspfadsystemen zu bilden, und ist in einem stehenden Zustand installiert.
Die erste Säule 10 ist ein zylindrisches Element, das an beiden Enden offen ist und aus einem Material hergestellt ist, das mindestens Lösungsmittelbeständigkeit, chemische Beständigkeit und thermische Beständigkeit aufweist, wie Glas, Harz oder Metall mit diesen Eigenschaften. Die erste Säule 10 hat an einer äußeren Umfangsfläche eines unteren Endabschnitts, wie in der Figur zu sehen, einen Gewindeabschnitt (nicht gezeigt), der an die zweite Säule 20 gekoppelt werden soll, und ist mit einer Adsorptionsmittelschicht 100 gefüllt. Die Adsorptionsmittelschicht 100 dient zur Behandlung der Verunreinigung, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, und dient beispielsweise zum Abbau der Verunreinigung oder zum Fangen der Verunreinigung oder eines Abbauprodukts davon. Die Adsorptionsmittelschicht 100 ist so konfiguriert, dass eine Halteschicht 110 und eine Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 in dieser Reihenfolge von oben in der ersten Säule 10 gestapelt sind.
Die Halteschicht 110 ist eine Schicht mit Flüssigkeitspermeabilität, und die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung kann die Halteschicht 110 durchdringen. Die Halteschicht 110 wird durch Füllen mit einem Material gebildet, das gegenüber der organischen Halogenverbindung inaktiv ist. Das Material, das die Halteschicht 110 bildet, beinhaltet beispielsweise Silicagel in einer Kornform, aktives Silicagel, dessen Aktivitätsgrad durch Erhitzen von Silicagel in einer Kornform erhöht wurde, Siliciumdioxid in einer Kornform oder in einer unregelmäßigen Form, eine Glasfaser in einer Baumwollform, Quarzglas in einer Baumwollform, Florisil (Magnesiumsilicat) in einer Kornform, aktivierte weiße Erde in einer Kornform, Diatomeenerde wie Cerit, und eines, das auf eine solche Weise erhalten wird, dass ein Harzmaterial wie Polyethylenharz, Polypropylenharz oder Harz auf Fluorbasis, einschließlich Polytetrafluorethylenharz, Polyvinylidenfluoridharz oder Perfluoralkoxyalkanharz, in z.B. Körner geformt wird. Von diesen Materialien können zwei oder mehr Arten in Kombination verwendet werden. In diesem Fall können diese Materialien miteinander gemischt oder als mehrere Schichten in Aufwärts-Abwärts-Richtung angeordnet werden. Als das vorstehend beschriebene Material wird vorzugsweise Silicagel, insbesondere Silicagel in einer Kornform mit einer Partikelgröße von etwa 40 bis 210 µm, verwendet, da dieses Material kostengünstig erhältlich ist und die erste Säule 10 leicht mit diesem Material gefüllt werden kann.
Die Fülldichte des vorstehend beschriebenen Materials in der Halteschicht 110 wird normalerweise vorzugsweise auf 0,1 bis 2,5 g/cm³ und mehr bevorzugt auf 0,2 bis 1 g/cm³ eingestellt. In einem Fall, bei dem die Fülldichte weniger als 0,1 g/cm³ beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass, wenn die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung zu der Adsorptionsmittelschicht 100 gegeben wird, die zugegebene organische Halogenverbindung enthaltende Lösung weniger wahrscheinlich in der Halteschicht 110 gehalten wird, die Halteschicht 110 innerhalb kurzer Zeit durchdringt und in die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 überwechselt. Umgekehrt besteht bei einer Fülldichte von mehr als 2,5 g/cm³ eine Wahrscheinlichkeit, dass, wenn ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zu der Adsorptionsmittelschicht 100 zugeführt wird, wie später beschrieben, das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel weniger wahrscheinlich durch die Halteschicht 110 läuft.
Die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 wird durch Füllen mit Schwefelsäure-Silicagel gebildet. Das hier verwendete Schwefelsäure-Silicagel wird so hergestellt, dass konzentrierte Schwefelsäure gleichmäßig auf eine Oberfläche von Silicagel (normalerweise aktives Silicagel, dessen Aktivitätsgrad durch Erhitzen erhöht wurde) in einer Kornform mit einer Partikelgröße von etwa 40 bis 210 µm gegeben wird. Die Menge der konzentrierten Schwefelsäure, die zu dem Silicagel gegeben wird, wird normalerweise vorzugsweise auf 10 bis 60% der Masse des Silicagels eingestellt.
Die Fülldichte des Schwefelsäure-Silicagels in der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 wird normalerweise vorzugsweise auf 0,2 bis 2,0 g/cm³ und mehr bevorzugt auf 0,5 bis 1,0 g/cm³ eingestellt. In einem Fall, bei dem die Fülldichte weniger als 0,2 g/cm³ beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass die Verunreinigung, die nicht die organische Halogenverbindung in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung ist, weniger wahrscheinlich in der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 fangen wird und es schwierig ist, die organische Halogenverbindung und die Verunreinigung in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung zu trennen. Umgekehrt besteht in einem Fall, bei dem die Fülldichte 2,0 g/cm³ übersteigt, eine Wahrscheinlichkeit, dass, wenn das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zu der Adsorptionsmittelschicht 100 zugeführt wird, wie später beschrieben, das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel weniger wahrscheinlich durch die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 läuft.
Hinsichtlich der Füllmengen der Halteschicht 110 und der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 in der Adsorptionsmittelschicht 100 wird, abhängig von der Menge (Probenmenge) der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung, die auf die Extraktionssäule 1 aufgebracht werden soll, die Füllmenge der Halteschicht 110 normalerweise vorzugsweise auf 0,2 bis 3 mL und mehr bevorzugt auf 0,5 bis 1,5 mL eingestellt, wenn die Probenmenge beispielsweise 2 mL oder weniger beträgt. In einem Fall, bei dem die Füllmenge weniger als 0,2 mL beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass, wenn die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung zu der Adsorptionsmittelschicht 100 gegeben wird, die zugegebene organische Halogenverbindung enthaltende Lösung weniger wahrscheinlich in der Halteschicht 110 gehalten wird, die Halteschicht 110 innerhalb kurzer Zeit durchdringt und in die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 überwechselt. Umgekehrt besteht in dem Fall, bei dem die Füllmenge 3 ml übersteigt, eine Wahrscheinlichkeit, dass, wenn das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zu der Adsorptionsmittelschicht 100 zugeführt wird, das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel weniger wahrscheinlich durch die Halteschicht 110 läuft. Auch wird in einem Fall, bei dem die Probenmenge 2 mL oder weniger beträgt, die Füllmenge des Schwefelsäure-Silicagels, das die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 bildet, normalerweise vorzugsweise auf 1 bis 10 mL und mehr bevorzugt auf 3 bis 6 mL eingestellt. In einem Fall, bei dem die Füllmenge weniger als 1 ml beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass die Verunreinigung, die nicht die organische Halogenverbindung in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung ist, weniger wahrscheinlich in der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 gefangen wird, und es ist schwierig, die Verunreinigung und die organische Halogenverbindung in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung zu trennen. Umgekehrt besteht in einem Fall, bei dem die Füllmenge 10 ml übersteigt, eine Wahrscheinlichkeit, dass das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, wenn es zu der Adsorptionsmittelschicht 100 zugeführt wird, weniger wahrscheinlich durch die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 läuft.
Die zweite Säule 20 ist ein zylindrisches Element, das an beiden Enden offen ist, und ist aus einem Material hergestellt, das ähnlichen zu dem der ersten Säule 10 ist. An der oberen Endseite der zweiten Säule 20 ist, wie in der Figur zu sehen, ein Befestigungsabschnitt 21 ausgebildet, in den der untere Endabschnitt der ersten Säule 10, wie in der Figur zu sehen, eingebracht werden kann. Ein Gewindeabschnitt (nicht gezeigt) ist an einer inneren Umfangsfläche des Befestigungsabschnitts 21 ausgebildet, der mit dem Gewindeabschnitt des unteren Endabschnitts der ersten Säule 10 korrespondiert.
Die zweite Säule 20 ist mit einer Fangschicht 200 gefüllt. Die Fangschicht 200 enthält ein Fangmaterial für die organische Halogenverbindung, und das Fangmaterial enthält Zirconiumoxid in einer Pulverkornform.
Zirconiumoxid bedeutet Zirconia, d.h. Zirconiumdioxid (ZrO₂), und weist die Fähigkeit auf, die organische Halogenverbindung zu adsorbieren. Zirconiumoxid, wie hier verwendet, kann eines, dessen Aktivität bei der Adsorption der organischen Halogenverbindung durch Brennen unter Inertgas, z.B. Stickstoff, oder einem Luftstrom, erhöht wurde, oder stabilisiertes Zirconia oder teilstabilisiertes Zirconia sein, dessen Stabilität als Reaktion auf eine Temperaturänderung durch Zugabe von Calciumoxid, Magnesiumoxid oder Seltenerdoxid wie Yttriumoxid erhöht wurde. Die Partikelgröße von Zirconiumoxid beträgt normalerweise vorzugsweise 5 bis 500 µm und mehr bevorzugt 10 bis 300 µm.
Das Fangmaterial kann zusammen mit Zirconiumoxid in einer Pulverkornform andere Materialien enthalten, die fähig sind, die organische Halogenverbindung zu fangen, wie ein Adsorptionsmittel auf Kohlenstoffbasis, einschließlich Aktivkohle und Graphit oder Aluminiumoxid, und kann ein Adsorptionsmittel wie Silicagel, mesoporöses Silicagel, Magnesiumsilicat oder Zeolith beinhalten. Von diesen anderen Materialien können zwei oder mehr Arten in Kombination verwendet werden.
Die Fülldichte des Fangmaterials in der Fangschicht 200 wird normalerweise vorzugsweise auf 0,1 bis 2,5 g/cm³ und mehr bevorzugt auf 0,5 bis 1,5 g/cm³ eingestellt. In einem Fall, bei dem die Fülldichte weniger als 0,1 g/cm³ beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass es schwierig ist, die organische Halogenverbindung, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, wiederzugewinnen, während die Nicht-Wiedergewinnung der organischen Halogenverbindung verringert ist. Umgekehrt besteht in einem Fall, bei dem die Fülldichte 2,5 g/cm³ übersteigt, eine Wahrscheinlichkeit, dass, wenn die organische Halogenverbindung unter Verwendung eines später beschriebenen Extraktionslösungsmittels aus der Fangschicht 200 extrahiert wird, die Wiedergewinnung der organischen Halogenverbindung unzureichend ist oder ein großer Druckverlust auftritt.
Abhängig von der Menge (Probenmenge) der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung, die auf die Extraktionssäule 1 aufgebracht werden soll, wird die Füllmenge des Fangmaterials in der Fangschicht 200 normalerweise vorzugsweise auf 0,2 bis 3,0 mL und mehr bevorzugt auf 0,3 bis 1,5 mL eingestellt in einem Fall, bei dem die Probenmenge z.B. 2 mL oder weniger beträgt. In einem Fall, bei dem die Füllmenge weniger als 0,2 mL beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Teil der organischen Halogenverbindung, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, nicht in der Fangschicht 200 gefangen wird und die Wiedergewinnungsrate der organischen Halogenverbindung herabgesetzt wird. Umgekehrt ist in einem Fall, bei dem die Füllmenge 3,0 ml übersteigt, die Menge an Extraktionslösungsmittel, die zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung, die in der Fangschicht 200 gefangen ist, erforderlich ist, groß und unwirtschaftlich.
Die erste Säule 10 ist abnehmbar und flüssigkeitsdicht an die zweite Säule 20 gekoppelt, und zwar so, dass der Gewindeabschnitt, der an dem Außenumfang des unteren Endes der ersten Säule 10 bereitgestellt ist, an dem Gewindeabschnitt, der an der inneren Umfangsfläche des Befestigungsabschnitts 21 der zweiten Säule 20 bereitgestellt ist, befestigt ist.
Die Größe der Extrahierungssäule 1 kann nach Bedarf gemäß der Menge an zu behandelnder organische Halogenverbindung enthaltender Lösung eingestellt werden. Beispielsweise wird, wenn die Menge der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung etwa 1 bis 20 ml beträgt, die erste Säule 10 vorzugsweise so eingestellt, dass ihr Innendurchmesser 10 bis 20 mm beträgt und die Länge eines Abschnitts der ersten Säule 10, der mit der Adsorptionsmittelschicht 100 gefüllt sein kann, etwa 30 bis 110 mm beträgt. Auch die zweite Säule 20 wird vorzugsweise so eingestellt, dass ihr Innendurchmesser 2,0 bis 10 mm beträgt und die Länge eines Abschnitts der zweiten Säule 20, der mit der Fangschicht 200 gefüllt werden kann, etwa 10 bis 50 mm beträgt.
Als nächstes wird das Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung aus der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung mittels der Extraktionssäule 1 beschrieben. Bei diesem Extraktionsverfahren wird die Extraktionssäule 1 in einem stehenden Zustand installiert, wie in 1 gezeigt, und von der oberen Endöffnung aus wird die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung auf die Adsorptionsmittelschicht 100 in der ersten Säule 10 gegeben. Die zugegebene, organische Halogenverbindung enthaltende Lösung durchdringt allmählich die Halteschicht 110 und wird in der Halteschicht 110 gehalten.
In diesem Schritt kann zusätzlich zu der Zugabe der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung zu der Adsorptionsmittelschicht 100 die Probe so verdünnt werden, dass ein Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das die organische Halogenverbindung lösen kann und mit dem später beschriebenen aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel gemischt werden kann, zu der Adsorptionsmittelschicht 100 gegeben wird. Das Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel kann unmittelbar nach der Zugabe der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung zu der Adsorptionsmittelschicht 100 kontinuierlich zugegeben werden, oder es kann zu der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung im Voraus gegeben werden.
Das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel wird in die erste Säule 10 durch die obere Endöffnung davon zugeführt. Das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das in die erste Säule 10 zugefiihrt wurde, durchdringt die Adsorptionsmittelschicht 100, während es sich in einem oberen Abschnitt der ersten Säule 10 ansammelt, und durchläuft die Halteschicht 110 und die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 in dieser Reihenfolge, während es die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung, die in der Halteschicht 110 gehalten wird, löst. Das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das wie vorstehend beschrieben durch die Adsorptionsmittelschicht 100 gelaufen ist, fließt in die zweite Säule 20 durch die untere Endöffnung der ersten Säule 10. Bei diesem Verfahren wird ein Teil der Verunreinigung, die nicht die organische Halogenverbindung ist, in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung gelöst hat, in der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 gefangen, während sie durch die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 läuft.
Das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das in die zweite Säule 20 geflossen ist, läuft durch die Fangschicht 200 und wird durch die untere Endöffnung abgeleitet. An diesem Punkt wird die organische Halogenverbindung, die in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus der ersten Säule 10 gelöst ist, selektiv in der Fangschicht 200 gefangen. Da die organische Halogenverbindung leicht in der Fangschicht 200 gefangen wird, wird die organische Halogenverbindung hauptsächlich in der Nähe eines oberen Abschnitts der Fangschicht 200 gefangen. Die Verunreinigung, die nicht in der Adsorptionsmittelschicht 100 gefangen wird, sondern zusammen mit der organischen Halogenverbindung in die zweite Säule 20 fließt, läuft durch die Fangschicht 200 zusammen mit dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und wird aus der zweiten Säule 20 abgeleitet.
Das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das zu der ersten Säule 10 in dem vorstehend beschriebenen Schritt zugeführt wird, ist ein aliphatisches gesättigtes Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das die organische Halogenverbindung in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung lösen kann und normalerweise eine Kohlenstoffzahl von 5 bis 8 aufweist. Beispielsweise beinhalten das zu verwendende aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, Isooctan und Cyclohexan. Insbesondere n-Hexan ist bevorzugt. Die Gesamtmenge an aliphatischem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das zu der ersten Säule 10 zugeführt werden soll, wird normalerweise vorzugsweise auf 10 bis 120 ml eingestellt in einem Fall, bei dem die Größe der Extraktionssäule 1 eine bekannte Größe ist. Außerdem wird die Zuführungsgeschwindigkeit des aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels normalerweise vorzugsweise auf 0,2 bis 5,0 mL/min eingestellt.
In dem vorstehend beschriebenen Schritt wird die Temperatur der Adsorptionsmittelschicht 100 auf weniger als 35°C, vorzugsweise 30°C oder weniger und mehr bevorzugt 28°C oder weniger eingestellt. Somit wird in einem Fall, bei dem der vorstehend beschriebene Schritt unter Hochtemperaturumgebung durchgeführt wird und die Temperatur der Adsorptionsmittelschicht 100 35°C oder mehr beträgt, die Temperatur der Adsorptionsmittelschicht 100 auf weniger als 35°C mittels eines Kühlmittels oder einer Kühlvorrichtung geregelt. Wenn die Temperatur der Adsorptionsmittelschicht 100 35°C oder mehr beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Teil der organischen Halogenverbindung, insbesondere einer organischen Halogenverbindung (z.B. PCB mit niedrigem Chlorgehalt) mit einer geringen Chlorzahl, leicht abgebaut oder in der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 adsorbiert wird und die Extraktionsrate (Wiedergewinnungsrate) eines Teils der organischen Halogenverbindung herabgesetzt ist. Die untere Grenze der Temperatur der Adsorptionsmittelschicht 100 ist nicht spezifisch begrenzt, solange die Temperatur innerhalb eines solchen Temperaturbereichs liegt, dass das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel problemlos fließen kann, wird aber normalerweise vorzugsweise auf etwa 10°C oder mehr eingestellt.
Als nächstes werden die erste Säule 10 und die zweite Säule 20 voneinander getrennt und die zweite Säule 20 wird vertikal umgedreht. Dann wird, während die gesamte Fangschicht 200 der zweiten Säule 20 auf etwa 35 bis 90°C erhitzt wird, Inertgas wie Stickstoff oder Luft zu der zweiten Säule 20 durch die Öffnung, die sich zu der oberen Endseite bewegt hat, zugeführt. Dementsprechend wird das Lösungsmittel, wie z.B. das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das in der zweiten Säule 20 verblieben ist, zusammen mit z.B. dem Inertgas durch die Öffnung der zweiten Säule 20, die sich zur unteren Endseite bewegt hat, abgeleitet. Als ein Ergebnis wird das Lösungsmittel, z.B. das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, aus der Fangschicht 200 entfernt, und die Fangschicht 200 wird getrocknet.
Als nächstes wird das Extraktionslösungsmittel, das fähig ist, die organische Halogenverbindung zu lösen, durch die obere Endöffnung der zweiten Säule 20, die sich in dem vertikal umgekehrten Zustand befindet, zugeführt. Das zugeführte Extraktionslösungsmittel dringt allmählich in die Fangschicht 200 durch das Eigengewicht des Extraktionslösungsmittels ein. Das Extraktionslösungsmittel, das in die Fangschicht 200 eingedrungen ist, läuft durch die Fangschicht 200 und fließt aus der Öffnung der zweiten Säule 20, die sich zu der unteren Endseite bewegt hat, heraus. An diesem Punkt löst das Extraktionslösungsmittel die organische Halogenverbindung, die in der Fangschicht 200 gefangen ist, und fließt zusammen mit der organischen Halogenverbindung aus der Öffnung. Folglich wird, wenn das Extraktionslösungsmittel, das aus der Öffnung herausgeflossen ist, erhalten wird, eine Extraktionslösungsmittellösung, die die organische Halogenverbindung enthält, d.h. ein Extrakt, der die vorgesehene organische Halogenverbindung enthält, erhalten.
Die organische Halogenverbindung befindet sich in einem Zustand, in dem sie hauptsächlich in der Nähe eines unteren Abschnitts der Fangschicht 200 der vertikal umgedrehten zweiten Säule 20 gefangen ist. Daher wird die im Wesentlichen gesamte Menge der organischen Halogenverbindung, die in der Fangschicht 200 gefangen ist, hauptsächlich in einem Anteil des Extraktionslösungsmittels gelöst, der anfänglich aus der zweiten Säule 20 fließt. Somit kann lediglich durch hauptsächlich Erhalten des Anteils des Extraktionslösungsmittels, der anfänglich aus der zweiten Säule 20 geflossen ist, der Extrakt, der die vorgesehene organische Halogenverbindung enthält, erhalten werden. Daher kann die Extraktmenge eine kleine Menge sein, die leicht in einem später beschriebenen Analysevorgang verwendet wird. Außerdem wird der hier erhaltene, organische Halogenverbindung enthaltende Extrakt so erhalten, dass das Extraktionslösungsmittel zu der Fangschicht 200 zugeführt wird, nachdem das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus der Fangschicht 200 entfernt wurde. Daher kann der organische Halogenverbindung enthaltende Extrakt eine hohe Reinheit mit weniger aliphatischem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und darin gelöster Verunreinigung aufweisen.
Gemäß dem Extraktionsverfahren der vorliegenden Ausführungsform kann der vorstehend beschriebene Extrakt normalerweise innerhalb einer kurzen Zeitspanne von etwa 0,5 bis 1 Stunde nach Beginn des Prozesses erhalten werden.
Wenn die organische Halogenverbindung aus der Fangschicht 200 extrahiert wird, wird das Extraktionslösungsmittel vorzugsweise zugeführt, während die gesamte Fangschicht 200 erhitzt wird. Die Heiztemperatur der Fangschicht 200 wird normalerweise vorzugsweise auf mindestens 35°C und mehr bevorzugt auf 60°C oder mehr eingestellt. Die Obergrenze der Heiztemperatur ist nicht speziell begrenzt, liegt aber normalerweise bei etwa 90°C. Wenn die Fangschicht 200 bei der Extraktion erhitzt wird, lässt sich die Gesamtmenge an organischer Halogenverbindung, die in der Fangschicht 200 gefangen ist, leicht unter Verwendung einer geringeren Menge an Extraktionslösungsmittel extrahieren. Auch kann die Menge an organische Halogenverbindung enthaltendem Extrakt auf eine geringere Menge gesteuert werden, so dass der organische Halogenverbindung enthaltende Extrakt leicht in dem später beschriebenen Analysevorgang verwendet werden kann.
Das Extraktionslösungsmittel zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung aus der Fangschicht 200 kann gemäß einem Verfahren zum Analysieren der organischen Halogenverbindung ausgewählt werden. In einem Fall, bei dem ein Gaschromatographie-Verfahren als das Analyseverfahren verwendet wird, wird ein hydrophobes Lösungsmittel, das fähig ist, die organische Halogenverbindung zu lösen, als das Extraktionslösungsmittel verwendet. Das hydrophobe Lösungsmittel beinhaltet beispielsweise Toluol, ein Lösungsmittelgemisch von Toluol und einem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel (z.B. n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, Isooctan oder Cyclohexan) und ein Lösungsmittelgemisch von einem organischen Lösungsmittel auf Chlorbasis (z.B., Dichlormethan, Trichlormethan oder Tetrachlormethan) und einem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel (z.B. n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Oktan, Isooctan oder Cyclohexan). Von diesen Lösungsmitteln ist Toluol bevorzugt, da die organische Halogenverbindung aus der Fangschicht 200 mit einer geringen Menge an Lösungsmittel extrahiert werden kann.
In einem Fall, bei dem das hydrophobe Lösungsmittel als das Extraktionslösungsmittel verwendet wird, kann der Extrakt als eine Probe für eine Analyse durch das Gaschromatografie-Verfahren verwendet werden, entweder als solcher oder mittles Kondensation, falls erforderlich. Das Gaschromatographie-Verfahren kann unter Verwendung eines Gaschromatographen, einschließlich verschiedener Detektoren, erfolgen. Normalerweise ist jedoch ein Gaschromatograph/Massenspektrometrie-Verfahren (GC/MS-Verfahren, das auch ein GC/MS/MS-Verfahren beinhaltet) oder ein Gaschromatograph/Elektroneneinfang-Detektionsverfahren (GC/ECD-Verfahren) mit einer günstigen Empfindlichkeit für die organische Halogenverbindung bevorzugt. Insbesondere kann gemäß dem GC/MS-Verfahren die Menge an organischer Halogenverbindung, die in dem Extrakt enthalten ist, in Einheiten von Isomeren oder Homologen bestimmt werden, und es können weitere Erkenntnisse aus einem Analyseergebnis erhalten werden.
In einem Fall, bei dem ein Bioassay-Verfahren als das Analyseverfahren verwendet wird, wird ein hydrophiles Lösungsmittel, das fähig ist, die organische Halogenverbindung zu lösen, als das Extraktionslösungsmittel verwendet. Das hydrophile Lösungsmittel beinhaltet z.B. Dimethylsulfoxid (DMSO) und Methanol.
In einem Fall, bei dem das hydrophile Lösungsmittel als das Extraktionslösungsmittel verwendet wird, kann der Extrakt als solcher als eine Probe für eine Analyse durch ein Bioassay-Verfahren wie ein Immunassay-Verfahren oder ein ELISA-Verfahren verwendet werden.
Das vorstehend beschriebene Extraktionsverfahren verwendet das Fangmaterial enthaltende Zirconiumoxid in einer Pulverkomform mit einer ausgezeichneten Kapazität zum selektiven Fangen der organischen Halogenverbindung in der Fangschicht 200. Daher kann die organische Halogenverbindung aus der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung durch einen einfachen Vorgang extrahiert werden, während eine Nicht-Wiedergewinnung der organischen Halogenverbindung reduziert wird. Beispielsweise können in einem Fall, bei dem die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung PCB als die organische Halogenverbindung enthält, verschiedene Homologe der PCB mit einem breiten Chlorzahlbereich von 1 bis 10 mit einer hohen Wiedergewinnungsrate extrahiert werden. In einem Fall, bei dem die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung Dioxine (im Allgemeinen ein Sammelbegriff für polychlorierte Dibenzo-p-dioxine (PCDD), polychlorierte Dibenzofurane (PCDF) und dioxinähnliche polychlorierte Biphenyle (DL-PCB); von 209 Arten von polychlorierten Biphenylen (PCB) sind die DL-PCB PCB, die eine ähnliche Toxizität wie die PCDD und PCDF aufweisen und beinhalten Nicht-ortho-PCB und Mono-ortho-PCB) und polychlorierte Biphenyle (Nicht-DL-PCB), die nicht als Dioxine klassifiziert werden, enthält, können die PCDD, die PCDF und verschiedene Homologe der polychlorierten Biphenyle mit einem breiten Chlorzahlbereich von 1 bis 10 gemeinsam mit einer hohen Wiedergewinnungsrate extrahiert werden.
In einem Fall, bei dem der Extrakt, der verschiedene Dioxine und Nicht-DL-PCB enthält, unter Verwendung eines hochauflösenden Gaschromatograph/Massenspektrometers (High Resolution GC/MS) analysiert wird, beeinflussen die Mono-ortho-PCB ein quantitatives Analyseergebnis der PCDD und der PCDF. Auch die PCDD und die PCDF beeinflussen ein quantitatives Analyseergebnis der Mono-ortho-PCB. Folglich besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass dem Analyseergebnis die Zuverlässigkeit fehlt. Jedoch kann die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses unter Verwendung eines Gaschromatograph/Triple-Quadrupol-Massenspektrometers (GC-MS/MS) verbessert werden.
<Zweite Ausführungsform>
Eine weitere Ausführungsform einer Extraktionssäule, die zum Durchführen des Verfahrens zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Eine Extraktionssäule 2 der vorliegenden Ausfiihrungsform ist so konfiguriert, dass die Adsorptionsmittelschicht 100 der ersten Säule 10 der Extraktionssäule 1 der ersten Ausführungsform verändert wird und die Form der zweiten Säule 20 der Extraktionssäule 1 verändert wird.
Die Adsorptionsmittelschicht 100, die in der ersten Säule 10 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, dient zur Behandlung einer Verunreinigung, die in einer organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, wie in der ersten Ausführungsform. Eine Silbemitrat-Silicagel-Schicht 210 und eine Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 sind in dieser Reihenfolge von oben in der ersten Säule 10 gestapelt.
Die Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 ist eine Schicht aus Silbernitrat-Silicagel. Das hier verwendete Silbernitrat-Silicagel wird so hergestellt, dass, nachdem eine wässrige Silbernitratlösung gleichmäßig auf eine Oberfläche von Silicagel (normalerweise aktives Silicagel, dessen Aktivitätsgrad durch Erhitzen erhöht wurde) in einer Kornform mit einer Partikelgröße von etwa 40 bis 210 µm aufgetragen wurde, die Feuchtigkeit durch Erhitzen unter vermindertem Druck entfernt wird. Die Menge an auf dem Silicagel getragenem Silbernitrat wird normalerweise vorzugsweise auf 5 bis 20% der Masse des Silicagels eingestellt. In einem Fall, bei dem die Trägermenge weniger als 5% beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass eine Wirkung der Verunreinigungsbehandlung in der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 herabgesetzt ist. Umgekehrt wird in einem Fall, bei dem die Trägermenge 20% übersteigt, die organische Halogenverbindung aufgrund der großen Silberionenmenge in der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 leicht gefangen, was zu einer Wahrscheinlichkeit führt, dass ein Teil der organischen Halogenverbindung bei einer Extraktion der organischen Halogenverbindung weniger wahrscheinlich wiedergewonnen wird.
Der Feuchtigkeitsgehalt der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 wird im Allgemeinen vorzugsweise auf 2 bis 10% der Masse des Silicagels und mehr bevorzugt auf 3,5 bis 5% eingestellt. In einem Fall, bei dem der Feuchtigkeitsgehalt 2% oder weniger beträgt, wird die organische Halogenverbindung leicht gefangen, da die Silberionenaktivität in der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 erhöht ist, was dazu führt, dass eine Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Teil der organischen Halogenverbindung bei der Extraktion der organischen Halogenverbindung weniger wahrscheinlich wiedergewonnen wird. Umgekehrt besteht in einem Fall, bei dem der Feuchtigkeitsgehalt 10% übersteigt, eine Wahrscheinlichkeit, dass die Wirkung der Verunreinigungsbehandlung in der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 herabgesetzt ist.
Die Fülldichte des Silbernitrat-Silicagels in der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 ist nicht spezifisch begrenzt, wird aber normalerweise vorzugsweise auf 0,3 bis 0,8 g/cm³ und mehr bevorzugt auf 0,4 bis 0,7 g/cm³ eingestellt. In einem Fall, bei dem die Dichte weniger als 0,3 g/cm³ beträgt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass die Effizienz einer Verunreinigungsbehandlung herabgesetzt ist. Umgekehrt ist es in einem Fall, bei dem die Dichte 0,8 g/cm³ übersteigt, weniger wahrscheinlich, dass ein aliphatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel durch die Adsorptionsmittelschicht 100 läuft.
Die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 ist ähnlich zu der Schwefel-Silicagel-Schicht 120, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Die zweite Säule 20, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, ist ein zylindrisches Element, das an beiden Enden offen ist, und ist aus einem Material hergestellt, das ähnlich zu demjenigen ist, das in der ersten Ausführungsform verwendet wird. An der oberen Endseite der zweiten Säule 20, wie in der Figur zu sehen, ist der Befestigungsabschnitt 21 ausgebildet, in den der untere Endabschnitt der ersten Säule 10, wie in der Figur zu sehen, eingebracht werden kann. Der Gewindeabschnitt (nicht gezeigt) ist an der inneren Umfangsfläche des Befestigungsabschnitts 21 ausgebildet. Die zweite Säule 20 weist ferner einen verzweigten Pfad 22 auf, der sich an einem Spitzenende unterhalb des Befestigungsabschnitts 21 öffnet.
Die zweite Säule 20 ist unterhalb des verzweigten Pfads 22 mit der Fangschicht 200 gefüllt. Die Fangschicht 200 ist ähnlich zu derjenigen, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird. Der Innendurchmesser der zweiten Säule 20 und die Länge des Abschnitts der zweiten Säule 20, der mit der Fangschicht 200 gefüllt werden kann, sind ähnlich zu der zweiten Säule 20 der ersten Ausfiihrungsform eingestellt.
In einem Fall, bei dem die organische Halogenverbindung aus der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung mittels der Extraktionssäule 2 der vorliegenden Ausführungsform extrahiert wird, wird die Extraktionssäule 2 in einem stehenden Zustand installiert, wie in 2 gezeigt, und die Öffnung an dem Spitzenende des verzweigten Pfades 22 wird geschlossen. Dann wird die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung auf die Adsorptionsmittelschicht 100 in der ersten Säule 10 durch die obere Endöffnung gegeben. An diesem Punkt wird vorzugsweise ein Teil der Adsorptionsmittelschicht 100, d.h. die gesamte Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 und ein oberer Abschnitt der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220, erhitzt.
Die zugegebene, organische Halogenverbindung enthaltende Lösung dringt in einen oberen Abschnitt der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 ein und wird zusammen mit dem vorstehend beschriebenen Teil der Adsorptionsmittelschicht 100 erhitzt. Die Heiztemperatur der Adsorptionsmittelschicht 100 wird auf 35°C oder mehr, vorzugsweise 50°C oder mehr und mehr bevorzugt 60°C oder mehr eingestellt. Durch ein solches Erhitzen reagiert ein Teil der Verunreinigung, die nicht die organische Halogenverbindung in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung ist, mit der Adsorptionsmittelschicht 100 und wird abgebaut. In einem Fall, bei dem die Heiztemperatur weniger als 35°C liegt, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Reaktion zwischen der Verunreinigung und der Adsorptionsmittelschicht 100 fortschreitet, was zu einer Wahrscheinlichkeit führt, dass ein Teil der Verunreinigung leicht in einem organische Halogenverbindung enthaltenden Extrakt verbleibt. Die Obergrenze der Heiztemperatur ist nicht spezifisch begrenzt, liegt aber unter Berücksichtigung der Sicherheit normalerweise vorzugsweise bei der Siedetemperatur der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung oder darunter.
Als nächstes wird für eine vorbestimmte Zeit nach Beginn des Erhitzens, wie nach einer Zeitspanne von 10 bis 60 Minuten, das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform ist, zu der Adsorptionsmittelschicht 100 in der ersten Säule 10 durch die Öffnung an dem oberen Ende zugeführt und läuft durch die Adsorptionsmittelschicht 100. An diesem Punkt kann ein Erhitzen der Adsorptionsmittelschicht 100 fortgesetzt oder gestoppt werden. Das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das zu der Adsorptionsmittelschicht 100 zugeführt wurde, löst die organische Halogenverbindung, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, die in die Adsorptionsmittelschicht 100 eingedrungen ist, ein Abbauprodukt der Verunreinigung und die nicht-abgebaute verbleibende Verunreinigung, und läuft durch die Adsorptionsmittelschicht 100. An diesem Punkt adsorbiert ein Teil des Abbauprodukts und der Verunreinigung an der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 und der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220. Außerdem wird das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das durch die Adsorptionsmittelschicht 100 gelaufen ist, auf natürliche Weise abgekühlt, während es durch einen unbeheizten Abschnitt, d.h. einen unteren Abschnitt der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220, läuft.
Das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das durch die Adsorptionsmittelschicht 100 gelaufen ist, fließt von der ersten Säule 10 in die zweite Säule 20 und läuft durch die Fangschicht 200. Dann fließt das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus der unteren Endöffnung der zweiten Säule 20 und wird abgeleitet. An diesem Punkt wird die organische Halogenverbindung, die in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus der Adsorptionsmittelschicht 100 enthalten ist, in der Fangschicht 200 gefangen und von dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel getrennt.
Nachdem das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Fangschicht 200 gelaufen ist, wird die obere Endöffnung der ersten Säule 10 luftdicht verschlossen und der Endabschnitt des verzweigten Pfades 22 wird geöffnet. Dann wird nach z.B. Zuführen von Inertgas, wie bei der ersten Ausführungsform, zu der zweiten Säule 20 durch die untere Endöffnung, um das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus dem verzweigten Pfad 22 abzuleiten, und entsprechendem Trocknen der Fangschicht 200 ein Lösungsmittel zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung zu der zweiten Säule 20 durch die untere Endöffnung zugeführt und es läuft durch die Fangschicht 200. Das hier verwendete Extraktionslösungsmittel ist ähnlich zu demjenigen in der ersten Ausführungsform. Das Extraktionslösungsmittel, das zu der Fangschicht 200 zugeführt wurde, fließt zu dem verzweigten Pfad 22, während es die organische Halogenverbindung, die in der Fangschicht 200 gefangen ist, extrahiert, und wird aus dem verzweigten Pfad 22 abgeleitet. Wenn das Extraktionslösungsmittel, das aus dem verzweigten Pfad 22 abgeleitet ist, wie vorstehend beschrieben, d.h. das Extraktionslösungsmittel, das durch die Fangschicht 200 gelaufen ist, erhalten wird, wird der organische Halogenverbindung enthaltende Extrakt erhalten.
<Dritte Ausführungsform>
Eine noch weitere Ausführungsform einer Extraktionssäule, die zum Durchführen des Verfahrens zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Eine Extraktionssäule 3 der vorliegenden Ausführungsform ist so konfiguriert, dass die zweite Säule 20 der Extraktionssäule 2 der zweiten Ausführungsform geändert wird. Die Extraktionssäule 3 ist geeignet für eine Verwendung, wenn eine organische Halogenverbindung enthaltende Lösung viele Arten von organischen Halogenverbindungen enthält und diese organischen Halogenverbindungen extrahiert werden, während sie getrennt werden. Es gibt zum Beispiel einen Fall, bei dem die organischen Halogenverbindungen, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten sind, Dioxine und Nicht-DL-PCB sind. In diesem Fall, bei dem diese organischen Halogenverbindungen gemeinsam unter Verwendung der Extraktionssäule 1 der ersten Ausführungsform oder der Extraktionssäule 2 der zweiten Ausführungsform extrahiert werden und ein Extrakt, der diese Komponenten enthält, unter Verwendung eines hochauflösenden GC/MS analysiert wird, beeinflussen Mono-ortho-PCB ein quantitatives Analyseergebnis der PCDD und PCDF, und die PCDD und PCDF beeinflussen ein quantitatives Analyseergebnis der Mono-ortho-PCB, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Aus diesem Grund ist es in einem Fall, bei dem die organischen Halogenverbindungen aus der Lösung, die die Dioxine und die Nicht-DL-PCBs enthält, extrahiert werden und der Extrakt, der diese Komponenten enthält, unter Verwendung des hochauflösenden GC/MS analysiert wird, vorteilhaft bei einer Verbesserung der Analysegenauigkeit, separat einen Extrakt, der die Mono-ortho-PCB enthält, und einen Extrakt, der die PCDD und die PCDF enthält, zu erhalten.
Die zweite Säule 20, die in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist im Wesentlichen ein zylindrisches Element, das an beiden Enden offen ist, ist aus einem Material hergestellt, das ähnlich zu demjenigen ist, das in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, und ist länger als die zweite Säule 20 der zweiten Ausführungsform eingestellt. An der oberen Endseite der zweiten Säule 20, wie in der Figur zu sehen, ist der Befestigungsabschnitt 21 ausgebildet, in den der untere Endabschnitt der ersten Säule 10, wie in der Figur zu sehen, eingebracht werden kann. Der Gewindeabschnitt (nicht gezeigt) ist an der inneren Umfangsfläche des Befestigungsabschnitts 21 ausgebildet. Die zweite Säule 20 hat zwei verzweigte Pfade, die sich an den Spitzenenden unterhalb des Befestigungsabschnitts 21 öffnen, d.h. einen ersten verzweigten Pfad 23 und einen zweiten verzweigten Pfad 24, die voneinander beabstandet sind.
Die zweite Säule 20 ist mit der Fangschicht 200 unterhalb des zweiten Verzweigungspfads 24 gefüllt, und ein Abschnitt zwischen dem ersten Verzweigungspfad 23 und dem zweiten Verzweigungspfad 24 ist mit einer vorausgehenden Fangschicht 250 gefüllt. Die Fangschicht 200 ist eine Schicht, die ähnlich zu der Fangschicht 200 der zweiten Ausführungsform ist. Die vorausgehende Fangschicht 250 ist aus einem Material auf Kohlenstoffbasis oder aus aktivem Magnesiumsilicat hergestellt. Das zu verwendende Material auf Kohlenstoffbasis kann beispielsweise Aktivkohle oder Graphit in einer Kornform und kohlenstoffhaltiges Silicagel, wie aktivkohlehaltiges Silicagel oder graphithaltiges Silicagel, wie in der WO 2014/192055 A beschrieben, beinhalten. Die Aktivität von aktivem Magnesiumsilicat wird so erhöht, dass Feuchtigkeit durch Erhitzen von Magnesiumsilicat entfernt wird, und ein solches aktives Magnesiumsilikat wird in der JP-A-2020-115111 beschrieben. Das zu verwendende Material auf Kohlenstoffbasis kann auch ein Gemisch von aktivem Magnesiumsilicat und Graphit beinhalten, wie in der JP-A-2020-115111 beschrieben.
Die zweite Säule 20 ist vorzugsweise so eingestellt, dass der Innendurchmesser davon 3 bis 10 mm beträgt und die Länge des Abschnitts der zweiten Säule 20, der mit der Fangschicht 200 gefüllt werden kann, etwa 20 bis 50 mm beträgt. Die Länge eines Abschnitts der zweiten Säule 20, der mit der vorausgehenden Fangschicht 250 gefüllt werden kann, ist vorzugsweise auf etwa 20 bis 50 mm eingestellt.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindungen aus der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung mittels der Extraktionssäule 3 beschrieben. Bei diesem Extraktionsverfahren wird nach Zugabe der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung zu der Adsorptionsmittelschicht 100 und Erhitzen in einer ähnlichen Weise wie bei dem Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung mittels der Extraktionssäule 2 der zweiten Ausführungsform ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zu der Adsorptionsmittelschicht 100 zugeführt und es läuft durch die Adsorptionsmittelschicht 100. Dann läuft das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, das von der ersten Säule 10 zu der zweiten Säule 20 nach Durchlaufen der Adsorptionsmittelschicht 100 geflossen ist, durch die vorausgehende Fangschicht 250 und die Fangschicht 200 in dieser Reihenfolge und fließt aus der zweiten Säule 20 durch die untere Endöffnung und wird abgeleitet. An diesem Punkt wird eine Verunreinigung, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, hauptsächlich in der Adsorptionsmittelschicht 100 behandelt, wie in dem Fall der zweiten Ausführungsform. Ein Teil der Verunreinigung, die in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel verblieben ist, das durch die Adsorptionsmittelschicht 100 gelaufen ist, läuft durch die vorausgehende Fangschicht 250 und die Fangschicht 200 zusammen mit dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und wird abgeleitet. Die verbleibende Verunreinigung wird in der vorausgehende Fangschicht 250 und der Fangschicht 200 gefangen. In der Zwischenzeit werden die organischen Halogenverbindungen, die in dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus der Adsorptionsmittelschicht 100 enthalten sind, in der vorausgehenden Fangschicht 250 und der Fangschicht 200 gefangen und von dem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel getrennt. Man beachte, dass das hier verwendete aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel ähnlich zu dem in der ersten Ausführungsform ist.
In einem Fall, bei dem die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung die Lösung ist, die die Dioxine und die Nicht-DL-PCBs enthält, werden die Nicht-ortho-PCB, PCDD und PCDF der Dioxine in der vorausgehenden Fangschicht 250 gefangen und die Mono-ortho-PCB und Nicht-DL-PCB der Dioxine werden in der Fangschicht 200 gefangen. Das heißt, die Dioxine und Nicht-DL-PCB, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten sind, werden in der zweiten Säule 20 in eine Dioxingruppe, einschließlich der Nicht-ortho-PCB, PCDD und PCDF, die in der vorausgehenden Fangschicht 250 gefangen sind, und eine PCB-Gruppe, einschließlich der Mono-ortho-PCB und Nicht-DL-PCB, die in der Fangschicht 200 gefangen sind, fraktioniert.
Nachdem das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Fangschicht 200 gelaufen ist, werden die obere Endöffnung der ersten Säule 10 und die Öffnung des zweiten verzweigten Pfads 24 luftdicht verschlossen. Dann wird z.B. Inertgas, wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, zu der zweiten Säule 20 durch die untere Endöffnung zugeführt, um das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aus dem ersten verzweigten Pfad 23 abzuleiten, und die Fangschicht 200 und die vorausgehende Fangschicht 250 werden entsprechend getrocknet. Danach werden die obere Endöffnung der ersten Säule 10 und die Öffnung des ersten verzweigten Pfades 23 luftdicht verschlossen und die Öffnung des zweiten verzweigten Pfades 24 wird geöffnet. Ein Lösungsmittel zum Extrahieren der organischen Halogenverbindungen wird zu der zweiten Säule 20 durch die untere Endöffnung zugeführt und läuft durch die Fangschicht 200. Das hier verwendete Extraktionslösungsmittel ist ähnlich zu demjenigen in der ersten Ausführungsform.
Das Extraktionslösungsmittel, das zu der Fangschicht 200 zugeführt wurde, fließt zu dem zweiten verzweigten Pfad 24, während es die organischen Halogenverbindungen, die in der Fangschicht 200 gefangen sind, extrahiert, und wird aus dem zweiten verzweigten Pfad 24 abgeleitet. Wenn das Extraktionslösungsmittel, das aus dem zweiten verzweigten Pfad 24 abgeleitet wurde, wie vorstehend beschrieben, erhalten wird, wird ein Extrakt, der organischen Halogenverbindungen enthält, die in der Fangschicht 200 gefangen waren, d.h. ein PCB-gruppenhaltiger Extrakt, erhalten. Die Fangschicht 200 kann verschiedene Homologe von polychlorierten Biphenylen mit einer Chlorzahl von 1 bis 10 fangen. Daher kann die Nicht-Wiedergewinnung jedes Homolog von polychlorierten Biphenylen für den PCB-gruppenhaltigen Extrakt, der in diesem Schritt erhalten wird, verringert werden.
Als nächstes werden die obere Endöffnung der ersten Säule 10 und die Öffnung des zweiten verzweigten Pfades 24 luftdicht verschlossen und die Öffnung des ersten verzweigten Pfades 23 wird geöffnet. Ein Lösungsmittel zum Extrahieren der organischen Halogenverbindungen wird zu der zweiten Säule 20 durch die untere Endöffnung zugeführt und es läuft durch die Fangschicht 200 und die vorausgehende Fangschicht 250 in dieser Reihenfolge. Das hier verwendete Extraktionslösungsmittel kann aus denjenigen ausgewählt werden, die ähnlich zu den in der ersten Ausführungsform beschriebenen Lösungsmitteln sind, und kann dasselbe oder ein anderes sein als dasjenige, das für die Extraktion aus der Fangschicht 200 verwendet wurde.
Das Extraktionslösungsmittel, das zu der vorausgehenden Fangschicht 250 über die Fangschicht 200 zugeführt wurde, fließt zu dem ersten verzweigten Pfad 23, während es die organischen Halogenverbindungen, die in der vorausgehenden Fangschicht 250 gefangen waren, extrahiert, und wird aus dem ersten verzweigten Pfad 23 abgeleitet. Wenn das Extraktionslösungsmittel, das aus dem ersten verzweigten Pfad 23 abgeleitet wurde, wie vorstehend beschrieben, erhalten wird, wird ein Extrakt, der die organischen Halogenverbindungen, die in der vorausgehenden Fangschicht 250 gefangen waren, enthält, d.h. ein Extrakt, der die vorstehend beschriebene Dioxingruppe enthält, erhalten.
In dieser Ausführungsform können der Extrakt, der die vorstehend beschriebene Dioxingruppe enthält, und der Extrakt, der die PCB-Gruppe enthält, separat erhalten werden. Daher wird jeder Extrakt mit Hilfe des hochauflösenden GC/MS analysiert, so dass jede Komponente, die in der vorstehend genannten Dioxingruppe enthalten ist, und jede Komponente, die in der PCB-Gruppe enthalten ist, mit hoher Genauigkeit analysiert werden kann.
<Vierte Ausführungsform>
Die zweite Säule 20, die in der Extraktionssäule 1 der ersten Ausführungsform verwendet wird, verwendet das Fangmaterial enthaltende Zirconiumoxid in einer Pulverkornform mit einer ausgezeichneten Kapazität zum selektiven Fangen der organischen Halogenverbindung. Daher kann die zweite Säule 20 selbst, getrennt von der ersten Säule 10, zum Aufreinigen der organischen Halogenverbindung, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, oder zum Überführen der organischen Halogenverbindung in andere Lösungsmittel verwendet werden. In diesem Fall wird die die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung zu der Fangschicht 200 der zweiten Säule 20 gegeben. Die organische Halogenverbindung, die in der zugegebenen organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, wird in der Fangschicht 200 gefangen, während das Lösungsmittel dieser Lösung durch die Fangschicht 200 läuft. Wenn die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung die Verunreinigung, insbesondere eine Verunreinigung auf der Basis einer Kohlenwasserstoffverbindung, zusammen mit der organischen Halogenverbindung enthält, wird eine solche Verunreinigung nicht in der Fangschicht 200 gefangen, läuft durch die Fangschicht 200 zusammen mit dem Lösungsmittel und wird von der organischen Halogenverbindung getrennt. Die Fangschicht 200 kann nach Zugabe der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung bei Bedarf durch Zuführen von Inertgas, z.B. Stickstoff, oder durch Erhitzen getrocknet werden. Anschließend wird, nachdem das Extraktionslösungsmittel zu der Fangschicht 200 zugeführt wurde und es durch sie gelaufen ist, die organische Halogenverbindung, die in der Fangschicht 200 gefangen ist, durch das Extraktionslösungsmittel extrahiert. Wenn das Extraktionslösungsmittel, das durch die Fangschicht 200 gelaufen ist, erhalten wird, dann wird die Extraktionslösungsmittellösung, die die extrahierte organische Halogenverbindung enthält, erhalten. Wenn die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung, die zu der Fangschicht 200 zugegeben wurde, die Verunreinigung enthält, ist die erhaltene Extraktionslösungsmittel-Lösung eine aufgereinigte Lösung, aus der die Verunreinigung entfernt wurde. Wird als das Extraktionslösungsmittel ein anderes als das Lösungsmittel der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung verwendet, so ist die erhaltene Extraktionslösungsmittellösung eine, die erhalten wird, nachdem die organische Halogenverbindung in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung in das Extraktionslösungsmittel überführt wurde.
Wenn das Extraktionslösungsmittel zugeführt wird, kann das Extraktionslösungsmittel mit der zweiten Säule 20, die vertikal umgedreht positioniert ist, zugeführt werden, wie bei der ersten Ausführungsform, oder es kann durch die Öffnung, durch die die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung zugegeben wurde, zugeführt werden, ohne dass die zweite Säule 20 vertikal umgedreht wird. Es ist zu beachten, dass für den Zweck eines Aufreinigens der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung das gleiche Extraktionslösungsmittel wie das Lösungsmittel der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung verwendet werden kann.
Die organische Halogenverbindung enthaltende Lösung, die für eine Aufreinigung oder eine Überführung vorgesehen ist, ist normalerweise eine organische Lösungsmittellösung, die verschiedene organische Lösungsmittel verwendet, aber sie kann auch eine wässrige Lösung sein, solange die Fangschicht 200, zu der eine solche Lösung zugegeben wurde, getrocknet ist.
Die zweite Säule 20, die zu dem Zweck einer Aufreinigung oder einer Überführung verwendet wird, kann eine einfache Form ohne den Befestigungsabschnitt 21 aufweisen, wie in 4 gezeigt.
<Modifikationen>
In jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen kann die Adsorptionsmittelschicht 100 der ersten Säule 10 zu dem Zweck der Behandlung der Verunreinigung, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, gegen verschiedene andere Formen geändert werden. Beispielsweise kann die in der zweiten oder dritten Ausführungsform verwendete Adsorptionsmittelschicht 100 in der ersten Ausführungsform verwendet werden, oder die in der ersten Ausführungsform verwendete Adsorptionsmittelschicht 100 kann in der zweiten oder dritten Ausführungsform verwendet werden. Alternativ kann die Adsorptionsmittelschicht 100 der ersten Ausführungsform ohne die Halteschicht 110 ausgebildet werden, oder die Adsorptionsmittelschicht 100 der zweiten oder dritten Ausführungsform kann ohne die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 ausgebildet werden. Als eine weitere Alternative kann die Adsorptionsmittelschicht 100 der zweiten oder dritten Ausführungsform so konfiguriert sein, dass die Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 durch eine Schicht ersetzt wird, die unter Verwendung von gemischtem Nitrat-Silicagel, beschrieben in der JP-A-2015-21868 , ausgebildet wird.
Die Adsorptionsmittelschicht 100 der zweiten oder dritten Ausführungsform kann auch so konfiguriert sein, dass die Reihenfolge der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 und der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 vertauscht ist. In diesem Fall wird die Verunreinigung, die in der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung enthalten ist, hauptsächlich in der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 abgebaut, und ein Teil des Abbauprodukts und der Verunreinigung wird hauptsächlich in der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 gefangen. Bei dieser Modifikation kann eine Trägerschicht mit fixiertem Permanganat zwischen der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 und der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 angeordnet werden. Mit dieser Trägerschicht kann SOx-Gas, das bei dem Abbau der Verunreinigung in der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 entsteht, in der Trägerschicht verbraucht werden. Daher kann die Sicherheit bei einer Durchführung des Extrahierens der organischen Halogenverbindung aus der organische Halogenverbindung enthaltenden Lösung verbessert werden.
Die hier verwendete Trägerschicht ist eine Schicht, die so geformt ist, dass Permanganat auf einem Träger in einer Kornform fixiert ist, wie Aluminiumoxid, Silicagel (normalerweise aktives Silicagel, dessen Aktivitätsgrad durch Erhitzen erhöht wurde), kristallines Aluminosilicat, einschließlich Zeolith, oder ein jegliches Gemisch davon. Permanganat ist nicht spezifisch begrenzt, solange Permanganat als ein Oxidationsmittel verwendet wird, und kann beispielsweise Kaliumpermanganat, Natriumpermanganat, Silberpermanganat, Magnesiumpermanganat, Calciumpermanganat, Bariumpermanganat und Ammoniumpermanganat beinhalten. Eine einzelne Permanganatart kann allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Permanganatarten in Kombination verwendet werden.
Die Trägerschicht kann so hergestellt werden, dass eine wässrige Permanganat-Lösung gleichmäßig auf eine Oberfläche eines Trägers in einer Kornform aufgetragen wird und die Feuchtigkeit durch Erhitzen unter vermindertem Druck entfernt wird, so dass ein bestimmter Feuchtigkeitsgrad erhalten bleibt.
In dem Falle eines Verwendens der Trägerschicht mit fixiertem Permanganat kann die Trägerschicht auf der Unterseite der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 angeordnet sein. In diesem Fall reagiert ein Teil des in der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 erzeugten SOx-Gases mit dem Silbernitrat der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210, und entsprechend wird NOx-Gas erzeugt. Das in der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 erzeugte SOx-Gas und das in der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 erzeugte NOx-Gas werden in der Trägerschicht mit fixiertem Permanganat verbraucht.
Jede Figur als eine Referenz in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zeigt den Umriss jeder Komponente und gibt nicht genau die Struktur, Form, Größe, das Verhältnis oder dergleichen jeder Komponente wieder.
Beispiele
Hierin nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Beispiele beschränkt. Ein in den folgenden Beispielen verwendeter Füllstoff ist wie folgt.
[Füllstoff]
Schwefelsäure-Silicagel:
Es wurde Schwefelsäure-Silicagel verwendet, das so hergestellt wurde, dass konzentrierte Schwefelsäure (Produktname „Sulfuric Acid“ 190-04675, hergestellt von FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation, für die Präzisionsanalyse) gleichmäßig zu aktivem Silicagel (hergestellt von KANTO CHEMICAL CO., INC.) hinzugefügt wird und das Ergebnis getrocknet wird. Die Menge an konzentrierter Schwefelsäure, die zu dem aktiven Silicagel gegeben wurde, wurde so festgelegt, dass die Menge an Schwefelsäure in Bezug auf das aktive Silicagel 44% der Masse beträgt.
Silbernitrat-Silicagel:
Eine wässrige Lösung, in der Silbernitrat (Produktname „Silver Nitrate“ 198-00835, hergestellt von FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation, eine spezielle Reagenziengüte) in destilliertem Wasser gelöst ist, wurde zu aktivem Silicagel (hergestellt von KANTO CHEMICAL CO., INC.) gegeben und damit gleichmäßig gemischt. Silbernitrat-Silicagel wurde verwendet, das so hergestellt wurde, dass das entstandene Gemisch auf 70°C unter vermindertem Druck mittels eines Rotationsverdampfers erhitzt und getrocknet wird. Es wurde eine wässrige Silbernitratlösung verwendet, deren Silbernitratmenge, bezogen auf die Masse des aktiven Silicagels, auf 10% eingestellt wurde, und die Silbernitratmenge in dem Silbernitrat-Silicagel wurde auf 10% der Masse des aktiven Silicagels eingestellt.
Zirconiumoxid:
Zirconiumoxidpulver (das so gewonnen wurde, dass ein von Alfa Aesar hergestelltes Produkt mit der Bezeichnung „Zirconium Oxide, catalyst support“ auf eine Partikelgröße von 250 µm oder weniger gemahlen und gesiebt wurde) wurde in einen Rohrbrennofen gegeben und 2,5 Stunden unter einem Stickstoffstrom gebrannt, während die Temperatur des Rohrofens auf 1 000°C oder weniger geregelt wurde. Danach wurde das Heizen des Rohrbrennofens gestoppt und der Rohrbrennofen auf Raumtemperatur abgekühlt. Auf diese Weise wurde aktiviertes Zirconiumoxid in einer Pulverform erhalten.
[Beispiel 1]
Die Extraktionssäule 1 gemäß der ersten Ausführungsform wurde hergestellt. Dabei wurde die erste Säule 10 mit einem Innendurchmesser von 13 mm und einer Länge von 70 mm mit Schwefelsäure-Silicagel von 3,3 g bis zu einer Höhe von 35 mm gefüllt. Auf diese Weise wurde die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 gebildet. Auf eine solche Schicht wurde Silicagel (Produktname „Silica Gel 60, spherical“, hergestellt von KANTO CHEMICAL CO., INC.) von 0,5 g in einer Höhe von 10 mm aufgebracht. Auf diese Weise wurde die Halteschicht 110 gebildet. Als ein Ergebnis wurde die Adsorptionsmittelschicht 100 gebildet, die so konfiguriert ist, dass die Halteschicht 110 auf der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 120 gestapelt ist. Außerdem wurde die zweite Säule 20 mit einem Innendurchmesser von 4,6 mm und einer Länge von 100 mm mit Zirconiumoxid von etwa 0,6 g bis zu einer Höhe von 35 mm gefüllt. Auf diese Weise wurde die Fangschicht 200 gebildet. Dann wurde die zweite Säule 20 an das untere Ende der ersten Säule 10 gekoppelt, die mit der Halteschicht 110 der Adsorptionsmittelschicht 100 auf der oberen Schichtseite steht, und auf diese Weise wurde die Extraktionssäule 1 hergestellt.
Eine Lösung von 50 µL, die so hergestellt wurde, dass eine PCB-Standardsubstanzlösung (Produktname „BP-MS“, hergestellt von Wellington Laboratories Inc.) mit Isooctan auf eine Konzentration von 100 ng/mL verdünnt wird, und 100 µL Hexan wurden gemischt, und auf diese Weise wurde eine Probe A hergestellt.
Die Gesamtmenge der Probe A wurde auf die Adsorptionsmittelschicht 100 der Extraktionssäule 1 gegeben und 0,7 mL n-Hexan wurden weiter hinzugegeben. Danach wurden 20 ml n-Hexan in die erste Säule 10 von dem oberen Ende mit einer Geschwindigkeit von 2 ml/min zugeführt, es lief durch die Adsorptionsmittelschicht 100 und die Fangschicht 200 in dieser Reihenfolge und floss aus der zweiten Säule 20 durch das untere Ende. Währenddessen wurde die Temperatur der Adsorptionsmittelschicht 100 der ersten Säule 10 auf Raumtemperatur (25°C) gehalten. Nach Beendigung der Zufuhr von n-Hexan wurden die erste Säule 10 und die zweite Säule 20 voneinander getrennt, und zu der vertikal umgedrehten zweiten Säule 20 wurde Luft in einer Richtung zugeführt, die der Laufrichtung von n-Hexan entgegengesetzt war. Auf diese Weise wurde das in der zweiten Säule 20 verbliebene n-Hexan entfernt. An diesem Punkt wurde die zweite Säule 20 erhitzt, und ihre Temperatur wurde auf 85°C gehalten.
Als nächstes wurden 1,2 ml Toluol zu der zweiten Säule 20 zugeführt, die im vertikal umgekehrten Zustand entgegen der Laufrichtung des n-Hexans gehalten wurde, und die in der Fangschicht 200 gefangenen PCB wurden extrahiert. An diesem Punkt wurde die zweite Säule 20 erhitzt, und die Temperatur der Fangschicht 200 wurde auf 85°C gehalten. Eine Toluollösung von etwa 1 ml aus der zweiten Säule 20 wurde als ein PCB enthaltender Extrakt gesammelt. Eine Zeitspanne von etwa 0,7 Stunden wurde benötigt, bis dieser Extrakt nach Zugabe der Probe A und n-Hexan erhalten wurde.
Für den erhaltenen Extrakt wurde die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PCB berechnet. Dazu wurde eine Analyseprobe so hergestellt, dass eine Lösung von 100 µl, die durch Verdünnen einer PCB-internen Standardsubstanzlösung (Produktname „MBP-MXP“, hergestellt von Wellington Laboratories Inc.) für die Berechnung der Wiedergewinnungsrate mit Isooctan auf eine Konzentration von 20 ng/ml erhalten wurde, zu einem auf 350 µl kondensierten Extrakt gegeben wurde. Diese Analyseprobe wurde mit einem HRGC/LRMS-Verfahren unter Bezugnahme auf ein Verfahren, das im „Provisional Surveillance Manual for Endocrine Disruptors“ (Vorläufiges Überwachungshandbuch für endokrine Disruptoren), bereitgestellt von der Umweltbehörde im Oktober 1998, beschrieben ist, analysiert, und auf diese Weise wurde die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PCB berechnet. Die Ergebnisse sind in 5 dargestellt. In 5 zeigt die horizontale Achse die Chlornummern der PCB von 1Cl bis 10Cl, und eine Angabe wie #1 ist eine IUPAC-Nummer, die jedem Homolog der PCB zugeordnet ist.
Gemäß 5 ist die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PCB mit einer Chlorzahl von 1 bis 10 hoch, und eine Nicht-Wiedergewinnung der PCB-Homologe in dem Verlauf der Extraktion wird weniger wahrscheinlich bewirkt.
[Beispiel 2]
Die Extraktionssäule 2 gemäß der zweiten Ausführungsform wurde hergestellt. Dabei wurde die erste Säule 10 mit einem Innendurchmesser von 12,5 mm und einer Länge von 200 mm mit Schwefelsäure-Silicagel von 8,5 g bis zu einer Höhe von 80 mm gefüllt. Auf diese Weise wurde die Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 gebildet. Auf einer solchen Schicht wurde Silbernitrat-Silicagel von 4,4 g in einer Höhe von 60 mm aufgebracht. Auf diese Weise wurde die Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 gebildet. Auf diese Weise wurde die Adsorptionsmittelschicht 100 gebildet, die so konfiguriert ist, dass die Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 auf der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 gestapelt ist. Außerdem wurde die zweite Säule 20 mit einem Innendurchmesser von 6 mm und einer Länge von 50 mm mit 0,75 g Zirconiumoxid bis zu einer Höhe von 28 mm gefüllt. Auf diese Weise wurde die Fangschicht 200 gebildet. Die zweite Säule 20 wurde an das untere Ende der ersten Säule 10 gekoppelt, die mit der Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 der Adsorptionsmittelschicht 100 auf der oberen Schichtseite steht, und auf diese Weise wurde die Extraktionssäule 2 hergestellt.
Eine Lösung von 10 µL, die so hergestellt wurde, dass eine PCB-Standardsubstanzlösung (Produktname „BP-MS“, hergestellt von Wellington Laboratories Inc.) mit Decan auf eine Konzentration von 20 ng/mL verdünnt wird, und eine n-Hexanlösung, die Toluol bei 0,2% enthielt, wurden gemischt, und auf diese Weise wurde eine Probe B von 1 mL hergestellt.
Die Adsorptionsmittelschicht 100 der Extraktionssäule 2 wurde mit 1 mL n-Hexan versetzt und befeuchtet, und danach wurde die Gesamtmenge der Probe B zu der Adsorptionsmittelschicht 100 gegeben. Als nächstes wurde zu der Adsorptionsmittelschicht 100 dreimal n-Hexan von 1 mL gegeben, und danach wurden die gesamte Silbernitrat-Silicagel-Schicht 210 der Adsorptionsmittelschicht 100 und die obere Hälfte der Schwefelsäure-Silicagel-Schicht 220 auf 60°C erhitzt. Dann wurden 85 ml n-Hexan zu der Adsorptionsmittelschicht 100 allmählich zugeführt und es läuft durch die Adsorptionsmittelschicht 100 und die Fangschicht 200 in dieser Reihenfolge. Nachdem n-Hexan durch die Fangschicht 200 gelaufen ist, wurde Druckluft von der unteren Endöffnung der zweiten Säule 20 zu dem verzweigten Pfad 22 geleitet, und die Fangschicht 200 wurde entsprechend getrocknet. Dann wurde die Fangschicht 200 auf 90°C erhitzt, und danach wurde die obere Öffnung der ersten Säule 10 luftdicht verschlossen und 2,5 mL Toluol wurden zu der Fangschicht 200 durch die untere Öffnung der zweiten Säule 20 zugeführt. Die Gesamtmenge an Toluol, die durch die Fangschicht 200 gelaufen ist, wurde als ein Extrakt über den verzweigten Pfad 22 gesammelt. Eine Zeitspanne, die benötigt wurde, bis der Extrakt nach Zugabe der Probe B erhalten wurde, betrug etwa 1,5 Stunden.
Für den erhaltenen Extrakt wurde die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PCB berechnet. Dabei wurde eine Analyseprobe so hergestellt, dass eine Lösung von 20 µl, die durch Verdünnen einer internen PCB-Standardsubstanz (Produktname „PCB-LCS-H“, hergestellt von Wellington Laboratories Inc.) für die Berechnung der Wiedergewinnungsrate mit Decan auf eine Konzentration von 10 ng/ml erhalten wurde, zu einem auf 20 µl kondensierten Extrakt gegeben und weiter mit Decan versetzt wurde. Das Volumen der Analyseprobe wurde auf 50 µl festgelegt. Diese Analyseprobe wurde mit dem HRGC/HRMS-Verfahren quantitativ analysiert, und auf diese Weise wurde die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PCB berechnet. Die Ergebnisse sind in 6 gezeigt. In 6 sind die Angaben von 1Cl bis 10Cl auf der horizontalen Achse und eine Angabe wie # 1 die gleichen wie in 5.
Gemäß 6 ist die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PCB mit einer Chlorzahl von 1 bis 10 sehr hoch, und eine Nicht-Wiedergewinnung der PCB-Homologe in dem Verlauf der Extraktion wird weniger wahrscheinlich bewirkt.
[Beispiel 3]
Eine Lösung von 50 µL, die so erhalten wurde, dass eine PBDE-Standardsubstanzlösung (Produktname „MASS-LABELLED PBDE CONGENERS“, hergestellt von Wellington Laboratories Inc.) 50-fach mit Isooctan verdünnt wurde, und 100 µL Hexan wurden gemischt und auf diese Weise wurde eine Probe C hergestellt. Unter Verwendung der Gesamtmenge der Probe C wurde der Extraktionsvorgang ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Für den erhaltenen Extrakt wurde die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PBDE berechnet. Dazu wurde der Extrakt auf etwa 50 µl kondensiert und danach wurde eine Lösung von 50 µl hinzugefügt, die so hergestellt wurde, dass eine PBDE-interne Standardsubstanzlösung (Produktname „BFR-ISS“, hergestellt von Wellington Laboratories Inc.) für die Berechnung der Wiedergewinnungsrate 50-fach mit Isooctan verdünnt wurde. Diese Lösung wurde weiter auf 50 µl kondensiert, und auf diese Weise wurde eine Analyseprobe hergestellt. Diese Analyseprobe wurde mit dem HRGC/HRMS-Verfahren analysiert, und auf diese Weise wurde die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PBDE berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
[Tabelle 1]

Tabelle 1

PBDE (IUPAC-Nummer)	Wiedergewinnungsrate (%)
¹³C-MlBDEs (#3)	8
¹³C-D2BDEs (#15)	83
¹³C-T3BDEs (#28)	87
¹³C-T4BDEs (#47)	90
¹³C-P5BDEs (#99)	80
¹³C-H6BDEs (#153, 154)	85
¹³C-H7BDEs (#183)	83
¹³C-O8BDEs (#197)	82
¹³C-N9BDEs (#207)	86
¹³C-D10BDEs (#209)	90

Gemäß Tabelle 1 ist die Wiedergewinnungsrate jedes Homologs der PBDE mit Ausnahme einiger Homologe sehr hoch. Dies zeigt, dass eine Nicht-Wiedergewinnung der PBDE in dem Verlauf der Extraktion weniger wahrscheinlich bewirkt wird.
[Beispiel 4]
Die zweite Säule 20 gemäß der in 4 gezeigten vierten Ausführungsform wurde hergestellt. Unter Verwendung von n-Hexan wurde eine Glassäule mit einem Innendurchmesser von 14,6 mm und einer Länge von 20 cm mit 1 g Zirconiumoxid nass gefüllt und die so gebildete Fangschicht 200 wurde mit einem Fritz fixiert. Auf diese Weise wurde die zweite Säule 20 hergestellt.
Eine Decanlösung von 50 µL, die in einer Konzentration von 0,1 mg/L jeweils Oxychlordan, cis-Chlordan, trans-Chlordan, cis-Nonachlor und trans-Nonachlor als Chlordane enthält, und n-Hexan von 100 µL wurden gemischt, und auf diese Weise wurde eine Probe D hergestellt. Die Gesamtmenge der Probe D wurde auf die stehende zweite Säule 20 von der oberen Öffnung gegeben, und anschließend wurde n-Hexan in einer Menge von 2 mL zugegeben. Weiter wurden 20 ml n-Hexan allmählich zugegeben und durch die zweite Säule 20 geleitet. Nach dem Durchleiten von n-Hexan wurde 40 ml einer 25 %igen, Diethylether enthaltenden n-Hexanlösung zu der zweiten Säule 20 über die untere Öffnung zugeführt und durch diese geleitet. Ein Extrakt wurde aus der oberen Öffnung der zweiten Säule 20 erhalten.
Für den erhaltenen Extrakt wurde die Wiedergewinnungsrate jedes Chlordans berechnet. Dazu wurde eine Chlordan-¹³C interne Standardsubstanzlösung (Produktname „EXPANDED POPS PESTICIDES CLEANUP SPIKE“, hergestellt von Cambridge Isotope Laboratories, Inc.) zur Berechnung der Wiedergewinnungsrate zu dem Extrakt gegeben, und das Ergebnis wurde auf 20 µl kondensiert. Auf diese Weise wurde eine Analyseprobe hergestellt. Diese Analyseprobe wurde mit dem HRGC/HRMS-Verfahren analysiert, und auf diese Weise wurde die Wiedergewinnungsrate jedes Chlordans berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
[Tabelle 2]
Tabelle 2

Chlordane Wiedergewinnungsrate (%)

Oxvchlordan 89

Cis-Chlordan 89

Trans-Chlordan 96

Cis-Nonachlor 99

Trans-Nonachlor 90
Gemäß Tabelle 2 ist die Wiedergewinnungsrate jedes Chlordans hoch, und sie zeigt, dass eine Nicht-Wiedergewinnung der Chlordane in dem Verlauf der Extraktion weniger wahrscheinlich bewirkt wird.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1, 2, 3: Extraktionssäule
10: Erste Säule
20: Zweite Säule
100: Adsorptionsmittelschicht
200: Fangschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2021025067 [0001]
WO 2014/192055 A [0071]
JP 2020115111 A [0071]
JP 2015021868 A [0084]

Claims

Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung enthält, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt eines Zugebens der Lösung zu einer Fangschicht, die fähig ist, die organische Halogenverbindung zu fangen; einen Schritt eines Zuführens eines aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels zu der Fangschicht, zu der die Lösung gegeben wurde, und eines Bewirkens, dass das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Fangschicht läuft; einen Schritt eines Zuführens eines Extraktionslösungsmittels zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung zu der Fangschicht, durch die das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel gelaufen ist, und eines Bewirkens, dass das Extraktionslösungsmittel durch die Fangschicht läuft; und einen Schritt eines Erhaltens des Extraktionslösungsmittels, das durch die Fangschicht gelaufen ist, wobei die Fangschicht Zirconiumoxid in einer Pulverkornform enthält.
Verfahren zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung und eine Verunreinigung enthält, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt eines Zugebens der Lösung zu einer Adsorptionsmittelschicht, die fähig ist, die Verunreinigung zu behandeln; einen Schritt eines Zuführens eines aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels zu der Adsorptionsmittelschicht, zu der die Lösung gegeben wurde, und eines Bewirkens, dass das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Adsorptionsmittelschicht läuft; einen Schritt eines Zuführens des aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels, das durch die Adsorptionsmittelschicht gelaufen ist, zu einer Fangschicht, die fähig ist, die organische Halogenverbindung zu fangen, und eines Bewirkens, dass das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch die Fangschicht läuft; einen Schritt eines Zuführens eines Extraktionslösungsmittels zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung zu der Fangschicht, durch die das aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel gelaufen ist, und eines Bewirkens, dass das Extraktionslösungsmittel durch die Fangschicht läuft; und einen Schritt eines Erhaltens des Extraktionslösungsmittels, das durch die Fangschicht gelaufen ist, wobei die Fangschicht Zirconiumoxid in einer Pulverkornform enthält.
Verfahren zum Extrahieren der organischen Halogenverbindung gemäß Anspruch 2, wobei die Lösung eine organische Halogenverbindung enthält, extrahiert unter Verwendung eines Lösungsmittels aus einer Materialschicht auf einem Boden in einer Hydrosphäre oder einer Landoberfläche, einem Lebensmittel, einer biologischen Probe, Umweltwasser, Drainagewasser, elektrischem Isolieröl, verbrannter Asche oder einem Sammler, der eine in Gas enthaltene Substanz gesammelt hat.
Säule zum Fangen einer organischen Halogenverbindung, die in einer Lösung enthalten ist, wobei die Säule mit einer Fangschicht gefüllt ist, die Zirconiumoxid in einer Pulverkornform enthält.
Säule zum Extrahieren einer organischen Halogenverbindung aus einer Lösung, die die organische Halogenverbindung und eine Verunreinigung enthält, wobei die Säule umfasst: eine erste Säule, die mit einer Adsorptionsmittelschicht gefüllt ist, die fähig ist, die Verunreinigung zu behandeln; und eine zweite Säule, die abnehmbar an die erste Säule gekoppelt und mit einer Fangschicht gefüllt ist, die fähig ist, die organische Halogenverbindung zu fangen, wobei die Fangschicht Zirconiumoxid in einer Pulverkornform enthält.
Fangmaterial für eine organische Halogenverbindung, umfassend: Zirconiumoxid in einer Pulverkornform.