PTR-MSを用いたVOC処理技術の評価

水越 厚史［発表者］（地域結集事業推進室） 、野口 美由貴、徳村 雅弘、石塚 祐輔、和田 友布子、柳沢 幸雄（東京大学）

1.はじめに

  近年、VOC処理技術として様々な手法の研究が行われている。主な処理法として、燃焼法、吸着法、酸化分解法等が挙げられる。十分な処理が行われているかを評価するために、一般的には、処理するガス中のVOCの除去率を求める。しかし、処理法によっては別のVOCが生成し、悪臭や健康影響の原因となる可能性があるので、多成分のVOCの分析が必要である。なかでも酸化分解法では、含酸素化合物が生成することがあり、既存のGC/MS等の分析方法では測定が難しい。
  PTR-MSは、H3O+により化学イオン化する質量分析計であり、リアルタイムで質量数ごとの物質濃度を感度良く（ppbレベル）測定することができる。また、プロトン親和力が水よりも高いものをイオン化することができるため、GC/MSでは測定が難しい含酸素化合物を含む幅広いVOCを測定することができる。よって、VOC処理技術の評価にPTR-MSを用いることで、対象とするVOCの除去率を経時的に測定し、かつ分解生成物を同定することができる。本報では、オゾン及び促進酸化法（フォトフェントン反応）によるVOC処理の評価にPTR-MSを利用した結果について紹介する。

2.実験方法

  オゾン処理については、テルペン類を添加したサンプリングバッグにオゾン（600ppb）を導入し、バッグ内のガスをPTR-MSで経時的に測定した。また、フォトフェントン反応については、鉄と過酸化水素を導入した水溶液に紫外光を照射し、アセトアルデヒドガス（1000ppb）をバブリングして、反応器の入口と出口のガスをPTR-MSで経時的に測定した。

3.結果・考察

  オゾンによりテルペン類は速やかに分解されたが（図1）、様々な質量数の分解物が生成することがわかった（図2）。したがって、実用のためにはこれらの生成物を除去する方法を組み合せる必要があると考えられる。一方、フォトフェントン反応では、アセトアルデヒドガスをワンパスで95%以上、定常的に除去することができ、処理後のガスには問題となるようなフォトフェントン反応由来の分解生成物の放散がないことが確認された。

図1 オゾンによるテルペン類の分解

図2 オゾンによる分解生成物

4.まとめ

  PTR-MSを用いてVOC処理技術の評価を行い、VOCの除去率及び反応生成物の有無を確認することができた。酸化分解を伴う処理技術を評価するのにPTR-MSは有効であると考えられる。

  本研究はJST東京都地域結集型研究開発プログラムにより行った。深く感謝申し上げます。