水相からの微小有機イオン会合体相の形成を利用する抽出／環境計測法の開発: （1）河川水中の微量アンモニアの前濃縮／吸光光度定量

摘要

環境水を分析する際，多くの場合，妨害を除去するために微量目的成分をマトリックス成分から分離したり，あるいは，感度を高めるために濃縮したりする必要がある。 種々の分離·濃縮法が提案されているが，その中で，グリーンケミストリーー毒性物質の不使用，試料水·排水の少量化など－を志向した分析方法は少ない。 固相抽出（SPE）は毒性の低い溶媒を少量使用する点でグリーンケミストリーの視点からは溶媒抽出よりも優れている。 しかし，高濃縮率を得るためには大量の試料水が必要である。 渡辺，五十嵐，斎藤らは，均一水溶液からの微小有機相の生成を利用する分離技術を提案した。 これは均一水溶液から微小有機相（液相あるいは固相）を生成させ，その微小有機相に微量目的成分を抽出する方法である。 微量目的成分は微小有機相が生成する間に微小有機相に抽出される。 このため，溶媒抽出や固相抽出と違い，試料水（水相）と有機溶媒や固相との接触のための混合操作は必要ではない。 また，多量の試料液量を必要とすることなく高い濃縮率を達成できるので，試料溶液などのダウンサイジング（少量化）が可能である。 以前，我々は，メンブランフィルター（MF）を用いる前濃縮法を開発した。 この濃縮法はSPEの一種（すなわち，MF＝固相）と考えることができる。 我々はこの方法を微量アンモニアの前濃縮／吸光光度定量に応用した。アンモニアは，人間活動による水環境汚染の指標である。この方法では，まず，試料溶液20mL中のアンモニアを次亜塩素酸塩およびチモールと反応させ，青色の色素，インドチモール陰イオンを生成させる。 次に，インドチモール陰イオンをベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムイオン（ゼフィラミンイオン，Zeph{sup}＋）とのイオン会合体としてガラス繊維ろ紙上に捕集する。 そのとき，捕集されたイオン会合体を5mLのN，N-ジメチルホルムアミド（DMF）に溶出する。 濃縮液中のインドチモールを，吸光光度法によって測定した。 しかし，捕集したインドチモールの溶出はしばしば不完全なことがあり，さらに，溶出を完全にするために振り混ぜると，ガラス繊維ろ紙からガラス繊維が剥離し，溶出液が懸濁することがある。その研究において，インドチモールは，Zeph{sup}＋とチモールのイオン会合体の懸濁物中に取り込まれ，懸濁物とともにガラス繊維ろ紙に保持されていることを見出した。 この．ことは，微小有機相の形成を示唆しており，微小有機相の形成により，高濃縮／試料溶液の少量化を達成できると考え，アンモニアを定量するための最適条件を提案し，河川水へ応用した。