土壌に残留する除草剤の分解除去技術
◆ 実験課題
FILE149でオゾン水により除草剤が分解できることを報告しました。
今回は実際の果樹園の土壌を用いて、土壌に残留する除草剤が分解除去できることを確認します。
◆ 実験方法
分析用標準試薬(GS:グリホサート/関東化学17575-96)および(GN:グルホシネートアンモニウム/関東化学49801-83)を用いて、 下記項目の実験による検体を生成し、沖縄健康バイオテクノ研究センターのHPLCにより分析評価を実施する。
検体 A
・除草剤の濃度評価のための検量線を作成する。上記標準試薬を下記濃度に希釈して分析
0.2μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、5.0μg/mL
検体 B
・土壌に標準試薬を添加し翌日水を添加して土壌からの除草剤回収レベルを分析
土壌5gに100μg/mLの除草剤を0.2mL添加し、分析溶液が10mLになるように精製水を添加
・上記の分析溶液を除去した残渣(土壌)に精製水10mLを添加して、除草剤の再回収レベルを分析
検体 C
・土壌に標準試薬を添加し、翌日所定濃度のオゾン水を添加して除草剤回収レベルを分析
・上記の分析溶液を除去した残渣(土壌)に精製水10mLを添加して、除草剤の再回収レベルを分析
・水添加とオゾン水添加との差異を検証してオゾンによる除草剤の分解除去性能を評価する
検体 D
・大宜味の果樹園土壌(除草剤で草が枯れている状態)の土壌を回収し、除草剤の残留レベルを分析
検体の前処理(誘導体化)
・東京都健康安全研究センター公開2006年報”食品中に混入されたグリホサートおよびグルホシネートの“迅速分析”を参照し、上記の各検体を処理する
検体の分析
・各検体を下記条件によりHPLCで出力したグラフを用いて除草剤の残留レベルを評価する
カラム : 逆相C18φ5μm × 150mm/GLサイエンス社InertSustain AQ-C18
移動相 : 0.02mol/L KH2PO4(pH2.5)・メタノール(2:3)
流速 : 1.0mL/min カラム温度: 40℃ 注入量: 20μl/min
検出波長: FLD/Ex.270nm、Em.300nm
実験分析操作
実験結果
検体A
検体 B・C
土壌残留除草剤の分解 GN:グルホシネート |
標準除草剤 添加量 |
1次処理 | 水再回収結果 | 除草剤 分解除去率 |
備考 | |||
成分濃度 | 回収率 | 成分濃度 | 回収率 | |||||
B-1 | 水での回収 | 2μg/mL | 0.22μg/mL | 11% | 0.06μg/mL | 3% | - | |
C-1 | オゾン処理 | 2μg/mL | 0.14μg/mL | 7% | 0.09μg/mL | 5% | 36% | 除草剤の1/2倍のオゾン供給 |
C-2 | オゾン処理 | 2μg/mL | 0.13μg/mL | 7% | 0.1μg/mL | 5% | 41% | 除草剤の1倍のオゾン供給 |
C-2 | オゾン処理 | 2μg/mL | 0.12μg/mL | 6% | 0.09μg/mL | 5% | 45% | 除草剤の2倍のオゾン供給 |
土壌残留除草剤の分解 GS:グリホサート |
標準除草剤 添加量 |
1次処理 | 水再回収結果 | 除草剤 分解除去率 |
備考 | |||
成分濃度 | 回収率 | 成分濃度 | 回収率 | |||||
B-1 | 水での回収 | 2μg/mL | 1.57μg/mL | 79% | 0.28μg/mL | 14% | - | |
C-1 | オゾン処理 | 2μg/mL | 0.85μg/mL | 43% | 0.3μg/mL | 15% | 46% | 除草剤の1/2倍のオゾン供給 |
C-2 | オゾン処理 | 2μg/mL | 0.73μg/mL | 37% | 0.33μg/mL | 17% | 54% | 除草剤の1倍のオゾン供給 |
C-2 | オゾン処理 | 2μg/mL | 0.65μg/mL | 33% | 0.26μg/mL | 13% | 59% | 除草剤の2倍のオゾン供給 |
検体D
現地の一般的な果樹園 | GN:グルホシネート | GS:グリホサート |
除草剤噴霧数カ月後の残留濃度 | 0.1μg/mL | 0.05μg/mL |
◆ 結論
検体Aの分析より直線的な特性曲線を得た。
種々の分析結果の残留濃度比較基準値として高レベルで利用可能と判断する。
検体Bの分析より水希釈による土壌からの除草剤回収率は下記と判断できる
GN:土壌に対して2mL/gの水添加により除草剤の回収率は11%、2回の添加で14%
GS:土壌に対して2mL/gの水添加により除草剤の回収率は79%、2回の添加で93%
検体Cの分析より土壌に残留する除草剤をオゾン処理(除草剤と同量のオゾン添加)により下記の除去が可能
GN:水による回収率が11%に対してオゾン水による回収率は7%
再回収率が同等であるため、回収した成分の40%以上をオゾンにより分解している
GS:水による回収率が79%に対してオゾン水による回収率は37%
再回収率が同等であるため、回収した成分の50%以上をオゾンにより分解している
◆ 考察
今回の実験において、果樹園の土壌に残留する除草剤がオゾン水噴霧により分解除去できることを確認した。 この結果から考えて、雨水などで流出した除草剤は水が乾けば再度土壌に残留するが、オゾン水では再残留を半減できるため、繰り返しのオゾン処理により土壌に残留する除草剤の分解除去が可能と考える。
またオゾン水噴霧により畑から川などに除草剤が流出したとしても流出分の50%は分解除去できる。 さらにはプラントレベルの話になるが、雨水などで除草剤が河川から海へ流出することに関しても、河口にオゾン処理場を設けることにより海流への除草剤放出を防止することも可能となる。