化学生命・化学工学専攻(化学生命工学科)

准教授

高梨 啓和

医薬品、化粧品、農薬などの身のまわりの化学物質、使ったあとはどうなるの?

使ったあとはどうなるの?

 農薬に限りませんが、化学物質はわれわれの生活を豊かにしてくれています。たとえば、もし農薬を使わなかったら、ほうれん草の値段がとても高くなってしまうかも知れません。もし、プラスティックを使えなかったら、ゲーム機やスマートフォンを作れませんね。一方で、化学物質は毒性をもっている場合があるため、化学物質と上手に付き合っていくことが大切です。そのために、様々な安全性試験を重ねてから化学物質は使われています。重要な安全性試験のひとつに、環境中での分解性の試験があります。環境中に出てしまったあと、すぐに分解するかなどを確認しています。
 では、環境中にどれくらい出てしまっているのでしょうか?環境省によると、日本全国からの1年間の化学物質排出量は605,000トン、そのうち家庭からは54,500トン、そのうち殺虫剤は16,000トンです(2005年度)。ペットボトルなどに使われているペット樹脂の生産量が571,000トン(2005年度)ですから、意外に多いと思いませんか?
 環境中に出てしまった化学物質は環境中で分解するはずですが、水や二酸化炭素などの最終分解物ではなく、少し構造が変わっただけの変化体が生成する場合があります。さらに、浄水場で塩素消毒を受けて、消毒副生物になる場合があります。しかし、どのような変化体ができているのかは、実はあまり分かっていません。
 いっしょに調べてみませんか?

いっしょに調べて見ませんか?

どうやって調べるの?

精密質量分析による変化体の分析

 研究室で合成した有機物などと違い、環境中の変化体は微量なので、分析が困難です。さらに、植物などが腐敗してできた自然由来の有機物が大量に混ざっているので、なおさら分析が困難です。このように、ゴミだらけの中から微量しか含まれていない未知物質を分析する必要があります。そのような分析に力を発揮するのが、液体クロマトグラフ-高分解能質量分析計です。
 みなさんは、高校で酸素の原子量を16と習ったと思います。しかし、正確には15.99491461957です。われわれは、15.9949くらいの精度で精密な質量分析を行っています。その他の元素も、同じような精度で原子量が求められています。このような精度で未知物質の分子量を分析すると、例えば分子量(正確にはm/z)が262.0297になるには、元素の組み合わせパターン=分子式はC7H13N4OP3、C6H18ON2OS4、C9H13NO4PS、CH9N7O7PまたはC13H10O4Sのどれかであろうと予測できます。候補が複数あがりましたので、炭素や硫黄には安定同位体が存在することを利用し、候補を絞り込んでいきます。下図の例では、13Cの存在割合から炭素が9個程度、34Sの存在割合から硫黄が1個であることがわかり、分子式(正確にはイオン式)をC9H13NO4PSと決定することができます。

Profile

化学生命・化学工学専攻(化学生命工学科)

准教授

高梨 啓和

1967年、神奈川県生まれ。横浜国立大学工学部物質工学科卒業、東京大学で博士(工学)を取得。大分大学工学部助手を経て2001年より現職。公益社団法人日本水環境学会理事、公益社団法人環境科学会理事などを拝命。学術論文誌のチーフエディターなどを勤める。学会から、優秀発表賞、優秀研究賞、論文奨励賞、論文賞などを受賞。専門は、環境質量分析学。

学生(受験生)へのメッセージ

 最近、災害が発生して水道水が出なくなり、困っている人のニュースをよく見ます。日本では、川の水などがきれいに保全され、浄水場できれいな水道水が作られています。一方で、日本は米作りが盛んな国なので、水環境への農薬の影響を受けやすい国です。だからと言って、日本全国で農薬を使わずに米作りを行うのは事実上不可能でしょう。農薬などの化学物質を上手に使うための研究をしませんか?

他の研究者

一覧へもどる