内分泌撹乱化合物を除去するための方法
本発明は、表面反応させられた天然炭酸カルシウムまたは表面反応させられた炭酸カルシウムを含み２０℃で測定されて６．０より高いｐＨを有する水性懸濁液を媒体に加えることによる水性媒体からの内分泌撹乱化合物の除去に関し（ここで、表面反応させられた炭酸カルシウムは天然炭酸カルシウムの二酸化炭素および１種または複数の酸との反応生成物であり）、表面反応させられた天然炭酸カルシウムの内分泌撹乱化合物を除去するための使用に関し、同様に内分泌撹乱化合物を除去するための表面反応させられた天然炭酸カルシウムおよび活性炭の組合せにも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内分泌撹乱化合物を除去するための方法に関し、かかる方法における表面反応させられた炭酸カルシウムの使用、活性炭との組合せおよび表面反応させられた炭酸カルシウムと活性炭に場合によって吸着された内分泌撹乱化合物との複合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市下水処理場は凝集によっておよび生物分解によって効率的な方法で有機化合物を除去するために建設されている。リン酸塩および重金属などの化合物は沈殿によって除去されるまたは活性炭に吸着される。しかし、医薬品およびパーソナルケア製品（ＰＰＣＰ）の除去は、一般に無視されている。後者は化学品類の大きな群を含み、それらの多くは強い生物活性を有する。焦点にあるＰＰＣＰの１つの群は内分泌撹乱化合物（ＥＤＣ）である。
【０００３】
環境中のいかなる起源のＥＤＣの遍在についても関心が高まりつつある。実際に、野生生物およびヒトにおける、ホルモンのアンバランス（女性化）ならびに魚および鳥などの野生生物における繁殖成功の変化；ヒトにおける乳がん、精巣がんおよび前立腺がんならびに免疫的および神経的機能障害の発生の増加を含む、好ましくない健康の傾向のいくつかにおいてこれらの化合物が果たし得る役割に関する情報は増え続けている。これらの事象は比較的低いが環境的には意味のある０．１−２０ｎｇｄｍ−３の濃度において発生することがある。絶えず低下しつつあるＥＤＣの検出限界のおかげで、環境中におけるこれらの化合物の可用性および影響についてのよりよい理解が可能になっている。
【０００４】
例えば、知られている天然および合成のエストロゲンの多くは下水道を経て最終的に水性環境中に入ると予想されるので、水性環境中のＥＤＣの最も可能性の高い源は、都市排水および／または産業排水の排出と共に農業生産からの流出である。したがって、都市下水処理場（ＷＴＰ）によるこれらの化合物の除去に焦点を合わせることが必要である。これまでの研究の多くは従来のＷＴＰによるＥＤＣの除去能力および逆浸透または光触媒などの進んだ技法に焦点を合わせてきたが、これらはかなりの技術的装置およびコストを要する。
【０００５】
活性炭またはベントナイトなどの周知の吸着剤は、微細に分割された状態であるため、除去するべき物質を吸着した後に媒体から分離することが非常に困難であるという一般的欠点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、ＥＤＣのような物質を都市下水のような水から効率的に除去するための低コストの効果的な処理に対する継続的な必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、表面反応させられた天然炭酸カルシウム（ＳＲＣＣ）または表面反応させられた炭酸カルシウムを含み２０℃において測定されて６．０を超えるｐＨを有する水性懸濁液がＥＤＣ含有媒体と接触させられる、水性媒体からのＥＤＣを除去するための方法によって解決され、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは天然炭酸カルシウムの二酸化炭素および１つまたは複数の酸との反応生成物である。
【０００８】
本発明の方法によって処理され得る水は、一般にＥＤＣを含有している任意の水であり、例えば都市下水、産業廃水、飲料水、農業廃水または醸造所もしくは他の飲料産業からの廃水である。
【０００９】
本発明の方法において使用される表面反応させられた天然炭酸カルシウムは天然炭酸カルシウムを酸および二酸化炭素と反応させることによって得られ、二酸化炭素は酸処理によってその場において形成されるおよび／または外部供給源から供給される。
【００１０】
好ましくは、天然炭酸カルシウムは、大理石、白亜、方解石、ドロマイト、石灰石およびこれらの混合物を含む群から選択される。好ましい一実施形態においては、天然炭酸カルシウムは、酸および二酸化炭素を用いる処理の前に粉砕される。粉砕ステップは当業者に知られている粉砕機などの任意の従来の粉砕装置を用いて行われ得る。
【００１１】
好ましくは、本発明の方法において使用される表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、２０℃において測定されて６．０を超える、好ましくは６．５を超える、より好ましくは７．０を超える、さらにより好ましくは７．５を超えるｐＨを有する水性懸濁液として調製される。下記に論じる通り、浄化すべき水に前記水性懸濁液を加えることによって、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、水と接触させられ得る。水性懸濁液のｐＨは、浄化される水に添加する前に、例えば追加の水を用いる希釈によって変更することも可能である。あるいは、水性懸濁液は乾燥させることができ、水と接触させられる表面反応させられた天然炭酸カルシウムは粉末形態または顆粒の形態である。言い換えれば、酸および二酸化炭素を用いる処理に続くｐＨの６．０より高い値への上昇は、本明細書に記載されている有益な吸着性を有する表面反応させられた炭酸カルシウムを提供するために必要とされる。
【００１２】
水性懸濁液の調製のための好ましい方法においては、粉砕によってなどで微細に分割されたまたはされていない天然炭酸カルシウムが水に懸濁される。好ましくは、スラリーはスラリーの重量に対して１重量％から８０重量％、より好ましくは３重量％から６０重量％、さらにより好ましくは５重量％から４０重量％の範囲内の天然炭酸カルシウムの含有量を有する。
【００１３】
次のステップにおいて、天然炭酸カルシウムを含有する水性懸濁液に酸が加えられる。好ましくは、酸は２５℃において２．５以下のｐＫａを有する。２５℃におけるｐＫａが０以下である場合は、酸は好ましくは硫酸、塩酸、またはこれらの混合物から選択される。２５℃におけるｐＫａが０から２．５である場合、酸は好ましくはＨ２ＳＯ３、ＨＳＯ４−、Ｈ３ＰＯ４、シュウ酸またはこれらの混合物から選択される。１つまたは複数の酸は濃縮された溶液またはより希釈された溶液として懸濁液に加えられ得る。好ましくは、酸対天然炭酸カルシウムのモル比は０．０５から４、より好ましくは０．１から２である。
【００１４】
別法として、天然炭酸カルシウムが懸濁される前に酸を水に加えることも可能である。
【００１５】
次のステップにおいて、天然炭酸カルシウムは二酸化炭素を用いて処理される。天然炭酸カルシウムの酸処理のために硫酸または塩酸などの強酸が使用される場合は、二酸化炭素は自動的に形成される。代わりにまたは加えて、二酸化炭素は外部の供給源から供給され得る。
【００１６】
酸処理および二酸化炭素を用いる処理は同時に行うこともでき、強酸が使用される場合はそうである。最初に、例えば０から２．５の範囲内のｐＫａを有する中程度の強酸を用いて酸処理を行い、次いで外部の供給源から供給される二酸化炭素を用いる処理が行われることも可能である。
【００１７】
好ましくは、懸濁液中の気体二酸化炭素の濃度は、容積で、比（懸濁液の容積）：（気体ＣＯ２の容積）が１：０．０５から１：２０、さらにより好ましくは１：０．０５から１：５であるようなものである。
【００１８】
好ましい一実施形態において、酸処理ステップおよび／または二酸化炭素処理ステップは少なくとも１回、より好ましくは数回繰り返される。
【００１９】
酸処理および二酸化炭素処理に続いて、２０℃で測定される水性懸濁液のｐＨは６．０より高い、好ましくは６．５より高い、より好ましくは７．０より高い、さらにより好ましくは７．５より高い値に自然に達し、それによって、表面反応させられた天然炭酸カルシウムを、６．０より高い、好ましくは６．５より高い、より好ましくは７．０より高い、さらにより好ましくは７．５より高いｐＨを有する水性懸濁液として調製する。水性懸濁液が平衡に至らせられると、ｐＨは７より高くなる。６．０より高いｐＨは、水性懸濁液の撹拌が十分な時間、好ましくは１から１０時間、より好ましくは１から５時間続けられると、塩基の添加を行うことなく調節され得る。
【００２０】
あるいは、７より高いｐＨで生じる平衡に達する前に、水性懸濁液のｐＨが二酸化炭素処理に続いて塩基を添加することによって６より高い値に高められてもよい。水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどの任意の常套的な塩基が使用され得る。
【００２１】
上記の方法の段階、すなわち酸処理、二酸化炭素を用いる処理および、好ましくは、ｐＨ調節を用いて、水性媒体から除去されるＥＤＣに対する良好な吸着性を有する表面反応させられた天然炭酸カルシウムが得られる。
【００２２】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムの調製についてのさらなる詳細は国際公開第００／３９２２２号パンフレットおよび米国特許出願公開第２００４／００２０４１０（Ａ１）号明細書に開示されており、これらの中では表面反応させられた天然炭酸カルシウムは製紙用充填剤として記載されており、これらの参考文献の内容は本明細書と共に本出願中に含められる。
【００２３】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムの調製の好ましい一実施形態において、天然炭酸カルシウムは、ケイ酸塩、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウムまたはカリウムなどのアルカリ土類アルミン酸塩、酸化マグネシウム、またはこれらの混合物から成る群から選択される少なくとも１つの化合物の存在下において、酸および／または二酸化炭素と反応させられる。好ましくは、少なくとも１種のケイ酸塩は、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、またはアルカリ土類金属ケイ酸塩から選択される。これらの成分は、酸および／または二酸化炭素を加える前に、天然炭酸カルシウムを含む水性懸濁液に加えられ得る。
【００２４】
あるいは、ケイ酸塩および／またはシリカおよび／または水酸化アルミニウムおよび／またはアルカリ土類アルミン酸塩および／または酸化マグネシウム成分は、天然炭酸カルシウムの酸および二酸化炭素との反応が既に開始されている間に、天然炭酸カルシウムの水性懸濁液に加えられ得る。表面反応させられた天然炭酸カルシウムの少なくとも１種のケイ酸塩および／またはシリカおよび／または水酸化アルミニウムおよび／またはアルカリ土類アルミン酸塩成分の存在下における調製についてのさらなる詳細は、国際公開第２００４／０８３３１６号パンフレットで開示されており、この参考文献の内容は本明細書と共に本出願中に含められる。
【００２５】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、分散化剤により場合によってさらに安定化させて、懸濁状態に保持され得る。当業者に知られている常套的な分散化剤が使用され得る。好ましい分散化剤はポリアクリル酸である。
【００２６】
あるいは、上記の水性懸濁液は乾燥させて、それによって表面反応させられた天然炭酸カルシウムを顆粒または粉末の形態で得ることができる。
【００２７】
好ましい一実施形態において、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、窒素およびＩＳＯ ９２７７によるＢＥＴ法を使用して測定されて５ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇ、より好ましくは２０ｍ２／ｇから８０ｍ２／ｇ、さらにより好ましくは３０ｍ２／ｇから６０ｍ２／ｇの比表面積を有する。
【００２８】
さらに、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、沈降法によって測定されて０．１から５０μｍ、より好ましくは０．５から２５μｍ、さらにより好ましくは１から１０μｍの平均粒径を有することが好ましい。沈降法は重力場における沈降挙動の解析である。測定はＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて行われる。この方法および測定器は当業者に知られており充填剤および顔料の粒子サイズを測定するために広く使用されている。測定はＮａ４Ｐ２Ｏ７の０．１重量％水溶液中で行われる。サンプルは高速撹拌機および超音波を使用して分散された。
【００２９】
好ましい一実施形態において、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、１５から２００ｍ２／ｇの範囲内の比表面積および０．１から５０μｍの範囲内の平均粒径を有する。より好ましくは、比表面積は２０から８０ｍ２／ｇの範囲内であり、平均粒径は０．５から２５μｍの範囲内である。さらにより好ましくは、比表面積は、３０から６０ｍ２／ｇの範囲内であり、平均粒径は０．７から７μｍの範囲内である。
【００３０】
本発明の方法において、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、ＥＤＣを含有している水性媒体に、当業者に知られている任意の従来の供給手段によって加えられる。表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、水性懸濁液、例えば上記の懸濁液として加えられ得る。あるいは、これは固形形態、例えば顆粒または粉末またはケーキの形態で加えられ得る。本発明の状況の中では、表面反応させられた天然炭酸カルシウムを含む固定相を提供することも可能であり、浄化される水は前記固定相を通過し、固定相は例えば表面反応させられた天然炭酸カルシウムを含むケーキまたは層の形態で、浄化される水は前記固定相を通過する。これは下記においてより詳細に考察される。
【００３１】
好ましい一実施形態において、ＥＤＣを含有している水性媒体のｐＨは、表面反応させられた天然炭酸カルシウムを加える前に、６．０より高い、より好ましくは６．５より高い、さらにより好ましくは７．０より高い値に調節される。
【００３２】
表面反応させられた好ましい天然炭酸カルシウムは、例えば撹拌手段によって水性媒体中に懸濁される。表面反応させられた天然炭酸カルシウムの質量は、除去されるＥＤＣの種類に依存する。好ましくは、ＳＲＣＣはＥＤＣの質量の１０２から１０９、好ましくは２・１０４から１０６、最も好ましくは１０４から３・１０５倍の投入量（重量基準）で加えられる。
【００３３】
本発明の方法によって除去され得るＥＤＣは、例えば内因性ホルモン、１７β−エストラジオール（Ｅ２）、エストロン（Ｅ１）、エストリオール（Ｅ３）、テストステロンまたはジヒドロテストステロンなど；植物ホルモンおよびマイコホルモン、β−シトステロール、ゲニステイン、ダイゼインまたはゼラレオンなど；薬剤、１７α−エチニルエストラジオール（ＥＥ２）、メストラノール（ＭＥ）、ジエチルスチルベストロール（ＤＥＳ）など、および工業化学品、４−ノニルフェノール（ＮＰ）、４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール（ＯＰ）、ビスフェノール（ＢＰＡ）、トリブチル錫（ＴＢＴ）、メチル水銀、フタレート、ＰＡＫまたはＰＣＢなどを含む群から選択される。
【００３４】
さらに、水性媒体からのＥＤＣの除去は、表面反応させられた炭酸カルシウムが活性炭との組合せで使用されるときに特に効果的であることが見出されている。
【００３５】
上記で概要を述べた通り、活性炭は周知の強力な吸着剤ではあるが、吸着は極めてしばしばそれほど速くはなく、また処理される媒体からのこれの除去は媒体中での微細な分割の故に極めて困難であるという欠点がある。
【００３６】
今、表面反応させられた炭酸カルシウムは非常に効率的に迅速にＥＤＣを水性媒体から除去するだけではなく、活性炭を単独でも、その表面にＥＤＣなどの既に吸着された物質を有する活性炭でも非常に効率的に吸着することが見出された。
【００３７】
したがって、ＥＤＣを含有している水性媒体に活性炭が追加して加えられることが本発明の特に好ましい一実施形態である。活性炭は、表面反応させられた炭酸カルシウムの添加と同時に、その前にまたはその後で加えられ得る。
【００３８】
表面反応させられた炭酸カルシウムを活性炭と共に使用することは、一方で両方の吸着剤の優れた吸着性によってＥＤＣなどの物質の極めて効率的な吸着をもたらし、他方では加えて活性炭と複合物を形成することによって活性炭の除去可能性を、これが既にこれの表面に吸着された物質を有している場合にも向上させ、表面反応させられた炭酸カルシウムと活性炭との相乗的相互作用によってさらに向上させられたＥＤＣの除去をもたらし、得られる複合物は水性媒体から容易に分離可能である。
【００３９】
これについては、活性炭は表面反応させられた天然炭酸カルシウムの添加の前に水性媒体中に加えられることが特に好ましい。この実施形態においては、ＥＤＣは基本的にまず活性炭に吸着され、得られた複合物が表面反応させられた炭酸カルシウムによって本質的に続いて吸着されて、活性炭、および活性炭に結合したＥＤＣの向上させられた除去の可能性をもたらす。
【００４０】
当技術分野において知られている任意の活性炭が本発明の方法において使用され得る。本発明において有用な活性炭の例は、例えばＦｌｕｋａから入手可能な商品番号０５１１２（ｇｃ用ｐ．ａ．；粒子サイズ０．３から０．５ｍｍ；かさ密度４１０ｋｇ／ｍ３）など、Ａｌｄｒｉｃｈからの商品番号４８４１５６（ガラス状球形粉末、粒子サイズ１０−４０μｍ）など、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈからの商品番号２４２２７６（Ｄａｒｃｏ（登録商標）Ｇ−６０、粉末、粒子サイズ−１００メッシュ）など；Ｒｉｅｄｅｌ−ｄｅ Ｈａｅｎからの（商品番号１８００２、ｐｕｒｕｍ、顆粒）、またはＬｕｒｇｉ Ｈｙｄｒａｆｉｎ ＣＣ８×３０（Ｄｏｎａｕ Ｃａｒｂｏｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ、Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）またはＦｌｕｋａから入手可能な活性炭（商品番号０５１１２）である。
【００４１】
例えば、活性炭粒子は０．１μｍから５ｍｍ、好ましくは１０μｍから２ｍｍ、０．１ｍｍから０．５ｍｍ、例えば０．３ｍｍの粒子サイズを有し得る。
【００４２】
好ましくは、表面反応させられた天然炭酸カルシウムと活性炭との重量比は、１：１から１００：１、より好ましくは５：１から８０：１、特に１０：１から７０：１または２０：１から５０：１、例えば３０；１または４０：１である。
【００４３】
処理される水サンプルに添加物が場合によって加えられ得る。これらはｐＨ調節のための物質およびポリ塩化アルミニウム、塩化鉄または硫酸アルミニウムなどの常套的な凝集剤を含むことがあり得る。
【００４４】
好ましい一実施形態において、上記の表面反応をさせられていない天然炭酸カルシウムが同様に加えられる。
【００４５】
吸着が完了した後、表面処理された炭酸カルシウム、ＥＤＣおよび場合によって活性炭の複合物は、当業者に知られている従来の分離手段、沈降およびろ過などによって水性媒体から分離され得る。
【００４６】
別の１つのやり方では、浄化される液体は、好ましくは表面反応させられた天然炭酸カルシウムを含み、液体が重力によっておよび／または真空下においておよび／または圧力下において通過するにつれてサイズ排除によって不純物をフィルター表面上に保持する能力がある透過可能なフィルターを通過させられる。この方法は「表面ろ過」と呼ばれている。
【００４７】
深層ろ過として知られているもう１つの好ましい技法においては、様々な直径および構造の多数の曲がりくねった通路を含むろ過助剤が（分子力および／または電気力によって不純物を前記通路内に存在する表面反応させられた天然炭酸カルシウム上に吸着しておよび／またはサイズ排除によって不純物粒子をこれらが大きすぎて全ろ過層の厚さを通過できない場合には保持して）不純物を保持する。
【００４８】
深層ろ過および表面ろ過の技法はさらに、表面フィルター上に深層ろ過層を置くことによって組み合わせられ得る。この構成は、そうしなければ表面フィルターの細孔を塞ぐ可能性のある粒子が深層ろ過層中に保持されるという利点を提供する。
【００４９】
深層ろ過層を表面フィルター上に導入するための１つの選択肢は、ろ過される液体中に凝集助剤を懸濁させて、この助剤を続いて、これが表面フィルター上に堆積されるときに不純物の全部または部分を凝集させるように、デカンテーションさせ、それによって深層ろ過層を形成する。これは堆積ろ過システムとして知られている。深層ろ過材の最初の層は堆積ろ過を始める前に表面フィルター上に場合によってプレコートされてもよい。
【００５０】
上記規定の表面反応させられた炭酸カルシウムのＥＤＣに対する優れた吸着性の故に、水性媒体からのＥＤＣを除去するためのこれの使用が本発明のもう１つの態様である。
【００５１】
これに関しては、水性媒体からのＥＤＣを除去するための、上記規定の活性炭と組み合わせた表面反応させられた炭酸カルシウムの使用は特に好ましい一実施形態である。
【００５２】
本発明のもう１つの態様は、ＥＤＣの水性媒体からを除去するための、上記規定の表面反応させられた天然炭酸カルシウムと上記規定の活性炭の組合せである。
【００５３】
最後に、上記規定の表面反応させられた炭酸カルシウムおよびそれに吸着された１種または複数のＥＤＣの複合物が、本発明のもう１つの態様であり、上記規定の活性炭も場合によって含む。
【００５４】
以下の図面、実施例および試験は本発明を例示するが、決して本発明を限定することは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】種々の平衡時間について１７α−エチニルエストラジオ−ルのＳＲＣＣへの吸着挙動を示すグラフである。
【図２】１７α−エチニルエストラジオ−ルのＳＲＣＣ、活性炭および二酸化マンガンへの吸着についての吸着剤の単位量当たりに吸着される量に関する吸着等温線を示すグラフである。
【図３】１７α−エチニルエストラジオ−ルのＳＲＣＣ、活性炭および二酸化マンガンへの吸着についての吸着剤の単位表面積当たりに吸着される量に関する吸着等温線を示すグラフである。
【図４】ＳＲＣＣによる活性炭の吸着による濁度の減少を示すグラフである。
【図５】活性炭のＳＥＭ画像を示す写真である。
【実施例】
【００５６】
Ａ．材料
Ｏｍｅｙ、Ｆｒａｎｃｅ由来の細かく分割された天然炭酸カルシウムの乾燥重量基準で約２５重量％の懸濁液を調製した。次いで、こうして形成されたスラリーを、約５５℃の温度でリン酸を徐々に加えることによって処理した。
【００５７】
得られたスラリーは、ＩＳＯ標準９２７７７による６０ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積およびＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ（商標）からのＳｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００によって測定されて約７μｍのｄ５０を有していた。
【００５８】
Ｂ．方法
１．１７α−エチニルエストラジオールの吸着
Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ （Ｂｏｒｎｅｍ、Ｂｅｌｇｉｕｍ）から供給された１７α−エチニルエストラジオール（ＥＥ２）（統度＞９８％）（商品番号Ｅ４８７６）を使用した。
【００５９】
ａ）試験混合物の調製
標準的な実験が以下の手順によって行われた：
固形分含有量２５重量％を有するＳＲＣＣ懸濁液０．４ｇを、５０、１００、２００、５００および１０００μｇ／ｌの異なる濃度を有する１７α−エチニルエストラジオール溶液７ｍｌに加え、２５℃で３０分間、１時間、２時間および２４時間振とうした。
【００６０】
ｂ）ＳＲＣＣ表面への１７α−エチニルエストラジオールの吸着における平衡濃度の測定
ＳＲＣＣの表面への吸着に関する１７α−エチニルエストラジオールの平衡濃度の測定のためにＳＲＣＣの添加後の初期濃度および最終濃度をいくつかの濃度および処理（振とう）時間で測定した。図１から、ＳＲＣＣの表面への１７α−エチニルエストラジオールの吸着は非常に速く、どの濃度においても３０分後には変化が観察されなかったことを読み取ることができ、これは濃度に関係なく３０分後には吸着平衡に達していることを示している。
【００６１】
濃度は周知のＨＰＬＣ法によって測定した（カラム：Ｇｅｍｉｎｉ ５ｕｍ Ｃ１８／ＯＤＳ Ｃ１８；溶出液Ａ：水（４５％）；溶出液Ｂ：アセトニトリル５５％；溶出液タイプ：定組成；流量１ｍｌ／分；温度２５℃；検出：ＵＶ−可視吸収２０５ｎｍにおいて）
【００６２】
ｃ）ＳＲＣＣおよび活性炭に対する１７α−エチニルエストラジオールの吸着等温線の決定
１７α−エチニルエストラジオールの吸着の効率を決定するために吸着等温線を決定した。
【００６３】
平衡時間後に、沈降、ろ過または遠心分離によってＳＲＣＣを液相から分離する。上層の液相中の濃度を上記のＨＰＬＣ法によって決定して平衡濃度を得る。下層の固形物相を上澄み相のデカンテーションによって分離する。このＳＲＣＣを一定量の塩酸に溶解させ、上記の方法で濃度を測定してＳＲＣＣの単位量当たりに吸着されている量を得る。
【００６４】
上記の知見に基づいて、ＳＲＣＣに対する１７α−エチニルエストラジオールの吸着等温線の決定のために、１時間の平衡時間を使用した。
【００６５】
さらに、吸着剤としての活性炭に関する吸着等温線を決定した。活性炭に関するデータは１６時間後に測定した。使用した活性炭は、市販のＬｕｒｇｉ Ｈｙｄｒａｆｉｎ ＣＣ ８×３０（Ｄｏｎａｕ Ｃａｒｂｏｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ、Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）であった。これは０．５から２．５ｍｍの粒子サイズおよび４８０±５０ｋｇ／ｍ３の密度を有している。
【００６６】
図２から、単位量の吸着剤当たりの１７α−エチニルエストラジオールのｎｇ／ｇで表した吸着量に関しては、活性炭が１７α−エチニルエストラジオールの吸着において優れていることを読み取ることができる。
【００６７】
しかし、図３に示されているように、吸着剤の単位表面積当たりの１７α−エチニルエストラジオールの吸着量に関しては、ＳＲＣＣが１７α−エチニルエストラジオールの吸着において同じレベルの効率を示すことが分かり、これは活性炭のそれより顕著に高い。
【００６８】
これらの知見は、１７α−エチニルエストラジオールを吸着するためには重量に関しては活性炭の方が少なくてよいが、ＳＲＣＣは表面積に関してはより有効であり、すなわちこれはより小さい比表面積を有するが、単位表面積当たりにより多くのエストロゲンを吸着することを示している。
【００６９】
さらに、活性炭と一緒でのＳＲＣＣの使用は予想外の相乗効果を示すことが分かった。
【００７０】
２．活性炭の吸着
説明中で述べた通り、活性炭は水から容易には分離され得ない。しかし、ＳＲＣＣは活性炭懸濁液を清澄化させる能力があり、活性炭の分離を見事に簡素化する。
【００７１】
Ｆｌｕｋａから市販されている活性炭（商品番号０５１１２）（ｇｃ用ｐ．ａ．；粒子サイズ０．３から０．５ｍｍ；かさ密度４１０ｋｇ／ｍ３）およびＳＲＣＣに以下の処理を施した：
活性炭０．０２ｇを水３０ｇに加えた。次いで、ＳＲＣＣ ０．２ｇを加えて、得られた混合物を２分間振とうした。混合物を沈降させた。続いて上相をデカンテーションによって分離した。
【００７２】
図４から、上部の液相の濁度を顕著に低減させることができたことを読み取ることができる。純粋な活性炭の濁度は常に１０００ＮＴＵを上回り、これはこの装置（Ｈａｃｈ ２１００Ｐ Ｉｓｏ Ｔｕｒｂｉｄｉｍｅｔｅｒ）で測定し得る最大値である。得られた複合物は、例えばろ過によって容易に分離することができる。
【００７３】
図５は、活性炭のＳＥＭ画像を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は内分泌撹乱化合物を除去するための方法に関し、かかる方法における表面反応させられた炭酸カルシウムの使用、活性炭との組合せおよび表面反応させられた炭酸カルシウムと活性炭に場合によって吸着された内分泌撹乱化合物との複合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市下水処理場は凝集によっておよび生物分解によって効率的な方法で有機化合物を除去するために建設されている。リン酸塩および重金属などの化合物は沈殿によって除去されるまたは活性炭に吸着される。しかし、医薬品およびパーソナルケア製品（ＰＰＣＰ）の除去は、一般に無視されている。後者は化学品類の大きな群を含み、それらの多くは強い生物活性を有する。焦点にあるＰＰＣＰの１つの群は内分泌撹乱化合物（ＥＤＣ）である。
【０００３】
環境中のいかなる起源のＥＤＣの遍在についても関心が高まりつつある。実際に、野生生物およびヒトにおける、ホルモンのアンバランス（女性化）ならびに魚および鳥などの野生生物における繁殖成功の変化；ヒトにおける乳がん、精巣がんおよび前立腺がんならびに免疫的および神経的機能障害の発生の増加を含む、好ましくない健康の傾向のいくつかにおいてこれらの化合物が果たし得る役割に関する情報は増え続けている。これらの事象は比較的低いが環境的には意味のある０．１−２０ｎｇｄｍ−３の濃度において発生することがある。絶えず低下しつつあるＥＤＣの検出限界のおかげで、環境中におけるこれらの化合物の可用性および影響についてのよりよい理解が可能になっている。
【０００４】
例えば、知られている天然および合成のエストロゲンの多くは下水道を経て最終的に水性環境中に入ると予想されるので、水性環境中のＥＤＣの最も可能性の高い源は、都市排水および／または産業排水の排出と共に農業生産からの流出である。したがって、都市下水処理場（ＷＴＰ）によるこれらの化合物の除去に焦点を合わせることが必要である。これまでの研究の多くは従来のＷＴＰによるＥＤＣの除去能力および逆浸透または光触媒などの進んだ技法に焦点を合わせてきたが、これらはかなりの技術的装置およびコストを要する。
【０００５】
活性炭またはベントナイトなどの周知の吸着剤は、微細に分割された状態であるため、除去するべき物質を吸着した後に媒体から分離することが非常に困難であるという一般的欠点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、ＥＤＣのような物質を都市下水のような水から効率的に除去するための低コストの効果的な処理に対する継続的な必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、表面反応させられた天然炭酸カルシウム（ＳＲＣＣ）または表面反応させられた炭酸カルシウムを含み２０℃において測定されて６．０を超えるｐＨを有する水性懸濁液がＥＤＣ含有媒体と接触させられる、水性媒体からのＥＤＣを除去するための方法によって解決され、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは天然炭酸カルシウムの二酸化炭素および１つまたは複数の酸との反応生成物である。
【０００８】
本発明の方法によって処理され得る水は、一般にＥＤＣを含有している任意の水であり、例えば都市下水、産業廃水、飲料水、農業廃水または醸造所もしくは他の飲料産業からの廃水である。
【０００９】
本発明の方法において使用される表面反応させられた天然炭酸カルシウムは天然炭酸カルシウムを酸および二酸化炭素と反応させることによって得られ、二酸化炭素は酸処理によってその場において形成されるおよび／または外部供給源から供給される。
【００１０】
好ましくは、天然炭酸カルシウムは、大理石、白亜、方解石、ドロマイト、石灰石およびこれらの混合物を含む群から選択される。好ましい一実施形態においては、天然炭酸カルシウムは、酸および二酸化炭素を用いる処理の前に粉砕される。粉砕ステップは当業者に知られている粉砕機などの任意の従来の粉砕装置を用いて行われ得る。
【００１１】
好ましくは、本発明の方法において使用される表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、２０℃において測定されて６．０を超える、好ましくは６．５を超える、より好ましくは７．０を超える、さらにより好ましくは７．５を超えるｐＨを有する水性懸濁液として調製される。下記に論じる通り、浄化すべき水に前記水性懸濁液を加えることによって、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、水と接触させられ得る。水性懸濁液のｐＨは、浄化される水に添加する前に、例えば追加の水を用いる希釈によって変更することも可能である。あるいは、水性懸濁液は乾燥させることができ、水と接触させられる表面反応させられた天然炭酸カルシウムは粉末形態または顆粒の形態である。言い換えれば、酸および二酸化炭素を用いる処理に続くｐＨの６．０より高い値への上昇は、本明細書に記載されている有益な吸着性を有する表面反応させられた炭酸カルシウムを提供するために必要とされる。
【００１２】
水性懸濁液の調製のための好ましい方法においては、粉砕によってなどで微細に分割されたまたはされていない天然炭酸カルシウムが水に懸濁される。好ましくは、スラリーはスラリーの重量に対して１重量％から８０重量％、より好ましくは３重量％から６０重量％、さらにより好ましくは５重量％から４０重量％の範囲内の天然炭酸カルシウムの含有量を有する。
【００１３】
次のステップにおいて、天然炭酸カルシウムを含有する水性懸濁液に酸が加えられる。好ましくは、酸は２５℃において２．５以下のｐＫａを有する。２５℃におけるｐＫａが０以下である場合は、酸は好ましくは硫酸、塩酸、またはこれらの混合物から選択される。２５℃におけるｐＫａが０から２．５である場合、酸は好ましくはＨ２ＳＯ３、ＨＳＯ４−、Ｈ３ＰＯ４、シュウ酸またはこれらの混合物から選択される。１つまたは複数の酸は濃縮された溶液またはより希釈された溶液として懸濁液に加えられ得る。好ましくは、酸対天然炭酸カルシウムのモル比は０．０５から４、より好ましくは０．１から２である。
【００１４】
別法として、天然炭酸カルシウムが懸濁される前に酸を水に加えることも可能である。
【００１５】
次のステップにおいて、天然炭酸カルシウムは二酸化炭素を用いて処理される。天然炭酸カルシウムの酸処理のために硫酸または塩酸などの強酸が使用される場合は、二酸化炭素は自動的に形成される。代わりにまたは加えて、二酸化炭素は外部の供給源から供給され得る。
【００１６】
酸処理および二酸化炭素を用いる処理は同時に行うこともでき、強酸が使用される場合はそうである。最初に、例えば０から２．５の範囲内のｐＫａを有する中程度の強酸を用いて酸処理を行い、次いで外部の供給源から供給される二酸化炭素を用いる処理が行われることも可能である。
【００１７】
好ましくは、懸濁液中の気体二酸化炭素の濃度は、容積で、比（懸濁液の容積）：（気体ＣＯ２の容積）が１：０．０５から１：２０、さらにより好ましくは１：０．０５から１：５であるようなものである。
【００１８】
好ましい一実施形態において、酸処理ステップおよび／または二酸化炭素処理ステップは少なくとも１回、より好ましくは数回繰り返される。
【００１９】
酸処理および二酸化炭素処理に続いて、２０℃で測定される水性懸濁液のｐＨは６．０より高い、好ましくは６．５より高い、より好ましくは７．０より高い、さらにより好ましくは７．５より高い値に自然に達し、それによって、表面反応させられた天然炭酸カルシウムを、６．０より高い、好ましくは６．５より高い、より好ましくは７．０より高い、さらにより好ましくは７．５より高いｐＨを有する水性懸濁液として調製する。水性懸濁液が平衡に至らせられると、ｐＨは７より高くなる。６．０より高いｐＨは、水性懸濁液の撹拌が十分な時間、好ましくは１から１０時間、より好ましくは１から５時間続けられると、塩基の添加を行うことなく調節され得る。
【００２０】
あるいは、７より高いｐＨで生じる平衡に達する前に、水性懸濁液のｐＨが二酸化炭素処理に続いて塩基を添加することによって６より高い値に高められてもよい。水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどの任意の常套的な塩基が使用され得る。
【００２１】
上記の方法の段階、すなわち酸処理、二酸化炭素を用いる処理および、好ましくは、ｐＨ調節を用いて、水性媒体から除去されるＥＤＣに対する良好な吸着性を有する表面反応させられた天然炭酸カルシウムが得られる。
【００２２】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムの調製についてのさらなる詳細は国際公開第００／３９２２２号パンフレットおよび米国特許出願公開第２００４／００２０４１０（Ａ１）号明細書に開示されており、これらの中では表面反応させられた天然炭酸カルシウムは製紙用充填剤として記載されており、これらの参考文献の内容は本明細書と共に本出願中に含められる。
【００２３】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムの調製の好ましい一実施形態において、天然炭酸カルシウムは、ケイ酸塩、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウムまたはカリウムなどのアルカリ土類アルミン酸塩、酸化マグネシウム、またはこれらの混合物から成る群から選択される少なくとも１つの化合物の存在下において、酸および／または二酸化炭素と反応させられる。好ましくは、少なくとも１種のケイ酸塩は、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、またはアルカリ土類金属ケイ酸塩から選択される。これらの成分は、酸および／または二酸化炭素を加える前に、天然炭酸カルシウムを含む水性懸濁液に加えられ得る。
【００２４】
あるいは、ケイ酸塩および／またはシリカおよび／または水酸化アルミニウムおよび／またはアルカリ土類アルミン酸塩および／または酸化マグネシウム成分は、天然炭酸カルシウムの酸および二酸化炭素との反応が既に開始されている間に、天然炭酸カルシウムの水性懸濁液に加えられ得る。表面反応させられた天然炭酸カルシウムの少なくとも１種のケイ酸塩および／またはシリカおよび／または水酸化アルミニウムおよび／またはアルカリ土類アルミン酸塩成分の存在下における調製についてのさらなる詳細は、国際公開第２００４／０８３３１６号パンフレットで開示されており、この参考文献の内容は本明細書と共に本出願中に含められる。
【００２５】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、分散化剤により場合によってさらに安定化させて、懸濁状態に保持され得る。当業者に知られている常套的な分散化剤が使用され得る。好ましい分散化剤はポリアクリル酸である。
【００２６】
あるいは、上記の水性懸濁液は乾燥させて、それによって表面反応させられた天然炭酸カルシウムを顆粒または粉末の形態で得ることができる。
【００２７】
好ましい一実施形態において、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、窒素およびＩＳＯ ９２７７によるＢＥＴ法を使用して測定されて５ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇ、より好ましくは２０ｍ２／ｇから８０ｍ２／ｇ、さらにより好ましくは３０ｍ２／ｇから６０ｍ２／ｇの比表面積を有する。
【００２８】
さらに、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、沈降法によって測定されて０．１から５０μｍ、より好ましくは０．５から２５μｍ、さらにより好ましくは１から１０μｍの平均粒径を有することが好ましい。沈降法は重力場における沈降挙動の解析である。測定はＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて行われる。この方法および測定器は当業者に知られており充填剤および顔料の粒子サイズを測定するために広く使用されている。測定はＮａ４Ｐ２Ｏ７の０．１重量％水溶液中で行われる。サンプルは高速撹拌機および超音波を使用して分散された。
【００２９】
好ましい一実施形態において、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、１５から２００ｍ２／ｇの範囲内の比表面積および０．１から５０μｍの範囲内の平均粒径を有する。より好ましくは、比表面積は２０から８０ｍ２／ｇの範囲内であり、平均粒径は０．５から２５μｍの範囲内である。さらにより好ましくは、比表面積は、３０から６０ｍ２／ｇの範囲内であり、平均粒径は０．７から７μｍの範囲内である。
【００３０】
本発明の方法において、表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、ＥＤＣを含有している水性媒体に、当業者に知られている任意の従来の供給手段によって加えられる。表面反応させられた天然炭酸カルシウムは、水性懸濁液、例えば上記の懸濁液として加えられ得る。あるいは、これは固形形態、例えば顆粒または粉末またはケーキの形態で加えられ得る。本発明の状況の中では、表面反応させられた天然炭酸カルシウムを含む固定相を提供することも可能であり、浄化される水は前記固定相を通過し、固定相は例えば表面反応させられた天然炭酸カルシウムを含むケーキまたは層の形態で、浄化される水は前記固定相を通過する。これは下記においてより詳細に考察される。
【００３１】
好ましい一実施形態において、ＥＤＣを含有している水性媒体のｐＨは、表面反応させられた天然炭酸カルシウムを加える前に、６．０より高い、より好ましくは６．５より高い、さらにより好ましくは７．０より高い値に調節される。
【００３２】
表面反応させられた好ましい天然炭酸カルシウムは、例えば撹拌手段によって水性媒体中に懸濁される。表面反応させられた天然炭酸カルシウムの質量は、除去されるＥＤＣの種類に依存する。好ましくは、ＳＲＣＣはＥＤＣの質量の１０２から１０９、好ましくは２・１０４から１０６、最も好ましくは１０４から３・１０５倍の投入量（重量基準）で加えられる。
【００３３】
本発明の方法によって除去され得るＥＤＣは、例えば内因性ホルモン、１７β−エストラジオール（Ｅ２）、エストロン（Ｅ１）、エストリオール（Ｅ３）、テストステロンまたはジヒドロテストステロンなど；植物ホルモンおよびマイコホルモン、β−シトステロール、ゲニステイン、ダイゼインまたはゼラレオンなど；薬剤、１７α−エチニルエストラジオール（ＥＥ２）、メストラノール（ＭＥ）、ジエチルスチルベストロール（ＤＥＳ）など、および工業化学品、４−ノニルフェノール（ＮＰ）、４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール（ＯＰ）、ビスフェノール（ＢＰＡ）、トリブチル錫（ＴＢＴ）、メチル水銀、フタレート、ＰＡＫまたはＰＣＢなどを含む群から選択される。
【００３４】
さらに、水性媒体からのＥＤＣの除去は、表面反応させられた炭酸カルシウムが活性炭との組合せで使用されるときに特に効果的であることが見出されている。
【００３５】
上記で概要を述べた通り、活性炭は周知の強力な吸着剤ではあるが、吸着は極めてしばしばそれほど速くはなく、また処理される媒体からのこれの除去は媒体中での微細な分割の故に極めて困難であるという欠点がある。
【００３６】
今、表面反応させられた炭酸カルシウムは非常に効率的に迅速にＥＤＣを水性媒体から除去するだけではなく、活性炭を単独でも、その表面にＥＤＣなどの既に吸着された物質を有する活性炭でも非常に効率的に吸着することが見出された。
【００３７】
したがって、ＥＤＣを含有している水性媒体に活性炭が追加して加えられることが本発明の特に好ましい一実施形態である。活性炭は、表面反応させられた炭酸カルシウムの添加と同時に、その前にまたはその後で加えられ得る。
【００３８】
表面反応させられた炭酸カルシウムを活性炭と共に使用することは、一方で両方の吸着剤の優れた吸着性によってＥＤＣなどの物質の極めて効率的な吸着をもたらし、他方では加えて活性炭と複合物を形成することによって活性炭の除去可能性を、これが既にこれの表面に吸着された物質を有している場合にも向上させ、表面反応させられた炭酸カルシウムと活性炭との相乗的相互作用によってさらに向上させられたＥＤＣの除去をもたらし、得られる複合物は水性媒体から容易に分離可能である。
【００３９】
これについては、活性炭は表面反応させられた天然炭酸カルシウムの添加の前に水性媒体中に加えられることが特に好ましい。この実施形態においては、ＥＤＣは基本的にまず活性炭に吸着され、得られた複合物が表面反応させられた炭酸カルシウムによって本質的に続いて吸着されて、活性炭、および活性炭に結合したＥＤＣの向上させられた除去の可能性をもたらす。
【００４０】
当技術分野において知られている任意の活性炭が本発明の方法において使用され得る。本発明において有用な活性炭の例は、例えばＦｌｕｋａから入手可能な商品番号０５１１２（ｇｃ用ｐ．ａ．；粒子サイズ０．３から０．５ｍｍ；かさ密度４１０ｋｇ／ｍ３）など、Ａｌｄｒｉｃｈからの商品番号４８４１５６（ガラス状球形粉末、粒子サイズ１０−４０μｍ）など、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈからの商品番号２４２２７６（Ｄａｒｃｏ（登録商標）Ｇ−６０、粉末、粒子サイズ−１００メッシュ）など；Ｒｉｅｄｅｌ−ｄｅ Ｈａｅｎからの（商品番号１８００２、ｐｕｒｕｍ、顆粒）、またはＬｕｒｇｉ Ｈｙｄｒａｆｉｎ ＣＣ８×３０（Ｄｏｎａｕ Ｃａｒｂｏｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ、Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）またはＦｌｕｋａから入手可能な活性炭（商品番号０５１１２）である。
【００４１】
例えば、活性炭粒子は０．１μｍから５ｍｍ、好ましくは１０μｍから２ｍｍ、０．１ｍｍから０．５ｍｍ、例えば０．３ｍｍの粒子サイズを有し得る。
【００４２】
好ましくは、表面反応させられた天然炭酸カルシウムと活性炭との重量比は、１：１から１００：１、より好ましくは５：１から８０：１、特に１０：１から７０：１または２０：１から５０：１、例えば３０；１または４０：１である。
【００４３】
処理される水サンプルに添加物が場合によって加えられ得る。これらはｐＨ調節のための物質およびポリ塩化アルミニウム、塩化鉄または硫酸アルミニウムなどの常套的な凝集剤を含むことがあり得る。
【００４４】
好ましい一実施形態において、上記の表面反応をさせられていない天然炭酸カルシウムが同様に加えられる。
【００４５】
吸着が完了した後、表面処理された炭酸カルシウム、ＥＤＣおよび場合によって活性炭の複合物は、当業者に知られている従来の分離手段、沈降およびろ過などによって水性媒体から分離され得る。
【００４６】
別の１つのやり方では、浄化される液体は、好ましくは表面反応させられた天然炭酸カルシウムを含み、液体が重力によっておよび／または真空下においておよび／または圧力下において通過するにつれてサイズ排除によって不純物をフィルター表面上に保持する能力がある透過可能なフィルターを通過させられる。この方法は「表面ろ過」と呼ばれている。
【００４７】
深層ろ過として知られているもう１つの好ましい技法においては、様々な直径および構造の多数の曲がりくねった通路を含むろ過助剤が（分子力および／または電気力によって不純物を前記通路内に存在する表面反応させられた天然炭酸カルシウム上に吸着しておよび／またはサイズ排除によって不純物粒子をこれらが大きすぎて全ろ過層の厚さを通過できない場合には保持して）不純物を保持する。
【００４８】
深層ろ過および表面ろ過の技法はさらに、表面フィルター上に深層ろ過層を置くことによって組み合わせられ得る。この構成は、そうしなければ表面フィルターの細孔を塞ぐ可能性のある粒子が深層ろ過層中に保持されるという利点を提供する。
【００４９】
深層ろ過層を表面フィルター上に導入するための１つの選択肢は、ろ過される液体中に凝集助剤を懸濁させて、この助剤を続いて、これが表面フィルター上に堆積されるときに不純物の全部または部分を凝集させるように、デカンテーションさせ、それによって深層ろ過層を形成する。これは堆積ろ過システムとして知られている。深層ろ過材の最初の層は堆積ろ過を始める前に表面フィルター上に場合によってプレコートされてもよい。
【００５０】
上記規定の表面反応させられた炭酸カルシウムのＥＤＣに対する優れた吸着性の故に、水性媒体からのＥＤＣを除去するためのこれの使用が本発明のもう１つの態様である。
【００５１】
これに関しては、水性媒体からのＥＤＣを除去するための、上記規定の活性炭と組み合わせた表面反応させられた炭酸カルシウムの使用は特に好ましい一実施形態である。
【００５２】
本発明のもう１つの態様は、ＥＤＣの水性媒体からを除去するための、上記規定の表面反応させられた天然炭酸カルシウムと上記規定の活性炭の組合せである。
【００５３】
最後に、上記規定の表面反応させられた炭酸カルシウムおよびそれに吸着された１種または複数のＥＤＣの複合物が、本発明のもう１つの態様であり、上記規定の活性炭も場合によって含む。
【００５４】
以下の図面、実施例および試験は本発明を例示するが、決して本発明を限定することは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】種々の平衡時間について１７α−エチニルエストラジオ−ルのＳＲＣＣへの吸着挙動を示すグラフである。
【図２】１７α−エチニルエストラジオ−ルのＳＲＣＣ、活性炭および二酸化マンガンへの吸着についての吸着剤の単位量当たりに吸着される量に関する吸着等温線を示すグラフである。
【図３】１７α−エチニルエストラジオ−ルのＳＲＣＣ、活性炭および二酸化マンガンへの吸着についての吸着剤の単位表面積当たりに吸着される量に関する吸着等温線を示すグラフである。
【図４】ＳＲＣＣによる活性炭の吸着による濁度の減少を示すグラフである。
【図５】活性炭のＳＥＭ画像を示す写真である。
【実施例】
【００５６】
Ａ．材料
Ｏｍｅｙ、Ｆｒａｎｃｅ由来の細かく分割された天然炭酸カルシウムの乾燥重量基準で約２５重量％の懸濁液を調製した。次いで、こうして形成されたスラリーを、約５５℃の温度でリン酸を徐々に加えることによって処理した。
【００５７】
得られたスラリーは、ＩＳＯ標準９２７７７による６０ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積およびＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ（商標）からのＳｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００によって測定されて約７μｍのｄ５０を有していた。
【００５８】
Ｂ．方法
１．１７α−エチニルエストラジオールの吸着
Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ （Ｂｏｒｎｅｍ、Ｂｅｌｇｉｕｍ）から供給された１７α−エチニルエストラジオール（ＥＥ２）（統度＞９８％）（商品番号Ｅ４８７６）を使用した。
【００５９】
ａ）試験混合物の調製
標準的な実験が以下の手順によって行われた：
固形分含有量２５重量％を有するＳＲＣＣ懸濁液０．４ｇを、５０、１００、２００、５００および１０００μｇ／ｌの異なる濃度を有する１７α−エチニルエストラジオール溶液７ｍｌに加え、２５℃で３０分間、１時間、２時間および２４時間振とうした。
【００６０】
ｂ）ＳＲＣＣ表面への１７α−エチニルエストラジオールの吸着における平衡濃度の測定
ＳＲＣＣの表面への吸着に関する１７α−エチニルエストラジオールの平衡濃度の測定のためにＳＲＣＣの添加後の初期濃度および最終濃度をいくつかの濃度および処理（振とう）時間で測定した。図１から、ＳＲＣＣの表面への１７α−エチニルエストラジオールの吸着は非常に速く、どの濃度においても３０分後には変化が観察されなかったことを読み取ることができ、これは濃度に関係なく３０分後には吸着平衡に達していることを示している。
【００６１】
濃度は周知のＨＰＬＣ法によって測定した（カラム：Ｇｅｍｉｎｉ ５ｕｍ Ｃ１８／ＯＤＳ Ｃ１８；溶出液Ａ：水（４５％）；溶出液Ｂ：アセトニトリル５５％；溶出液タイプ：定組成；流量１ｍｌ／分；温度２５℃；検出：ＵＶ−可視吸収２０５ｎｍにおいて）
【００６２】
ｃ）ＳＲＣＣおよび活性炭に対する１７α−エチニルエストラジオールの吸着等温線の決定
１７α−エチニルエストラジオールの吸着の効率を決定するために吸着等温線を決定した。
【００６３】
平衡時間後に、沈降、ろ過または遠心分離によってＳＲＣＣを液相から分離する。上層の液相中の濃度を上記のＨＰＬＣ法によって決定して平衡濃度を得る。下層の固形物相を上澄み相のデカンテーションによって分離する。このＳＲＣＣを一定量の塩酸に溶解させ、上記の方法で濃度を測定してＳＲＣＣの単位量当たりに吸着されている量を得る。
【００６４】
上記の知見に基づいて、ＳＲＣＣに対する１７α−エチニルエストラジオールの吸着等温線の決定のために、１時間の平衡時間を使用した。
【００６５】
さらに、吸着剤としての活性炭に関する吸着等温線を決定した。活性炭に関するデータは１６時間後に測定した。使用した活性炭は、市販のＬｕｒｇｉ Ｈｙｄｒａｆｉｎ ＣＣ ８×３０（Ｄｏｎａｕ Ｃａｒｂｏｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ、Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）であった。これは０．５から２．５ｍｍの粒子サイズおよび４８０±５０ｋｇ／ｍ３の密度を有している。
【００６６】
図２から、単位量の吸着剤当たりの１７α−エチニルエストラジオールのｎｇ／ｇで表した吸着量に関しては、活性炭が１７α−エチニルエストラジオールの吸着において優れていることを読み取ることができる。
【００６７】
しかし、図３に示されているように、吸着剤の単位表面積当たりの１７α−エチニルエストラジオールの吸着量に関しては、ＳＲＣＣが１７α−エチニルエストラジオールの吸着において同じレベルの効率を示すことが分かり、これは活性炭のそれより顕著に高い。
【００６８】
これらの知見は、１７α−エチニルエストラジオールを吸着するためには重量に関しては活性炭の方が少なくてよいが、ＳＲＣＣは表面積に関してはより有効であり、すなわちこれはより小さい比表面積を有するが、単位表面積当たりにより多くのエストロゲンを吸着することを示している。
【００６９】
さらに、活性炭と一緒でのＳＲＣＣの使用は予想外の相乗効果を示すことが分かった。
【００７０】
２．活性炭の吸着
説明中で述べた通り、活性炭は水から容易には分離され得ない。しかし、ＳＲＣＣは活性炭懸濁液を清澄化させる能力があり、活性炭の分離を見事に簡素化する。
【００７１】
Ｆｌｕｋａから市販されている活性炭（商品番号０５１１２）（ｇｃ用ｐ．ａ．；粒子サイズ０．３から０．５ｍｍ；かさ密度４１０ｋｇ／ｍ３）およびＳＲＣＣに以下の処理を施した：
活性炭０．０２ｇを水３０ｇに加えた。次いで、ＳＲＣＣ ０．２ｇを加えて、得られた混合物を２分間振とうした。混合物を沈降させた。続いて上相をデカンテーションによって分離した。
【００７２】
図４から、上部の液相の濁度を顕著に低減させることができたことを読み取ることができる。純粋な活性炭の濁度は常に１０００ＮＴＵを上回り、これはこの装置（Ｈａｃｈ ２１００Ｐ Ｉｓｏ Ｔｕｒｂｉｄｉｍｅｔｅｒ）で測定し得る最大値である。得られた複合物は、例えばろ過によって容易に分離することができる。
【００７３】
図５は、活性炭のＳＥＭ画像を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムまたは表面反応させられた炭酸カルシウムを含み２０℃において測定されて６．０より高いｐＨを有する水性懸濁液が内分泌撹乱化合物（ＥＤＣ）含有媒体と接触させられ、表面反応させられた炭酸カルシウムは天然炭酸カルシウムの二酸化炭素および１種または複数の酸との反応生成物である、水性媒体から内分泌撹乱化合物（ＥＤＣ）を除去するための方法。
【請求項２】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、２０℃において測定されて６．５より高い、好ましくは７．０より高い、最も好ましくは７．５のｐＨを有する水性懸濁液として調製されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
天然炭酸カルシウムが、大理石、方解石、白亜、ドロマイト、石灰石およびこれらの混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
酸が２５℃において２．５以下のｐＫａを有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
酸が、塩酸、硫酸、亜硫酸、ヒドロサルフェート、リン酸、シュウ酸およびこれらの混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
天然炭酸カルシウムが、少なくとも１種のケイ酸塩および／またはシリカ、水酸化アルミニウム、アルカリ土類金属アルミン酸塩、酸化マグネシウム、またはこれらの混合物の存在下において、酸および／または二酸化炭素と反応させられることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１種のケイ酸塩が、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウムおよびアルカリ金属ケイ酸塩を含む群から選択されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、窒素およびＩＳＯ ９２７７によるＢＥＴ法を使用して測定されて５ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇ、好ましくは２０ｍ２／ｇから８０ｍ２／ｇ、より好ましくは３０ｍ２／ｇから６０ｍ２／ｇの比表面積を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、沈降法によって測定されて０．１から５０μｍ、好ましくは０．５から２５μｍ、より好ましくは０．８から２０μｍ、特に１から１０μｍの平均粒径ｄ５０を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムの水性懸濁液が、１種または複数の分散化剤で安定化されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、粉末形態および／または顆粒形態で使用されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
表面反応させられた炭酸カルシウムが、ＥＤＣの質量の１０２から１０９、好ましくは２・１０４から１０６、最も好ましくは１０４から３・１０５倍の投入量（重量基準）で加えられることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
水性媒体を含有するピッチのｐＨが、表面反応させられた天然炭酸カルシウムの添加の前に、＞６、より好ましくは＞６．５、より好ましくは＞７の値に調節されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ＥＤＣが、１７β−エストラジオール（Ｅ２）、エストロン（Ｅ１）、エストリオール（Ｅ３）、テストステロンまたはジヒドロテストステロンなどの内因性ホルモン；β−シトステロール、ゲニステイン、ダイゼインまたはゼラレオンなどの植物ホルモンおよびマイコホルモン；１７α−エチニルエストラジオール（ＥＥ２）、メストラノール（ＭＥ）、ジエチルスチルベストロール（ＤＥＳ）などの薬剤、および４−ノニルフェノール（ＮＰ）、４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール（ＯＰ）、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）、トリブチル錫（ＴＢＴ）、メチル水銀、フタレート、ＰＡＫまたはＰＣＢなどの工業化学品を含む群から選択されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
活性炭が、さらに水性媒体に加えられることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
活性炭が、表面反応させられた炭酸カルシウムの添加の前に、水性媒体に加えられることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
活性炭粒子が、０．１μｍから５ｍｍ、好ましくは１０μｍから２ｍｍ、０．１ｍｍから０．５ｍｍ、例えば０．３ｍｍの粒子サイズを有することを特徴とする、請求項１５または１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
表面反応させられた天然炭酸カルシウム対活性炭の重量比が、１：１から１００：１、より好ましくは５：１から８０：１、特に１０：１から７０：１または２０：１から５０：１、例えば３０：１または４０：１であることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１から１４の一項に記載の表面反応させられた天然炭酸カルシウムの、水性媒体からＥＤＣを除去するための使用。
【請求項２０】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、請求項１５から１８の一項に記載の活性炭と組み合わせて使用されることを特徴とする、請求項１９に記載の使用。
【請求項２１】
水性媒体からＥＤＣを除去するための、請求項１から１４のいずれか一項に記載の表面反応させられた天然炭酸カルシウムおよび請求項１５から１８のいずれか一項に記載の活性炭の組合せ。
【請求項２２】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の表面反応させられた天然炭酸カルシウムと水性媒体から除去された１種または複数のＥＤＣとの複合物。
【請求項２３】
請求項１５から１８のいずれか一項に記載の活性炭をさらに含む、請求項２２に記載の複合物。
【請求項１】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムまたは表面反応させられた炭酸カルシウムを含み２０℃において測定されて６．０より高いｐＨを有する水性懸濁液が内分泌撹乱化合物（ＥＤＣ）含有媒体と接触させられ、表面反応させられた炭酸カルシウムは天然炭酸カルシウムの二酸化炭素および１種または複数の酸との反応生成物である、水性媒体から内分泌撹乱化合物（ＥＤＣ）を除去するための方法。
【請求項２】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、２０℃において測定されて６．５より高い、好ましくは７．０より高い、最も好ましくは７．５のｐＨを有する水性懸濁液として調製されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
天然炭酸カルシウムが、大理石、方解石、白亜、ドロマイト、石灰石およびこれらの混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
酸が２５℃において２．５以下のｐＫａを有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
酸が、塩酸、硫酸、亜硫酸、ヒドロサルフェート、リン酸、シュウ酸およびこれらの混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
天然炭酸カルシウムが、少なくとも１種のケイ酸塩および／またはシリカ、水酸化アルミニウム、アルカリ土類金属アルミン酸塩、酸化マグネシウム、またはこれらの混合物の存在下において、酸および／または二酸化炭素と反応させられることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１種のケイ酸塩が、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウムおよびアルカリ金属ケイ酸塩を含む群から選択されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、窒素およびＩＳＯ ９２７７によるＢＥＴ法を使用して測定されて５ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇ、好ましくは２０ｍ２／ｇから８０ｍ２／ｇ、より好ましくは３０ｍ２／ｇから６０ｍ２／ｇの比表面積を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、沈降法によって測定されて０．１から５０μｍ、好ましくは０．５から２５μｍ、より好ましくは０．８から２０μｍ、特に１から１０μｍの平均粒径ｄ５０を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムの水性懸濁液が、１種または複数の分散化剤で安定化されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、粉末形態および／または顆粒形態で使用されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
表面反応させられた炭酸カルシウムが、ＥＤＣの質量の１０２から１０９、好ましくは２・１０４から１０６、最も好ましくは１０４から３・１０５倍の投入量（重量基準）で加えられることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
水性媒体を含有するピッチのｐＨが、表面反応させられた天然炭酸カルシウムの添加の前に、＞６、より好ましくは＞６．５、より好ましくは＞７の値に調節されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ＥＤＣが、１７β−エストラジオール（Ｅ２）、エストロン（Ｅ１）、エストリオール（Ｅ３）、テストステロンまたはジヒドロテストステロンなどの内因性ホルモン；β−シトステロール、ゲニステイン、ダイゼインまたはゼラレオンなどの植物ホルモンおよびマイコホルモン；１７α−エチニルエストラジオール（ＥＥ２）、メストラノール（ＭＥ）、ジエチルスチルベストロール（ＤＥＳ）などの薬剤、および４−ノニルフェノール（ＮＰ）、４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール（ＯＰ）、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）、トリブチル錫（ＴＢＴ）、メチル水銀、フタレート、ＰＡＫまたはＰＣＢなどの工業化学品を含む群から選択されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
活性炭が、さらに水性媒体に加えられることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
活性炭が、表面反応させられた炭酸カルシウムの添加の前に、水性媒体に加えられることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
活性炭粒子が、０．１μｍから５ｍｍ、好ましくは１０μｍから２ｍｍ、０．１ｍｍから０．５ｍｍ、例えば０．３ｍｍの粒子サイズを有することを特徴とする、請求項１５または１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
表面反応させられた天然炭酸カルシウム対活性炭の重量比が、１：１から１００：１、より好ましくは５：１から８０：１、特に１０：１から７０：１または２０：１から５０：１、例えば３０：１または４０：１であることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１から１４の一項に記載の表面反応させられた天然炭酸カルシウムの、水性媒体からＥＤＣを除去するための使用。
【請求項２０】
表面反応させられた天然炭酸カルシウムが、請求項１５から１８の一項に記載の活性炭と組み合わせて使用されることを特徴とする、請求項１９に記載の使用。
【請求項２１】
水性媒体からＥＤＣを除去するための、請求項１から１４のいずれか一項に記載の表面反応させられた天然炭酸カルシウムおよび請求項１５から１８のいずれか一項に記載の活性炭の組合せ。
【請求項２２】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の表面反応させられた天然炭酸カルシウムと水性媒体から除去された１種または複数のＥＤＣとの複合物。
【請求項２３】
請求項１５から１８のいずれか一項に記載の活性炭をさらに含む、請求項２２に記載の複合物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１０−５２１２９６（Ｐ２０１０−５２１２９６Ａ）
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５４０２２（Ｐ２００９−５５４０２２）
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０５３３３３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１３８３８
【国際公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（５０５０１８１２０）オムヤ・デイベロツプメント・アー・ゲー (31)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０５３３３３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１３８３８
【国際公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（５０５０１８１２０）オムヤ・デイベロツプメント・アー・ゲー (31)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]