(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌に含有する油分の分析方法であって、水に溶解する低級アルコールと土壌試料とを混合した後、該混合液をろ過したろ液に、炭酸水を添加して混合することで炭酸ガスが発生した後の混合溶液の濁度を測定することにより油分の分析をするようにしたことを特徴とする土壌中の油分の分析方法。
【請求項２】
塩を添加して炭酸ガスの発生を促進させることを特徴とする請求項１記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項３】
棒状体で撹拌して炭酸ガスの発生を促進させることを特徴とする請求項１記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項４】
加温することで炭酸ガスの発生を促進させることを特徴とする請求項１記載の土壌中の油分の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌中に含有する機械油、軽油、重油、グリース、植物油等の各種油分の分析（検出）方法の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、土壌の油分汚染状況や汚染油分を浄化する場合の浄化状況を知りたい場合があり、このような場合、土壌中に含有する油分の分析をすることが必要になる。
このような土壌中に含有する油分を測定する手法として、炭素数５以下の脂肪族アルコールを土壌試料に加えて撹拌して土壌試料中の油分をアルコールに溶解させた後、水には溶解しないが油分は溶解する有機溶媒を加えて混合し、その後、水を加えて水−アルコールを主成分とする層と油分−有機溶媒とを主成分とする層とに分離させ、有機溶媒−油分とを主成分とする層に含まれる油分を定量的に分析するようにした技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３４６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のものは有機溶媒を必要にするが、この有機溶媒として二硫化炭素、ｎ−ペンタン、テトラクロロエチレン、塩化メチレン、四塩化炭素等が例示されるが、これら有機溶剤のなかには、人の健康に対して悪影響を与える有害物質として指定され、揮発性有機溶剤のガス排出量の規制がなされているものが多く、作業環境の観点から採用には厳重な換気施設と回収施設が必要になるという問題がある。また、１９８７年に採択され、１９８９年に発効された「オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書」により、今後の使用が禁止される方向にある。
さらに油分の分析には、赤外分光光度計、ガスクロマトグラフィーのような実験室レベルの分析装置を用いるか、有機溶剤を蒸発させ、残った油分の重量を測定するようにしているが、前者は分析装置を持ち出すのが難しい試料採集場所での分析が難しいという問題があり、また後者は有機溶剤の蒸発を伴うため、前述した厳重な換気施設と回収施設が必要になるうえ、有機溶剤の蒸発に時間がかかり、作業性に問題がある。
そこで本発明の発明者は、土壌中の油分を低級アルコールに溶解させた後、ここに水を添加することで水−アルコールの混和液としてこの混和液中に油分粒子を析出させ、該混和液の透光度を測定することで油分の分析をすることを提唱し（特願２０１０−２７１３０号）、これによって屋外において簡便に土壌中の油分の分析ができることになった。ところがこれらのものは、水を添加した後の振蕩条件で油分の析出にバラツキがあるという問題に気がついた。そしてこの振蕩は、低級アルコールに水を添加した後の人為的あるいは機械的な振蕩であって必ずしも一定でないことが要因であり、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、土壌に含有する油分の分析方法であって、水に溶解する低級アルコールと土壌試料とを混合した後、該混合液をろ過したろ液に、炭酸水を添加して混合することで炭酸ガスが発生した後の混合溶液の濁度を測定することにより油分の分析をするようにしたことを特徴とする土壌中の油分の分析方法である。
請求項２の発明は、塩を添加して炭酸ガスの発生を促進させることを特徴とする請求項１記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項３の発明は、棒状体で撹拌して炭酸ガスの発生を促進させることを特徴とする請求項１記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項４の発明は、加温することで炭酸ガスの発生を促進させることを特徴とする請求項１記載の土壌中の油分の分析方法である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、土壌中に含有する油分を簡便に分析するにあたり、炭酸水に過飽和状態で溶解している炭酸ガスが発生することになって水（炭酸水）−アルコール系全体での物理的、化学的な撹拌が効率よくできることになって油分の析出が迅速で確実になる。
請求項２、３、または４の発明とすることにより、炭酸ガスの発生が促進されて油分の析出が短時間で効率よく行われ、現場での分析作業がより容易化する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実験例１の測定結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明に用いられる水に対する混和度が高い低級アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、１−プロピルアルコール、２−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコールを例示することができ、これらから選択される１種類の低級アルコール、またはこれらから選択された２種以上の低級アルコールの混合物を用いることができる。
【０００９】
土壌に含有して分析される油分としては、原油、ガソリン類、灯油、軽油、Ａ重油、Ｃ重油、グリース、植物油、合成油、機械油、ひまし油等の油分の単独または混合物、さらにはこれら油分が酸化分解したもの、変質したもの等、前記低級アルコールに溶解する油分であればいずれの油分の分析をすることができる。
【００１０】
本発明においては、油分を含有すると想定される土壌についての油分の分析をすることになるが、土壌としての制限はなく、火山灰土、洪積土、崩積土、未熟土、沖積土、集積土、粘土、砂土等の各種の土壌を例示することができる。
【００１１】
本発明において、土壌試料と低級アルコールとを混合した後、該混合液をろ過することになるが、該ろ過は、土壌と低級アルコールとの混合液の濁りを除去することを目的とするものであり、このため例えばメッシュが０．４５μｍ（マイクロメータ）のろ紙を用いることができる。
また土壌試料と低級アルコールとは振蕩による混合だけでなく気体のバブリングによっても撹拌混合することができる。
【００１２】
本発明において、前記ろ過したろ液に水を加えて低級アルコールと水とを混和させることにより、低級アルコールに溶解していた油分を微細粒子として析出させ、その濁度を測定することで土壌中の油分の分析をすることを基本とするものであるが、この場合の水と低級アルコールとの混和を確実にして油分を確実且つ迅速に析出されるため、水の代わりに炭酸水を添加し、該炭酸水に過飽和状態で溶解している炭酸ガス（二酸化炭素）を発生させ、この発生した炭酸ガスが微視的な気泡となって前記混和液の物理的、化学的撹拌を行い、これによって、迅速で効率の良い均質な物理的、化学的な混和液の撹拌がなされ、油分の析出精度が高くなると共に析出効率も向上する。このように低級アルコール−炭酸水の混和液から炭酸ガスを発生させるにあたり、混和した溶液を振蕩することでも炭酸ガスが発生するが、ガラス棒や金属棒のような棒体を入れて撹拌することで刺激をし、これによって炭酸ガスの発生を促すことができ、また、食塩のような粉体（個体）を入れることで炭酸ガスの発生を促すこともできる。特に食塩のような塩を入れた場合、水がイオンリッチの状態となって有機物である油分の析出が促進される。このような塩を添加する場合、水に総てが溶解して結晶が残らないものが好ましい。因みに、この塩は、炭酸水に溶解していても同様の効果がある。
【００１３】
本発明に用いられる炭酸水としては市販のものが安価に販売されており、これを入手して用いることが好適であるが、通常知られる手法で炭酸水を作成したものを用いても良い。
【００１４】
また、炭酸水は炭酸ガスが過飽和状態で水に溶解しているものであるから、加熱することで炭酸ガスの発生が促進され、そこで低級アルコール−炭酸水の混合用液をヘヤドライヤーや温水等で加温しても良く、そしてこのような加温をした場合には低級アルコールの蒸発もあり、これによって水成分の割合が炭酸水を添加したときよりも過多になって油分の析出が促進される。因みに加温した状態のままでは油分の低級アルコール−炭酸水系への溶解が考えられ、このため冷水等で冷却して油分を充分に析出させることが好ましい。
【００１５】
また油分の分析は、析出した油分粒子が光を散乱することによりブランク（使用する低級アルコールに同様の条件でろ過処理したものに炭酸水を添加したもの）に対して透光度（吸光度）が低下するという散乱光の測定であり、波長が２５０〜８００ｎｍ（ナノメートル）の紫外光線または可視光線から選択される任意の一波長でよく、例えば波長が７００ｎｍの可視光線とすることができる。含有する油分が多い場合には目視による定性的な測定もできるが、油分が微量な場合、さらには定量的な測定をするには分光光度計を用いた透光光度分析とすることができ、特に現場型のものであれば土壌採集した現場でも簡単に油分の分析をすることができる。
【００１６】
以下、実験例を記すが、本発明は実験例に限定されないものであることは勿論である。
【００１７】
＜実験例１＞
集積土の一つである黒泥土１ｇ（グラム）に、市販の軽油を０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２ｍＬ（ミリリットル）ずつ添加した軽油含有黒泥土をそれぞれ作成し、これらのものにエチルアルコールを１０ｍＬずつ添加しよく振蕩して混合させる。しかる後、これらの混合液をメッシュが０．４５μｍのろ紙（例えばテフロン（登録商標）製）でそれぞれろ過する。ろ液は透明であり、このろ液に、このろ液に、１５ｍＬの市販の炭酸水（サントリーフーズ株式会社製「ＳＵＮＴＯＲＹ  ＳＯＤＡ」）を添加した後、１分間良く振蕩して混合させるが、この間、炭酸ガスが細かい気泡となって発生する。
炭酸水を添加してから５分間放置したものについて透光光度計を用いて波長７００ｎｍの可視光で透光度を測定した。その結果を図１のグラフ図に示す。尚、横軸は軽油の添加量、縦軸は測定された透光度である。透光度は添加量に反比例するが、直線的な変化をしており、このことから、本発明を実施した土壌含有油分の分析精度は高いことが確認される。
【００１８】
＜実験例２＞
実験例１の黒泥土に軽油を０．０５ｍＬ混合したものを実験例１と同様、エチルアルコールを添加し、ろ過処理後、実験例１と同様の炭酸水の１５ｍＬを添加して１分間良く振蕩して混合させる。その後、３０秒間、１分間、２分間、３分間、１０分間それぞれ放置後、実験例１と同様、透光度を測定した。この結果、放置時間が３０秒間のものは透光度の低下が観測されたが、放置時間が１分間のものは透光度が一旦増大した。その後、２分間放置したものは透光度が低下し、３分間、実験例１の５分間、１０分間放置したものは透光度がさらに低下したものの、これらのものは殆ど同じ透光度を示した。このことは３０秒間の放置のものでは供給した炭酸ガスの細かい気泡が溶液中に残存していることで乱反射しこれが透光度に影響を与えたものと考えられる。
これに対し、１分間放置したものは溶液中で油脂粒子が発生途中であり、また３分間以上放置したものは、油脂粒子の発生が殆ど完了したものであると考えられる。
【００１９】
＜実験例３＞
実験例１の黒泥土に軽油を０．０５ｍＬ混合したものを実験例１と同様のエチルアルコール添加処理、ろ過処理したものに、炭酸水１０ｍＬと食塩（塩化ナトリウム）１．０ｇの粉末とを添加して１分間振蕩して混合させると混合直後から炭酸ガスの細かい気泡が良く発生する。
振蕩後、２分間放置したものについて透光光度計を用いて波長７００ｎｍの可視光で透光度を測定した。その結果、透光度の低下が確認され、油分である軽油の存在を分析することができた。
【００２０】
＜実験例４＞
実験例１の黒泥土に軽油を０．０５ｍＬ混合したものを実験例１と同様のエチルアルコール添加処理、ろ過処理したものに、前記炭酸水１５ｍＬ添加し、３０秒間良く振蕩して混合させ後、さらにガラス棒で３０秒間良く掻き混ぜると炭酸ガスが細かい気泡となって良く発生する。
ガラス棒での掻き混ぜ後、２分間放置したものについて透光光度計を用いて波長７００ｎｍの可視光で透光度を測定した。その結果、透光度の低下が確認され、油分である軽油の存在を分析することができた。
【００２１】
＜実験例５＞
実験例１の黒泥土に軽油を０．０５ｍＬ混合したものを実験例１と同様のエチルアルコール添加処理、ろ過処理したものに、実験例１の炭酸水１５ｍＬ添加する。このものについて市販のヘヤドライヤーで過熱する状態で１分間良く振蕩すると、炭酸ガスが細かい気泡となって良く発生する。
振蕩後、２０℃の水浴に漬けた状態で２分間放置したものについて透光光度計を用いて波長７００ｎｍの可視光で透光度を測定した。その結果、透光度の低下が確認され、油分である軽油の存在を分析することができた。
【００２２】
＜実験例６＞
機械油が含浸していると考えられる現場から採取した土壌試料の２ｇを、メチルアルコール：エチルアルコール：イソプロピルアルコールを１：２：３の容量割合で混合した混合アルコールの２０ｍＬに混合させよく振蕩する。このものを実験例１と同様のろ過処理をした後、実験例３と同様の炭酸水添加処理、食塩添加処理、および振蕩処理をする。振蕩処理後、２分間放置したものについて、現場型の透光光度計で同じく透光度の測定をした。透光度に明らかな低下が確認され、採取した土壌試料には機械油が含浸しているものと推定された。
【００２３】
＜実験例７＞
Ｃ−重油が含浸していると考えられる現場から採取した土壌試料の２ｇをエチルアルコール：イソプロピルアルコールを１：１の容量割合で混合した混合アルコールの２０ｍＬに混合させよく振蕩する。このものを実験例１と同様のろ過処理、実験例３と同様の炭酸水添加処理、食塩添加処理、振蕩をした後、２分間放置したものについて、現場型の透光度計で同じく透光度の測定をした。透光度に明らかな低下が確認され、採取した土壌試料にはＣ−重油が含浸しているものと推定された。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、土壌中に含有する機械油、軽油、重油、グリース、植物油等の各種油分の分析する分野に利用することができる。
【図１】
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