(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定溶液の表面にレーザ光を照射し、表面のダイオキシン類をレーザ多光子イオン化し、当該レーザ多光子イオン化されたダイオキシン類に基づいて、被測定溶液中のダイオキシン類濃度を測定することを特徴とするダイオキシン類分析方法。
【請求項２】
請求項１において、上記レーザ光がナノ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光であることを特徴とするダイオキシン類分析方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記レーザ光が３００ｎｍ以下の波長のレーザ光を照射することを特徴とするダイオキシン類分析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋立地侵出水や産業排水等中の例えば有機ハロゲン系化合物などのような有害物質の濃度を測定するダイオキシン類分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来では、埋立地侵出水や産業廃水等の汚水は調製槽において、水量，ｐＨ等の調製を行った後、生物処理槽において有機物及び窒素成分を除去し凝集沈殿槽において凝集剤の添加により凝集させ、重金属，ＳＳ（浮遊物質）成分を分離している。その後、上澄み液は、液中のダイオキシン類等をはじめとする難分解性有機物を促進酸化処理により分解し、砂濾過塔，活性炭吸着塔を経て処理水として放流されている。
【０００３】
該難分解性有機物であるダイオキシン類を含有する水の浄化方法としては、有機塩素化合物を含有する水に過酸化水を添加し、紫外線を照射することで該化合物を分解するものが提案されている。
また、紫外線の照射の代わりにオゾンを導入してダイオキシン類を分解する方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来においては、ダイオキシン類分析は排水から有機溶媒を用いて濃縮操作を繰り返して行うものであり、通常７０時間以上と長時間となり、迅速に測定することは困難であった。
このため、排水のダイオキシン類濃度を低減するためには、上述した方法により紫外線照射やオゾンを多量に注入して処理することが行われているが、排水のダイオキシン類の濃度に応じた測定が困難となり、過剰量での分解処理を行っているのが現状であり、排水のダイオキシン類の有害物質の濃度に応じた分解処理が望まれている。
【０００５】
このようなことから、本発明は、埋立地侵出水やゴミ焼却炉内を洗浄した洗浄排水のダイオキシン類の濃度を迅速に分析することができるダイオキシン類分析方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の［請求項１］のダイオキシン類分析方法の発明は、被測定溶液の表面にレーザ光を照射し、表面のダイオキシン類をレーザ多光子イオン化し、当該レーザ多光子イオン化されたダイオキシン類に基づいて、被測定溶液中のダイオキシン類濃度を測定することを特徴とする。
【０００７】
［請求項２］の発明は、請求項１において、上記レーザ光がナノ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光であることを特徴とする。
【０００８】
［請求項３］の発明は、請求項１又は２において、上記レーザ光が３００ｎｍ以下の波長のレーザ光を照射することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１０】
本実施の形態にかかるダイオキシン類分析方法を実施する装置１０は、容器１１内の被測定溶液１２の表面にレーザ光１３を照射するレーザ装置１４と、上記容器１１内の被測定溶液１２の表面に対向して設けられた対電極１５と、該対電極１５と容器との間に高圧を印加する高圧電源１６と、得られた電流信号を増幅する増幅器１７ａと、該増幅器のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１７ｂと、信号を映像処理するモニタ１７ｃとからなるデータ処理手段１７とを具備してなるものであり、この装置１０を用いて、被測定溶液１２の表面にレーザ光１３を照射し、表面のダイオキシン類をレーザ多光子イオン化し、被測定溶液中のダイオキシン類濃度を測定するものである。
本発明によれば、排水中のダイオキシン類濃度をｐｇ／リットル単位の低濃度まで検出ができる。
よって、従来の排水中のダイオキシン類濃度を測定する場合の抽出法のような７２時間程度の分析時間を要することなく、迅速に排水中のダイオキシン類の濃度を分析することができる。
【００１１】
被測定溶液の表面に照射するレーザ光の入射角度（α）が１５度以下であることが好ましい。
これは、レーザ光の入射角度（α）が１５度以下であるとレーザ光の大部分は反射され、被測定溶液１２内内部に入っていかないため、イオン化は液表面でのみ優先的に起こるからである。
なお、本測定によれば液表面のダイオキシン類分析を行うので、液内部のダイオキシン類の濃度を直接測定するものではない。
【００１２】
しかしながら、溶液中のダイオキシン類の濃度を段階的に変化させた試料において良好な検量線が作成できることから、溶液表面におけるイオン化においても濃度定量ができると判断できる。溶液内部でイオン化を行った場合、溶媒である水の影響を受けやすくなるという問題点もある。本発明のように、表面近傍におけるイオン化法であっても、後述する排水処理システムにおけるダイオキシン類分解装置のヒドロキシラジカル発生量の増減の調整が可能となるので、十分である。
【００１３】
上記レーザ光はナノ秒（１０−９秒）、又は数百フェムト秒（１０−１３  秒）のパルスレーザ光であることが好ましい。
【００１４】
上記レーザ光の波長は２４０〜３００ｎｍの範囲のいずれかの固定波長とすればよい。
【００１５】
この装置を用いた排水中の難分解物質を分解処理する排水処理システムの一例について説明する。
【００１６】
本実施の形態にかかる排水処理システムは、図２に示すように、上述した図１に示す排水中のダイオキシン類の濃度を計測可能なダイオキシン類分析装置１０と、紫外線（ＵＶ）を照射する紫外線ランプ２０とオゾン含有ガス２１を導入し、ヒドロキシラジカル（・ＯＨラジカル）を発生させるダイオキシン類分解装置２２と、凝集槽２３とフロック形成槽２４と凝集沈殿槽２５とを備えた凝集沈殿処理設備２６とからなるものである。
【００１７】
このシステムによれば、ダイオキシン類分析装置１０において、ダイオキシン類濃度を時間遅れなく検出し、該検出したダイオキシン類濃度に応じてヒドロキシラジカルの発生量を調整して、ダイオキシン類の有害物質を含有した排水（原水）２７中のダイオキシン類をダイオキシン類分解装置２２により分解処理し、その後懸濁物を凝集沈殿処理設備２６において凝集沈殿させて、凝集スラッジ２８を分離させて浄化し、処理水２９としている。
これにより、現状の原水２７のダイオキシン類等の有害物質の含有量の状況に応じて、ダイオキシン類の分解能力を調整することができ、効率的な原水の分解が可能となる。
よって、例えば原水２７中のダイオキシン類濃度が一定値（例えば２０〜３０ｐｇ／リットル）を超えたらオゾン含有ガス及び過酸化水素を供給して、ダイオキシン類の分解処理を開始するようにすることができる。
なお、上記規定値は限定されるものではなく、排出規制に応じて変更すればよい。
この結果、従来のような排水処理に常にダイオキシン類分解用のヒドロキシラジカルを発生させる必要がなくなり、処理システムの処理効率及び処理設備の省力化を図ることができる。
【００１８】
上記凝集沈殿設備２３は、凝集剤３１及びアルカリ（ＮａＯＨ等）３２の添加により原水２７中の固形物やコロイドを、凝集沈殿槽２５において凝集沈降させて除去するものである。上記アルカリを添加するのは、上記凝集反応でＰＨが低下するのでこれを調整するためである。
また、要求される処理水質によっては、凝集沈殿処理の後にさらに砂濾過手段、活性炭吸着手段などが適宜付加される。
【００１９】
ここで、上記専用のダイオキシン分解装置２２としては、過酸化水素水（Ｈ２  Ｏ２  ）とオゾンとの併用により、ヒドロキシラジカル（・ＯＨラジカル）を発生させて、ヒドロキシラジカルによりダイオキシンをほぼ完全に分解無害化する分解法が採用されている。
【００２０】
ここで、本実施の形態では、ヒドロキシラジカル発生手段とは、過酸化水素水（Ｈ２  Ｏ２  ）とオゾンとの併用によるものを例示したが、それ以外には、例えば▲１▼オゾンに紫外線ランプにより紫外線を照射する方法、▲２▼オゾンと過酸化水素とを併用し、紫外線ランプにより紫外線を照射する方法、▲３▼過酸化水素に紫外線ランプにより紫外線を照射する方法等を挙げることができる。
前記▲１▼のオゾンに紫外線ランプ（例えば、低圧水銀ランプ：出力１０〜２００Ｗ）により紫外線を照射する方法は、波長１８５ｎｍ，２５４ｎｍの紫外線をオゾン（オゾン濃度１０ｇ／ｍ３  以上）に照射することでヒドロキシラジカルを発生するものである。
前記▲２▼のオゾンと過酸化水素とを併用する方法は、過酸化水素の注入量を１０〜５０００ｍｇ／リットルとし、オゾンの注入量を５０〜５０００ｍｇ／リットルとし、これに紫外線ランプにより紫外線を照射して、ヒドロキシラジカルを発生するものである。
前記▲３▼の過酸化水素に紫外線ランプにより紫外線を照射する方法は、過酸化水素の注入量を１０〜５０００ｍｇ／リットルとし、前記紫外線ランプにより紫外線を照射することによりヒドロキシラジカルを発生するものである。
【００２１】
また、凝集沈殿設備２６にダイオキシン類分解装置を組み込んだ一体型として、コンパクト化を図るようにしてもよい。
【００２２】
ここで、分解処理する前記ダイオキシン類とは、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類（ＰＣＤＤｓ）及びポリ塩化ジベンゾフラン類（ＰＣＤＦｓ）の総称であり、塩素系化合物とある種の有機塩素化合物の燃焼時に微量発生するといわれ、化学的に無色の結晶である。塩素の数によって一塩化物から八塩化物まであり、異性体にはＰＣＤＤｓで７５種類、ＰＣＤＦｓで１３５種類におよび、これらのうち、特に四塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（Ｔ４  ＣＤＤ）は、最も強い毒性を有するものとして知られている。なお、有害な塩素化芳香族化合物としては、ダイオキシン類の他にその前駆体となる種々の有機塩素化合物（例えば、フェノール，ベンゼン等の芳香族化合物（例えばクロルベンゼン類，クロロフェノール及びクロロトルエン等）、塩素化アルキル化合物等）が含まれており、処理水として放流するには排水中から除去する必要がある。
【００２３】
また、ＰＣＢ類（ポリ塩化ビフェニル類）はビフェニルに塩素原子が数個付加した化合物の総称であり、塩素の置換数、置換位置により異性体があるが、２，６−ジクロロビフェニル、２，２’−ジクロロビフェニル、２，３，５−トリクロロビフェニル等が代表的なものであり、毒性が強く、焼却した場合にはダイオキシン類が発生するおそれがあるものとして知られており、処理水として放流するには排水中から除去する必要がある。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の［請求項１］の発明によれば、被測定溶液の表面にレーザ光を照射し、表面のダイオキシン類をレーザ多光子イオン化し、当該レーザ多光子イオン化されたダイオキシン類に基づいて、被測定溶液中のダイオキシン類濃度を測定することで、従来法のようなダイオキシン類分析に時間を要することなく、被測定溶液中のダイオキシン類濃度を迅速に測定することができる。
【００２５】
［請求項２］の発明によれば、請求項１において、上記レーザ光がナノ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光であるので、ダイオキシン類を選択的又は同族体を一括的に分析ができる。
【００２６】
［請求項３］の発明によれば、請求項１又は２において、上記レーザ光が３００ｎｍ以下の波長のレーザ光を照射するので、溶媒である水分子をイオン化させずに、ダイオキシン類分子を選択的にイオン化することができ、排水中のダイオキシン類をｐｇ／リットルの濃度まで検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるダイオキシン類分析装置の概略図である。
【図２】排水中の難分解物質を分解処理する排水処理システムの概略図である。
【符号の説明】
１０  ダイオキシン類分析装置
１１  容器
１２  被測定溶液
１３  レーザ光
１４  対電極
１６  高圧電源
１７ａ  増幅器
１７ｂ  Ａ／Ｄ変換器
１７ｃモニタ
１７  データ処理手段
２０  紫外線ランプ
２１  オゾン含有ガス
２２  ダイオキシン類分解装置
２３  凝集槽
２４  フロック形成槽
２５  凝集沈殿槽
２６  凝集沈殿処理設備
２７  有害物質を含有した排水（原水）
２８  凝集スラッジ
２９  処理水
【図１】
0003632015.tif 000002
【図２】
0003632015.tif 000003