(57)【要約】【課題】土壌中に含有する機械油等の油分を簡便で環境汚染に影響を及ぼすことがない手法で分析する。【解決手段】土壌試料をエタノール等の水に溶解する低級アルコールと混合して土壌に含有する油分を低級アルコールに溶解させ、これをろ過したろ液に水を添加して低級アルコールを水に溶解させた状態で窒素ガスをバブリング状態で供給することで溶液全体の物理的な撹拌を行うことで溶液中での油分粒子の均一な分離を促進し、これによって析出した油分粒子の散乱状態を透光光度計を用いて測定し、油分の分析する。【選択図】なし【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水を添加すると共に気体を供給した後の溶液の濁度を測定することで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】
前記ろ液に水を添加して低級アルコールと水とを混和させたものに気体を供給するようにした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】
前記ろ液に気体を供給する状態で水を加えて低級アルコールと水とを混和させた後の溶液の濁度を測定することで油分の分析をするようにした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】
供給される気体は、窒素ガス、酸素ガス、炭酸ガス、水素ガス、ヘリウムガス、空気から選択される一つであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項５】
気体は、気体分散器を介してバブリングされたものが供給されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項６】
気体は、圧縮気体としてボンベに充填されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか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、ここに水を添加して低級アルコールと水とを混和させたアルコール水溶液としてこの試料に油分粒子を析出させた後、該試料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水を添加すると共に気体を供給した後の溶液の濁度を測定することで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、前記ろ液に水を添加して低級アルコールと水とを混和させたものに気体を供給するようにした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、前記ろ液に気体を供給する状態で水を加えて低級アルコールと水とを混和させた後の溶液の濁度を測定することで油分の分析をするようにした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、供給される気体は、窒素ガス、酸素ガス、炭酸ガス、水素ガス、ヘリウムガス、空気から選択される一つであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項５の発明は、気体は、気体分散器を介してバブリングされたものが供給されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項６の発明は、気体は、圧縮気体としてボンベに充填されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか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、２または３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、気体を入れることにより水−アルコール系全体での物理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４の発明とすることにより、入手しやすい気体を用いての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。
請求項５の発明とすることにより、バブリングされた細かい気泡による均質な物理的撹拌ができることになって油分析出が迅速で確実になる。
請求項６の発明とすることにより、ボンベに充填された気体を用いることができるため現場での油分検出が簡単にできることになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】気体供給装置の概略図である。
【図２】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溶解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、後述する気体の供給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ものであるが、この場合に、窒素ガス、酸素ガス、炭酸ガス、水素ガス、ヘリウムガス、空気等の気体をバブリングする状態で強制的に供給することで細かい気泡による物理的な撹拌が行われることになり、しかも該供給される気体は供給流量が一定の条件になるよう制御できるため、迅速で効率の良い均質的な物理的撹拌がなされ、油分の析出精度が高くなると共に析出効率も向上する。このような気体はボンベに圧縮気体として充填しておけば、サンプリング現場への持ち運びが容易で取り扱いやすいものとなる。
【００１３】
気体の供給は、低級アルコールと水との混和を促進させ、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ることを促進させるためであり、その場合に、水を加えた低級アルコール−水混和物のなかに気体を供給してもよく、またろ過後の低級アルコール溶液に気体を供給している状態で水を加えるようにしても良い。
【００１４】
供給される気体は、発生する気泡が微細であることが好ましく、このためガスボンベに接続されたチューブの先端に気体分散器を接続し、この気体分散器をろ過後のアルコール−水混合液中に入れて気泡処理することが好ましい。気体分散器としては、通気性素材で形成されたものであり、そのようなものとしては焼ストーン、エアーストーン、セラミック系の天然または人口鉱物類、発泡有機高分子を使用した気体分散器等が例示される。気体分散器表面の通気孔の直径は分散径として好適な１０〜２００μｍ（マイクロメートル）、好ましくは１０〜１００μｍである。
【００１５】
本発明は、前記ろ液に水を加えて油分を析出させ、その濁度を測定することになるが、ろ液−水系に気体を供給することで物理的な撹拌が強制されることになって油分の析出が促進される。
また濁度の測定は、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、水を添加し、気体を供給させたもの）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、このろ液に水を１０ｍＬ添加した後、窒素ガスを供給する。
窒素ガスは図１に示すように高圧窒素ガスが充填された窒素ボンベ１から供給されるものとし、窒素ボンベ１の排出口２にはチューブ（配管）３の基端が接続され、該チューブの先端にはエアーストーン４が接続されるが、このエアーストーン４は、直径１０ｍｍの球形をし、表面の通気孔の平均孔径が５０μｍのものを選択した。そしてこのエアーストーン４を前記ろ液、水の混合物に入れた状態で３０ｍＬ／ｍｉｎ（ミリリットル  毎分）の流量で１分間供給した。図中、５は流量計、６は調節可能な供給バルブである。その後、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２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と同様に水を添加した後、窒素ガスの供給をしたものについて、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窒素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水を添加した後、窒素ガスを酸素ガスに変えた以外は実験例１と同様のガス供給処理をした。その後、３０秒間、１分間、２分間、５分間放置し、同様にして透光度を測定した。この結果、１分間以上放置したものは何れも殆ど同じ程度の透光度の低下が確認され、このことは、窒素ガスだけでなく、酸素ガスを供給することでも同様にして軽油粒子の析出が促進されたことによるものと考えられる。
【００２０】
＜実験例４＞
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、水の添加処理、さらに窒素ガス供給処理をした後、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。
【００２１】
＜実験例５＞
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、水添加処理をし、その処理液に実験例１と同様の条件で窒素ガス供給をし、２分間放置後、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。
【００２２】
＜実験例６＞
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ついて、該処理液に実験例１と同様の条件で窒素ガスを供給している状態で水１０ｍＬを添加した後、さらに１分間窒素ガスを継続して供給した後、２分間放置し、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軽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】
【００２３】
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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【図２】
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