(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、過酸化水素水を添加後、過酸化水素水から酸素を発生させる触媒を添加し、これにより酸素が発生することで溶液全体の化学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過酸化水素水を加えて低級アルコールを水に溶解させると共に酸素を発生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土壌中の油分の分析方法。
【請求項２】
酸素を発生させるための触媒が系に添加され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】
酸素を発生させるための触媒は、塩または金属酸化物であることを特徴とする請求項２記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項４】
塩または金属酸化物の金属は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｏ等の遷移金属から選択される金属であることを特徴とする請求項３記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項５】
酸素を発生させるための触媒は、ヘム鉄を含む物質であることを特徴とする請求項２記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項６】
ヘム鉄を含む物質は、ヘモグロビンまたはであることを特徴とする請求項５記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項７】
酸素を発生させるための触媒は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物であることを特徴とする請求項２記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項８】
アルカリ金属はナトリウムまたはカリウムであることを特徴とする請求項７記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項９】
アルカリ土類金属はカルシウムであることを特徴とする請求項７記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項１０】
酸素を発生させるための触媒は、低級アルコールと土壌試料とを混合したものに過酸化水素水を添加した後に添加されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項１１】
酸素を発生させるための触媒は、低級アルコールと土壌試料とを混合したものに添加し、その後、過酸化水素水を添加することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１記載の土壌中の油分の分析方法。
【請求項１２】
濁度の測定は紫外光線または可視光線での透光光度分析であることを特徴とする請求項１乃至１１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油分粒子を析出させ、こ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過酸化水素水を加えて低級アルコールを水に溶解させると共に酸素を発生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土壌中の油分の分析方法である。
請求項２の発明は、酸素を発生させるための触媒が系に添加され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、酸素を発生させるための触媒は、塩または金属酸化物であることを特徴とする請求項２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、塩または金属酸化物の金属は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｏ等の遷移金属から選択される金属であることを特徴とする請求項３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、酸素を発生させるための触媒は、ヘム鉄を含む物質であることを特徴とする請求項２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、ヘム鉄を含む物質は、ヘモグロビンまたはカタラーゼであることを特徴とする請求項５記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項７の発明は、酸素を発生させるための触媒は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物であることを特徴とする請求項２記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項８の発明は、アルカリ金属はナトリウムまたはカリウムであることを特徴とする請求項７記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項９の発明は、アルカリ土類金属はカルシウムであることを特徴とする請求項７記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項１０の発明は、酸素を発生させるための触媒は、低級アルコールと土壌試料とを混合したものに過酸化水素水を添加した後に添加されることを特徴とする請求項１乃至９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１１の発明は、酸素を発生させるための触媒は、低級アルコールと土壌試料とを混合したものに添加し、その後、過酸化水素水を添加することを特徴とする請求項１乃至９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１２の発明は、濁度の測定は紫外光線または可視光線での透光光度分析であることを特徴とする請求項１乃至１１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、過酸化水素水を入れたことにより発生する酸素により系全体での化学的な振蕩が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の発明とすることにより、酸素発生に伴う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３〜９の発明とすることにより、市販される汎用の酸素発生用触媒を用いて酸素発生を促進させることができる。
請求項１０、１１の発明とすることにより、操作性が向上する。
請求項１２の発明とすることで、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】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が好ましい。
【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を過酸化水素水に溶解させることにより、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、この場合に過酸化水素から酸素が発生するが、この酸素発生が系全体による化学的な振蕩となるため、微視的な分子レベルでの振蕩となって人為的または機械的な振蕩に比して迅速で効率の良い振蕩がなされ、油分の析出効率が高くなる。
【００１３】
添加する過酸化水素水における過酸化水素の濃度としては、一般に工業生産される３０重量％のものであってもよいが、過酸化水素が６重量％を超える濃度の水溶液は毒物及び劇物取締法により劇物に指定されていることから、６重量％以下であることが取扱い上好ましいといえる。
【００１４】
添加した過酸化水素水から酸素を発生させる場合に、酸素を発生させるための触媒を添加しておけば、酸素発生が促進され、油分析出までの時間が短縮される。このような触媒としては、塩または金属酸化物、ヘム鉄を含む物質、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物が例示される。
【００１５】
塩または金属酸化物の金属としては、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｏ等の遷移金属から選択される金属であるＦｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｍｎ４＋、Ｃｕ２＋、Ｃｏ２＋の等の遷移金属であり、具体的にはＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＭｎＯ２、ＣｕＣｌ２、ＣｏＣｌ２が例示される。
因みに、土壌自体、金属イオンを含んでおり、これのなかには溶解することで添加した過酸化水素水から酸素を発生させる触媒として機能するものがあり、これによっても酸素発生が促進される。
【００１６】
ヘム鉄を含む物質としては、ヘム、ヘミン、ヘマチン、ヘモグロビン、ミオグロビン、チトクローム、カタラーゼ、ペルオキシダーゼ等のヘム蛋白質、これらのヘム蛋白質を酸あるいは酵素により分解したものが例示され、これらから選択した１種類を単独で、或いは２種類以上を混合したものを用いることができる。
【００１７】
また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の水酸化物を例示することができ、これらが溶解してｐＨ９〜１１の弱アルカリ性に調製したものが好ましい。
【００１８】
本発明は、前記ろ液に過酸化水素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、ろ液に過酸化水素水を加えることで発生する酸素により化学的な振蕩をさせることで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過酸化水素水を添加し、酸素を発生させたもの）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。
【００１９】
過酸化水素水と過酸化水素水から酸素を発生させる触媒との添加順序はどちらが先であってもよいが、先に添加したものが土壌と低級アルコールとの混合物とよく混合した後に、残りのものを添加することが好ましく、酸素を発生させる触媒がＭｎＯ２のように固体である場合、良く粉砕した微粒子としておくことが好ましい。
【００２０】
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事は勿論である。
【００２１】
＜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、このろ液に過酸化水素の濃度が３重量％の過酸化水素水（市販のオキシドール）１０ｍＬを加え、３０秒間振蕩する。その後、５分間放置したものについて分光透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。
【００２２】
＜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と同様過酸化水素水を添加処理しよく振蕩したものについて、その後、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１分間のものは透光度の低下が観測されたが、放置時間が２分間のものは透光度が一旦増大した。その後、３分間放置したものは透光度が低下し、実験例１の５、１０分間放置したものは透光度がさらに低下したものの、両者は殆ど同じ透光度を示した。このことは１分間の放置のものでは酸素が発生している途中か、発生した酸素の泡が溶液中に残って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、２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５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。
【００２３】
＜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、過酸化水素水添加処理したものについて、ＭｎＯ２微粒子の０．５ｇを加えた後、３０秒間振蕩する。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、３０秒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、過酸化水素水から酸素を発生させる触媒の添加により酸素の発生が促進され、これによっ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。
【００２４】
＜実験例４＞
５重量％塩化第二鉄水溶液を１０ｍＬ添加した以外は実験例３の１分間放置したと同様の処理をし、透光度の測定をしたところ、実験例３の１分間放置した場合と殆ど同様の結果が確認された。
【００２５】
＜実験例５＞
５重量％塩化コバルト水溶液を１０ｍＬ添加した以外は実験例４と同様の処理をし、透光度の測定をしたところ、実験例４と殆ど同様の結果が確認された。
【００２６】
＜実験例６＞
ｐＨ１０に調整した水酸化ナトリウム溶液を１０ｍＬ添加した以外は実験例４と同様の処理をし、透光度の測定をしたところ、実験例４と殆ど同様の結果が確認された。
【００２７】
＜実験例７＞
１０重量％のヘモグロビン水溶液を１０ｍＬ添加した以外は実験例４と同様の処理をし、透光度の測定をしたところ、実験例４と殆ど同様の結果が確認された。
【００２８】
＜実験例８＞
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、ろ過処理をし、そのろ液に濃度１０重量％のカタラーゼ水溶液の１０ｍＬを添加して良く振蕩したものに、濃度３重量％の過酸化水素水を１０ｍＬを添加処理した後、３０秒間振蕩する。その後、１分間放置し、同様にして透光度を測定した。この結果、実験例４と殆ど同様の結果が確認された。
【００２９】
＜実験例９＞
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、そのろ液に濃度６重量％の過酸化水素水を１０ｍＬ添加しよく振蕩したものに、１０重量％のヘモグロビン水溶液２０ｍＬを添加し、３０秒振蕩した後、１分間放置し、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機械油が含浸しているものと推定された。
【００３０】
＜実験例１１＞
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と同様のろ過処理をし、そのろ液に実験例６と同様の過酸化水素水添加処理をし、その後、５重量％塩化コバルト水溶液を１０ｍＬ添加したものについて３０秒間振蕩後、１分間放置し、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】
【００３１】
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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