(57)【要約】【課題】監視対象区域に存在する有害物をオンラインでリアルタイムに定量計測でき、その計測結果を浄化装置の運転条件に迅速に反映させることができる有害物のモニタリング方法及び監視・浄化システムを提供する。【解決手段】特定の監視対象区域に存在する有害物をその場で迅速に定量計測し、計測情報を提供する有害物のモニタリング方法において、（ａ）監視対象区域から原料を採取し、（ｂ）採取した原料を微小反応器の狭隘な流路に供給し、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とし、（ｃ）前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出し、（ｄ）検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信する。【選択図】　　図１
2004053356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の監視対象区域に存在する有害物をその場で迅速に定量計測し、計測情報を提供する有害物のモニタリング方法において、
（ａ）監視対象区域から原料を採取し、
（ｂ）採取した原料を微小反応器の狭隘な流路に供給し、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とし、
（ｃ）前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出し、
（ｄ）検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信することを特徴とする有害物のモニタリング方法。
【請求項２】
監視対象区域の水平方向に有害物を多点計測することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
監視対象区域の垂直方向に有害物を多点計測することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記外部のデータ処理装置が検出データを受信し、受信データに基づいて有害物量の分布状況を把握し、これを画面上に表示して監視対象区域内の有害物量の経時変化をリアルタイムに遠隔監視することを特徴とする請求項１乃至３記載のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項５】
さらに、通信回線を介して監視対象区域内の有害物量の経時変化をリアルタイムに画面上に表示させることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項６】
さらに、検出データに基づいて有害物の実測値を求め、その実測値を予め設定された所定の基準値と比較し、その比較結果において実測値が基準値を上回った場合に、浄化装置を稼動させるか又はその稼動率を上昇させることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項７】
前記微小反応器にそれぞれ１対１に対応するか、又は前記微小反応器にそれぞれ１対複数に対応する複数の検出器を用いて、同時に複数の監視対象有害物を検出することを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項８】
前記工程（ｂ）では、採取した原料と試薬液とを微小反応器の狭隘な流路に供給し、該流路内で原料と試薬液とを混合し、該原料に含まれる監視対象有害物を試薬と化学反応させて反応生成物を生成し、さらに溶媒を前記狭隘な流路に供給して該流路内で原料／試薬液の混合液と溶媒との二層流を形成し、前記原料／試薬液の混合液中の反応生成物を前記溶媒のほうに抽出し、前記監視対象有害物を計測可能な状態とし、
前記工程（ｃ）では、前記微小反応器の狭隘な流路内で抽出された反応生成物に光を照射し、該反応生成物中に含まれる監視対象有害物を光学的に検出することを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１記載の方法。
【請求項９】
前記微小反応器は、自律走行可能な自走式動力源の上に搭載され、監視対象区域内を自由に移動できることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１記載の装置。
【請求項１０】
監視対象区域から原料を取り込む原料供給部と、
採取した原料を狭隘な流路内に取り込み、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とする微小反応器を有する処理部と、
前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出する検出器を有する計測部と、
この計測部で検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信する計測信号出力部と、
前記処理部で生成された反応生成物を前記微小反応器の流路から排出する生成物排出部と、
前記微小反応器の狭隘な流路に向けて前記原料を所定の圧力で送給する送液手段と、
前記原料供給部、前記処理部、前記計測部、前記計測信号出力部、前記生成物排出部ならびに前記送液手段にそれぞれ給電する電源部と、
監視対象区域の原料に含まれる有害物を除去するか又は無害化処理する浄化装置と、
前記計測部で検出したデータを信号化して出力する計測信号出力部と、
この計測信号出力部から出力される信号を受信し、検出データに基づいて有害物の実測値を求め、その実測値を予め設定された所定の基準値と比較するデータ処理手段と、
このデータ処理手段との間で通信回線を介して情報の授受を行い、該データ処理手段から得られる比較情報において前記実測値が前記基準値を上回った場合に、前記浄化装置を稼動させることができる制御手段と、
を具備することを特徴とする有害物の監視・浄化システム。
【請求項１１】
前記処理部は複数の微小反応器を有し、かつ前記計測部は前記微小反応器にそれぞれ１対１に対応するか、又は前記微小反応器にそれぞれ１対複数に対応する複数の検出器を有し、該複数の検出器により同時に複数の監視対象有害物を検出することを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記原料供給部、処理部、計測部、計測信号出力部、生成物排出部、送液手段、電源部ならびに制御手段は、単一の容器に収納されていることを特徴とする請求項１０又は１１のいずれか一方に記載のシステム。
【請求項１３】
前記処理部は、採取した原料と試薬液とを微小反応器の狭隘な流路に供給し、該流路内で原料と試薬液とを混合し、該原料に含まれる監視対象有害物を試薬と化学反応させて反応生成物を生成し、さらに溶媒を前記狭隘な流路に供給して該流路内で原料／試薬液の混合液と溶媒との二層流を形成し、前記原料／試薬液の混合液中の反応生成物を前記溶媒のほうに抽出し、前記監視対象有害物を計測可能な状態とし、
前記計測部は、前記微小反応器の狭隘な流路内で抽出された反応生成物に光を照射し、該反応生成物中に含まれる監視対象有害物を光学的に検出することを特徴とする請求項１０乃至１２のうちのいずれか１記載のシステム。
【請求項１４】
前記原料供給部、処理部、計測部、計測信号出力部、生成物排出部、送液手段、電源部ならびに制御手段は、自律走行可能な自走式動力源の上に搭載されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のうちのいずれか１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境中に存在する有害物を監視する有害物のモニタリング装置、モニタリング方法及び監視・浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
排水、河川、湖沼、海洋、土壌、廃棄物浸出水等には人の健康を損なう有害な種々の物質（以下、単に有害物という）が含まれている。これらの有害物は微量であっても人体に重大な悪影響を及ぼす毒性の強いものと、少量の存在は許容されるが多量に存在すると人体に悪影響を及ぼすものとがある。例えば、前者には表１に示す各種の有害物が存在し、後者には表２に示す各種の有害物が存在する。
【０００３】
これらの有害物に関しては、地球環境の保護と人体の健康保護の観点から表１及び表２に示すように特定事業所からの排水基準値と環境中に許容される環境基準値とがそれぞれ法律や条例により定められ、その排出量や存在量が法的に規制されている。このため、該当する特定事業所では専用の浄化装置が処理場や排水路に備えられ、有害物の総排出量が規制され、また一般河川や湖沼などへ流入する生活排水についても公共の浄化設備等が普及してきている。
【０００４】
しかし、有害物の排出量が総量規制されるようになった現在においても、様々な要因から基準値を上回る場合が発生するので、有害物の監視体制を確立する必要がある。
【０００５】
このような社会的な要請に応えるために、例えば特開平９−６１４２０号公報、特開平７−６３７２５号公報、特開平５−１０９２１号公報、特開２００１−９６２９５号公報などに特定区域の有害物を監視するための技術が種々提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の監視技術においては、特定の監視対象区域で定期的に又は随時行われる有害物の定量計測に多くの時間を要するため、有害物計測データが浄化装置の稼動に即座に有効に反映されない。
【０００７】
また、従来の計測機器や分析装置は大型のものが多く、現場に持ち込むことができないので、採取場所で計測結果が得られない。例えば、監視対象が汚染土壌である場合は、現地で採取したサンプル土壌を分析装置が整った別所に搬送し、定常法を用いて分析するので、多大の労力と時間を要していた。
【０００８】
また、従来のサンプリング法においては、例えば図４の（ａ）に示すように、監視対象区域を複数の小区域Ａ１〜Ｃ３に分割し、小区域Ａ１〜Ｃ３の中央部１２０附近から１つずつサンプリングし、その分析結果に基づいて汚染度の高い区域Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２（要浄化区域）の土壌を全部掘削して浄化処理するので、薬剤の消費量が膨大になり、ランニングコストが過大になっていた。サンプリング数を増やして監視精度を向上させることも考えられるが、従来法では１試料当りの採取・分析費用が高価であるので、コストの増大を招いてしまう。
【０００９】
以上のように従来技術には様々な問題点があるために、関係各方面から監視対象区域における有害物の監視体制のさらなる充実が要望されている。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、監視対象区域に存在する有害物をオンラインでリアルタイムに定量計測でき、その計測結果を浄化装置の運転条件に迅速に反映させることができる有害物のモニタリング方法及び監視・浄化システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る有害物のモニタリング方法は、特定の監視対象区域に存在する有害物をその場で迅速に定量計測し、計測情報を提供する有害物のモニタリング方法において、（ａ）監視対象区域から原料を採取し、（ｂ）採取した原料を微小反応器の狭隘な流路に供給し、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とし、（ｃ）前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出し、（ｄ）検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る有害物の監視・浄化システムは、（ｉ）監視対象区域から原料を取り込む原料供給部と、（ｉｉ）採取した原料を狭隘な流路内に取り込み、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とする微小反応器を有する処理部と、（ｉｉｉ）前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出する検出器を有する計測部と、（ｉｖ）この計測部で検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信する計測信号出力部と、（ｖ）前記処理部で生成された反応生成物を前記微小反応器の流路から排出する生成物排出部と、（ｖｉ）前記微小反応器の狭隘な流路に向けて前記原料を所定の圧力で送給する送液手段と、（ｖｉｉ）前記原料供給部、前記処理部、前記計測部、前記計測信号出力部、前記生成物排出部ならびに前記送液手段にそれぞれ給電する電源部と、（ｖｉｉｉ）監視対象区域の原料に含まれる有害物を除去するか又は無害化処理する浄化装置と、（ｉｘ）前記計測部で検出したデータを信号化して出力する計測信号出力部と、（ｘ）この計測信号出力部から出力される信号を受信し、検出データに基づいて有害物の実測値を求め、その実測値を予め設定された所定の基準値と比較するデータ処理手段と、（ｘｉ）このデータ処理手段との間で通信回線を介して情報の授受を行い、該データ処理手段から得られる比較情報において前記実測値が前記基準値を上回った場合に、前記浄化装置を稼動させることができる制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この場合に、上記の処理部は複数の微小反応器を有することが好ましく、これらの微小反応器にそれぞれ１対１に対応するか、又は１対複数に対応する複数の検出器を上記の計測部が有することが好ましい。このように複数の微小反応器と検出器とを組み合せることにより一回の計測で同時に多成分をリアルタイムで検出することが可能になり、環境に存在する有害物をその場で迅速かつ多面的に監視することができるようになる。
【００１４】
また、原料供給部、処理部、計測部、計測信号出力部、生成物排出部、送液手段、電源部ならびに制御手段は、単一の容器に収納されていることが望ましく、さらに自走式動力源の上に搭載されて自律的に走行できることが望ましい。このようにすると監視区域内を広範囲にわたり多点計測することができ、定点計測法よりもさらに高精度の監視体制を確立することが可能になる。
【００１５】
また、平面方向ばかりでなく深さ方向にも有害物を多点計測することが可能になり、立体的な汚染分布状況を高精度に把握することができ、監視対象区域の浄化処理を効率良く行うことが可能になる。例えば監視対象が汚染土壌である場合は、浄化処理に用いる薬剤等の消費量を大幅に削減することができるので、全体として処理コストが低減される。
【００１６】
通常、微小反応器内の流路は、幅２０〜５００μｍ、深さ２０〜１００μｍの矩形断面又は円形断面とする。この場合に、流路幅は１００±２０μｍとすることが望ましい。流路幅および深さが２０μｍを下回ると、圧力損失が過大になり、液が容易に通流しなくなる。一方、流路幅および深さが１００μｍを上回ると、原料から有機溶媒中への有害物の抽出に時間がかかりすぎるようになり、迅速な検出という目的が達成されなくなるからである。但し、試薬液と有機溶媒との二層流は流路の深さ方向に形成されるので、流路の深さを１００μｍ以下に規制してあれば、拡散の影響が現われない範囲として流路幅を最大５００μｍまで拡張することができる。
【００１７】
さらに溶媒を狭隘な流路に供給して該流路内で原料／試薬液の混合液と溶媒との二層流を形成し、原料／試薬液の混合液中の反応生成物を溶媒のほうに抽出する場合に、微小反応器の流路内で試薬液と有機溶媒との二層流が形成される有効長さを２０〜５０ｍｍとすることが望ましい。この流路長さが２０ｍｍを下回ると、検出に十分な量の有害物が抽出できなくなり、計測精度が劣化する。
【００１８】
一方、流路長さが５０ｍｍを上回ると、圧力損失が増大するとともに、計測時間が長くなるからである。通常、微小反応器と光学検出器とを組み合せて計測する場合に、その計測時間は通常数十秒〜数十分間の程度となる。光学検出器と組合せ可能な検出方法として原子吸光分析法（ＡＡＳ）、高速液体クロマトグラフィ法（ＨＰＬＣ）、ガスクロマトグラフィ法（ＰＴ−ＧＣ（ＥＣＤ）（ＦＩＤ））、ガスクロマトグラフィ法（ＨＳ−ＧＣ）、溶媒抽出ガスクロマトグラフィ法（溶媒抽出ＧＣ）、プラズマ発光分析・原子発光分析法（ＩＳＰ−ＡＥＳ）、プラズマ発光質量分析法（ＩＳＰ−ＭＳ）などをあげることができる。光学検出器の発光素子にはフォトダイオードやレーザ発振器を用いることができる。
【００１９】
なお、原料と試薬との混合を開始してから反応が完了するまでに１時間程度の潜伏期間を要する有害物も存在するが、大部分の有害物は短時間のうちに計測可能な状態とすることができる。このように潜伏期間が長い物質を計測する場合は、反応流路内の計測対象溶液をヒータ加熱して反応速度を増大させるようにしてもよい。
【００２０】
例えば、計測対象が重金属類である場合は、先ず試薬を原料と混合して金属錯体（例えば、Ｃｕ錯体、Ｃｏ錯体）を生成し、さらに有機溶媒を流路内に導入して有機溶媒／被計測溶液の二層流を形成し、反応生成物を有機溶媒中に抽出する。なお、計測対象物質のうちには有機溶媒に溶けないものもあるので、反応流路内への有機溶媒の添加注入は必須のものではなく任意である。また、有機溶媒のなかには測定を邪魔する共存物が移動し、水層のほうに測定試料が残る場合もある。
【００２１】
また、送液手段には吐出圧力が１０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２のマイクロポンプを用いることが望ましい。ポンプ吐出圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２を下回ると、微小反応器の流路への送液が困難になる。一方、ポンプ吐出圧力が２００ｋｇｆ／ｃｍ２を上回ると、微小反応器を構成する基板と蓋との間隙から液が漏れ出すか、又は流路の周囲壁が破壊される（通常の場合は接着された蓋が基板から剥離する）おそれがあるからである。従って、微小反応器の構造や材質に応じてポンプ吐出圧力を慎重に制御する必要がある。なお、マイクロポンプの駆動方式にはシリンジ方式、シリンダ方式、ロータリ方式、軸流方式など各種の駆動方式を採用することができるが、その全体容積は１０ｃｍ３以下とすることが好ましい。
【００２２】
通常、微小反応器の構成部材（基板と蓋）としては透明な石英ガラスを使用し、その流路の形成にはフォトリソグラフィ技術を利用する。微小反応器の基板材料には石英ガラスの他にソーダ灰ガラス、耐食性エンジニアリングプラスチック、シリコン、ステンレス鋼、チタン、チタン合金などを用いることも可能である。
【００２３】
また、データ処理装置が検出データを受信し、受信データに基づいて有害物量の分布状況を把握し、これを画面上に表示して監視対象区域内の有害物量の経時変化をリアルタイムに遠隔監視することが望ましい。特定事業所のオペレータは、画面上に表示された有害物量の分布状況を見て、監視対象区域内での有害物の上昇に対して迅速に対処することができるようになる。
【００２４】
さらに、通信回線を介して監視対象区域内の有害物量の経時変化をリアルタイムに画面上に表示させることが望ましい。特定事業所や公共の監視対象区域をユーザー（事業者又は公共機関）に代わって監視し、有害物量が上昇して基準値を超えようとする場合に、当該ユーザーに対して事前に情報提供する。これによりユーザーは浄化装置を稼動させ、予防保全的に基準値を下回る健全な環境を維持することができるようになる。
【００２５】
さらに、検出データに基づいて有害物の実測値を求め、その実測値を予め設定された所定の基準値と比較し、その比較結果において実測値が基準値を上回った場合に、浄化装置を稼動させるか又はその稼動率を上昇させることが望ましい。浄化装置を常時稼動することは、環境保全の観点からは望ましいが、運転コストの観点からは消費エネルギコストが増大するので望ましくない。そこで、本発明を用いて監視対象区域の有害物量をその場でリアルタイムに計測し、その結果に応じて浄化装置を効率良く稼動させることにより、消費エネルギコストを低減することができるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１〜図１２を用いて説明する。
本実施形態のモニタリングシステムはごみ焼却場や灰捨場の浸出水処理装置に用いられるものである。図１に示すように、監視対象区域としての廃棄物埋立地１０３には多数のモニタリングポスト７０Ａ〜７０Ｄ，７２，７３が立設され、有害物を含む浸出水が非汚染地１０２，１０４に漏れ出すのを監視するようにしている。廃棄物埋立地１０３は、面積が約１００ｍ×１００ｍの傾斜地であり、底部に遮水シート１０５が敷かれている。この廃棄物埋立地１０３から漏れ出す汚染水は、図示しない埋設管により斜面下方側の浸出水処理装置１２に集められ、浄化処理（無害化処理）されるようになっている。
【００２７】
第１のモニタリングポスト７０Ａ〜７０Ｄは、廃棄物埋立地１０３に近接する非汚染地１０４に並べて設けられ、汚染水の浸出をエリアごとに分けて監視するものである。例えば、モニタリングポスト７０Ａは図中にて左方端の区域ａを、次のモニタリングポスト７０Ｂは図中にて中央左方の区域ｂを、次のモニタリングポスト７０Ｃは図中にて中央右方の区域ｃを、次のモニタリングポスト７０Ｄは図中にて右方端の区域ｄをそれぞれ分担して監視している。
【００２８】
第２のモニタリングポスト７２は、廃棄物埋立地１０３の各エリアに多数が立設され、監視対象区域内に残存する有害物量をエリアごとに監視している。各モニタリングポスト７２の下端部は遮水シート１０３まで達し、深さ方向（数十センチメートルから数メートル）にも有害物を監視することができ（図２参照）、例えば図３に示すように監視対象区域の地表１０６から遮水シート１０５に至るまでの有害物量の分布を計測することが可能である。図３では例えば地表１０６から約２／３の深さが最も有害物濃度が高く、重度に汚染されていることが分かる。
【００２９】
第３のモニタリングポスト７３は、廃棄物埋立地１０３に隣接する両側の非汚染地に左右一対が設けられ、その下端部は遮水シート１０３より更に下方に達し、遮水シート１０５からの漏水を監視している。
【００３０】
図２に示すように、第１乃至第３のモニタリングポスト７０Ａ〜７０Ｄ，７２，７３は、上下直列に連結された複数のセグメント７１ａ〜７１ｅからなるものである。各セグメント７１ａ〜７１ｅはモニタリング装置１０を内蔵し、それぞれが監視対象土壌から浸出してくる浸出水を取り込み、その中に有害物がどの程度の量で含まれるかを定量分析できるようになっている。モニタリング装置１０は後述するように通信機能を備えたものであり、各ポストセグメントのモニタリング装置１０からの計測データは浸出水処理装置１２に集められるようになっている。浸出水処理装置１２は、各所から送られてきた計測データに基づいて浸出水を効率良く浄化処理するように稼動される。
【００３１】
図５〜図１１を参照してモニタリング装置１０について詳しく説明する。
【００３２】
図５に示すように、モニタリング装置１０は、大きく分けて処理部２、原料供給部３、生成物排出部４、計測部５Ａ、計測信号出力部５Ｂ、電源部５Ｃで構成され、これら全ての部２〜５Ｃが単一の容器８のなかに収納されている。この容器８は、軽量の耐食性材料からなり、各部２〜５Ｃを外部環境から保護するための外装ハウジングとしての機能と、各部２〜５Ｃをコンパクトに実装するための支持フレームとしての機能とを兼ね備えている。容器８の概略の容積は数十ｃｍ３程度である。容器８は中空の円筒体、直方筒体、回転楕円筒体、三角翼筒体など種々の形状とすることが可能であるが、そのレイアウトにおいて少なくとも容器８の一端部（前部）には原料供給部３を配置し、他端部（後部）には生成物排出部４を配置し、両者３，４の中間（中央部）には処理部２、計測部５Ａ、計測信号出力部５Ｂ、電源部５Ｃを配置することが望ましい。このようなレイアウト構成にすると、監視対象区域１００から原料を取り込みやすくなるとともに、計測後に生成物を排出しやすくなるからである。
【００３３】
処理部２は、微小反応器（マイクロリアクタ）２０ａを備えている。微小反応器２０ａには原料供給部３から原料、試薬液、有機溶媒がそれぞれ供給され、原料中の有害物が検出可能な状態となるように化学的に処理される。すなわち、微小反応器の一方の流路２２に原料が層流となる条件で供給するとともに、他方の流路２３に試薬液が層流となる条件で供給し、両者を合流させて混合し、反応流路２１ａにおいて有害物の反応生成物を生成するとともに、さらに他の流路２４から有機溶媒を反応流路２１ａに導入して有機溶媒と原料／試薬混合液との二層流を形成し、反応生成物を二層流の有機溶媒の流れのなかに抽出し、有害物を計測可能な状態とする。
【００３４】
本実施形態のモニタリング装置１０では、処理部２を原料供給部３の一端側から生成物排出部４の一端側までにわたり設けている。処理部２には後述の微小反応器２０ａの反応流路２１ａに他の流路２４を合流させ、反応流路２１ａから排出流路２５を分岐させ、さらに反応流路２１ａそのものの有効長さを確保する必要があるからである。処理部２の理想的な長さは５０ｍｍとすることが望ましい。本実施例の反応流路２１ａ，２１ｂには、最低限必要な反応行程長さを確保するために蛇行部分が形成されている。これらの流路２１ａ，２１ｂ，２１〜２９はフォトリソグラフィ技術を利用してパターン形成される。
【００３５】
原料／試薬液の混合液中の反応生成物を溶媒のほうに抽出する場合に、微小反応器の流路内で試薬液と有機溶媒との二層流が形成される有効長さを２０〜５０ｍｍとすることが望ましい。この流路長さが２０ｍｍを下回ると、検出に十分な量の有害物が抽出できなくなり、計測精度が劣化するからである。一方、流路長さが５０ｍｍを上回ると、圧力損失が増大するとともに、計測時間が長くなるからである。
【００３６】
なお、微小反応器内の流路（チャネル）は、図９に示すように蛇行させてもよいし、ジグザグ、カーブ、あるいは三次元積層流路など種々の形態の回路に設計することができるので、処理部２の長さを５０ｍｍより短くすることも可能である。
【００３７】
処理部２と並列に計測信号出力部５Ｂ、電源部５Ｃ、計測部５Ａがこの順に配置されている。電源部５Ｃを計測部５Ａおよび計測信号出力部５Ｂの間に配置したのは、電源部５Ｃを計測部５Ａと計測信号出力部５Ｂとで共用するためである。
【００３８】
図１０を参照してモニタリング装置の各部の構成を詳しく説明する。
原料供給部３は、監視対象区域１００から原料を採取するための吸引ノズル３４を備えている。吸引ノズル３４はフィルタ３５を介してマイクロポンプ６の吸込み口に連通している。さらにポンプ６の吐出側は微小反応器の一方側の主流路２２に連通している。吸引ノズル３４の吸引口は監視対象区域１００の液面下に位置している。ポンプ６を駆動させると、監視対象区域１００から原料が吸い上げられ、ライン２２を通って微小反応器２０ａの反応流路２１ａに原料が導入されるようになっている。なお、吸引ノズル３４は、通常はフレーム容器８に支持固定され、静止して動けないものであるが、さらに昇降機構を取り付けて上下方向に移動可能としてもよい。このようにすると、ノズル３４の吸引口を監視対象区域１００の液中に浸漬させることができ、また液中から引き上げることもできるので、微小反応器の主流路２１ａに残留する原料を排出しやすくなり、流路２１ａの洗浄も容易になる。
【００３９】
さらに、原料供給部３は、試薬供給源３２および有機溶媒供給源３３を備えている。試薬供給源３２は微小反応器の他方側の主流路２３に連通し、他のマイクロポンプ６により試薬液（例えば、２−ｎｉｔｒｏｓｏ−ｎａｐｈｔｈｏｌ）が微小反応器２０ａに送液されるようになっている。流路２２，２３は合流点にて合流している。
【００４０】
有機溶媒供給源３３は微小反応器の下流側の導入流路２４に連通し、他のマイクロポンプ６により有機溶媒（例えば、ｍ−ｘｙｌｅｎｅ）が導入流路２４を介して反応流路２１ａに送液されるようになっている。
【００４１】
次に、計測部５Ａ，計測信号出力部５Ｂ，電源部５Ｃについて説明する。
計測部５Ａは、主コントローラ５０および複数の検出器５１ａ〜５１ｎを備えている。主コントローラ５０は、計測系統ばかりでなく通信系統およびユーティリティ系統をも含む装置全体を統括的に制御する役割を有する。装置のメインスイッチをＯＮすると、内蔵電源からＣＰＵに給電され、所定のオペレーションシステムが起動されて主コントローラ５０は待機状態にされる。
【００４２】
検出器５１ａ〜５１ｎは、フォトダイオード（ＰＤ）やレーザ発振器のような発光部と光電変換素子のような受光部およびその周辺機器を備えた光学分析機器類からなり、それぞれが表１および表２に示した各種の測定方法に対応して設けられ、処理部２の微小反応器２０ａ，２０ｂの流路２１ａ，２１ｂを通流する有害物含有生成物を検出するためのものである。例えば検出器は、光学測定系を有し、光源から出射する測定光がレンズ，フィルタ，レンズ，ビームスプリッタを経て、石英フローセルを流れる混合液を透過し、レンズを通ってフォトダイオードで受光し、その出力信号を計測部に送る、このとき石英フローセルでは所定波長の吸光度を測定する。
【００４３】
計測信号出力部５Ｂは、送受信機５４を備えている。送受信機５４は主コントローラ５０との間で信号の授受を行うとともに、外部の送受信機（図示せず）との間でも信号の授受を行うものである。特に、送受信機５４は、主コントローラ５０から送られてきた有害物の検出データを信号化して外部の監視センターや浄化処理装置の受信機に向けてリアルタイムで送信することができる。なお、本実施形態では外部との通信手段として送受信機を用いているが、本発明では受信機は任意のものであり、通信手段としては送信機のみを搭載するだけであっても本発明の目的は達成される。
【００４４】
電源部５Ｃは、補助コントローラ５５および電源５６を備えている。補助コントローラ５５は、主コントローラ５０からの指令を受けて電源５６を制御する電源専用の制御器として機能する。電源５６は補助コントローラ５５からの指令に従って各所のポンプ６に給配電するようになっている。なお、電源５６には各種の二次電池（例えばリチウムイオン電池）又は蓄電池が用いられる。
【００４５】
計測部５Ａにおいて例えば原子吸光分析法（ＡＡＳ）を用いて検出する場合は、図９および図１０に示すようにフォトダイオード５２ａから測定光を微小反応器の流路２１内を通流する液に照射し、その透過光を光電変換受光素子５２ｂが受光し、その受光信号を検出器５１ａに送る。次いで、検出器５１ａは受光信号を主コントローラ５０に入力する。次いで、主コントローラ５０は、入力信号と所定の算式とに基づいて有害物のＡＡＳ実測値を算出し、その結果を計測信号出力部５Ｂの送受信機５４に送る。さらに、送受信機５４は外部受信機にＡＡＳ検出情報をデータ送信する。
【００４６】
生成物排出部４は、分岐流路２５、２つの合流流路２６，２７、ドレインライン２８、ポンプ６、酸液供給源４２、アルカリ液供給源４３、放出部４４を備えている。分岐流路２５は、微小反応器の主流路２１ａから分岐し、二層流のうち試薬液＋原料のほうの流れをドレインライン２８に導くものである。この分岐流路２５には排出液を中和するために２つの合流流路２６，２７が連通している。一方の流路２６を通って酸液供給源４２からポンプ６により供給される酸液が排出液に合流し、他方の流路２７を通ってアルカリ液供給源４３からポンプ６により供給されるアルカリ液が排出液に合流し、排出前に液が中和されるようになっている。ドレインライン２８の末端には放出部４４が設けられ、液が監視対象区域１００に排出されるようになっている。
【００４７】
なお、上記の装置は備えていないが、生成物排出部４にさらにサンプル貯留部を設け、微小反応器２０ａに取り込んだ原料の一部をサンプルとして一時的に貯留して持ち帰るようにしてもよい。
【００４８】
また、上記装置の送液回路にはポンプとフィルタのみを示したが、図示はしていないが実際には各種のバルブ、流量計、圧力計、センサが送液回路の適所にそれぞれ取り付けられている。
【００４９】
次に、マイクロポンプ６について説明する。
図８に示すように、本実施形態の装置にはシリンジ方式のマイクロポンプ６を用いた。マイクロポンプ６のロッドテール６２には図示しないボールスクリュウ機構の駆動部が連結されている。シリンダ（シリンジ）６１の先端部には可撓性のダイヤフラムコネクタ６６が取り付けられ、このダイヤフラムコネクタ６６を介してシリンダ６１はアダプタ１９に連結されている。シリンダ先端の注入口６５はダイヤフラムコネクタ６６で取り囲まれた液溜め６７のスペースにて開口している。この液溜め６７は導入口６８を介してアダプタ１９の複数の流路１９ａ，１９ｂに連通している。複数のアダプタ流路１９ａ，１９ｂは処理部２の微小反応器の各流路２２，２３，２４，２６，２７にそれぞれ連通している。
【００５０】
補助コントローラ５５にバックアップされた電源５６からボールスクリュウ機構のモータに給電すると、ロッドテール６２が押し下げられ、シリンダ６１内の液６４がピストンヘッド６３により押されて、シリンダ先端の注入口６５から液溜め６７に注入され、さらに導入口６８を通ってアダプタ流路１９ａ，１９ｂに流れ込むようになっている。
【００５１】
なお、マイクロポンプの駆動方式には本実施形態のシリンジ方式の他にシリンダ方式、ロータリ方式、軸流方式など各種の方式を採用することができる。
【００５２】
次に、処理部の微小反応器の動作について説明する。
上流側の流路２２，２３，２４に原料供給部３から原料、試薬液、有機溶媒をそれぞれ供給し、原料中の有害物を検出可能な状態とする。そのために先ず原料と試薬液とは流路２２，２３の合流点にて混合され、さらに混合液は反応流路２１ａ内を流れる間に導入流路２４から導入される有機溶媒と平行な二層流を形成する。ちなみに、反応流路２１ａは、例えば図９に示すように行程をかせぐために蛇行しており、ここで原料と試薬液とを十分に反応させて反応生成物を確実に得るとともに、平行二層流において原料／試薬混合液中の反応生成物を有機溶媒に溶解抽出させることができる。すなわち、有機溶媒は、原料中の有害物が試薬と反応して生成される生成物を溶解抽出させ、計測部５Ａにより有害物を検出可能な状態とするものである。なお、反応流路２１ａ内において有機溶媒が原料／試薬混合液と平行な二層流を形成するように、各ポンプ６の送液圧力がそれぞれ制御されるとともに、導入流路２４は反応流路２１ａに対してほぼ平行に設けられている。
【００５３】
反応流路２１ａの下流側には計測部５Ａの光学センサ５２ａ，５３ａが対向して配置され、発光センサ５２ａから検出光が反応流路２１ａ内の液流に向けて出射され、液流を透過した透過光を受光センサ５３ａにより検出する。
【００５４】
さらに、反応流路２１ａは２つの流路２１ｂ，２５に分岐している。一方の流路２５は生成物排出部４の放出部４４に連通するドレインラインであり、反応流路２１ａ中の原料／試薬混合液（反応生成物を含む）を外部に排出するためのものである。他方の流路２１ｂは第２の微小反応器２０ｂに連通している。この流路２１ｂには２つの導入流路２６，２７が合流している。
【００５５】
一方の導入流路２６は酸液供給源４２に連通している。この導入流路２６を介して希塩酸のような酸液が流路２１ａ内に導入され、反応生成物を含む液流と平行な酸液の層流が形成されるようになっている。他方の導入流路２７はアルカリ液供給源４３に連通している。この導入流路２７を介して水酸化ナトリウム溶液のようなアルカリ液が流路２１ａ内に導入され、反応生成物を含む液流と平行なアルカリ液の層流が形成される。
【００５６】
このようにして第２の反応流路２１ｂ内には酸液／反応生成物含有液／アルカリ液からなる三層流が形成され、この三層流に第２の発光センサ５２ｂから検出光が照射され、その透過光を第２の受光センサ５３ｂが受光する。すなわち、本実施形態の装置によれば一台で多成分を検出することができる。なお、微小反応器は、図５に示す装置１０のように一つのみとしてもよいし、図６及び図７に示す装置１０Ａのように複数（図示の例では３つ）としてもよい。後者の場合は、微小反応器２０ａ，２０ｂ，２０ｃにそれぞれ１対１に対応する複数の検出器５１ａ，５１ｂ，５１ｃを計測部５Ａに設ける。
【００５７】
さらに、第２の反応流路２１ｂは下流側で２つの流路２８，２９に分岐している。一方の分岐流路２８は廃液タンク（図示せず）に連通し、使用済みの酸液を廃液タンクに回収するようになっている。他方の分岐流路２９は別の廃液タンク（図示せず）に連通し、使用済みのアルカリ液を廃液タンクに回収するようになっている。このように廃液をタンクに回収することで本発明装置による環境の二次汚染を防止することができる。
【００５８】
図１１に示すように、微小反応器２０ａは基板２０Ｂに蓋２０Ｃを重ねて貼り合わせてなるものであり、基板２０Ｂの表面に形成された溝に蓋２０Ｃが被せられることにより断面矩形の狭隘な流路（チャネル）２１〜２４が規定されている。基板２０Ｂと蓋２０Ｃとの接合には材質に応じて種々の接合法を採用することができる。基板２０Ａおよび蓋２０Ｃが石英ガラスである場合は、通常、接着剤を用いて蓋２０Ｃを基板２０Ｂに接着する。材質がシリコンである場合は、通常、熱拡散接合法を用いて蓋２０Ｃを基板２０Ｂに接合する。
【００５９】
次に、微小反応器の流路（チャネル）の深さと圧損との関係について説明する。
図１２は横軸に流路（チャネル）深さｄ１（μｍ）をとり、縦軸に圧損（ｋｇｆ／ｃｍ２）をとって前者が後者に及ぼす影響について調べた結果を示す特性線図である。図中の特性線Ａから明らかなように、チャネル深さｄ１が２０μｍ以上の場合は圧損が無視できるほどに小さいが、チャネル深さｄ１が２０μｍを下回るようになると圧損が急激に増大する。これから微小反応器の流路の深さｄ１を２０μｍ以上とすることが好ましいことが判明した。
【００６０】
次に、上記装置のモニタリング動作について概略説明する。
装置のメインスイッチをＯＮすると、主コントローラ５０のオペレーションシステムが起動され、次いで作業プログラムが起動される。この作業プログラムの起動により監視対象区１００に存在する有害物の検出項目が表１および表２から選択される。この検出項目に応じて有害物の計測に適した微小反応器と検出器との組合せが選ばれる。主コントローラ５０は、ポンプ６、電源５６、吸引ノズル３４、検出器５１ａ〜５１ｎなどハード面の準備が整うまでの間は待機状態に入る。この待機中に微小反応器の主流路２１ａを洗浄液で洗浄するようにしてもよい。
【００６１】
ハード面の準備が完了すると、主コントローラ５０は、補助コントローラ５５に指令信号を送り、試薬供給源用ポンプ６と有機溶媒供給源用ポンプ６とをそれぞれ駆動させ、微小反応器の一方の流路２２に試薬液が層流となる条件で供給するとともに、他方の流路２３に有機溶媒が層流となる条件で供給し、両者を主流路２１ａに合流させ、試薬液と有機溶媒との二層流を形成する。
【００６２】
次いで、吸引ノズル３４の吸引口を監視対象区域１００の液中に浸漬させ、原料取り込み用ポンプ６を駆動させ、監視対象区域１００から原料を吸い上げ、ライン２４を介して微小反応器２０ａの主流路２１ａに原料を導入する。原料は二層流のうち試薬液の流れのほうに合流し、該原料に含まれる有害物が試薬と化学反応を起こし、反応生成物（例えば金属錯体）が生成される。この反応生成物は主流路２１ａのなかを層流状態で流れるうちに平行に流れる有機溶媒のなかに溶け込み抽出される。ちなみに、微小反応器の流路内で反応と抽出に寄与する液の拡散時間は僅かに数秒から数分間（従来の一万分の一（１×１０−４））の程度であるので、短時間での計測が可能になる（表３参照）。
【００６３】
この抽出生成物は計測部５Ａにおいて検出される。すなわち、発光部５２ａから測定光を主流路２１ａ内を通流する液に照射し、その透過光を受光部５２ｂが受光し、その受光信号を検出器５１ａに送る。次いで、検出器５１ａは受光信号を主コントローラ５０に入力する。次いで、主コントローラ５０は、入力信号と所定の算式とに基づいて有害物の実測値を算出し、その結果を計測信号出力部５Ｂの送受信機５４に送る。さらに、送受信機５４は、主コントローラ５０から送られてきた有害物の検出データを信号化して外部の監視センターや浄化処理装置の受信機に向けてリアルタイムでデータ送信する。
【００６４】
一方、主流路２０ａ内を流れる原料および試薬は分岐流路２５において分離され、ドレインライン２８を通って装置外に排出される。このとき、一方の流路２６を通って酸液供給源４２からポンプ６により供給される酸液が排出液に合流し、他方の流路２７を通ってアルカリ液供給源４３からポンプ６により供給されるアルカリ液が排出液に合流し、排出前に液が中和される。最終的にはドレインライン２８の末端に設けられた放出部４４から監視対象区域１００に廃液が放出される。なお、一回の計測で本発明装置から放出される廃液量は１ｍｌ（従来の千分の一（１×１０−３））と極少量であるので、実質的に監視対象区域１００の二次汚染は発生しない（表４参照）。
【００６５】
表３に本発明に微小反応器を用いることの種々の利点とその要因とについて示す。
【００６６】
表４に環境ホルモンとしてフタル酸エステルを分析する場合を例にとって、手法、工程数、分析時間、廃棄物量、検出感度、装置サイズのそれぞれについて本発明を従来法と比較して示す。
【００６７】
表５に、計測地点、同時モニタリング、試薬消費量について本発明を従来法（従来システム）と比較して本発明の効果を示す。
【００６８】
次に、図４を参照して本発明の利点を従来法と比べて説明する。
【００６９】
従来のサンプリング法では、図４の（ａ）に示すように、監視対象区域を複数の小区域Ａ１〜Ｃ３に等分割し、各区域Ａ１〜Ｃ３の中央部から代表してサンプルを１つずつ採取し、各分析結果から汚染度に応じて各区域を三段階に分けて格付け評価していた。すなわち、汚染度が高いと判定された区域は要浄化区域（網掛斜線領域）に、汚染されてはいるが汚染度が低いと判定された区域は汚染監視区域（斜線領域）に、汚染されていないと判定された区域は非汚染区域（空白領域）にそれぞれ区分する。図示の例では、汚染度の高い要浄化区域Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２の土壌を全部掘削して浄化処理しなければならないので、薬剤の消費量が膨大になり、浄化処理コストが過大なものになっていた。
【００７０】
これに対して本発明方法においては、図４の（ｂ）に示すように、監視対象区域に多数のモニタリングポスト７２を埋設して有害物を計測するので、監視対象区域の計測分担面積が細分化され、モニタリング精度が飛躍的に向上する。図示の例では、汚染度の高い要浄化区域Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２（網掛斜線領域）の面積が小さくなっている。また、汚染監視区域Ｂ１，Ｃ３（斜線領域）の面積も小さくなっている。このように本発明方法によれば、浄化対象区域（要浄化区域および汚染監視区域の合計）を面積率で従来との比較で３０％程度も低減することができる。
【００７１】
本実施形態によれば、多数のモニタリングポストを用いて監視対象区域をきめこまかく細分化して平面方向にも深さ方向にも有害物量を計測するので、有害物による汚染分布状況を高精度に監視することができ、それに応じて効率の良い浄化処理を行うことができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、監視対象区域の有害物をその場でリアルタイムに検出することができる（その場計測）。また、微小反応器により溶液中の複数の有害物を同時に検出することができる（同時多成分検出）。さらに、送信器により検出データを外部情報局（監視センター）に送り、その受信データに基づいて計測対象区域における有害物量の分布状況を遠隔監視することができる（リアルタイム遠隔監視）。
【００７３】
（第２の実施形態）
次に、図１３〜図１５を参照して第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００７４】
本実施形態のモニタリングシステムは汚染土壌を浄化する場合に用いられるものである。図１３に示すように、監視対象区域にはバリアー２０４および覆い２０５が設置され、有害物で汚染された土壌１１１が外部から遮蔽された状態で浄化設備２００により浄化処理されるようになっている。浄化設備２００は、ベルトコンベア２０１、処理ホッパ２０２、掘削装置およびその他の付属機器類を備え、処理ホッパ２０２内で汚染土壌１１１に含まれる有害物を除去するか無害化処理し、浄化土壌１１２としてホッパ２０２の下部から排出するようになっている。
【００７５】
モニタリングポスト８０が監視対象区域の内外各所に立設されている。すなわち、深いバリアー２０４で取り囲まれた処理対象土壌１１１の第１区域に第１ポスト８０が立てられ、覆い２０５の内側ではあるが浅いバリアー２０４で囲まれた第２区域に第２ポスト８０が立てられ、非汚染土壌１１０の監視対象区域外にも第３のポスト８０が立てられている。モニタリングポスト８０は長いものでは約１０メートルにも及び、その最下部は浸出水・地下水１１３の深さまで達している。モニタリングポスト８０は垂直方向に直列に並ぶ複数のマイクロ分析チップ（検出器内蔵）およびセンサ部（微小反応器内蔵）を具備し、深さ方向に有害物を定量計測できるものである。なお、モニタリングポスト８０の長さは数メートルから１０メートル程度までの各種を揃えることができる。また、モニタリングポスト８０の外径は数センチメートル（２０〜５０ｍｍ）のものを各種揃えることができる。
【００７６】
図１４および図１５を参照してモニタリングポスト８０について詳しく説明する。モニタリングポスト８０は長手方向に直列に並ぶ複数のポストセグメント８１ａ〜８１ｅからなるものである。各ポストセグメントは、複数の微小反応器を有するセンサ部８３と、このセンサ部８３に通信線８４を介して接続された複数のマイクロ分析チップ８２とを備えている。センサ部８３は内蔵する微小反応器の流路に土壌や地下水を取り込み、これら計測対象物と直接接触して計測することができるようになっている。このセンサ部８３で検出したデータは通信線８４を通って複数のマイクロ分析チップ８２に送られ、複数種の有害物が同時に分析・計測されるようになっている。分析・計測データは主コントローラ５０に送られ、監視システムの画面に表示され、実測値が基準値を超えた場合に浄化設備２００が稼動するようになっている。
【００７７】
本実施形態のシステムによれば、監視対象区域の深さ方向への計測と平面方向への計測とにより、全体の汚染状況を的確に把握することができ、汚染分布を高精度に予測することができる。このため、監視対象区域の汚染分布状況に応じて浄化装置を適正に稼動させることが可能になり、浄化装置の運転コストが低減されるとともに浄化装置の寿命延長を図ることができる。
【００７８】
（第３の実施形態）
次に、図１６〜図２０を参照して第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００７９】
本実施形態の監視・浄化システムは、複数の監視対象区域で計測したデータを専用回線やインターネットのような情報通信回線を介して複数のユーザーに配信し、それに応じてユーザーは浄化装置を予防保全的に稼動させることができるシステムである。
【００８０】
図１６に示すように、上記のモニタリングポスト８０を用いて３つの監視対象区域ａ〜ｃの有害物が計測され、それらの計測データが各処理装置１２ａ〜１２ｃを介して監視情報センターに送られ、ホストコンピュータ９１のデータベースに格納されるとともに、ホストコンピュータ９１で加工された計測データがサーバー９２から専用回線やインターネットのような情報通信回線を介してユーザー端末ＰＣ９３ａ〜９３ｃに配信されるようになっている。各ユーザーは端末ＰＣ９３ａ〜９３ｃの画面に表示された監視対象区域内の汚染分布状況を見て、それに基づき浄化設備２００等を稼動させて汚染土壌を浄化処理するようになっている。
【００８１】
ホストコンピュータ９１は、全国各地の過去数十年間にわたる公害や環境汚染に関する記録および今後数年間にわたる有害物に関する中期・長期の予測を含むデータベースを備えており、サーバー９２からデータの要求がなされたときにデータベースから該当するデータを随時取り出して提供する機能を有している。なお、各ユーザーから送られてくる計測データはホストコンピュータ９１のデータベースに一定期間又は期間を限定せずに保管されるようになっている。
【００８２】
サーバー９２は、有害物モニタリング情報をｅ−ｍａｉｌで、又はインターネット上のホームページを通して各ユーザー端末ＰＣ９３ａ，９３ｂ，９３ｃにそれぞれ提供するものである。これらの提供情報は原則として毎日更新されるものであり、地域ごと及びメーカーごとに分類されてユーザーが視覚を使って容易に内容を理解できるように加工される。
【００８３】
なお、本実施形態では便宜上３つの区域のモニタリング装置、ユーザー端末ＰＣ、浄化設備を本システムにつないだ例をあげたが、実際には日本国中のあらゆる地域から多数のユーザーの回線が本システムに接続されるようにすることも可能である。
【００８４】
ａ地域には、非汚染土壌１１０を深さ方向に計測する第１のモニタリングポスト８０ａとバリアーで囲われた汚染土壌１１１を深さ方向に計測する第２のモニタリングポスト８０ｂとが地中に打ち込まれ、深さ方向に有害物濃度を計測するようにしている。計測データは通信回線により処理装置１２ａ（コントローラ）を経由してホストコンピュータ９１に送信され、視覚で捉えやすい図形や表に画像処理され、サーバー９２からユーザー端末ＰＣ９３ａにデータが個別に配信され、画面に表示される。ユーザーは、画面に表示された実測値が基準値を超えているか又はまさに超えようとしている場合に、端末ＰＣ９３ａにキーボード入力またはマウス入力し、浄化指令を処理装置１２ａに発信し、浄化設備２００を稼動させることができる。
【００８５】
ｂ地域には、非汚染土壌１１０を深さ方向に計測する第１のモニタリングポスト８０ａと地中の浸出水や地下水１１３を深さ方向と平面方向とに計測する第２及び第３のモニタリングポスト８０ｂ，８０ｃとが地中に打ち込まれ、有害物濃度を広範囲に計測するようにしている。計測データは通信回線により処理装置１２ｂ（コントローラ）を経由してホストコンピュータ９１に送信され、視覚で捉えやすい図形や表に画像処理され、サーバー９２からユーザー端末ＰＣ９３ｂにデータが個別に配信され、画面に表示される。ユーザーは、画面に表示された実測値が基準値を超えているか又はまさに超えようとしている場合に、端末ＰＣ９３ａにキーボード入力またはマウス入力し、浄化指令を処理装置１２ｂに発信し、図示しない浄化設備を稼動させることができる。
【００８６】
ｃ地域には、非汚染土壌１１０を深さ方向に計測する第１のモニタリングポスト８０ａ、バリアーで囲われた汚染土壌１１１を深さ方向に計測する第２のモニタリングポスト８０ｂ、地中の浸出水や地下水１１３を深さ方向と平面方向とに計測する第３及び第４のモニタリングポスト８０ｃ，８０ｄとが地中に打ち込まれ、有害物濃度を広範囲に計測するようにしている。計測データは通信回線により処理装置１２ｃ（コントローラ）を経由してホストコンピュータ９１に送信され、視覚で捉えやすい図形や表に画像処理され、サーバー９２からユーザー端末ＰＣ９３ｃにデータが個別に配信され、画面に表示される。ユーザーは、画面に表示された実測値が基準値を超えているか又はまさに超えようとしている場合に、端末ＰＣ９３ａにキーボード入力またはマウス入力し、浄化指令を処理装置１２ｃに発信し、浄化設備２００および図示しない浄化設備を稼動させることができる。
【００８７】
なお、監視対象区域における有害物の計測は、ある一定期間（例えば一年間）だけ限定して行うようにしてもよいし、期間を限定しないで設備寿命（例えば運転開始から２０年間）の範囲内でユーザーから計測停止の申し出がなされるまで行うようにしてもよい。
【００８８】
ユーザーに対する提供情報の形態は、例えば図１７に示すように表形式としたもの、図１８〜図２０に示すようにグラフ形式としたもの、表とグラフを組み合わせた混合形式としたもの（図示せず）、三次元（３Ｄ）に図形化した表示形式としたもの（図示せず）、一部に動画を挿入した表示形式（図示せず）としたもの等がある。
【００８９】
図１７は、複数の地域とユーザーに関するモニタリングデータを一覧表にまとめた実績報告書の一例を示す図である。これらのデータは専用回線を介して各ユーザーに直接配信される。また、情報公開に関する同意が得られたユーザーのデータは、インターネット上のホームページに掲載され、一般の閲覧に提供するようにしてもよい。図には日刊実績記録、週刊実績記録、月刊実績記録の例を示したが、この他に２ヶ月ごと、３ヶ月ごと、４ヶ月ごと、６ヶ月ごとの実績記録をホームページに掲載することも可能である。なお、これらの実績記録は、電話帳のように全国版、関東甲信越版、神奈川県版、横浜市版などのように各種の大きさの地域に関する情報を画面上でクリックするだけで容易に開くことができるようになっている。
【００９０】
図１８は、ユーザー毎に配信される日刊のモニタリングデータの一例を示すグラフ図である。図には一時間ごとの検出結果の例を折れ線Ｅで示したが、時々刻々変化する検出値をリアルタイムで連続的に計測し、そのすべてを記録することも勿論可能である。
【００９１】
図１９は、ユーザー毎に配信される週刊のモニタリングデータの一例を示すグラフ図である。図には曜日ごとに丸一日間計測した有害物検出値を積算した結果を計測量積算値として折れ線Ｆで示した。
【００９２】
図２０は、ユーザー毎に配信される月刊のモニタリングデータの一例を示すグラフ図である。図には日にちごとに丸一日間計測した有害物検出値を積算した結果を発電量積算値として折れ線Ｇで示した。低濃度レベルＧ２，Ｇ４から高濃度レベルＧ１，Ｇ３に移行した後において、ユーザー側が迅速かつ適切な対応をとったために高濃度レベルＧ１，Ｇ３の期間が短くなっていることが図からわかる。
【００９３】
表１に健康被害関連物質として３０種類の有害物を列挙し、法律や条例に定められた特定事業所の排水基準、環境基準、オンライン分析装置の適用の有無、測定方法をそれぞれ示した。ここで「健康被害関連物質」とは、微量であっても人体に有害になるものをいう。
【００９４】
表２に生活環境関連物質として１８種類の有害物を列挙し、法律や条例に定められた特定事業所の排水基準、環境基準、オンライン分析装置の適用の有無、測定方法をそれぞれ示した。ここで「生活環境関連物質」とは、基準量以下では健康に実質的に影響を及ぼさないが、基準量を超えて多量に存在すると人体に有害になるものをいう。
【００９５】
次に、表３〜５を参照して本発明の効果について説明する。
【００９６】
表３に本発明に用いた微小反応器の長所を列記した。微小反応器を用いると、第１に分析工程が少なくなり分析所要時間が大幅に短縮されること、第２に超高感度分析が可能になること、第３に同時に多成分分析が可能になること、第４に分析後に廃棄される試薬等の量が極めて少ないこと、第５に装置が小型化することなど種々の利点を生じる。
【００９７】
例えば、微小反応器の流路は比界面積が大きく、微小反応器内での測定対象溶液の拡散時間は数秒から数分間（従来の一万分の一）と極めて速く、反応速度が従来の分析装置の数倍になるので、計測結果を迅速に得ることができる。また、微小反応器の流路内を通流する液は層流状態となり、抽出および分離などの操作が容易になる。また、熱レンズ顕微鏡のような特殊検出器を微小反応器と組み合せて用いることができる。さらに、微小反応器を内蔵するチップの組み合せにより適正処理量に対応することができる。
【００９８】
表４に環境ホルモン分析の種々の項目について本発明を従来法と比較して示した。従来法では例えばフタル酸エステルを分析する場合は試料１リットルに適量の試薬と有機溶媒を添加して振とう抽出することを２回繰り返し、ロータリーエバポレータで濃縮し、窒素ガスを液中に吹込み濃縮させ、ガスクロマトグラフィ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）にかけて分離分析する。これに対して本発明では、微小反応器の流路内で試料／試薬混合液を有機溶媒に直接接触させるのみで、１チップ上で連続処理し、試料液を濃縮させることなくチップ出口において対象物を検出することができる。
【００９９】
両者を比較してみると、後者は前者に比べて工程数が１／４、分析所要時間が約１／２０、廃棄物量が約１／１０００、検出感度が約１／１０００、装置サイズが約１／５０にそれぞれ低減される。特に、従来法では分析結果が得られるまでに７時間も要していたのに対して、本発明では数１０分間程度で分析結果を得ることができるので、リアルタイムでの監視が可能となる。
【０１００】
表５に、計測地点、同時モニタリング、必要試薬量のそれぞれについて本発明を従来法と比較して示す。従来法は浄化処理装置の直前に存在する浸出水のみを対象とする定点計測であり、監視対象区域全体の汚染状況を的確に把握することができないので、汚染分布を予測することができない。これに対して本発明は浄化処理装置の周囲の浸出水の計測、埋立地の深さ方向への計測、埋立地の平面方向への計測が可能になり、監視対象区域全体の汚染状況を的確に把握することができ、汚染分布を予測することができる。また、従来法では浄化処理装置を常時稼動させるのに対して、本発明では汚染分布状況に応じて浄化処理装置を適正に稼動させることが可能になる。
【０１０１】
従来法では計測項目に応じて多数のモニタリング装置が必要になるので、設備コストが増大する。これに対して本発明では、計測項目を複合化した１台のモニタリング装置により多成分を同時に計測することができ、設備コストを大幅に低減することが可能になる。
【０１０２】
従来法では計測対象の数が増えるに従って試薬消費量が増大するが、本発明では微小反応器とマイクロセンサとの組み合せにより計測対象の数が増えた場合でも試薬消費量は僅かである。
【０１０３】
【表１】
2004053356.tif 000003
【０１０４】
【表２】
2004053356.tif 000004
【０１０５】
【表３】
2004053356.tif 000005
【０１０６】
【表４】
2004053356.tif 000006
【０１０７】
【表５】
2004053356.tif 000007
【０１０８】
（第４の実施形態）
次に、図２１及び図２２を参照して第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【０１０９】
第４実施形態のモニタリング装置１０Ｂは、自走式動力源７の上に処理部２、原料供給部３、生成物排出部４、計測部５Ａ、計測信号出力部５Ｂ、電源部５Ｃを搭載している。これによりモニタリング装置１０Ｂは自律的に走行することができ、監視対象区域内で自由に移動することにより多点計測および非定点計測が可能になる。
【０１１０】
例えば図２２に示すように、有害物で汚染された湖沼１０１のなかを自由に移動して有害物量を計測し、計測結果に基づき汚染度の高い区域に設置された浄化処理装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃを重点的に稼動させることができる。
【０１１１】
自走式動力源７には無線式模型のモータボートやホバークラフトを利用することができる。また、無線式模型の潜水艦に処理部等を搭載すれば、深さ方向にも有害物の分布状況を計測することが可能になる。また、監視対象区域が湿地などであれば、無線式模型の車両（大型軟質ゴムタイヤ付きランドクルーザ）や無限軌道のブルドーザを利用することができる。
【０１１２】
本実施形態によれば、監視対象区域内で自由に移動して多点かつ非定点の計測を行うことができるので、有害物の汚染分布を高精度に把握することができる。把握された有害物の汚染分布は通信手段を用いて浄化システムに送信される。このように通信手段により監視システムを浄化システムにドッキングして浄化システムを有効に稼動させることが可能になる。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明によれば、計測対象区域における溶液中の有害物をその現地でリアルタイムに検出することができる（その場検出）。
【０１１４】
また、本発明によれば、微小反応器により溶液中の複数の有害物を同時に検出できる（同時多成分検出）。
【０１１５】
また、本発明によれば、送信器により検出データを外部情報局（監視センター）に送り、その受信データに基づいて計測対象区域における有害物量の分布状況を遠隔監視することができる（監視精度の向上）。
【０１１６】
また、本発明によれば、多数のモニタリングポストにより監視対象区域を細分化してきめ細かに有害物を検出するので、浄化対象とする土壌の掘削量が従来よりも少なくなり、浄化用薬剤の消費量を大幅に削減できる（浄化処理コストの低減）。
【０１１７】
また、本発明によれば、有害物量が計測対象区域における有害物量の初期設定範囲（基準値）から外れた場合に、その計測結果に基づいて浄化装置の稼動を制御することができる（浄化装置の高効率稼動）。
【０１１８】
さらに、本発明によれば、自走式動力源に搭載することにより、監視対象区域内を自由に移動して任意の計測点を選ぶことができ、広範囲に計測データを収集することができるので、汚染分布を高精度に把握することができる（非定点計測）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に用いられる装置としてごみ焼却場や灰捨場（廃棄物埋立地）に設置される浸出水処理装置およびモニタリング装置の概要を示す斜視図。
【図２】モニタリングポストの概要を示す斜視図。
【図３】汚染物質濃度分布を廃棄物埋立地の断面に書き込んで示す模式断面特性線図。
【図４】（ａ）は従来のサンプリング法を説明するための平面模式図、（ｂ）は本発明方法を説明するための平面模式図。
【図５】本発明の装置の要部構成を模式的に示すブロック構成図。
【図６】本発明の装置の概要を示す模式図。
【図７】複数の微小反応器を有する処理部の概要を示す模式図。
【図８】本発明の他の装置の概要を示す模式図。
【図９】微小反応器に送液するためのマイクロポンプの一例を示す内部透視断面図。
【図１０】微小反応器および計測部を示すブロック平面図。
【図１１】微小反応器内のチャネルを示す拡大断面図。
【図１２】微小反応器のチャネル深さと圧損との相関を示す特性線図。
【図１３】本発明の他の実施形態として汚染土壌を浄化するための設備および監視用のモニタリングポストを示す断面模式図。
【図１４】モニタリングポストの概要を示す斜視図。
【図１５】ポストセグメント内のチップ及びセンサ部分を示す内部透視分解斜視図。
【図１６】本発明の他の実施形態として専用回線又はネットワーク型の通信回線を介して各ユーザーにモニタリングデータを配信するための監視・浄化システムを示すハード構成ブロック図。
【図１７】ユーザー端末ＰＣの画面上に表示されたモニタリングデータの一例を示す図。
【図１８】ユーザー端末ＰＣの画面上に表示された他のモニタリングデータの一例を示す図。
【図１９】ユーザー端末ＰＣの画面上に表示された他のモニタリングデータの一例を示す図。
【図２０】ユーザー端末ＰＣの画面上に表示された他のモニタリングデータの一例を示す図。
【図２１】本発明の他の実施形態として非定点測定モニタリングに用いる自走式のモニタリング装置の概要を示す模式図。
【図２２】非定点測定モニタリング法を説明するための平面模式図。
【符号の説明】
２…処理部、３…原料供給部、４…生成物排出部、
５Ａ…計測信号出力部、５Ｂ…計測部、５Ｃ…電源部、
７…自走式動力源、８…容器（フレーム）、
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…モニタリング装置（モニタリングユニット）
、
１２，１２ａ〜１２ｃ…有害物処理装置（浄化装置）、
１９…アダプタ、１９ａ，１９ｂ…流路、
２０ａ〜２０ｎ…微小反応器（マイクロリアクタ）、
２０Ｂ…基板、２０Ｃ…カバー板、
２１，２１ａ〜２１ｎ，２２，２３，２４，２６，２７…流路（チャネル）、
２５，２８，２９…ドレイン、
３２…試薬供給源、
３３…溶媒供給源、
３４…吸引ノズル、３５…フィルタ、
４２…酸液供給源、
４３…アルカリ液供給源、
４４…放出部、
５０…主コントローラ、
５１〜５１ｎ…検出器（センサ）、
５２ａ，５２ｂ…発光部（ＰＤ）、
５３ａ，５３ｂ…受光部、
５４…送受信機、
５５…補助コントローラ、
５６…電源、
６…送液ポンプ（マイクロポンプ）、
７０，７０Ａ〜７０Ｄ…モニタリングポスト、
７１ａ〜７１ｅ…ポストセグメント、
７２…残存モニタリングポスト、
７３…漏水監視モニタリングポスト、
８０…モニタリングポスト、
８１ａ〜８１ｅ…ポストセグメント、
８２…マイクロ分析チップ、
８３…センサ部（土壌・地下水との接触部）、
８４…通信線、
９１…ホストコンピュータ、
９２…サーバー、
９３ａ〜９３ｃ…ユーザー端末ＰＣ、
１００，１０１…監視対象区域、
１０２，１０４…非汚染地（監視対象区域外の領域）、
１０３…廃棄物埋立地（監視対象区域）、
１０５…遮水シート、
１０６…地表、
１１０…非汚染土壌、
１１１…汚染土壌（処理対象土壌）、
１１２…浄化土壌、
１１３…浸出水・地下水、
１２０…サンプリング箇所、
１３０…要浄化区域、
１４０…汚染監視区域、
１５０…非汚染区域、
２００…浄化装置、
２０４…バリアー、
２０５…覆い。
【図１】
2004053356.tif 000008
【図２】
2004053356.tif 000009
【図３】
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【図４】
2004053356.tif 000011
【図５】
2004053356.tif 000012
【図６】
2004053356.tif 000013
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2004053356.tif 000021
【図１５】
2004053356.tif 000022
【図１６】
2004053356.tif 000023
【図１７】
2004053356.tif 000024
【図１８】
2004053356.tif 000025
【図１９】
2004053356.tif 000026
【図２０】
2004053356.tif 000027
【図２１】
2004053356.tif 000028
【図２２】
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