(57)【要約】【課題】ＶＯＣ浄化処理の現場で簡単かつ迅速に鉄系還元剤の土中含有量を測定できる方法、及びこの方法に適した磁性体成分分離装置を提供する。【解決手段】鉄粉などの磁性体成分入り試料を中間位置Ｍを経て第１、第２の端部位置Ｅ１、Ｅ２の間で流動させることが出来るように設けたサンプル容器２を具備し、更に、上記中間位置を通る試料に対して、サンプル容器の一部である遮蔽壁６を介して磁力を及ぼす磁石１０を、当該遮蔽壁６に装着し、この磁力で磁性体成分を残余の試料成分から分離するとともに、この残余の試料成分を捨てた後に、中間位置Ｍへの磁石１０の磁力印加をオフとすることができるように設け、かつ上記中間位置を容器体の外部から透視可能に形成している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄粉などの磁性体成分入り試料を中間位置Ｍを経て第１、第２の端部位置Ｅ１、Ｅ２の間で流動させることが出来るように設けたサンプル容器２を具備し、
更に、上記中間位置を通る試料に対して、サンプル容器の一部である遮蔽壁６を介して磁力を及ぼす磁石１０を、当該遮蔽壁６に装着し、
この磁力で磁性体成分を残余の試料成分から分離するとともに、
この残余の試料成分を捨てた後に、中間位置Ｍへの磁石１０の磁力印加をオフとすることができるように設け、かつ上記中間位置を容器体の外部から透視可能に形成したことを特徴とする磁性体成分分離装置。
【請求項２】
上記サンプル容器２は、上記中間位置Ｍを挟んで向かい合う一対の遮蔽壁６を有し、
これら遮蔽壁の外側にそれぞれ磁石のＮ極とＳ極とをセットし、
更に、これら両極の中間位置での磁力がその一方の磁力印加をオフとすると、この一方磁極側の遮蔽壁に付着していた磁性体成分が他方磁極側の遮蔽壁へその磁力で移動するように両遮蔽壁６、６間の距離を設定したことを特徴とする、請求項１記載の磁性体成分分離装置。
【請求項３】
上記磁石１０を遮蔽壁６に対して着脱自在に設け、遮蔽壁から磁石１０を離すことで中間位置での磁力印加をオフとすることができるようにしたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の磁性体成分分離装置。
【請求項４】
上記磁石１０を電磁石とし、かつ一対の磁石のうち一方の磁力印加がオフになっているとき他方の磁力印加がオンになっているように、両磁石を制御することができるようにしたことを特徴とする、請求項２記載の磁性体成分分離装置。
【請求項５】
上記サンプル容器２は、有底管形の容器体４とこの容器体の上端開口を閉塞する蓋８とで形成され、
このサンプル容器２の上端部及び下端部の各内部を第１、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２と、またサンプル容器の上下方向中間部の内部を中間位置Ｍと定め、
更に上記容器体４の管壁のうち対向壁部分を、遮蔽壁６、６としたことを特徴とする、請求項２記載の磁性体成分分離装置。
【請求項６】
上記サンプル容器２は、左右に長い箱形に形成し、
このサンプル容器２の左右両端部の各内部を第１、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２と、またサンプル容器の左右方向中間部の内部を中間位置Ｍと定め、
また上記容器体４の底壁左右中間部を、遮蔽壁６とし、
更にまた、サンプル容器全体を、前後方向の軸２２を中心として揺動させるように構成した揺動機構１６を具備することを特徴とする、請求項１記載の磁性体成分分離装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載した磁性体成分分離装置を利用して、土壌サンプルから鉄系還元剤を分離して土壌中の含有量を測定する方法であって、
上記サンプル容器２内に、鉄系還元剤を含む土壌サンプルを入れる行程と、
土壌サンプルを入れたサンプル容器２内を、鉄系還元剤に対して不活性な透明の検査液で満たすとともに、そのサンプル容器の開口部を塞ぐ行程と、
中間位置に磁力が印加された状態で、第１、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２の間を土壌サンプルが移動するようにサンプル容器２を動かし、土壌サンプル中の鉄系還元剤を中間位置Ｍに付着させる行程と、
中間位置Ｍで各遮蔽壁６に鉄系還元剤が付着されたことを確認して、土壌サンプル及び検査液をサンプル容器から排出する行程と、
中間位置への磁力の印加をオフとして、鉄系還元剤をサンプル容器２から取り出す行程と、
取り出した鉄系還元剤を計量する行程とを含むことを特徴とする、土壌中の鉄系還元剤含有量の測定方法。
【請求項８】
上記磁性体成分分離装置として請求項５に記載されたものを用いて
上述のサンプル容器２を検査液で充填する行程と、鉄系還元剤を付着する行程との間で、鉄系還元剤を土壌サンプル全体に分散させるためにサンプル容器２を振るとともに、サンプル容器を、その第1、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２を上下に向けた状態で静置し、中間位置Ｍ上方のサンプル容器部分の濁度を計測することで土壌サンプル及び鉄系還元剤が中間位置Ｍ下方へ沈降するまで待機する行程を行うことを特徴とする、請求項７記載の土壌中の鉄系還元剤含有量の測定方法。
【請求項９】
上記磁性体成分分離装置として請求項２に記載されたものを用いて、
上記両遮蔽壁６、６に鉄系還元剤が付着した状態から、両遮蔽壁外方の各磁極のオン・オフ状態を互い違いに切り替えることで、遮蔽壁に付着された鉄系還元剤が遮蔽壁の間を移動して、鉄系還元剤の中に含まれる非鉄成分が離脱するようにしたことを特徴とする、請求項７記載の土壌中の鉄系還元剤含有量の測定方法。
【請求項１０】
実サンプルである土壌サンプルを上記サンプル容器内に入れる行程の前に、模擬サンプルとして鉄系還元剤を含む試料を検査液とともに、当該サンプル容器内に入れ、
実サンプルと同様の手順で模擬サンプルの鉄系還元剤を両遮蔽壁に付着させ、
更に両遮蔽壁外方の各磁極のオン・オフ状態を互い違いに切り替えたときに、遮蔽壁に付着された鉄系還元剤のうち一方遮蔽壁から他方遮蔽板へ届かずに中間位置から離脱する鉄系還元剤の有無をチェックし、
離脱する鉄系還元剤があった場合には、磁性体成分分離装置の磁石をより磁力の強いものに変えるようにしたことを特徴とする、請求項８又は請求項９記載の土壌中の鉄系還元剤含有量の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体成分分離装置及びこの装置を用いた土壌中の鉄系還元剤含有量の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
揮発性有機化合物(ＶＯＣ)で汚染された土壌を浄化するために、鉄系還元剤を土壌に加えて混合することは従来から行われている（特許文献１）。この浄化処理を現場で行う工法（原位置工法）では、地盤改良や山留壁等を施工する混合処理機（例えばＤＣＭ工法、ＳＭＷ工法、ＴＲＤ工法等で用いる施工機）を用いて土壌と鉄系還元剤とを混合混練するが、この際に鉄系還元剤を十分均等に混合させることが、品質管理上重要である。
【０００３】
このため土壌中の鉄系還元剤の含有量を測定することが必要となるが、このための方法として、非特許文献１には次の手順が記載されている。
(a)土壌をボックスに入れて乾燥空気を送り込み、３５℃で一昼夜乾燥させる。
(b)乾燥土壌をほぐした後、土壌のふるい分けを行い、２ｍｍ以下のサイズの乾燥土壌10ｇに対してイオン交換水130ｇを混ぜて混合スラリーを作る。
(c)この混合スラリーにネオジウム磁石（(BH)max35MGOe）を投入する。
(d)この磁石入り混合スラリーをローラーミルに入れて215rpmで一時間回転させる。
(e)１時間経過後に鉄粉が付着した磁石をプラスチック製ピンセットで取り出す。
(f)この鉄粉付き磁石７％塩酸溶液(125ml)に投入して、一昼夜静置する。
(g)0.2μｍメンブランフィルターを使用した吸引濾過により、固液分離を行う。
(h)分離後の濾液をＩＣＡＰの検量線法によりＦｅ分解を行う。
【特許文献１】特開2006−088110号
【非特許文献１】「原位置注入工法におけるナノ鉄スラリーの地盤浸透状況の評価」沖中健二（戸田工業）、２００５年６月１６日  「第１１回地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会要旨集・講演集」 （社）土壌環境センター他
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１の方法では、乾燥土壌を用いる必要があることから試料を一昼夜乾燥させる必要があり、測定には数日かかる。また、鉄濃度の計測に用いられるＩＣＡＰ（プラズマ発光分析装置）は持ち運びが容易ではない。さらに、分析時には部分的ではあるが鉄を塩酸に溶解する必要があるため環境負荷、安全性の点で取り扱いに十分配慮が必要となる。よって、迅速な対応が求められる土壌汚染対策工事においては実用性が乏しい。
【０００５】
そこで本発明は、ＶＯＣ浄化処理の現場で簡単かつ迅速に鉄系還元剤の土中含有量を測定できる方法、及びこの方法に適した磁性体成分分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の手段は、磁性体成分分離装置であり、
鉄粉などの磁性体成分入り試料を中間位置Ｍを経て第１、第２の端部位置Ｅ１、Ｅ２の間で流動させることが出来るように設けたサンプル容器２を具備し、
更に、上記中間位置を通る試料に対して、サンプル容器の一部である遮蔽壁６を介して磁力を及ぼす磁石１０を、当該遮蔽壁６に装着し、
この磁力で磁性体成分を残余の試料成分から分離するとともに、
この残余の試料成分を捨てた後に、中間位置Ｍへの磁石１０の磁力印加をオフとすることができるように設け、かつ上記中間位置を容器体の外部から透視可能に形成している。
【０００７】
本手段では、サンプル容器内で磁性体成分入りの試料を流動させて、試料をほぐすとともに、この試料の通り道に対して遮蔽壁を介して磁力印加をオン・オフすることで磁性体成分を分離し、取り出すことができるようにした装置を提案している。この装置は、鉄系還元剤を含む土壌試料の分離に適しているが、必ずしもこれに限られるものではない。
【０００８】
「サンプル容器」とは、一端部から他端部までの間に試料をほぐすのに十分な流動代（流動巾）を有するように設ける。また、サンプル容器の両端部の形状は任意であるが、試料が中間位置を通るときに試料全部に磁力が及ぶ程度に磁石の強さに応じて中間部の流路面積を小さく設計すると良い。 
【０００９】
「遮蔽壁」は、磁性体成分が磁石に直接付着することを防止し、かつ透磁性を有する壁体であり、サンプル容器の一部を形成している。例えば有底筒形の容器体の底壁又は周壁の一部とすることができる。
【００１０】
「磁石」は、試料中の磁性体成分を遮蔽壁へ引き付ける程度の磁力を有する。サンプル容器を内径１５〜５０ｍｍ程度の試験管タイプとした場合には、磁界に垂直な面の直径若しくは短辺が１０〜１００ｍｍで表面磁束密度が５００〜５０００ガウスの磁石を用いると良い。特に体積に比較して磁力の強いネオジウム磁石が好適である。尚、磁力が磁性体粒子に有効に作用させるためには、サンプル容器を検査液で充填させ、試料及び磁性体粒子が検査液中を泳動するようにすれば良い。また、中間位置での磁力印加をオン・オフするためには、磁石を電磁石としてこの電磁石への印加電圧を調整したり、磁石と容器体との間を金属板で遮断したりするなど、さまざまな方法が考えられるが、最も単純には遮蔽壁に対して磁石を着脱させればよい。後述の如く容器体の両側から磁力の印加を交互にオン・オフするときには、２個の磁石が必要であるが、そうでなければ一つでも良い。例えばＵ字形磁石のＮ極とＳ極とをサンプル容器の両側に対向して配置させても良い。
【００１１】
第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記サンプル容器２は、上記中間位置Ｍを挟んで向かい合う一対の遮蔽壁６を有し、
これら遮蔽壁の外側にそれぞれ磁石のＮ極とＳ極とをセットし、
更に、これら両極の中間位置での磁力がその一方の磁力印加をオフとすると、この一方磁極側の遮蔽壁に付着していた磁性体成分が他方磁極側の遮蔽壁へその磁力で移動するように両遮蔽壁６、６間の距離を設定している。
【００１２】
本手段では、一対の異極を向かい合わせて磁束密度を高めると同時に、これら両極のオン・オフ状態を互い違いに切り替えて、磁性体成分が２つの遮蔽壁の間を往復するように設け、この磁性体成分と混じった非磁性体物質を振り落とすことができるようにしている。この場合に２つの異極は磁力が等しく、形状・サイズも同一とすることが望ましい。
【００１３】
第３の手段は、第２の手段を有し、かつ上記磁石１０を遮蔽壁６に対して着脱自在に設け、遮蔽壁から磁石１０を離すことで中間位置での磁力印加をオフとすることができるようにしている。
【００１４】
即ち、２つの遮蔽壁の外側に取り付けた２個の磁石の一方を外方に離すことで、その一方側の遮蔽壁内面に付着していた磁性体成分を、他方側の遮蔽壁へ移動させることができる。遮蔽壁に対して磁石を着脱させるための構造としては、磁石と遮蔽壁との間に着脱自在な係合手段を設けても良い。更に、両遮蔽壁外面に２つの磁石を添えたときに磁石自身の磁力で各磁石が遮蔽壁外面に圧接されるように、また、２つの磁石を手で支えた状態からその一方を指の力で遮蔽壁から引き離せるように磁石の強さを設計しても良い。
【００１５】
第４の手段は、第２の手段を有し、かつ上記磁石１０を電磁石とし、かつ一対の磁石のうち一方の磁力印加がオフになっているとき他方の磁力印加がオンになっているように、両磁石を制御することができるようにしている。
【００１６】
前述の如く遮蔽壁に対する磁石の着脱を人が操作すると、誤って２つの磁石を同時に遮蔽壁から離してしまう可能性があり、そうなると折角中間位置に集めた磁性体成分が離れてしまう。そこで本手段では、中間位置での磁力のオン・オフの切り替えを機械制御で行うこととしている。
【００１７】
第５の手段は、第２の手段を有し、かつ上記サンプル容器２は、有底管形の容器体４とこの容器体の上端開口を閉塞する蓋８とで形成され、
このサンプル容器２の上端部及び下端部の各内部を第１、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２と、またサンプル容器の上下方向中間部の内部を中間位置Ｍと定め、
更に上記容器体４の管壁のうち対向壁部分を、遮蔽壁６、６としている。
【００１８】
本手段では、縦長の試験管タイプのサンプル容器について提案している。現場に携帯して試験を行うのに便利である。
【００１９】
第６の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記サンプル容器２は、左右に長い箱形に形成し、
このサンプル容器２の左右両端部の各内部を第１、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２と、またサンプル容器の左右方向中間部の内部を中間位置Ｍと定め、
また上記容器体４の底壁左右中間部を、遮蔽壁６とし、
更にまた、サンプル容器全体を、前後方向の軸２２を中心として揺動させるように構成した揺動機構１６を具備している。
【００２０】
本手段では、サンプル容器を繰返し揺動させて、磁性体成分に中間位置を往復させるようにしている。
【００２１】
第７の手段は、第１の手段乃至第６の手段の何れかである磁性体成分分離装置を利用して、土壌サンプルから鉄系還元剤を分離して土壌中の含有量を測定する方法であって、
上記サンプル容器２内に、鉄系還元剤を含む土壌サンプルを入れる行程と、
土壌サンプルを入れたサンプル容器２内を、鉄系還元剤に対して不活性な透明の検査液で満たすとともに、そのサンプル容器の開口部を塞ぐ行程と、
中間位置に磁力が印加された状態で、第１、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２の間を土壌サンプルが移動するようにサンプル容器２を動かし、土壌サンプル中の鉄系還元剤を中間位置Ｍに付着させる行程と、
中間位置Ｍで各遮蔽壁６に鉄系還元剤が付着されたことを確認して、土壌サンプル及び検査液をサンプル容器から排出する行程と、
中間位置への磁力の印加をオフとして、鉄系還元剤をサンプル容器２から取り出す行程と、
取り出した鉄系還元剤を計量する行程とを含む。
【００２２】
本手段は、前述の磁性体成分分離装置を使用した土壌中の鉄系還元剤の測定方法であり、サンプル容器内に土壌サンプルと検査液を入れ、サンプル容器を動かして遮蔽壁に磁性体成分を付着させ、土壌サンプルと検査液とを捨てて、鉄系還元剤を取り出し、計量するようにしている。検査液を用いるのは、鉄系還元剤の粒子と土壌粒子とを分離し易くして、鉄系還元剤を磁石側へ引き寄せるためである。検査液は例えば水を使用することができるが、ある程度の比重を有し、鉄系還元剤と反応しない液体であれば良い。
【００２３】
鉄系還元剤を付着させる行程では、土壌サンプルに中間位置を通過させるためにサンプル容器を動かすが、そのためには例えば試験管形のサンプル容器を上下反転させたり、更に容器を揺動させ、或いは振動させれば良い。
【００２４】
第８の手段は、第７の手段を有し、かつ
上記磁性体成分分離装置として第５の手段に記載されたものを用いて
上述のサンプル容器２を検査液で充填する行程と、鉄系還元剤を付着する行程との間で、鉄系還元剤を土壌サンプル全体に分散させるためにサンプル容器２を振るとともに、サンプル容器を、その第1、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２を上下に向けた状態で静置し、中間位置Ｍ上方のサンプル容器部分の濁度を計測することで土壌サンプル及び鉄系還元剤が中間位置Ｍ下方へ沈降するまで待機することを特徴とする。
【００２５】
本手段では、サンプル容器の充填行程と鉄系還元剤の付着行程との間で、次の２つの操作を追加している。
【００２６】
第１は、サンプル容器を十分に振って鉄系還元剤を土壌サンプル全体に十分分散させることである。これは、一部に鉄系還元剤に集まっていると、中間位置を通過する際に磁石側に付着し切れずに素通りする可能性が高くなるからである。
【００２７】
第２は、土壌サンプル中間位置Ｍ上方のサンプル容器部分の濁度を計測することで土壌サンプル及び鉄系還元剤が中間位置Ｍ下方へ沈降するまで待機することである。これは、中間位置の上方に鉄系還元剤粒子が浮遊状態で残留していると、容器を反転させたときに、この浮遊粒子に関しては中間位置を通過しないので磁力で捕捉できず、測定誤差を生ずるからである。そこで許容誤差に応じて濁度の基準を定め、濁度計でで中間位置上方のサンプル容器部分内の濁度を測定し、その測定値が基準値以下となるまで待機すれば良い。
【００２８】
第９の手段は、第７の手段を有し、かつ
上記磁性体成分分離装置として請求項２に記載されたものを用いて、
上記両遮蔽壁６、６に鉄系還元剤が付着した状態から、両遮蔽壁外方の各磁極のオン・オフ状態を互い違いに切り替えることで、遮蔽壁に付着された鉄系還元剤が遮蔽壁の間を移動して、鉄系還元剤の中に含まれる非鉄成分が離脱するようにしている。
【００２９】
本手段では、中間位置側外方で対向する２つの磁極（好ましくはＮ極とＳ極）のオン・オフ状態を切り替えることで、各遮蔽壁の一方に付着した磁性体成分を、両遮蔽壁間で往復させ、泥などの非磁性体成分を振り落とすようにしたものである。これにより、測定精度を高めることができる。
【００３０】
第１０の手段は、第８の手段を有し、かつ
実サンプルである土壌サンプルを上記サンプル容器内に入れる行程の前に、模擬サンプルとして鉄系還元剤を含む試料を検査液とともに、当該サンプル容器内に入れ、
実サンプルと同様の手順で模擬サンプルの鉄系還元剤を両遮蔽壁に付着させ、
更に両遮蔽壁外方の各磁極のオン・オフ状態を互い違いに切り替えたときに、遮蔽壁に付着された鉄系還元剤のうち一方遮蔽壁から他方遮蔽板へ届かずに中間位置から離脱する鉄系還元剤の有無をチェックし、
離脱する鉄系還元剤があった場合には、磁性体成分分離装置の磁石をより磁力の強いものに変えるようにしている。
【００３１】
本手段は、実サンプルに対する本測定の前に、模擬を用いてサンプル容器に応じた磁石を選択する手順を提案している。この手順を予め実験室で行い、現場では、実サンプルを用いた測定のみを行うようにすれば、現場での作業を短時間で行うことができ、作業効率が良い。
【発明の効果】
【００３２】
第１の手段に係る磁性体成分分離装置の発明によれば、磁石１０が遮蔽壁６を介して磁性体成分を引き寄せるように構成したから、この磁性体の取り出しも容易であり、鉄系還元剤の含有量測定等を迅速に行うことができる。
【００３３】
第２の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○一対の遮蔽壁６の外側にそれぞれ磁石の異極をセットしたから、中間箇所での磁束密度が高まる。
○両異極の磁力のオンオフで、磁性体成分が遮蔽壁の間を移動するようにしたから、磁性体成分中の試料成分を振るい落とすことができる。
【００３４】
第３の手段に係る発明によれば、上記磁石１０を遮蔽壁６に対して着脱自在に設け、遮蔽壁から磁石１０を離すことで中間位置での磁力印加をオフとすることができるようにしたから、簡易な構成で磁性体成分を分離することができる。
【００３５】
第４の手段に係る発明によれば、磁力のオン・オフを機械制御で行うので、磁性体成分と非磁性体成分とを確実に分離することができる。
【００３６】
第５の手段に係る発明によれば、サンプル容器を有底管形の容器体と蓋とで形成したから、試験管タイプとして持ち運びし、現場で操作することが容易である。
【００３７】
第６の手段に係る発明によれば、左右に長いサンプル容器を前後方向の軸を中心に揺動させるように設けたから、容易に資料を攪拌させることができる。
【００３８】
第７の手段に係る土壌中の鉄系還元剤含有量の測定方法の発明によれば、次の効果を奏する。
○土壌サンプルを乾燥させることなく、鉄系還元剤の質量を直接計測することから、迅速な測定が可能であり、土壌浄化処理を確実かつスピーディに行うことができる。
○磁石１０が遮蔽壁６を介して磁性体成分を引き寄せるように構成したから、この磁性体の取り出しの作業が極めて簡単である。
○検査液中で土壌粒子と鉄系還元剤の粒子とを分離させて磁力を作用させるので、鉄系還元剤を遮蔽壁側へ確実に引き寄せることができる。
【００３９】
第８の手段に係る発明によれば、濁度を計測することで鉄系還元剤がサンプル容器２内で十分沈降するまで待機するので、サンプル容器内のほぼ全ての鉄系還元剤が中間位置を通過するようにすることができ、従って測定誤差を少なくすることができる。
【００４０】
第９の手段に係る発明によれば、対応する異極のオン・オフ状態を互い違いに切り替えることで遮蔽壁に付着した鉄系還元剤が両遮蔽壁の間を往復するように設けたから、鉄系還元剤に混入した泥を振るい落とすことができる。
【００４１】
第１０の手段に係る発明によれば、実サンプルによる測定を行う前に模擬サンプルにより磁石１０の強度を調節するので、現場での測定をより円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１から図３は、本発明の第１実施形態に係る磁性体成分分離装置１を示している。
【００４３】
この磁性体成分分離装置は、サンプル容器２と一対の磁石１０とで形成されている。
【００４４】
サンプル容器２は、透明の容器体４と蓋８とで形成されている。上記容器体４は有底で円形直筒状の試験管タイプであり、平底とすることで正立可能に設けている。蓋８は容器体４の上端開口を液密に閉塞している。サンプル容器２は、その正立状態と倒立状態との間で姿勢を反転させることで、土壌サンプルを第１、第２端部位置Ｅ１、Ｅ２の間で中間位置Ｍを介して流動させてほぐすためのものであり、そのために十分な流動代Ｌを有する。中間位置Ｍの左右両側の容器体側壁部分は、後述の磁石をサンプル中の磁性体成分から分離する遮断壁６を形成している。
【００４５】
磁石１０は、上記容器体４の各遮蔽壁６に取り付けられており、それぞれのＮ極及びＳ極を向かい合わせることで磁石自身の磁力で遮蔽壁に密着されている。図示の場合には、平板状の磁石の両前後側部から左右内方へ一対の透明のスペーサ１２を突出しており、両磁石の対応するスペーサを突き合わせることで、相互の対向位置を維持するようにしている。もっともネオジウム磁石のような強力な磁石を選択するときには、こうしたスペーサを省略することができる。
【００４６】
上記構成において、図１の状態から、まず磁石１０を外した状態でサンプル容器の容量の１／３程度の試料（鉄系還元剤入り土壌）を入れ、更にこれを水で充填して（図８(Ａ)）蓋８を閉じ、良く振るとともに（図８(Ｂ)）磁石を装着し（図８(Ｃ)）、試料が沈降した後に反転すると（図９(Ｂ)）、第１端部位置から第２端部位置へ中間位置を通って試料が流下する際に鉄系還元剤のみが磁石に引かれて遮蔽壁６の内面に付着する。この状態で蓋を外して試料と水を排出し、次に磁石を遮蔽壁から外すことで鉄系還元剤を取り出すことができる。また両遮蔽壁６内面に鉄系還元剤が付着した状態から、一方の磁石１０を遮蔽壁外面から外し、これを基に戻すとともに他方の磁石１０を外すということを繰り返すと、鉄系還元剤が両遮蔽壁６内面間を往復し（図１２）、鉄系還元剤内に混入した土壌粒子を振るい落とすことができる。これらの行程に関しては更に後述する。
【００４７】
図３は、本実施形態の変形例を示している。即ち、前述のスペーサを省略して、容器体の輪郭が略長円形となるように遮蔽壁６を平坦に形成したものである。これにより平坦な遮蔽壁に磁石１０を安定的に装着することができるとともに、断面円形の容器に比べて磁石間の距離が小となり、遮蔽壁間の磁束密度が高まるので、より鉄系還元剤の回収率が高まる。
【００４８】
以下、本発明の他の実施形態に関して説明する。これらの説明において第１実施形態と同じ構成については同一符号を付することで説明を省略する。
【００４９】
図４は、本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態では、前述の磁石１０を電磁石に代えて各遮蔽壁６に固定したものである。従って遮蔽壁に対して磁石を着脱させることなく、電圧の制御により中間位置Ｍへの磁力の印加をオン・オフすることができる。電磁石は、電源を兼ねた制御装置１４に接続しており、図１２に示す磁力の印加のオン・オフを互い違いに繰り返す作業を自動的に行うことができるように構成している。この際には２つの磁石の磁力が同時にオフとならないように制御するものとする。
【００５０】
図５及び図６は、本発明の第３の実施形態を示している。本実施形態では、サンプル容器２を左右に長く浅底の箱形容器に形成したものであり、広口の容器体４の上端部に板状の蓋８を嵌合させている。この容器体底壁の下面及び蓋の上面の左右方向中間部には、それぞれ電磁石１０を取り付けている。また、本実施形態の装置は、このサンプル容器を揺動させるための機構を備えている。この揺動機構１６は、サンプル容器２の容器体前後両側壁の長手方向中間部に上端部を枢着させた一対の支持脚１８と、その枢着軸と連結したモーター２０とで構成されている。このモーターは電源兼用の制御装置１４に接続されており、例えば次の一連の動作を行うように制御することができる。
(a)土壌サンプルと水を入れた内容物を攪拌するために図５Ａに矢示する如く所定回数揺動する。このとき磁石１０の磁力はオフとしておく。
(b)図５Ｂの如く第１、第２端部である左右両端部のうち一方を下にした状態で静止し、透明な容器体の側壁を透視して他方端部内の濁度を濁度計２４で計測して、測定値が基準値以下になるまで待機する。
(c)磁石１０の磁力印加をオンとした後に、上記サンプル容器の左右両端部のうち他方を下にする姿勢へ容器を揺動させる。
【００５１】
以下、本発明に係る土壌中の鉄系還元剤の測定方法の行程を説明する。図１及び図２の磁性体分離装置１を用いた場合を例に取って説明するが、他の実施形態の装置でも基本的な手順は同じである。
【００５２】
行程１．
図７に示す如く鉄系還元剤を攪拌混合した後の処理土を、試験管であるサンプル容器２に、その容量の1/3程度を入れて、この土の質量ｍ0を測定する。
【００５３】
行程２．
図８に示す如くサンプル容器２一杯に水を入れて栓型の蓋８をし、手振りにより土壌と鉄系還元剤を十分に分散させた後、所定の強度条件を満たした２つの磁石１０をN極とS極が向かい合うようにサンプル容器２の中心付近に付着させる。その後、サンプル容器２を静置し、磁石１０より上の土壌及び鉄系還元剤が完全に磁石１０以下まで沈殿するのを待つ。
【００５４】
行程３．
図９に示す如く、磁石１０より上の土壌及び鉄系還元剤が完全に沈降したのを確認した後、磁石１０を装着させたままサンプル容器２を逆さまにする。そして再びサンプル容器２を静置し、磁石１０より上の土壌及び鉄系還元剤が完全に磁石１０以下まで沈降するのを静かに待つ。
これにより、全ての土壌及び鉄系還元剤が磁石１０の磁界の中を通過したことになる。そして、鉄系還元剤は磁石１０付近に付着し、それ以外の土壌はサンプル容器２の蓋の上に沈殿するか磁石１０以下の水中に浮遊している状態になる。尚、行程３で、土壌が容器体２の中間位置Ｍで詰まる場合には、行程１．採取する土壌の量を少なくして、再度、行程２〜３の作業をやり直す。
【００５５】
行程４．
図１０に示す如く、サンプル容器２の下にビーカー４０を置き、磁石１０を付着させたまま、サンプル容器２を傾ける。そして、磁石１０を付着させたまま、ゆっくり蓋を外し、磁石１０に付着された鉄系還元剤が流出しないように静かにサンプル容器２の蓋の上に沈殿した土壌とサンプル容器２内の水を抜く。
【００５６】
尚、行程２．〜４．の作業を一度だけ行っても、土壌に付着した鉄系還元剤が十分に分離できず、鉄系還元剤が土壌と共にビーカー流出する可能性がある。従って本行程でビーカーに採取した土壌に対し、再び行程２．〜行程８．の作業を行い、最初の作業と２度目以降の作業とで採取された鉄系還元剤を合わせても良い。
【００５７】
行程５．
サンプル容器２に磁石１０を装着したまま、採取した鉄系還元剤が離れないようにゆっくりとサンプル容器２一杯に水を入れ、蓋をして、サンプル容器２を逆さまにする。
【００５８】
行程６．
次に図１２に示す如く片方の磁石１０を外し、反対の磁石１０に鉄系還元剤が完全に移動したのを確認した後、外した磁石１０を元に戻し、更に先程とは反対側の磁石１０を外す。この作業を１0回程度繰り返すことにより、鉄系還元剤に付着した泥や鉄系還元剤の間に挟まった砂が洗い落とされ、磁石１０より下に沈殿していく。尚、この作業は泥がそれ以上落ちないことが確認できるまでこれを繰り返すものとする。
【００５９】
行程７．
磁石１０を付着させたままサンプル容器２を傾け蓋を抜き、磁石１０に付着された鉄系還元剤が流出しないようにゆっくり下に溜まった泥と水をゆっくり捨てる。
【００６０】
行程８．
磁石１０を外し、中に溜まった鉄系還元剤を別に用意した第2のビーカーに水を用いて洗い落とす。
【００６１】
行程９．
この第２のビーカーに水2/3程度まで加え、はかりの上にのせる。これに糸をつけた第２の磁石１０を浸し、鉄系還元剤を全て磁石１０に付着させ、磁石１０がビーカーの底につかないように静止させ、このときの増加質量ｍ１を計測する。この増加質量ｍ１は次式で与えられる。
【００６２】
[式１]  ｍ１＝（磁石に作用する浮力／重力加速度）−（磁石に付着した鉄系還元剤の水中質量）
行程１０．
次に行程９．で用いた磁石１０に加わる浮力の大きさを求める。任意のビーカーに十分な量の水を加え、はかりにのせる。これに行程９．で用いた同一の磁石１０に糸をつけ、磁石を水に浸し、このときの増加質量ｍ２を計測する。この増加質量ｍ２は次式で与えられる。なお、この磁石１０の体積が既知である場合は、計算により直接算出しても良い。
【００６３】
[式２]  ｍ２＝（磁石に作用する浮力／重力加速度） 
行程１１．
磁石に付着した鉄系還元剤の水中質量を算出する。この算出のための式は、（式２）−（式１）を行うことにより、次の形で得られる。
【００６４】
[式３]  （磁石に付着した鉄系還元剤の水中質量）＝ｍ２−ｍ１ 
行程１２．
鉄系還元剤質量を計算する。浮力の補正を行うと、水中での鉄系還元剤の質量は（ｍ２−ｍ１）で表されることから、（磁石に付着した鉄系還元剤の質量：ｍ）＝（磁石に付着した鉄系還元剤の水中質量）＋（鉄系還元剤に作用する浮力／重力加速度）となる。即ち、ｍ＝（ｍ２−ｍ１）+（ｍ／ρF）×ρｗである。この式を変形することにより、実際の鉄系還元剤の質量ｍは次式となる。但し、ｍは磁石に付着した鉄系還元剤の質量、ρFは鉄系還元剤の密度、ρｗは水の密度である。
【００６５】
[式４]  ｍ＝（ρF／（ρF−ρｗ））×（ｍ２−ｍ1）
行程１３．
採取した土の鉄系還元剤の含有量を計算する。この含有量は、式４で算出されたｍと行程１．で測定されたサンプル容器２に入れた土の質量ｍ0とを用いることにより、（採取した土の鉄系還元剤の含有量）＝ｍ／（ｍ0−ｍ）で表わされる。
【００６６】
行程１４．
砂鉄含有分の補正を行う。即ち、土壌中の砂鉄含有量が大きい場合、予め鉄系還元剤を混合する前の土壌に対し、行程１．〜１３．の作業を行い、この測定法によって採取される土壌中の砂鉄量を測っておく。そして、行程１．〜１３．の作業で計測された鉄系還元剤含有量から引くことで補正を行う。
【００６７】
本願の土壌中の鉄系還元剤の含有量を測定する方法の基本的な行程は、以上の通りであるが、実サンプルを用いてこれらの行程を行うに先立ち、模擬サンプルを用いてサンプル容器である試験管の内径及び磁石の強度に関して確認作業を行うことが好ましい。
試験管の内径を確認する場合には、まず現場と同じ土壌に鉄系還元剤を混合して模擬の土壌サンプルを作成する。このサンプル中の鉄系還元剤の含有量は現場で予想される範囲のうち最大量となるように設定する。そしてこの土壌サンプルを試験管の１／３程度まで入れ、水で充填して閉蓋し、図７、図８、図９に示す手順で攪拌して反転させたとき、図９（Ｂ）に示す状態から同（Ｃ）の如く土壌サンプルが全て流下すれば試験管の内径を適とし、途中で土壌が詰まるようであれば試験管の内径を不適として、より内径の大きいものに取り替える。
【００６８】
次に磁石の強度を確認する場合には、試験管の容量の１／３程度の模擬サンプルに含まれるのと同量の鉄系還元量、つまり予想される最大量の鉄系還元剤の模擬サンプルを用意する。そしてこれを試験管に入れるとともに水を充填して閉蓋し、図１２に示す如く磁石の一方を、サンプル容器、即ち試験管の遮蔽壁から離し、これを戻した後に磁石の他方を遮蔽壁から離すという作業を繰り返す。この場合には、試験管中に入っているサンプルは鉄系還元剤のみであるから、この作業で中間位置からこぼれ落ちる粉体があれば鉄系還元剤が落ちていること、即ち磁石の強度が不足していることが判る。中間位置からこぼれおちる粉体がなければ磁石の強さを適とし、あればより強力な磁石に交換すれば良い。
【実施例】
【００６９】
本発明測定方法の妥当性を確認するために、以下の条件実験を行った。
(1)実験方法
予め設定した量の鉄系還元剤を土壌に投入し、その土壌に対して本測定を行い、その鉄系還元剤投入量と測定値の比較を行った。
(2)使用材料
土壌は、砂混じりシルトのＶＯＣ汚染土壌であって砂鉄含有量が0.50%のものを用いた。          鉄系還元剤は、主成分は四三酸化鉄が40〜95%で鉄が5〜60%、平均粒経が0.07μｍ、真比重が4.3のものを用いた（石原産業株式会社製ＭＴ−Ｖ３）。
【００７０】
使用機材に関しては、次の通りである。作業工程１．〜８．で用いる試験管は内径27ｍｍ、長さ250ｍｍ、肉厚1.5ｍｍでガラス製の共蓋試験管を使用した。作業工程３．〜６．で用いる磁石は丸型ネオジウム磁石（直径25ｍｍ、厚さ4ｍｍ、表面磁束密度2800Ｇ）を使用した。作業工程８．〜１０．で用いる磁石はリング型フェライト磁石（外径38ｍｍ、内径14ｍｍ、厚さ6ｍｍ、表面磁束密度950Ｇ）でナイロン製ミシン糸を装着して使用した。作業工程９．〜１１．で用いる広口のビーカーは容量300ｍｌのガラス製のビーカーを使用した。
(3)測定条件  測定精度を上げるため、行程４．ビーカー等に採取した土壌に対し、行程２．〜８．の作業を行い、行程８．のビーカーに採取された鉄系還元剤を混合させた。また、鉄系還元剤混合前に予め砂鉄量を測っておき、鉄系還元剤含有量を測定した後、この値を差し引くことにより補正を行った。
【００７１】
以上の方法・材料・条件で、単位土壌当たりの鉄系還元剤の投入量をさまざまに変えて鉄系還元剤の含有量を測定して、その結果を図１３にグラフとして描いた。実験結果によれば、最大の相対誤差が約１０％程度に留まっており、測定値としては良好である。鉄系還元剤の投入量と比べて測定量が少ない原因としては、鉄系還元剤の一部が土壌サンプルから完全に分離できず、土壌と共に流出してしまったためと想定されるが、この程度の誤差であれば実用に差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第1の実施形態に係る磁性体分離装置の正面図である。
【図２】図１の装置の横断面図である。
【図３】図１の装置の変形例の横断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る磁性体分離装置の正面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る磁性体分離装置を示し、同図Ａは正面図、同図Ｂはその作用説明図である。
【図６】図５の装置の上面図である。
【図７】本願の鉄系還元剤の土中測定方法の１つの行程を示す説明図である。
【図８】同方法の他の行程を示す説明図である。
【図９】同方法の他の行程を示す説明図である。
【図１０】同方法の他の行程を示す説明図である。
【図１１】同方法の他の行程を示す説明図である。
【図１２】同方法の他の行程を示す説明図である。
【図１３】同方法の実施例での測定結果を示すグラフである
【符号の説明】
【００７３】
１…磁性体成分分離装置  ２…サンプル容器  ４…容器体  ６…遮蔽壁
８…蓋  １０…磁石  １２…スペーサ  １４…制御装置  １６…揺動機構
１８…支持脚  ２０…モーター  ２２…軸  ２４…濁度計
Ｅ１,Ｅ２…第１、第２端部位置  Ｍ…中間位置
【図１】
2007303955.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007303955.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007303955.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007303955.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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