(57)【要約】【課題】  土壌中の測定対象化合物高濃度域方向を安価、迅速に検知する方法を提供する。【解決手段】  土壌汚染探査方法において、掘削コアを方向別の部位について分析し、該方向別の分析結果の比較に基づき汚染方向を判定する土壌汚染方向探査方法を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌汚染探査方法において、掘削コアを方向別の部位について分析し、該方向別の分析結果の比較に基づき汚染方向を判定する土壌汚染方向探査方法。
【請求項２】
土壌汚染探査方法において、調査井戸の孔壁をその方向別の部位について分析し、該方向別の分析結果の比較に基づき汚染方向を判定する土壌汚染探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌中の重金属や揮発性有機化合物の環境汚染探査に関するものである。詳細には、高濃度汚染方向探査法における試料採取分析法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌中の重金属や揮発性有機化合物の高濃度汚染方向探査や汚染分布探査のための試料採取は、２本以上の井戸掘削または穿孔後、行われている。いわゆる一次調査、平面調査、表層調査、等と呼ばれている方法である。
【０００３】
文献としては、地質探査や土壌汚染探査に関して、特許文献１、２、３、４，５、６、７、８および９がある。これらの内、文献１，２，３および４は、深さ方向の汚染分布を求める方法である。従って、平面方向または、水平方向の濃度分布探査のためには、複数の調査井戸の掘削または複数の穿孔が必要である。文献５には、ガス採取方法が記されているが、方向別採取はできない。文献６には、紫外線法によるその場分析法が記されているが、物質の同定と濃度測定のみであり、方向別探査は、述べられていない。文献１および６は、孔壁そのものを分析する方法であるが、方向別分析には触れていない。文献７、８および９は、方位がわかるコアサンプルの掘削・採取方法であるが、探査目的が地層や地盤の傾斜方向調査であり、汚染濃度の傾斜方向調査は示されていない。
【０００４】
その他としては、土壌汚染以外の分野であるが、気体や液体を方向別に吸引する方式が知られている。例えば、「水中コンパスシステムによる化学物質源の探知」、「ザリガニを模倣した水中化学物質源探知コンパスの研究」がある（非特許文献１および２参照）。
【０００５】
非特許文献１の方式を土壌中揮発性有機化合物の高濃度汚染方向探査に応用した場合には、土壌中の粒度や空隙率の差による吸引水流速度、吸引風速の違いや乱流が生じ、濃度信号が不安定となる。また、非特許文献２の方式では、土中のように水よりも土が多い状況では、吸引機能が発現されない。以上のように、気体や液体を吸引する方式は、土壌中低濃度の汚染探査には適さない。
【特許文献１】特開２００２−２９６１８９号公報
【特許文献２】特開２０００−９７２１号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９４５２号公報
【特許文献４】特開２００３−１８５５４０号公報
【特許文献５】特開平１０−２２１２２５号公報
【特許文献６】特開２０００−１７１３９３号公報
【特許文献７】特開昭６３−１３８０９５号公報
【特許文献８】特開２００３−２７０１０２号公報
【特許文献９】特開２００４−６８５１３号公報
【非特許文献１】「電気学会ケミカルセンサ研究会資料」ＶＯＬ．ＣＨＳ−０３  ＮＯ．５６−８６；ＰＡＧＥ．７５−８０；（２００３１１２８−２００３１１２９）坂田洋，伊藤誠悟，石田寛，森泉豊栄，（東京工大）
【非特許文献２】「電子情報通信学会大会講演論文集」ＶＯＬ．２００４  エレクトロニクス２；ＰＡＧＥ．１５１；（２００４０３０８）坂田洋，石田寛，森泉豊栄，（東京工大）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
平面方向または水平方向の濃度分布測定によって、高濃度方向を探査する従来法には、上記のように複数の掘削または穿孔が必要である。単数掘削で、コアを方向別に調査する方法が存在するが、地層や地盤の傾き調査に限られている（特許文献７，８および９）。つまり、単数掘削で、汚染濃度の傾きや高濃度方向を分析する方法としては、単数掘削法は、一般には実施されていない。もし行った場合でも、結果値の有効桁数が不十分である場合や濃度差が少ない場合には、汚染方向の判定が困難であった。
【０００７】
これらの課題を解決し、より安価で迅速な汚染方向探査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題に鑑み、本発明を提供する。
【０００９】
第一の本発明は、土壌汚染探査方法において、掘削コアを方向別の部位について分析し、該方向別の分析結果の比較に基づき汚染方向を判定する土壌汚染方向探査方法を提供する。
【００１０】
また、第二の本発明は、土壌汚染探査方法において、調査井戸の孔壁をその方向別の部位について分析し、該方向別の分析結果の比較に基づき汚染方向を判定する土壌汚染探査方法を提供する。
【００１１】
第一の本発明では、分析は、コアから土壌を採取した後でもよく、あるいは採取しないでコア表面を分析してもよい。
【００１２】
第二の本発明は、第一の本発明と同様の分析方法を採用できる。孔壁からの試料の採取にはマニュピレータが使用できる。方向別に採取するに際し、マニュピレータのアームの方位表示機能を利用することができる。
【００１３】
なお、本発明において、採取後の前処理法及び分析法は、特に問わないが、ＩＣＰ，ガスクロマトグラフ、質量分析装置など及びこれらの前処理装置や複合分析装置が挙げれる。本明細書において、土壌とは主に固体を指し、液体は、地下水、気体は土壌ガスと表現する。土壌サンプルとはこれら３者を総合的に含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、土壌中に分布する測定対象の化合物の高濃度域を従来法よりもより安価で迅速に探査することができる。
【００１５】
本発明によって探査されるものは、探査手段がある限り全ての化学物質及びこれが関係する各種物性を包含することができる。
【００１６】
単数の掘削でかつ濃度差が少ない場合でも高濃度方向を判定できる。
【００１７】
本発明によれば、方向別濃度勾配が小さくて、汚染方向の判別が難しいケースでも探査できる。塩素系有機化合物、金属、の汚染探査にも有効である。方向としては、東西南北のような方位だけでなく、掘削方向次第で、上下や斜め上下のような方向の場合でも効果を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施形態１］
第一の本発明を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００１９】
なお、図１は、コアからの土壌サンプルの採取を概念的に示した図である。図３は、第一の本発明および第二の本発明に関するフロー図である。２はコア土壌サンプル、２ａは北側コア土壌サンプル、２ｂは南側コア土壌サンプル、４はへらである。掘削コアを方向別に採取した後または採取せずに分析する。採取する場合、コア試料の方向を明確にするため、コア採取管が非円形または方向マーカー付のもので振動や打撃で打ち込む方式のものを使用する。このようなコア採取法の例として、特開昭６３−１３８０９５号公報（特許文献７）、特開２００３−２７０１０２号公報（特許文献８）、特開２００４−６８５１３号公報（特許文献９）がある。採取には、既存のへら、小型スプーン、マニュピュレータ、液体・気体吸引器具、などが利用できる。また、方向別濃度の固定化を目的として、ドライアイスによる凍結などの処理を加えてもよい。地中に横穴を形成したり、方向別に混合防止用隔壁を設けてもよい。
【００２０】
前処理法には、精密天秤等を使用する。更に分析値の精度を向上させるために、化学構造の似た標準物質を土壌サンプルにスパイクする内部標準法、多成分の鉄などを基準物質とする内部標準法などが適用できる。
【００２１】
採取した後分析する場合は、実験室用高精密分析装置（ガスクロマトグラフ／質量分析装置、ＩＣＰ／質量分析装置，フレームレス原子吸光分析装置など）が使用できる。これらの分析装置は、分析値の有効桁が、現場用分析装置に比べて大きい。現場用分析装置では、低濃度域で１桁程度の桁数しかない場合でも、２〜３桁以上であるために、比較的わずかの濃度差も判定可能である。
【００２２】
コアから土壌採取をしないでコア表面を分析する場合は、掘削コアの周囲の全周、つまり、３６０度方向に紫外線照射ー蛍光強度測定装置による塩素系有機物や芳香族有機物分析、レーザー励起発光分析装置による金属分析等が適用できる。これらの分析装置は、分析値の有効桁が一般に、２〜３桁以上でわずかの濃度差の判定に比較的適している。
【００２３】
蛍光強度測定装置による方法は、塩素−炭素結合や炭素−炭素の二重結合による蛍光波長をあらかじめ求めておくことにより、塩素系有機物や芳香族有機物の濃度を精密測定する。この装置は、ＦＦＤ、ＲＯＳＴという名称でフグロジャパン社から市販されている。主に深さ方向濃度分布測定に使用されている。これをコア周囲３６０度方向探査に応用すればよい。
【００２４】
本発明によって分析されるものは、既存の分析装置で分析できる化学物質及びそれが関係する各種物理的電気的性質を全て包含することができる。既存の分析装置としては、光式、クロマトグラフィー式、電気抵抗式、質量分析式、ｐＨ計、各種センサーなどがあげられる。物理的電気的性質としては、水素イオン濃度、温度、電気伝導度なども包含される。水素イオン濃度や温度や電気伝導度は、化学物質そのものと関係する場合のみならず化学物質の分解生成物・分解反応熱などと関係する場合をも包含する。
【００２５】
［実施形態２］
第二の本発明を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００２６】
なお、図２は、孔壁からの土壌サンプルの採取を概念的に示した図である。１は掘削井戸、３は孔壁土壌サンプル、３ａは北側孔壁土壌サンプル、３ｂは南側孔壁土壌サンプル、５はマニュピレータ地上操作具、６はマニュピレータアーム、７ａはマニュピレータ地下先端土壌採取部（北側）、７ｂはマニュピレータ地下先端土壌採取部（南側）、８は切断線（図上）である。
【００２７】
孔壁から採取した土壌サンプルまたは孔壁そのものを方向別に精密分析するものである。井戸の断面形状は、丸、四角、等どのような形状でもよい。孔壁の採取には、マニュピレータが使用できる。特に手術用が好ましく、その他、地雷探査用、惑星探査用なども使用できる。手術用としては、例えば、株式会社東芝および株式会社日立製作所等で製作されている低侵襲手術支援システムの腹腔鏡手術用マニピュレータ等があげられる。これのアーム長を長くし、アームの方位表示機能を働かせればよい。また、方向別濃度の固定化を目的として、ドライアイスによる凍結などの処理を加えてもよい。地中に横穴を形成する方法、方向別に混合防止用隔壁を設ける方法を適用してもよい。分析方法として前述の内部標準法等、実験室用高精密分析装置または紫外線照射ー蛍光強度測定装置やレーザー励起発光分析装置、等を使う点は、上記実施形態１と同様である。
【実施例】
【００２８】
以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
【００２９】
（実施例１）
実施形態２に関する実施例である。径５ｃｍの１本の井戸の北側、南側の孔壁を手術用マニュピレータで採取した。精密天秤で秤量した。希塩酸抽出し、ＩＣＰ／質量分析装置で鉛を分析した。内部標準物質に鉄を使用した。北側は、３０．２±０．１ｎｇ／ｋｇ，南側は、２９．６±０．１ｎｇ／ｋｇ。この結果から、汚染方向は、北側と判定した。比較従来法として、５ｍ離れた２本の井戸の北側、南側の土壌コアサンプルを現場で簡易分析した。分析には、携帯型小型蛍光Ｘ線装置を使った。結果は、北側３０±１ｎｇ／ｋｇ、南側２６±１ｎｇ／ｋｇ。汚染方向は、同じく北側と判定した。本方法に要した総費用は、掘削本数が１／２であるために、従来法の約１／１．８で済んだ。総所要時間は、掘削本数が１／２であるために、約１／１．５で済んだ。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】コアからの土壌サンプルの採取を概念的に示した図。
【図２】孔壁からの土壌サンプルの採取を概念的に示した図。
【図３】第一の本発明および第二の本発明に関するフロー図。
【符号の説明】
【００３１】
１  掘削井戸
２  コア土壌サンプル
２ａ  北側コア土壌サンプル
２ｂ  南側コア土壌サンプル
３  孔壁土壌サンプル
３ａ  北側孔壁土壌サンプル
３ｂ  南側孔壁土壌サンプル
４  へら
５  マニュピレータ地上操作具
６  マニュピレータアーム
７ａ  マニュピレータ地下先端土壌採取部：北側
７ｂ  マニュピレータ地下先端土壌採取部：南側
８  切断線（図上）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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