(57)【要約】【課題】試料ガス中の揮発性有機化合物含有量を簡単な構成で測定することができる揮発性有機化合物測定装置を提供する。【解決手段】  本考案に係る揮発性有機化合物測定装置は、石英ガラス管２に固定された光触媒に紫外線ランプ３から照射することにより気体試料中の揮発性有機化合物をＣＯ2に分解する揮発性有機化合物分解部を備える。ＶＯＣが変換されたＣＯ2は、ＣＯ2抽出部４の気液分離膜７を介して純水経路中に移行し、導電率計８にて測定される。従来のようにガスボンベを要することなく、簡便にＶＯＣを測定でき、また導電率計の高い測定能力をもって低濃度のＶＯＣも正確に測定することができる。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
気体試料中の揮発性有機化合物を二酸化炭素に分解するための揮発性有機化合物分解部と、前記二酸化炭素を純水中へ抽出する二酸化炭素抽出部と、前記抽出の前後の純水の導電率変化量より濃度測定を行う検出部とからなることを特徴とする揮発性有機化合物測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、大気など気体中に含まれる揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds ：ＶＯＣ）の測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場等から大気中に排出される揮発性有機化合物は、浮遊粒子状物質および光化学オキシダントの生成原因となるとして、環境省を中心にその排出規制が重視されつつある。排出は大気汚染防止法によって規制されると同時に、大気汚染防止法の一部を改正する法律（平成17年6月10日環境省告示第六十一号）によって揮発性有機化合物濃度の測定方法が規定されている（非特許文献１）。現在、公定法として認められている分析計は次の２種類である（非特許文献２）。
【０００３】
（１）触媒酸化−非分散形赤外線分析計（Non Dispensive infra Red：ＮＤＩＲ）
揮発性有機化合物を触媒を使用した燃焼炉で燃焼させて二酸化炭素に変換し、その二酸化炭素の濃度を取得非分散形赤外線分析計にて赤外線の吸収濃度より測定する。
【０００４】
（２）水素炎イオン化検出器（Flame ionization Detentor：ＦＩＤ）
水素炎に試料を加えた時に生じるイオン電流を測定して、揮発性有機化合物の濃度を測定する。
【０００５】
【非特許文献１】「揮発性有機化合物濃度の測定法（環境省告示第六十一号）」http://www.env.go.jp/air/osen/voc/sokuteiho/070.pdf
【非特許文献２】「ＶＯＣ濃度の測定法」http://www.shimadzu.co.jp/products/enviro/voc/voc03.htm
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述するような方式での測定を行う際には、必ず燃料ガスや助燃ガス等のガスボンベが不可欠である。触媒酸化−非分散形赤外線分析計においては高純度空気のガスボンベが必要であり、水素炎イオン化検出器では燃料ガスとして水素ガスのボンベと、さらに助燃ガスとして高純度空気のガスボンベも必要とする。こうしたガスボンベは装置全体として大型化し、可搬性の問題があると共に、コスト面でも負担となり、またガスボンベの残量を監視して新しいガスボンベの購入手配を行うなど手間がかかるという問題がある。
【０００７】
本考案は、容易に揮発性有機化合物の濃度を測定することができる揮発性有機化合物測定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】
【０００８】
本考案に係る揮発性有機化合物測定装置は、気体試料中の揮発性有機化合物を二酸化炭素に分解するための揮発性有機化合物分解部と、前記二酸化炭素を純水中へ抽出する二酸化炭素抽出部と、前記抽出の前後の純水の導電率変化量より濃度測定を行う検出部とからなることを特徴としている。
【０００９】
ここでいう純水とは、不純物およびイオン成分を除去した水である。狭義にはイオン交換樹脂等により脱イオンしたもの（脱イオン水）を指すが、広義のろ過や蒸留により不純物を除去した水（精製水）も包含する。
【考案の効果】
【００１０】
従来法においては、ガスボンベが不可欠であり、場所と手間がかかっていたが、本考案では揮発性有機化合物を簡便に二酸化炭素に分解し、これを導電率計を用いて検出するように構成したことにより、特別なガスを使用することなく気体試料中の揮発性有機化合物を簡便に測定することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本考案にかかる揮発性有機化合物測定装置の好ましい実施形態について説明する。
図１は本考案に係る揮発性有機化合物測定装置の構成例を示している。被測定物である大気や排気ガス等の試料ガスは、ポンプＰ１によって装置内流路に導入され、揮発性有機物分解部１に送られる。揮発性有機物分解部１は、光触媒が管内面に固定された石英ガラス管２と、これに紫外線領域の光を照射するための紫外線ランプ３とからなる。図では光触媒への照射効率を上げるため、ガラス管２は紫外線ランプ３を周回するように配設されている。
【００１２】
光触媒としては、例えば、多用されているＴｉＯ2をはじめ 、Ｃｒ−ＴｉＯ2 、ＳｒＴｉＯ3 、ＢａＴｉＯ3 、Ｋ2Ｔｉ6Ｏ19などのチタン酸化物乃至チタン酸化物を含む合金乃至化合物、ＰｔやＲｕＯ2を添加したＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5 などのタンタル酸化物、ＺｒＯ2 などのジルコニウム酸化物、ＺｎＳなどの亜鉛硫化物、ＣｄＳなどのカドミウム硫化物などの光触媒活性を有する公知の触媒でよい。例えばＴｉＯ2は４００ｎｍ以下の紫外線領域の光を吸収し、正孔やＯＨラジカルを生成し、これらの強い反応性をもって試料ガス中の揮発性有機化合物を分解し、ＣＯ2を生成する。このように本考案においては、揮発性有機化合物のＣＯ2への変換に光触媒作用による分解作用を利用するようにしているため、従来のようなガスボンベが不要となり、測定装置の簡便化を実現している。
【００１３】
紫外線ランプ３としては、紫外線領域の光を照射することができる公知のものを利用することができ、例えば、ブラックライト、低圧水銀ランプ、重水素ランプ、キセノンランプ、など強いエネルギーで紫外線を放射できるものが望ましい。また、紫外線ランプに代えてレーザやＬＥＤを用いることもできる。
【００１４】
なお、揮発性有機物分解部１において、光触媒は必須ではない。例えば、低圧水銀ランプを用いて185ｎｍ程度の紫外線を照射するように構成した場合には、光触媒を有しない構成によっても揮発性有機化合物を酸化分解することが可能であり能力的にも優れている。光触媒とブラックライトの組み合わせにて分解部を構成すれば、コスト面で有利となり、また、人体に有害なオゾンを生成しないという点でも有利となる。
【００１５】
光触媒と紫外線ランプとの配置についても、図１のようにガラス管２が紫外線ランプ３を周回するように配設されることを限定するものではなく、例えば、円筒形のガラス管が紫外線ランプを覆うようにされたものや、流路管内にハニカム状の触媒担体を備えさらに光利用率を向上させたものなど、特に限定されない。ガラス管２への光触媒の固定方法については、一般に広く多用されており、ここでは説明を割愛する。
【００１６】
このようにして、揮発性有機物分解部１にてＣＯ2に変換された揮発性有機物は、試料ガスと共にＣＯ2抽出部４へ送られる。ＣＯ2抽出部４は、例えばガラス板５ａ、５ｂ、あるいはガラス管状の壁部材および上下の蓋部材６ａ、６ｂで閉塞された内部空間を気液分離膜７で隔離し、片方を試料ガス流路７ａ、他方を純水流路７ｂとしている。気液分離膜７としては、例えば住友電工ファインポリマー株式会社製ポアフロンメンブレン（http://www.sei-sfp.co.jp/products/poreflon/membrane.html）等が利用できる。
【００１７】
試料ガス中のＣＯ2は、気液分離膜７の細孔を通じて隣接する純水中へ移行する。ＣＯ2が取り出された後の試料ガスは、そのまま排出される。このＣＯ2の移行は、予め設定された時間または試料通過量となった時点で終了する。純水流路側に移行したＣＯ2は、導電率計からなる検出部８へ送られて、ＣＯ2抽出部４で抽出された揮発性有機物由来のＣＯ2の溶存量を導電率の変化量として検出し、試料ガス中の揮発性有機物の含有量を測定する。なお、導電率は温度に依存するので、純水の温度も測定して補正を行うことが望ましい。導電率計の感度は非常に高いため、従来の装置に比べて、低濃度の揮発性有機物も正確に測定することができる。
【００１８】
導電率が測定された後の純水は、ポンプＰ２によって流路を循環され、イオン交換樹脂カラム９へ送られてＣＯ2が除去され、また循環によって純度が高められて次の測定に備えられる。循環流路中には電磁弁１０を配設し、図外の制御装置によって開閉及び開口度が制御されて流量を調節できるようにすることが望ましい。
【００１９】
ここでは二酸化炭素抽出部を気液分離膜の細孔を通じて隣接する純水中へ移行するように構成したが、これに限定するものではない。例えば純水中に酸化分解後のＣＯ2を含有した試料ガスごとバブリングさせることにより、試料ガス中のＣＯ2を純水中に移行させるように構成することもできる。
【００２０】
図１の構成例では、流路と各部の機能をわかりやすくしているが、公知のμＴＡＳ技術を用いてこれらの全てを積層チップ化することも大幅に小型化を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案の揮発性有機化合物測定装置の構成例である。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・揮発性有機物分解部
２・・・石英ガラス管
３・・・紫外線ランプ
４・・・ＣＯ2抽出部
５ａ、５ｂ・・・ガラス板
６ａ、６ｂ・・・蓋部材
７・・・気液分離膜
７ａ・・・試料ガス流路
７ｂ・・・純水流路
８・・・検出部（導電率計）
９・・・イオン交換樹脂カラム
１０・・・電磁弁
Ｐ１、Ｐ２・・・ポンプ
【図１】
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