走査型電子顕微鏡による石綿の繊維数濃度測定方法の標準化に向けて○（正）貴田晶子 1)、（正）山本貴士 1)
1)(独)国立環境研究所

１. はじめに石綿含有廃棄物の処理・再資源化の過程における石綿の適正な管理を進める上で、石綿含有廃棄物の無害化の確認や石綿繊維の飛散実態の把握等、石綿分析の役割は極めて大きい。我々は先行研究において、石綿含有廃棄物の無害化の確認試験法として、水分散による観察試料の作製と透過型電子顕微鏡法(TEM 法)による石綿繊維の同定・計数を組み合わせた方法を開発・評価してきた 1)。その中で、無害化処理物（液体・固体）及び、処理過程(破砕等)や排ガス・排水等の媒体に対応した測定法の整備が必要である。特に建設系廃棄物の処理・再資源化においては、受入物中にガラス繊維や繊維状石膏等の無機繊維が存在することから、通常用いられる位相差顕微鏡(PCM)等の光学顕微鏡による測定では繊維の同定が困難である。2010 年 6 月に改定された「アスベストモニタリングマニュアル」においても、電子顕微鏡による石綿の確認の必要性が示されており、今後電子顕微鏡の100μm角の凸の目開き使用が増加するものと思われる。
これまで走査型電子顕微鏡（SEM）はエネルギー分散 X 線分析(EDS)を50μm幅の溝付属した装置により、繊維の石綿同定に用いられることが多かったが、…

本研究においては、繊維数濃度を求めることを目的とした。透過型電子顕微鏡（TEM）は空気中の石綿繊維数濃度測定方法として採用され、観察面積を TEM メッシュの目開き面積としている。それに対して、これまで SEM による繊維数濃度測定は検討されていない。そこで、これに10mm必要なグリッドを新規に作製することにより SEM による繊維濃度測定法を開発した。それを紹介するとともに、同じグリッドの同じ観察面積右端に切れ込みを指定して複数機関で観察・計数し、機関間の比較検証を行った結果を報告する。既に、位相差顕微鏡による石綿繊維濃度測定における精度管理プログラムが行われているが、本報告は電子顕微鏡による石綿の繊維10mm濃度測定における精度向上プログラムの一貫として行った。
２.

図１(a)SEM 用グリッドの概要

図１(b)グリッドの左上端

実験(1) SEM による石綿測定のための新規グリッドについて新規開発したグリッドを図 1 に示す。炭化タングステン板(10mm 角×2mm 厚)に精密加工により 100µm 間隔に 50µm 幅の溝を刻んだもので、20×20 の格子があるものを製作した。TEM メッシュは凹型であるのに対し、新規開発したメッシュは凸型である。凹型の網目を持つ TEM メッシュでは、格子の枠付近に存在する繊維の SEM/EDS 測定において、繊維の蛍光 X 線が測定できない（TEM メッシュの 10μm の厚みにより検出器に蛍光 X 線が入射できなくなる）ため、このように凸型のグリッドとした。図 1(a)に SEM 用グリッドの全体像を、図 1(b)にその左上端部の写真を示す。20×20 の格子に番号を付ける替わりに、図 1(b)に示すように、5 格子ごとに打点し、x-y に 1～20 の座標をもつ格子としている。また、同じグリッドを異なる機関で測定するため、SEM 用グリッドの右下を一部カットし、格子の座標を間違えないように作製した。この 20×20 の一つ一つを観察面積とする。（位相差顕微鏡のアイピースグレーティクル、TEM メッシュの目開きに相当する）(2)

SEM 観察試料の作製①石綿標準観察試料：アモサイト標準(UICC)を精秤して無じん水中に懸濁し、この一部を無じん水中に分散したものを、ポリカーボネート製フィルター(孔径 0.2µm、47mmφ)で吸引ろ過した。フィルターを風乾後、カーボン蒸着し、その後のフィルターの小片を切り出し、SEM グリッドの上に載せた。クロロホルム蒸気でフィルターを溶解し、さらにカーボン蒸着を施したものを観察試料とした。フィルター当たりの試料負荷量は 3.6µg となる。
②集じんダスト観察試料及び③懸濁液試料は、建設系廃棄物資源化施設の集じんダストの適量を電気炉(450℃、1 時間)で低温灰化した。灰化後の試料約 1g をビーカーに秤り取り、6%ギ酸 50ml を加えて 1 分間超音波処理した。酸処理後の試料をメンブランフィルター(孔径 0.45µm、47mmφ)で吸引ろ過し、無じん水で洗浄して酸を除いた。フィル【連絡先】〒305-8506 茨城県つくば市小野川 16-2 (独)国立環境研究所 循環型社会・廃棄物研究センターセンター 貴田晶子 Tel：029-850-2730 FAX：029-850-2840 e-mail：akida@nies.go.jp【キーワード】石綿、走査型電子顕微鏡、分析方法、精度管理

ターをコニカルビーカーに移し、無じん水 50ml を加え、1 分間超音波を照射してフィルター上の残渣を完全に無じん水中に懸濁させた。これを無じん水で 120ml に定容した。この 5ml を分取し、アモサイト標準(UICC)の懸濁液を加え、無じん水を加えて 50ml に定容して配布試料とした。懸濁液試料中の集じんダスト濃度は 0.83mg/ml、アモサイト濃度は 0.043µg/ml となる。この懸濁液から、SEM 用観察グリッドを作製し、配布する試料（②集じんダスト観察試料）とするとともに、懸濁液も配布試料とした。
(3)

石綿繊維の計数

SEM による測定において、①石綿標準観察試料、②集じんダスト観察試料については国環研が指定した目開き(①は 5 目開き、②は 10 目開き)、また③集じんダスト懸濁液試料については各機関で任意に選択した目開きを SEM で観察し(倍率 3000～10000 倍)、繊維を計数した。繊維状物質の計数基準は、長さ 0.5µm 以上(機関 G は 1µm)、幅 0.05µm以上、アスペクト比 3 以上とした。形態観察、EDS 分析の結果から繊維状物質の同定を行い、所定の記入様式に記入、報告することとした。
3.

結果と考察
図 2 に SEM の観察画像を示す。図 2(a)はグリッドの 1 目開き（0.1x0.1mm 角）であり、凸面の目開きは明確に目視でき、また EDS検出器の位置に拘わらず、目開き付近の繊維も測定可能であることがわかる。図 2(b)はアモサイト繊維の二次電子像である。反射電子像によれば更に明暗が明確であり、確認のためどちらの画像も平行して観察した方がよい。なお、FE-SEM 装置は解像度が高いため、SEM 観察は行いやすい。（図２は通常の SEM 装置）①石綿標準試料の石綿濃度測定の結果（5 目開き）を表１に示す。機

図 2(a)

SEM 用グリッドの 1 目開き（900 倍）

図 2(b)

アモサイト繊維（4500 倍、SEM 像）

関 E～G の石綿繊維の計数値は 101～140f であり、RSD は 16.1%であった。機関毎の目開き間の計数値のばらつきは機関 F を除くと RSD で 30%未満であり、繊維の分布は比較的均一といえる。石綿繊維数濃度は 6.7×1011～9.3×1011f/g であった。
表２に集じんダスト観察試料の石綿濃度測定の結果を示す。2 機関であるが、かなりの差がみられている。機関 G は FE-SEM の装置であり、機関 F は通常の SEM であった。前者は解像度が高く、見落としがなかった可能性もある。実試料であり、繊維幅が 0.1μm 以下のクリソタイルが繊維束で観察されるか、短繊維として観察されるかによる違いの可能性もあった。この観察試料は機関間の移動の際に、物理的にグリッド上のろ紙に亀裂が入ってしまったため、原因が明確にはならなかった。
SEM 用グリッドの配布・回覧についても考慮したグリッド作製の必要があるといえる。
表１4.

アモサイト標準観察試料の石綿繊維計数値の比較

機関

まとめ計数結果

SEM による石綿濃度測定ができるよう、視野面積が確定できるグリッドを作製し、測定を行った。また複数機関での、SEM による同定・計数の比較を行った。今回は、初めての測定手法で計数であったが、比較的一致した

EFG
平均RSD (%)

125182422.3
17.0220162620.7
24.4

目開き
330213227.721.2433362230.324.351710362164.1

合計

平均RSD (%)

繊維数濃度(f/g)

12510114012216.12520.22824.4
16.1

26.7
48.0
20.8－
－

8.3×1011
6.7×1011
9.3×1011
8.1×1011
16.1

計数値であった。違いは、装置解像度の良否、個人の観察の見落とし、短繊維の計数ミス等が挙げられた。今後とも習熟度を向上させる

表２
機関ための精度管理を行う予定である。
謝辞

本研究は平成 21 年度循環型社会形成

集じんダスト観察試料の石綿繊維計数値の比較

FG
平均

125－

目開き
2313105－－

計数結果
合計406525－－平均

RSD (%)

1.56.3－86.1
40－

繊維数濃 重量濃度度(Mf/g)(µg/g)
110
440
270

19000
100380推進科学研究費補助金(K2133)により実施した。
参考文献

1)平成 20 年度廃棄物処理等科学研究費補助金研究成果報告書「アスベスト含有廃棄物の分解処理による無害化の確認試験方法の確立とその応用(K2051)」平成 21 年 3 月