環境化学物質 3 学会合同大会（徳島；2023 年）

FT-IR を用いた PCB 汚染土壌の迅速定量法
Rapid quantification method for PCB contaminated soil using FT-IR○小倉伸夫 1，大岡幸裕（1 株式会社クレハ環境）
Nobuo Ogura （KUREHA ECOLOGY MANAGEMENT CO.,LTD.）e-mail: nobuo_ogura@kurekan.co.jp【はじめに】PCB 廃棄物は、PCB 特別措置法により 2027 年３月までに処理することとされており、10％以下の低濃度 PCB 廃棄物については、2013 年以降、大臣認定を受けた処理施設での処理が行われている。
「PCB 特別措置法に基づく PCB 廃棄物の保管等の届出の全国集計結果 1） 」にて各種 PCB 廃棄物の処理が順調に進んでいることが伺えるが、一事業所あたりの保管量を推算すると、汚泥は横ばい傾向であり、処理が後回しになっているようにも読み取れる（Fig1）。PCB 廃棄物における汚泥では、PCB 絶
縁油漏洩や有害物質埋設などによる汚染土壌が多いことから、“多種多様のマトリックス成分が含有”“専用容器での小分け保管により測定対応が困難”“Lot 間変動が大きい”などの特徴がある。
「低濃度PCB 含有廃棄物に関する測定方法 2） 」
（以下、マニュアル法）での測定には時間とコストが掛かり過ぎてしまい、低濃度 PCB 廃棄物としての扱い可否判断が遅れて処理が後回しになっていると考察する。
70000

3560000

30たが、汚染土壌のような塩素含有マトリックスが多50000

2540000

2030000

1520000

1010000

5

い廃棄物では適用困難であった。そこで、ハンドヘ保管量（ｔ）の PCB スクリーニング方法 3）を検討・運用してきルド型フーリエ変換赤外分光法（以下、FT-IR）を用いた PCB 汚染土壌からの PCB 同定および迅速定量002014年度 2015年度 2016年度 2017年度 2018年度 2019年度 2020年度 2021年度を検討したところ、マニュアル法と近しい定量結果を得られることができた。よって汚染土壌に対して迅速に処理の判断が出来る手法であると考えられ汚泥の推定保管量（t/事業所）

弊社では蛍光Ｘ線分析装置を用いた感圧複写紙

Fig1

PCBを含む油

感圧複写紙

ウエス

OFケーブル

汚泥塗膜

その他

汚泥保管量

PCB 廃棄物の保管量（一部抜粋）

たため、その方法について報告する。
【方法】
2 種類（Table1）の PCB 汚染土壌を準備し、土壌に FT-Table1. PCB 汚染土壌

IR を直接当てて測定を行ったところ、Fig2 のような 650～1650 cm-1 の範囲に多くのピークが見られる IR スペク
トルが得られた。この範囲を定性分析した結果、土壌 Aは類似度 98％以上でカネクロール（以下、KC）やアロクロール（以下、AC）などの PCB と同定されたが、土壌 B

土壌 A

土壌 B

臭い強い油臭微臭

表面状態

油分一部油分PCB 濃度26,000mg/kg

8,600mg/kg

では水や除草剤や有機顔料などの成分と同定された。この 2 種類を比較すると土壌の表面状態に違いがあることから、表面に存在する油分の量が FT-IR の測定結果を大きく左右させたと推測される。そこで測定精度を向上させるために、土壌からの簡易的な油分抽出ならびに測定・評価検討を行った。
１．抽出：短時間かつ簡便の観点から、抽出溶媒にヘキサン（以下、Hex）を用いた超音波抽出を選択。なお、抽出した Hex 層には水分や土壌などが混在することが推測できるため、抽出後には遠心分離機でマトリックス成分の簡易除去を行う。
２．測定：FT-IR では全反射法である ATR を選択し、抽出液をそのまま滴下して波数領域 650～

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4000cm-1 を測定するとし、650～1650 cm-1 の範囲を同定分析する。
３．評価：PCB の IR スペクトルの中から特異的なピークを洗い出しし、これらのピーク強度を用いた簡易的な定量を試み、マニュアル法での PCB 濃度との関係性を把握する。

N=1

N=1N=2

N=2Fig2. PCB 汚染土壌の IR スペクトル（左図：土壌 A 、右図：土壌 B）【結果と考察】PCB と同定されなかった土壌 B を用い、土壌 1g（）（）

に対して Hex を 1ml の割合で遠沈管に入れて 30 分間の超音波抽出を行った。その後、数分間の遠心分離にて Hex 層中のマトリックス成分を沈降除去させ、上層を FT-IR 測定した結果、Hex に酷似した IRスペクトルが得られた。このスペクトルから Hex のIR スペクトルを減算して同定分析を行ったところ、類似度 80％以上で KC や AC と判断されたため、本法にて PCB 含有濃度１％未満の土壌についてもPCB 含有判定が可能と示唆された。
Fig3. Hex 抽出液の IR スペクトルHex 由来ピークを減算する際、一部の PCB 由来ピークに影響を与えている可能性がある。そこで、

ピーク1

Hex 由来ピークと重ならない KC 由来ピーク５本をすると良好な相関関係が見られた（Fig4）。この近似
直線を検量線に用い、新たな土壌の PCB 濃度を推算した結果、Table2 のように公定法であるマニュ
アル法に近い値となった。よって、本法は PCB 廃(Abs)y = 0.0057x - 0.0036
R² = 0.9009

0.020.015

FT-IR

５本のピーク強度とマニュアル法の関係性を確認

0.025

0.025
FT-IR (Abs)選定して定量用ピークとした。土壌試料を増やしてピーク20.03

0.010.005【結論】

0.010.005

0001230

マニュアル法 PCB濃度 (%)

123

マニュアル法 PCB濃度 (%)

Fig4. PCB 濃度とピーク強度の関係例
Table2. PCB 濃度の定量結果比較

棄物の１種である汚染土壌に対して迅速に処理の判定が出来る手法であると考えられた。

y = 0.0059x - 0.0026R² = 0.7949

0.020.015

PCB濃度（％）
Sample1 Sample2 Sample3 Sample4 Sample5
マニュアル法

0.860.97

2.00

2.80

8.80

本法（平均）

1.00

0.82

1.54

1.635.04

Hex を用いて PCB 汚染土壌から油分を抽出し、本法（ピーク1）

1.34

1.04

1.67

1.45

4.10

FT-IR 測定より得られた IR スペクトルを使って本法（ピーク2）

0.84

0.61

0.98

1.043.75

本法（ピーク3）

0.92

0.93

1.63

1.96

6.16

本法（ピーク4）

0.88

0.46

1.74

1.86

6.60

本法（ピーク5）

1.02

1.08

1.69

1.85

4.59

PCB の同定ならび定量が可能であることが確認された。これにより本法を用いることで、専用容器に小分け保管されている汚染土壌の中から PCB 濃度 10％以上であることが疑われる高濃度汚染土壌を見つけ出せる。マニュアル法時の再測定やコンタミによるコストと時間が削減され、処理方法の提案および決定が素早く出来るようになる。結果、PCB 処理のスピードアップに貢献も繋げられる。
【参考文献】
1）環境省：PCB 特別措置法に基づく PCB 廃棄物の保管等の届出の全国集計結果
2）環境省（令和２年 10 月）：低濃度 PCB 含有廃棄物に関する測定方法（第５版）
3）第 30 回環境化学討論会（2022 年）：感圧複写紙の PCB スクリーニング測定