JP2000338012A - 塩素化有機化合物の採取器および塩素化有機化合物の採取用フイルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体中に含まれる粒子状態及びガス状態の塩
素化有機化合物を同時に捕捉して採取することができる
採取器を実現する。 【解決手段】 採取器３は、一端が閉鎖されかつ他端に
開口部７ａを有する筒状の多孔質の採取用フイルター７
と、その開口部７ａに対して着脱可能でありかつ流体を
採取用フイルター７内に導入するための導入管８と、採
取用フイルター７を被覆しかつ採取用フイルター７を通
過する流体を外部に排出するための排出路１２ａを有す
るホルダー６とを備えている。採取用フイルター７は、
平均繊維径が１０μｍ以下の極細炭素系繊維を含みかつ
空隙率が８０％以上１００％未満に設定された成形体か
らなる。導入管８を経由して送られて来た気体試料は、
それに含まれる粒子状態およびガス状態の塩素化有機化
合物が採取用フイルター７において同時に採取されて取
り除かれた後、排出路１２ａから外部に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、塩素化有機化合物
の採取器および採取用フイルター、特に、流体中に含ま
れる塩素化有機化合物を採取するための採取器および採
取用フイルターに関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】産業廃棄物や一般家庭ごみな
どの廃棄物を焼却処理するための焼却施設から発生する
排気ガス中には、ダイオキシン類、ポリクロロビフェニ
ル（ＰＣＢ）、クロロフェノール、クロロベンゼンなど
の塩素化有機化合物が含まれている。

【０００３】ここで、ダイオキシン類は、ポリ塩化ジベ
ンゾ・パラ・ダイオキシン類（ＰＣＤＤｓ）やポリ塩化
ジベンゾフラン類（ＰＣＤＦｓ）等の総称であり、周知
の如く極めて毒性の強い環境汚染物質であるが、その中
でも四塩化ジベンゾダイオキシン（Ｔ₄ＣＤＤｓ）は特
に最強の毒性物質として知られている。一方、ポリクロ
ロビフェニル、クロロフェノール、クロロベンゼンなど
の塩素化有機化合物は、ダイオキシン類に比べて毒性は
弱いが、一定の条件下、例えば、焼却炉内でフライアッ
シュ中の種々の元素を触媒として排気ガスの温度範囲で
ダイオキシン類に変化しやすいことが判明しているた
め、ダイオキシン類と同様に環境汚染物質として認識さ
れている。このため、環境保全の観点から、上述のよう
な各種の塩素化有機化合物を排気ガスや廃水などの流体
中から除去するための方策の確立が緊急の課題となって
おり、同時にこのような流体中に含まれる塩素化有機化
合物を分析するための手法の確立が世界的規模で急がれ
ている。

【０００４】ところで、流体中に含まれる塩素化有機化
合物を分析する際には、先ず、分析対象となる流体から
精密かつ正確に試料を入手する必要がある。例えば、排
気ガス中に含まれる塩素化有機化合物を分析する場合
は、排気ガスを含む空間、例えば排気ガスが流れる煙道
から気体試料を一定量採取し、この気体試料中に含まれ
る各種の塩素化有機化合物を漏れなく確実に捕捉する必
要がある。特に、上述のような環境汚染物質であるダイ
オキシン類は、気体試料中に含まれる量が極めて微量で
あり、また、粒子状態やガス状態などの各種の形態であ
って種類も多岐に渡るため、その精密な採取を無くして
は信頼性の高い分析結果は期待できない。このため、我
国、米国およびヨーロッパの各国は、分析結果の正確性
を担保するために、ダイオキシン類をはじめとする塩素
化有機化合物試料の採取方法を公的に規定しつつある。

【０００５】例えば、我国の厚生省は、公定法を定め、
それにおいてダイオキシン類などの塩素化有機化合物を
含む気体試料の採取装置を具体的に規定している。この
採取装置は、例えば焼却装置の排気ガスが流れる煙道か
ら気体試料を採取するための採取管、採取管により採取
された気体試料中に含まれる主に粒子状態の塩素化有機
化合物を捕捉するためのフイルター材を備えた第１捕捉
器、および第１捕捉器で捕捉されないガス状態の塩素化
有機化合物を捕捉するための第２捕捉器を主に備えてい
る。ここで、第２捕捉器は、主に、吸収液を入れた複数
のガラス製インピンジャーからなる液体捕集部と樹脂吸
着材を備えた樹脂吸着部とからなり、第１捕捉器で捕捉
されないガス状態の塩素化有機化合物をインピンジャー
内の吸収液と樹脂吸着材とにより捕捉し得るように構成
されている。

【０００６】このような採取装置は、第１捕捉器と第２
捕捉器とを備えた複雑な構成を有し、しかもガラス製器
具を多用していることから高価であるため、繰り返して
利用する場合が多い。この場合、測定データの信頼性を
確保するためにインピンジャーをはじめとする各部材を
清浄に保つ必要があるので、気体試料を採取する前の洗
浄操作等の準備操作が非常に煩雑になる。また、気体試
料中に含まれるガス状態の塩素化有機化合物を第２捕捉
器で捕捉する際には、第２捕捉器をドライアイス等の冷
却材を用いて冷却する必要があり、試料の採取操作その
ものも非常に煩雑になる。さらに、気体試料の採取後に
おいては、第１捕捉器および第２捕捉器により捕捉され
た塩素化有機化合物を抽出する必要があるが、ここでは
第１捕捉器および第２捕捉器に捕捉された塩素化有機化
合物をそれぞれ個別に抽出する必要があるため、抽出操
作そのものが煩雑であり、また、抽出操作の巧拙により
分析結果の信頼性が左右される場合も多い。さらに、こ
の採取装置は、第１捕捉器および第２捕捉器の２種類の
捕捉器からなるため必然的に大型化し、しかもガラス器
具を多用していることから破損し易いので、気体試料採
取時の取扱いや運搬も困難である。

【０００７】一方、米国の環境保護庁(ＥＰＡ)およびヨ
ーロッパ規格委員会(ＣＥＮ)もそれぞれ独自の公定法を
定めているが、そこに示されている採取装置は、上述の
ような日本のものとは細部において異なるものの、構成
の複雑さや取扱の困難性などの点においては大きな変わ
りはない。

【０００８】本発明の目的は、流体中に含まれる粒子状
態およびガス状態の塩素化有機化合物を同時に捕捉して
採取することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る塩素化有機
化合物の採取器は、流体中に含まれる塩素化有機化合物
を採取するための採取器であって、塩素化有機化合物を
捕捉して前記流体から取り除くための多孔質のフイルタ
ーと、流体をフイルター内に導入するための導入管と、
フイルターを被覆しかつフイルターを通過する流体を外
部に排出するための排出路を有する被覆体とを備えてい
る。フイルターは、平均繊維径が１０μｍ以下の極細炭
素系繊維を含みかつ空隙率が８０％以上１００％未満に
設定された成形体からなる。

【００１０】ここで、フイルターに含まれる極細炭素系
繊維の比表面積は、例えば１〜２，０００ｍ²／ｇであ
る。また、フイルターは、極細炭素系繊維を例えば０．
０１〜３．０ｇ含んでいる。

【００１１】一方、この採取器において用いられる他の
形態に係るフイルターは、例えば、極細炭素系繊維以外
の他の炭素材をさらに含んでいる。この場合、極細炭素
系繊維と炭素材との平均比表面積は、例えば１〜２，０
００ｍ²／ｇである。また、フイルターは、極細炭素系
繊維と炭素材とを合計で例えば０．０１〜３．０ｇ含ん
でいる。

【００１２】本発明の他の形態に係る塩素化有機化合物
の採取器は、流体中に含まれる塩素化有機化合物を採取
するための採取器であり、塩素化有機化合物を捕捉して
流体から取り除くための多孔質のフイルターと、流体を
フイルター内に導入するための導入管と、フイルターを
被覆しかつフイルターを通過する流体を外部に排出する
ための排出路を有する被覆体とを備えている。フイルタ
ーは、炭素材と、平均繊維径が１０μｍ以下の極細繊維
とを含みかつ空隙率が８０％以上１００％未満に設定さ
れた成形体からなる、

【００１３】ここで、フイルターに含まれる炭素材は、
例えば、比表面積が１〜２，０００ｍ²／ｇである。ま
た、フイルターは、炭素材を例えば０．０１〜３．０ｇ
含んでいる。さらに、フイルターに含まれる極細繊維
は、例えば、ガラス繊維、シリカ繊維およびセルロース
繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種である。

【００１４】本発明に係る塩素化有機化合物の採取用フ
イルターは、流体中に含まれる塩素化有機化合物を流体
から取り除いて採取するためのものであり、平均繊維径
が１０μｍ以下の極細炭素系繊維を含みかつ空隙率が８
０％以上１００％未満に設定された多孔質の成形体から
なる。

【００１５】ここで、極細炭素系繊維の比表面積は、例
えば１〜２，０００ｍ²／ｇである。また、成形体は、
極細炭素系繊維を例えば０．０１〜３．０ｇ含んでい
る。

【００１６】一方、この採取用フイルターを構成する他
の形態の成形体は、例えば、極細炭素系繊維以外の他の
炭素材をさらに含んでいる。この場合、極細炭素系繊維
と炭素材との平均比表面積が例えば１〜２，０００ｍ²
／ｇである。また、極細炭素系繊維と炭素材とを合計で
例えば０．０１〜３．０ｇ含んでいる。

【００１７】本発明の他の形態に係る塩素化有機化合物
の採取用フイルターは、流体中に含まれる塩素化有機化
合物を前記流体から取り除いて採取するためのものであ
り、炭素材と平均繊維径が１０μｍ以下の極細繊維とを
含みかつ空隙率が８０％以上１００％未満に設定された
多孔質の成形体からなる。

【００１８】ここで、炭素材は、例えば比表面積が１〜
２，０００ｍ²／ｇである。また、成形体は、炭素材を
例えば０．０１〜３．０ｇ含んでいる。

【００１９】

【作用】本発明に係る塩素化有機化合物の採取器におい
て、導入管からフイルター内に導入された流体は、フイ
ルターを通過し、さらに被覆体の排出路を通じて外部に
排出される。この際、流体中に含まれる塩素化有機化合
物は、フイルターにより捕捉され、流体から取り除かれ
る。ここで、フイルターは、上述のような極細炭素系繊
維、または極細炭素系繊維と他の炭素材、または炭素材
と極細繊維を含んでいるため、粒子状態とガス状態の両
方の塩素化有機化合物を同時に捕捉し、これらを流体中
から取り除いて採取することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の採取器の一形態
が採用された塩素化有機化合物採取装置の概略構成を示
す。なお、この採取装置１は、流体のうち、排気ガスな
どの気体試料に含まれる塩素化有機化合物を採取するた
めのものである。図において、採取装置１は、採取管
２、採取器３（本発明に係る採取器の実施の一形態）お
よび吸引器４を主に備えている。

【００２１】採取管２は、例えばガラス管であり、その
内部を通過する気体試料を冷却するための冷却器５を有
している。

【００２２】図２、図３（図２の縦断面図）および図４
（図２のＩＶ−ＩＶ断面図）を参照して、採取器３の詳
細を説明する。図において、採取器３は、ホルダー（被
覆体の一例）６、ホルダー６内に配置された、気体試料
中に含まれる塩素化有機化合物を捕捉して採取するため
の採取用フイルター７（フイルターの一例）、気体試料
を採取用フイルター７内に導入するための導入管８およ
び導入管８をホルダー６に対して装着するための装着体
９を主に備えている。

【００２３】ホルダー６は、透明なガラスからなる概ね
円筒状の容器であり、採取用フイルター７を収容可能な
本体部１０と、装着体９を装着するための装着部１１
と、気体試料を排出するための排出部１２とを有してい
る。装着部１１は、本体部１０の端部に一体に設けられ
ており、直径が本体部１０に比べて縮小されている。こ
の装着部１１は、外周面に螺旋溝１１ａが形成されてお
り、また、端部に開口部１１ｂを有している。

【００２４】排出部１２は、本体部１０の他方の端部に
一体に設けられており、気体試料を外部に排出するため
の排出路１２ａと分岐路１２ｂとを有している。分岐路
１２ｂは、排出部１２内を通過する気体試料の温度を測
定するための温度計や熱電対などの測温器２７を排出部
１２内に挿入するためのものである。

【００２５】採取用フイルター７は、一端が閉鎖されか
つ他端に気体試料を導入するための開口部７ａを有する
円筒状の多孔質の成形体、すなわち多孔質の筒状フイル
ターであり、開口部７ａ側が装着体９により支持されつ
つ、閉鎖端側が開口部１１ｂからホルダー６内に挿入さ
れている。この採取用フイルター７は、通常、長さ５０
〜１５０ｍｍ、開口部７ａ側の端部の外径１２〜３５ｍ
ｍ、閉鎖端側の外径１０〜３０ｍｍ、厚さ１〜１０ｍｍ
に設定されており、閉鎖端側の外径が開口部７ａ側の端
部の外径よりも小さく設定されたテーパー形状に形成さ
れている。なお、採取用フイルター７の詳細については
さらに後述する。

【００２６】導入管８は、ホルダー６と同じくガラスか
らなる管状の部材であり、採取用フイルター７の開口部
７ａに対して着脱可能である。この導入管８は、一端に
採取管２を連結するための連結部１３を有しており、ま
た、他端が装着体９を貫通して採取用フイルター７の開
口部７ａ内に着脱可能に挿入されている。

【００２７】装着体９は、採取用フイルター７をホルダ
ー６内で支持するための第１支持体１４と、導入管８を
第１支持体１４に対して装着するための第２支持体１５
とを有している。第１支持体１４は、樹脂製または金属
製の部材であり、採取用フイルター７の開口部７ａ側端
部を支持するための穴部１４ａを有している。穴部１４
ａの内周面には、螺旋溝１４ｂが形成されている。第１
支持体１４は、その螺旋溝１４ｂによりホルダー６の装
着部１１の螺旋溝１１ａに螺着されている。また、第１
支持体１４は、図３の左方向に突出する突出部１６を有
している。突出部１６は、導入管８の先端部を挿入可能
な貫通孔１６ａを有しており、また、外周面に螺旋溝１
６ｂが形成されている。

【００２８】一方、第２支持体１５は、第１支持体１４
と同じく樹脂製または金属製の部材であって内周面に螺
旋溝１５ａが形成された蓋状に形成されており、導入管
８を挿入するための貫通孔１５ｂを有している。この第
２支持体１５は、貫通孔１５ｂに導入管８が挿入された
状態で螺旋溝１５ａにより第１支持体１４の突出部１６
の螺旋溝１６ｂに螺着されている。

【００２９】このような採取器３に装着された採取用フ
イルター７は、ホルダー６から取り外すことができる。
この場合は、装着体９の第２支持体１５を第１支持体１
４から取り外し、導入管８を採取用フイルター７から抜
き取る。そして、第１支持体１４をホルダー６から取り
外すと、採取用フイルター７は第１支持体１４により支
持されつつホルダー６から取り出される。

【００３０】吸引器４は、排気流路２０と吸引ポンプ２
１とを備えている。排気流路２０は、一端が管状ジョイ
ント２２を用いて採取器３の排出路１２ａに連結されて
おり、また、採取器３側から順に冷却器２３とトラップ
２４とをこの順に有している。吸引ポンプ２１は、排気
流路２０の他端に取付けられている。

【００３１】次に、上述の採取器３において用いられる
採取用フイルター７の詳細について説明する。本実施の
形態に係る採取器３で利用可能な採取用フイルター７
は、概ね次の３形態に分類することができる。以下、形
態毎に説明する。

【００３２】（第１の形態）この形態の採取用フイルタ
ー７は、極細炭素系繊維を含んでいる。ここで用いられ
る極細炭素系繊維は、平均繊維径が１０μｍ以下（好ま
しくは７μｍ以下）、例えば、０．１〜１０μｍ（好ま
しくは１〜７μｍ）のものである。この繊維の平均繊維
径が１０μｍを超える場合は、気体試料中に含まれる粒
子状態の塩素化有機化合物を捕捉して採取するのが困難
になるおそれがある。因みに、この極細炭素系繊維の平
均アスペクト比（残存平均アスペクト比）は、通常、１
０，０００以下が好ましい。

【００３３】このような極細炭素系繊維は、ポリアクリ
ロニトリル樹脂、フェノール樹脂またはレーヨンなどの
合成樹脂、ピッチ若しくはタールなどの公知の各種の炭
素前駆体を紡糸した後に焼成して炭素化したもの（炭素
繊維）、或いは賦活して活性を持たせたもの（活性炭素
繊維）等であり、特に種類が限定されるものではない。
また、極細炭素系繊維は、２種以上のものが併用されて
もよい。但し、極細炭素系繊維は、比表面積が１〜２，
０００ｍ²／ｇのものが好ましく、１０〜１，０００ｍ²
／ｇのものがより好ましい。比表面積が１ｍ²／ｇ未満
の場合は、気体試料中に含まれる塩素化有機化合物（特
にガス状態の塩素化有機化合物）が採取用フイルター７
に吸着されにくくなり、気体試料中に含まれる塩素化有
機化合物を捕捉して気体試料から取り除くことができな
い場合がある。逆に、比表面積が２，０００ｍ²／ｇを
超える場合は、採取用フイルター７に対する塩素化有機
化合物の吸着性が強まり過ぎ、後述する分析操作におい
て、採取用フイルター７により捕捉された塩素化有機化
合物を短時間で効率的に抽出するのが困難になるおそれ
がある。

【００３４】なお、上述の比表面積は、例えば、常圧下
の液体窒素の沸点における吸着側の窒素ガス吸着等温線
に基づいて測定する公知の方法（Ｂ．Ｅ．Ｔ−Ｂ．Ｊ．
Ｈ．法）に従って求めることができる値である。

【００３５】上述のような極細炭素系繊維を含む成形体
からなる採取用フイルター７は、空隙率が８０％以上１
００％未満、好ましくは９０％以上１００％未満に設定
されている。空隙率が８０％未満の場合は、後述する分
析操作において、採取用フイルター７により捕捉された
塩素化有機化合物を短時間で効率的に抽出するのが困難
になるおそれがある。なお、ここでの空隙率は、採取用
フイルター７の嵩密度（ｇ／ｃｍ³）と真比重（ｇ／ｃ
ｍ³）とから下記の計算式に従って求められる値であ
る。

【００３６】

【数１】

【００３７】この採取用フイルター７は、上述のような
極細炭素系繊維の他に、他の材料を含んでいてもよい。
但し、他の材料としては、例えば、ガラス繊維、シリカ
繊維、セルロース繊維等の塩素化有機化合物と反応し難
い無機質繊維を用いるのが好ましい。

【００３８】上述の極細炭素系繊維は、採取用フイルタ
ー７において、通常、０．０１〜３．０ｇ含まれている
のが好ましく、０．１〜３．０ｇ含まれているのがより
好ましい。極細炭素系繊維の含有量が０．０１ｇ未満の
場合は、気体試料中に含まれるガス状態および粒子状態
の両方の塩素化有機化合物を同時に捕捉して採取するの
が困難になるおそれがある。逆に、３．０ｇを超える場
合は、後述する分析操作において、採取用フイルター７
により捕捉された塩素化有機化合物を短時間で効率的に
抽出するのが困難になるおそれがある。例えば、採取用
フイルター７により採取された塩素化有機化合物をソッ
クスレー抽出法により抽出する場合、採取用フイルター
７に含まれる極細炭素系繊維の量が上述の範囲に設定さ
れていると抽出に要する時間は通常１６時間程度である
が、含有量が４．０〜６．０ｇ程度になると、その数倍
の時間（例えば２倍から６倍程度の時間）が必要になる
場合がある。

【００３９】このような第１の形態に係る採取用フイル
ター７は、通常、上述の極細炭素系繊維および必要に応
じて他の材料をバインダーと共に混合し、これにより得
られた混合物を所定の筒状形状に成形すると得られる。
なお、バインダーとしては、例えば、セルロース系バイ
ンダーを用いることができる。

【００４０】（第２の形態）この形態の採取用フイルタ
ー７は、極細炭素系繊維と、当該極細炭素系繊維以外の
他の炭素材とを含んでいる。ここで用いられる極細炭素
系繊維は、上述の第１の形態で用いられるものと同様の
ものである。この極細炭素系繊維は、２種以上のものが
併用されてもよい。一方、ここで用いられる炭素材は、
極細炭素系繊維と同様に、ポリアクリロニトリル樹脂、
フェノール樹脂またはレーヨンなどの合成樹脂、ピッチ
若しくはタールなどの公知の各種の炭素前駆体を焼成し
て炭素化したもの、或いは賦活して活性を持たせたもの
等であり、特に種類が限定されるものではない。また、
その形態は、繊維状であってもよいし、粒子状であって
もよい。すなわち、この炭素材は、例えば、炭素繊維、
活性炭素繊維、活性炭、炭素粒等である。なお、炭素材
として繊維状のものを用いる場合、その平均繊維径は、
上述の極細炭素系繊維と重複しない範囲、すなわち１０
μｍを超える範囲である。上述のような炭素材は、２種
以上のものが併用されてもよい。

【００４１】この形態の採取用フイルター７で用いられ
る上述の極細炭素系繊維と炭素材とは、両者を一体とし
て見た場合、すなわち総体としての平均比表面積が１〜
２，０００ｍ²／ｇのものが好ましく、１０〜１，００
０ｍ²／ｇのものがより好ましい。平均比表面積が１ｍ²
／ｇ未満の場合は、気体試料中に含まれる塩素化有機化
合物（特にガス状態の塩素化有機化合物）が採取用フイ
ルター７に吸着されにくくなり、気体試料中に含まれる
塩素化有機化合物を捕捉して気体試料から取り除くこと
ができない場合がある。逆に、平均比表面積が２，００
０ｍ²／ｇを超える場合は、採取用フイルター７に対す
る塩素化有機化合物の吸着性が強まり過ぎ、後述する分
析操作において、採取用フイルター７により捕捉された
塩素化有機化合物を短時間で効率的に抽出するのが困難
になるおそれがある。

【００４２】なお、上述の平均比表面積は、例えば、常
圧下の液体窒素の沸点における吸着側の窒素ガス吸着等
温線に基づいて測定する公知の方法（Ｂ．Ｅ．Ｔ−Ｂ．
Ｊ．Ｈ．法）に従って求めることができる値である。

【００４３】上述のような極細炭素系繊維および炭素材
を含む成形体からなる採取用フイルター７は、空隙率が
上述の第１の形態の場合と同様、８０％以上１００％未
満、好ましくは９０％以上１００％未満に設定されてい
る。空隙率が８０％未満の場合は、第１の形態の場合と
同様の不具合が生じるおそれがある。

【００４４】この採取用フイルター７は、上述のような
極細炭素系繊維および炭素材の他に、他の材料を含んで
いてもよい。但し、他の材料としては、例えば、ガラス
繊維、シリカ繊維、セルロース繊維等の塩素化有機化合
物と反応し難い無機質繊維を用いるのが好ましい。

【００４５】上述の極細炭素系繊維および炭素材は、採
取用フイルター７において、通常、合計で０．０１〜
３．０ｇ含まれているのが好ましく、合計で０．１〜
３．０ｇ含まれているのがより好ましい。極細炭素系繊
維と炭素材との合計の含有量が０．０１ｇ未満の場合
は、気体試料中に含まれるガス状態および粒子状態の両
方の塩素化有機化合物を同時に捕捉して採取するのが困
難になるおそれがある。逆に、３．０ｇを超える場合
は、後述する分析操作において、採取用フイルター７に
より捕捉された塩素化有機化合物を短時間で効率的に抽
出するのが困難になるおそれがある。

【００４６】このような第２の形態に係る採取用フイル
ター７は、通常、上述の極細炭素系繊維、炭素材および
必要に応じて他の材料をバインダーと共に混合し、これ
により得られた混合物を所定の筒状形状に成形すると得
られる。なお、バインダーとしては、例えば、セルロー
ス系バインダーを用いることができる。

【００４７】（第３の形態）この形態の採取用フイルタ
ー７は、炭素材と極細繊維とを含んでいる。ここで用い
られる炭素材は、第２の形態で用いられる炭素材と同様
のもの、すなわち、ポリアクリロニトリル樹脂、フェノ
ール樹脂またはレーヨンなどの合成樹脂、ピッチ若しく
はタールなどの公知の各種の炭素前駆体を焼成して炭素
化したもの、或いは賦活して活性を持たせたもの等であ
り、特に種類が限定されるものではない。また、その形
態は、繊維状であってもよいし、粒子状であってもよ
い。すなわち、この炭素材は、例えば、炭素繊維、活性
炭素繊維、活性炭、炭素粒等である。なお、炭素材とし
て繊維状のものを用いる場合、その平均繊維径は、後述
する極細繊維の平均繊維径と重複しない範囲、すなわち
１０μｍを超える範囲が好ましい。このような炭素材
は、２種以上のものが併用されてもよい。

【００４８】この形態の採取用フイルター７で用いられ
る炭素材は、比表面積が１〜２，０００ｍ²／ｇのもの
が好ましく、１０〜１，０００ｍ²／ｇのものがより好
ましい。比表面積が１ｍ²／ｇ未満の場合は、気体試料
中に含まれる塩素化有機化合物（特にガス状態の塩素化
有機化合物）が採取用フイルター７に吸着されにくくな
り、気体試料中に含まれる塩素化有機化合物を捕捉して
気体試料から取り除くことができない場合がある。逆
に、比表面積が２，０００ｍ²／ｇを超える場合は、採
取用フイルター７に対する塩素化有機化合物の吸着性が
強まり過ぎ、後述する分析操作において、採取用フイル
ター７により捕捉された塩素化有機化合物を短時間で効
率的に抽出するのが困難になるおそれがある。

【００４９】なお、上述の比表面積は、例えば、常圧下
の液体窒素の沸点における吸着側の窒素ガス吸着等温線
に基づいて測定する公知の方法（Ｂ．Ｅ．Ｔ−Ｂ．Ｊ．
Ｈ．法）に従って求めることができる値である。

【００５０】一方、ここで用いられる極細繊維は、炭素
材以外の材料からなるものであり、例えば、ガラス繊
維、シリカ繊維およびセルロース繊維からなる群から選
ばれた少なくとも１種のものである。但し、この極細繊
維は、平均繊維径が１０μｍ以下（好ましくは７μｍ以
下）、例えば、０．１〜１０μｍ（好ましくは１〜７μ
ｍ）のものである。平均繊維径が１０μｍを超える場合
は、気体試料中に含まれる粒子状態の塩素化有機化合物
を捕捉して採取するのが困難になる場合がある。因み
に、この極細繊維の平均アスペクト比（残存平均アスペ
クト比）は、通常、１０，０００以下が好ましい。

【００５１】この形態の採取用フイルター７は、第１の
形態および第２の形態に係る採取用フイルター７と同様
に、空隙率が８０％以上１００％未満、好ましくは９０
％以上１００％未満に設定されている。空隙率が８０％
未満の場合は、後述する分析操作において、採取用フイ
ルター７により捕捉された塩素化有機化合物を短時間で
効率的に抽出するのが困難になるおそれがある。

【００５２】この形態の採取用フイルター７は、上述の
ような炭素材および極細繊維の他に、他の材料を含んで
いてもよい。但し、他の材料としては、例えば、ガラス
繊維、シリカ繊維、セルロース繊維等の塩素化有機化合
物と反応し難い無機質繊維を用いるのが好ましい。

【００５３】この形態の採取用フイルター７において、
炭素材は、通常、０．０１〜３．０ｇ含まれているのが
好ましく、０．１〜３．０ｇ含まれているのがより好ま
しい。炭素材の含有量が０．０１ｇ未満の場合は、気体
試料中に含まれるガス状態および粒子状態の両方の塩素
化有機化合物を同時に捕捉して採取するのが困難になる
おそれがある。逆に、３．０ｇを超える場合は、後述す
る分析操作において、採取用フイルター７により捕捉さ
れた塩素化有機化合物を短時間で効率的に抽出するのが
困難になるおそれがある。

【００５４】このような採取用フイルター７は、通常、
上述の炭素材、極細繊維および必要に応じて他の材料を
バインダーと共に混合し、これにより得られた混合物を
所定の筒状形状に成形すると得られる。なお、バインダ
ーとしては、例えば、セルロース系バインダーを用いる
ことができる。

【００５５】次に、上述の採取装置１の使用方法、すな
わち、上述の採取装置１を用いた塩素化有機化合物の採
取方法について説明する。ここでは、廃棄物を焼却処理
するための焼却施設の空間内、例えば煙道内を流れる排
気ガス中に含まれるダイオキシン類などの塩素化有機化
合物を分析するための気体試料を採取する場合について
説明する。この場合、図１に示すように、採取装置１の
採取管２の先端部を煙道２５に設けられた試料採取口２
５ａから煙道２５内に挿入する。この際、採取管２にパ
ッキン２６を装着し、採取管２と試料採取口２５ａとの
隙間を気密に封止する。また、採取器３の分岐路１２ｂ
内に温度計や熱電対などの測温器２７を装着する。

【００５６】この状態で吸引ポンプ２１を作動させる
と、煙道２５内を流れる排気ガスの一部が気体試料とし
て採取装置１に向けて等速吸引され、採取管２内に流れ
込む。採取管２内に流れ込んだ排気ガスは、冷却器５に
より冷却され、通常、ダイオキシン類の生成温度以下、
例えば１２０℃前後の温度に冷却される。これにより、
採取管２内では、ダイオキシン類の新たな発生が防止さ
れる。

【００５７】このようにして冷却された排気ガスは、採
取管２から採取器３の導入管８を経由して採取用フイル
ター７内に流入する。採取用フイルター７内に流入した
排気ガスは、図３に矢印で示すように、採取用フイルタ
ー７を通過してホルダー６の本体部１０内に流出し、さ
らに排出路１２ａを経由して吸引器４に向けて流れる。
この際、排気ガス中に含まれる各種の煤塵や粒子状態お
よびガス状態の塩素化有機化合物は、採取用フイルター
７に含まれる極細炭素系繊維、炭素材および極細繊維等
により同時に捕捉され、排気ガス中から採取される。こ
の結果、排気ガスは、そこに含まれる煤塵並びに粒子状
態およびガス状態の塩素化有機化合物が採取用フイルタ
ー７により取り除かれ、排出路１２ａから吸引器４に向
けて流れる。排出路１２ａを流れる排気ガス温度は、分
岐路１２ｂに装着された測温器２７により測定され、管
理される。

【００５８】排出路１２ａから排出された排気ガスは、
排気流路２０内に流れ込み、その冷却器２３により再び
冷却される。これにより、排気ガス中に含まれる水分が
凝縮し、トラップ２４内に貯留される。このようにして
水分が取り除かれた排気ガスは、吸引ポンプ２１から外
部に排出される。なお、このような採取装置１による気
体試料、すなわち排気ガスの採取は、通常、塩素化有機
化合物の検出限界値から想定される排気ガス量に相当す
る時間（通常、排気ガス１〜３Ｎｍ³／３〜４時間）実
施される。

【００５９】このようにして採取された排気ガス中に含
まれる塩素化有機化合物濃度を分析する場合は、煙道２
５から採取装置１を取り外し、また、採取装置１から採
取器３を分離する。さらに、分離された採取器３から、
採取用フイルター７を取り出す。

【００６０】次に、採取管２、導入管８およびホルダー
６内を溶媒を用いて洗浄し、その際の洗浄液を確保す
る。また、採取器３の採取用フイルター７により捕捉さ
れた塩素化有機化合物を溶媒で抽出する。ここで、採取
用フイルター７からの塩素化有機化合物の抽出操作は、
例えば通常のソックスレー抽出器を用いて実施すること
ができるが、この採取用フイルター７は、上述のような
小型サイズに設定されているため、高速抽出器のセル内
に収容することができ、当該高速抽出器を用いて速やか
に抽出操作を実施することができる。しかも、当該採取
用フイルター７は、上述のいずれの形態の場合であって
も空隙率が上述の範囲に設定されており、また、そこに
含まれる極細炭素系繊維や炭素材の量が上述のような一
定の範囲に設定されているため、抽出時間を短縮するた
めの特殊な抽出条件を設定する必要がなく、捕捉した塩
素化有機化合物を短時間で速やかに溶媒中に溶出させる
ことができる。

【００６１】塩素化有機化合物を分析する際は、上述の
洗浄液および上述のような抽出操作により得られた抽出
液を合せ、これに対して分析操作を実施する。この場合
の分析方法としては、例えば、厚生省生活衛生局水道環
境部環境整備課編「廃棄物処理におけるダイオキシン類
標準測定分析マニュアル」（平成９年３月：財団法人廃
棄物研究財団発行）に記載された方法に従い、ガスクロ
マトグラフ質量分析法（ＧＣ／ＭＳ法）を採用すること
ができる。

【００６２】採取装置１を用いて別の気体試料を採取す
る場合は、例えば、採取器３を新たなものに交換する。
この場合、採取装置１は、採取管２のみを十分に洗浄す
るだけで次の気体試料採取用に供することができるの
で、気体試料採取前の準備作業が従来のものに比べて格
段に軽減され、気体試料採取に要する時間を大幅に短縮
することができる。また、この採取装置１は、従来の複
雑な採取装置に比べて構成が簡素であるため、取扱いや
持ち運びが容易である。

【００６３】なお、一度使用された採取器３は、ホルダ
ー６と導入管８とを十分に洗浄し、採取用フイルター７
を新たなものに取り替えると、繰返して再利用すること
ができる。

【００６４】［他の実施の形態］ （１）上述の実施の形態では、採取用フイルター７とし
て多孔質の筒状のものを用いたが、本発明はこれに限定
されない。例えば、採取用フイルター７が多孔質の円柱
状や多孔質の円盤状に形成されている場合も本発明を同
様に実施することができる。

【００６５】（２）上述の実施の形態では、廃棄物の焼
却炉から排出される排気ガス中に含まれるダイオキシン
類などの塩素化有機化合物を採取する場合について説明
したが、本発明の採取器は、排気ガス以外の流体中に含
まれる塩素化有機化合物を採取する場合にも同様に利用
することができる。例えば、環境大気中に含まれる塩素
化有機化合物、並びに工場廃水、海水、淡水および水道
水等の水中に含まれる塩素化有機化合物を採取する場合
についても本発明の採取器を同様に利用することができ
る。

【００６６】なお、工場廃水等の水中に含まれる塩素化
有機化合物を採取する場合、採取試料は液体試料とな
る。この場合、当該液体試料は、粒子状態、気泡状態
（すなわち気液混合状態）および溶解状態（すなわち液
中に溶解した状態）の各種の状態の塩素化有機化合物を
含む可能性があるが、採取用フイルター７は、このよう
な各種の状態の塩素化有機化合物を同時に捕捉して液体
試料中から採取することができる。

【００６７】

【実施例】実施例１ 平均繊維径が２０μｍのガラス繊維と、比表面積が１０
ｍ²／ｇでありかつ平均繊維径が３μｍの極細炭素繊維
とを混合し、これにセルロース系バインダーを加えて筒
状に成型した。これにより、極細炭素繊維を２．８ｇ含
みかつ空隙率が９５％に設定された、開口端側の外径が
１９ｍｍ、閉鎖端側の外径が１８ｍｍ、厚さが５ｍｍお
よび長さが１００ｍｍの上述の第１の形態に係る採取用
フイルターを得た。この採取用フイルターを用いて上述
の実施の形態に係る採取器３を作成し、さらにこの採取
器３を用いて上述の実施の形態に係る採取装置１を構成
した。

【００６８】この採取装置１を用い、廃棄物を焼却処理
中の焼却施設の煙道から気体試料、すなわち排気ガスを
採取し、そこから採取された塩素化有機化合物を定量分
析した。この際、排気ガスの採取および塩素化有機化合
物の定量分析は、上述の「廃棄物処理におけるダイオキ
シン類標準測定分析マニュアル」に規定された方法に準
じて実施した。塩素化有機化合物（ダイオキシン類）の
定量分析結果は、同じ煙道から上述の「廃棄物処理にお
けるダイオキシン類標準測定分析マニュアル」に規定さ
れた従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合
物の定量分析結果と略一致した。これより、この実施例
の採取器は、排気ガス中に含まれる塩素化有機化合物を
従来の採取装置と同様に採取できることが確認できた。

【００６９】実施例２ 平均繊維径が２０μｍのガラス繊維、比表面積が１０ｍ
²／ｇでありかつ平均繊維径が５μｍの極細炭素繊維お
よび比表面積が１，０００ｍ²／ｇでありかつ平均繊維
径が１５μｍの活性炭素繊維を混合し、これにセルロー
ス系バインダーを加えて筒状に成型した。これにより、
極細炭素繊維と活性炭素繊維とを合計で２．５ｇ含みか
つ空隙率が９５％に設定された、実施例１のものと同じ
大きさの上述の第２の形態に係る採取用フイルターを得
た。なお、この採取用フイルターにおいて、極細炭素繊
維と活性炭素繊維との平均比表面積は、１００ｍ²／ｇ
であった。

【００７０】この採取用フイルターを用いて上述の実施
の形態に係る採取器３を作成し、さらにこの採取器３を
用いて上述の実施の形態に係る採取装置１を構成した。
そして、この採取装置１を用い、実施例１の場合と同様
にして廃棄物を焼却処理中の焼却施設の煙道から排気ガ
スを採取し、そこから採取された塩素化有機化合物を定
量分析した。塩素化有機化合物（ダイオキシン類）の定
量分析結果は、実施例１の場合と同じく従来の採取装置
を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果と
略一致した。これより、この実施例の採取器は、排気ガ
ス中に含まれる塩素化有機化合物を従来の採取装置と同
様に採取できることが確認できた。

【００７１】実施例３ 比表面積が５００ｍ²／ｇでありかつ平均繊維径が２０
μｍの炭素繊維と、平均繊維径が３μｍのガラス繊維と
を混合し、これにセルロース系バインダーを加えて筒状
に成型した。これにより、炭素繊維を０．１５ｇ含みか
つ空隙率が９５％に設定された、実施例１のものと同じ
大きさの上述の第３の形態に係る採取用フイルターを得
た。

【００７２】この採取用フイルターを用いて上述の実施
の形態に係る採取器３を作成し、さらにこの採取器３を
用いて上述の実施の形態に係る採取装置１を構成した。
そして、この採取装置１を用い、実施例１の場合と同様
にして廃棄物を焼却処理中の焼却施設の煙道から排気ガ
スを採取し、そこから採取された塩素化有機化合物を定
量分析した。塩素化有機化合物（ダイオキシン類）の定
量分析結果は、実施例１の場合と同じく従来の採取装置
を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果と
略一致した。これより、この実施例の採取器は、排気ガ
ス中に含まれる塩素化有機化合物を従来の採取装置と同
様に採取できることが確認できた。

【００７３】比較例１ 炭素繊維として比表面積が３，０００ｍ²／ｇでありか
つ平均繊維径が１５μｍのものを用いた点を除いて実施
例３と同様の採取用フイルターを作成し、これを用いて
実施例３の場合と同様に排気ガス中に含まれる塩素化有
機化合物の定量分析を実施したところ、従来の採取装置
を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果よ
りも小さな値が得られた。これは、炭素繊維の比表面積
が大きいため、採取用フイルターにより採取された塩素
化有機化合物が抽出されにくかったことに起因するもの
と推察される。

【００７４】比較例２ 炭素繊維の含有量を０．００５ｇに変更した点を除いて
実施例３と同様の採取用フイルターを作成し、これを用
いて実施例３の場合と同様に塩素化有機化合物の定量分
析を実施したところ、従来の採取装置を用いて採取され
た塩素化有機化合物の定量分析結果よりも小さな値が得
られた。これは、炭素繊維の含有量が少ないため、排気
ガス中の塩素化有機化合物、特にガス状態の塩素化有機
化合物の一部が採取用フイルターにより採取されなかっ
たことによるものと推察される。

【００７５】比較例３ 炭素繊維の含有量を５．０ｇに変更した点を除いて実施
例３と同様の採取用フイルターを作成し、これを用いて
実施例３の場合と同様に塩素化有機化合物の定量分析を
実施したところ、従来の採取装置を用いて採取された塩
素化有機化合物の定量分析結果よりも小さな値が得られ
た。これは、炭素繊維の含有量が多すぎるため、採取用
フイルターにより採取された塩素化有機化合物が抽出さ
れにくかったことに起因するものと推察される。

【００７６】比較例４ 平均繊維径が３μｍのガラス繊維に代えて平均繊維径が
３０μｍのガラス繊維を用いた点を除いて実施例３と同
様の採取用フイルターを作成し、これを用いて実施例３
の場合と同様に塩素化有機化合物の定量分析を実施した
ところ、従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機
化合物の定量分析結果よりも小さな値が得られた。これ
は、採取用フイルター内に平均繊維径が１０μｍ以下の
極細繊維が含まれていないため、塩素化有機化合物、特
に粒子状態の塩素化有機化合物の一部が採取用フイルタ
ーにより採取されなかったことによるものと推察され
る。

【００７７】比較例５ 空隙率を７５％に変更した点を除いて実施例３と同様の
採取用フイルターを作成し、これを用いて実施例３の場
合と同様に塩素化有機化合物の定量分析を実施したとこ
ろ、従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合
物の定量分析結果よりも小さな値が得られた。これは、
採取用フイルターの空隙率が８０％未満であるため、採
取用フイルターにより採取された塩素化有機化合物が抽
出されにくかったことに起因するものと推察される。

【００７８】

【発明の効果】本発明に係る塩素化有機化合物の採取器
は、多孔質のフイルターが上述のような特有の構成を有
するため、流体中に含まれる粒子状態およびガス状態の
塩素化有機化合物を同時に捕捉して採取することができ
る。

【００７９】また、本発明に係る塩素化有機化合物の採
取用フイルターは、上述のような特有の構成を有するた
め、流体中に含まれる粒子状態およびガス状態の塩素化
有機化合物を同時に捕捉して採取することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る採取器が採用され
た塩素化有機化合物の採取装置の概略構成図。

【図２】前記採取器の正面図。

【図３】前記採取器の縦断面図。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図。

【符号の説明】

３ 採取器 ６ ホルダー ７ 採取用フイルター ７ａ 開口部 ８ 導入管 １２ａ 排出路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲浜▼田 典明 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内 (72)発明者 山下 正純 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内 (72)発明者 中村 裕史 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内 (72)発明者 梶川 修 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 畑田 衛 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 藤田 進 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 松元 敦実 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐藤 富徳 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 4D012 CA12 CA20 CB07 CB10 CE01 CE03 CF10 CG01 CG04 CG10 CH01 CH10 CJ05 CK05 CK07 CK10

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体中に含まれる塩素化有機化合物を採取
   するための採取器であって、 前記塩素化有機化合物を捕捉して前記流体から取り除く
   ための多孔質のフイルターと、 前記流体を前記フイルター内に導入するための導入管
   と、 前記フイルターを被覆しかつ前記フイルターを通過する
   前記流体を外部に排出するための排出路を有する被覆体
   とを備え、 前記フイルターは、平均繊維径が１０μｍ以下の極細炭
   素系繊維を含みかつ空隙率が８０％以上１００％未満に
   設定された成形体からなる、塩素化有機化合物の採取
   器。
2. 【請求項２】前記極細炭素系繊維の比表面積が１〜２，
   ０００ｍ²／ｇである、請求項１に記載の塩素化有機化
   合物の採取器。
3. 【請求項３】前記フイルターは、前記極細炭素系繊維を
   ０．０１〜３．０ｇ含んでいる、請求項１または２に記
   載の塩素化有機化合物の採取器。
4. 【請求項４】前記フイルターは、前記極細炭素系繊維以
   外の他の炭素材をさらに含んでいる、請求項１に記載の
   塩素化有機化合物の採取器。
5. 【請求項５】前記極細炭素系繊維と前記炭素材との平均
   比表面積が１〜２，０００ｍ²／ｇである、請求項４に
   記載の塩素化有機化合物の採取器。
6. 【請求項６】前記フイルターは、前記極細炭素系繊維と
   前記炭素材とを合計で０．０１〜３．０ｇ含んでいる、
   請求項４または５に記載の塩素化有機化合物の採取器。
7. 【請求項７】流体中に含まれる塩素化有機化合物を採取
   するための採取器であって、 前記塩素化有機化合物を捕捉して前記流体から取り除く
   ための多孔質のフイルターと、 前記流体を前記フイルター内に導入するための導入管
   と、 前記フイルターを被覆しかつ前記フイルターを通過する
   前記流体を外部に排出するための排出路を有する被覆体
   とを備え、 前記フイルターは、炭素材と、平均繊維径が１０μｍ以
   下の極細繊維とを含みかつ空隙率が８０％以上１００％
   未満に設定された成形体からなる、塩素化有機化合物の
   採取器。
8. 【請求項８】前記炭素材は、比表面積が１〜２，０００
   ｍ²／ｇである、請求項７に記載の塩素化有機化合物の
   採取器。
9. 【請求項９】前記フイルターは、前記炭素材を０．０１
   〜３．０ｇ含んでいる、請求項７または８に記載の塩素
   化有機化合物の採取器。
10. 【請求項１０】前記極細繊維は、ガラス繊維、シリカ繊
    維およびセルロース繊維からなる群から選ばれた少なく
    とも１種である、請求項７、８または９に記載の塩素化
    有機化合物の採取器。
11. 【請求項１１】流体中に含まれる塩素化有機化合物を前
    記流体から取り除いて採取するためのフイルターであっ
    て、平均繊維径が１０μｍ以下の極細炭素系繊維を含み
    かつ空隙率が８０％以上１００％未満に設定された多孔
    質の成形体からなる塩素化有機化合物の採取用フイルタ
    ー。
12. 【請求項１２】前記極細炭素系繊維の比表面積が１〜
    ２，０００ｍ²／ｇである、請求項１１に記載の塩素化
    有機化合物の採取用フイルター。
13. 【請求項１３】前記極細炭素系繊維を０．０１〜３．０
    ｇ含んでいる、請求項１１または１２に記載の塩素化有
    機化合物の採取用フイルター。
14. 【請求項１４】前記極細炭素系繊維以外の他の炭素材を
    さらに含んでいる、請求項１１に記載の塩素化有機化合
    物の採取用フイルター。
15. 【請求項１５】前記極細炭素系繊維と前記炭素材との平
    均比表面積が１〜２，０００ｍ²／ｇである、請求項１
    ４に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
16. 【請求項１６】前記極細炭素系繊維と前記炭素材とを合
    計で０．０１〜３．０ｇ含んでいる、請求項１４または
    １５に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
17. 【請求項１７】流体中に含まれる塩素化有機化合物を前
    記流体から取り除いて採取するためのフイルターであっ
    て、炭素材と平均繊維径が１０μｍ以下の極細繊維とを
    含みかつ空隙率が８０％以上１００％未満に設定された
    多孔質の成形体からなる塩素化有機化合物の採取用フイ
    ルター。
18. 【請求項１８】前記炭素材は、比表面積が１〜２，００
    ０ｍ²／ｇである、請求項１７に記載の塩素化有機化合
    物の採取用フイルター。
19. 【請求項１９】前記炭素材を０．０１〜３．０ｇ含んで
    いる、請求項１７または１８に記載の塩素化有機化合物
    の採取用フイルター。