JP2002357532A - 浮遊粒子状物質測定装置 - Google Patents

浮遊粒子状物質測定装置

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JP2002357532A
JP2002357532A JP2001166061A JP2001166061A JP2002357532A JP 2002357532 A JP2002357532 A JP 2002357532A JP 2001166061 A JP2001166061 A JP 2001166061A JP 2001166061 A JP2001166061 A JP 2001166061A JP 2002357532 A JP2002357532 A JP 2002357532A
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concentration
substance
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Kazuyoshi Nakajima
和義 中島
Akinori Kiyofuji
章典 清藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】大気中の浮遊粒子状物質濃度と花粉濃度とを同
時に測定できる測定装置を提供する。 【解決手段】試料ガス中の浮遊粒子状物質をろ紙12上
に捕集する浮遊粒子状物質捕集部1と、前記ろ紙12上
の浮遊粒子状物質11にβ線を照射して、その透過量を
検出して浮遊粒子状物質量を検知する浮遊粒子状物質検
出器2と、前記浮遊粒子状物質11内に含まれる花粉に
紫外線を照射して、発生する蛍光強度を検出して花粉量
を検知する花粉検出器3と、これらの検出信号を受信
し、演算処理して浮遊粒子状物質濃度と花粉濃度を計測
する制御演算部4とから構成され、これらの計測値を表
示記録部5に同時に表示または記録させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料ガス中の浮遊
粒子状物質濃度と花粉濃度を同時に測定することができ
る浮遊粒子状物質測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】大気中には工場の煙突や自動車の排気管
からの排煙、飛散した粉じん、その他の発生源より粒径
が100μm以下の浮遊粒子状物質が存在している。特
に、粒径が10μm以下の浮遊粒子状物質は、気道又は
肺胞に沈着して呼吸器官に悪影響を及ぼすことから、こ
の10μm以下の浮遊粒子状物質は特にSPM(Sus
pended Particulate Matte
r)と呼ばれ、全国に1000カ所程度設けられた環境
大気測定局において測定され環境汚染状態が監視されて
いる。
【0003】上記のような浮遊粒子状物質の測定には、
粒子状物質を吸引サンプリングしてろ紙に捕集しこれを
秤量するフィルタ−捕集−秤量法、ろ紙上に捕集した粒
子状物質を秤量する代わりに、β線の透過率を測定して
粒子状物質の質量濃度を求めるβ線吸収法、水晶発振素
子の振動数が素子の質量に比例して減少することを利用
して粒子状物質の質量濃度を求めるピエゾバランス法、
散乱光強度が粒子状物質の質量濃度に比例することを利
用した光散乱式粉じん計等が用いられている。
【0004】また、大気中には、季節的(一般には、2
月中旬から4月下旬の間)に発生するものとして杉や桧
などの花粉が浮遊粒子状物質として含まれている。この
花粉は、アレルギー障害を起こす花粉症の原因となるた
め、花粉濃度が測定されその量の多い少ないが気象情報
として発表されている。従来、この花粉濃度は屋外に設
置したフィルタに付着した花粉を顕微鏡などで観測し、
個数を数える手分析により測定されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の花粉濃度測定方
法では、花粉濃度をリアルタイムでモニタすることが困
難であり、また、花粉濃度を測定するために、新たに測
定地点を設けならなければならないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、試料中の花粉濃度と浮遊粒子状物質濃度を同時に測
定することができる浮遊粒子状物質測定装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の浮遊粒子状物質測定装置は、試料ガス中の
浮遊粒子状物質をろ紙に捕集する捕集部と、捕集された
浮遊粒子状物質にβ線を照射してそのβ線の透過量を検
出するβ線検出部を備え、β線の透過量より浮遊粒子状
物質濃度を測定する浮遊粒子状物質測定装置において、
前記捕集部に試料ガス中の花粉濃度を測定するための花
粉検出部を設け、浮遊粒子状物質濃度と花粉濃度とを同
時に測定できるようにしたことを特徴とするものであ
る。さらには、浮遊粒子状物質を捕集する前記ろ紙上に
花粉を捕集する捕集部を別個に設けたことを特徴とする
ものである。本発明の浮遊粒子状物質測定装置は、花粉
検出部、もしくは花粉捕集部と花粉検出部を浮遊粒子状
物質捕集部に近接して設けることにより、花粉濃度を測
定するために花粉測定装置を別途外部に設置する必要が
なくなり、リアルタイムで浮遊粒子状物質濃度と花粉濃
度を同時に測定することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の浮遊粒子状物質測
定装置を図面に基づいて説明する。図1は本発明の浮遊
粒子状物質測定装置の一実施例の構成を示す概略構成図
である。この浮遊粒子状物質測定装置は、大気から吸引
した浮遊粒子状物質及び花粉を捕集する浮遊粒子状物質
捕集部1と、この浮遊粒子状物質捕集部1に組み込ん
で、捕集した浮遊粒子状物質量を検出するための浮遊粒
子状物質検出器2と、同じく浮遊粒子状物質捕集部1に
組み込んで、捕集した花粉量を検出するための花粉検出
器3と、前記浮遊粒子状物質捕集部1、浮遊粒子状物質
検出器2及び花粉検出器3を制御するとともに、検出さ
れた浮遊粒子状物質量及び花粉量から浮遊粒子状物質質
量濃度および花粉質量濃度を計測する制御演算部4と、
この計測値を表示記録するための表示記録部5とから構
成されている。
【0008】前記浮遊粒子状物質捕集部1は花粉を含ん
だ浮遊粒子状物質11を捕集するロール状のろ紙12ま
でサンプリングした試料ガス13を導入するサンプリン
グノズル14と、前記浮遊粒子状物質11をろ紙12上
に貯留して透過した試料ガス15を吸引するための吸引
ノズル16及びポンプ17と、それぞれローラとモータ
(図示しない)を組み合わせたろ紙供給機18a、ろ紙
巻き取り機18bおよびろ紙押込み機18cからなるろ
紙供給機構18から構成されている。
【0009】前記浮遊粒子状物質検出器2はろ紙12上
に捕集された浮遊粒子状物質11にβ線を照射するため
のβ線源21と浮遊粒子状物質11を透過したβ線量を
検出するための検出器22から構成されている。このβ
線源21としては、例えば安全性が維持できる3.6×
10Bq以下の147Pmや14Cなどの密封線源が
用いられる。
【0010】上記β線源21において検出される浮遊粒
子状物質11の質量濃度Mは、ブランク状態及び浮遊粒
子状物質11を捕集した状態でのろ紙12を通過するβ
線強度(すなわち計数率)をそれぞれI及びI、浮遊
粒子状物質11の単位質量当りのβ線吸収断面積をk、
ろ紙の単位捕集面積当りの粒子の質量をm、全捕集面積
をS、積算吸引量をVとすると、次式 M=m/V=(S/kV)ln(I/I) から求められ、このような演算は前記制御演算部4にお
いて実行される。
【0011】また前記花粉検出器3は図2に示すよう
に、花粉に安定に励起光を放射する光源31aとこの光
源31aを点灯させ、その輝度を安定に保つ点灯用電源
31bからなる光源部31と、フィルター32aあるい
はモノクロメータ32bからなる励起光側波長選択部3
2と、フィルター33aあるいはモノクロメータ33b
からなる蛍光側波長選択部33と、タンパク質などの有
機物が主成分である花粉から放射される蛍光強度をその
強度に比例した電気信号に変換する蛍光検出器34から
構成されている。
【0012】前記光源31aには、紫外線を発生するタ
ングステンランプ、キセノン電弧ランプ、水銀蒸気ラン
プ、水銀−キセノンランプ、水銀カドミウムランプ、レ
ーザ光等が用いられる。また、前記フィルター32a、
33aには、色ガラスフィルター、ゼラチンフィルタ
ー、プラスチックフィルター、干渉フィルター等が、モ
ノクロメータ32b、33bには、プリズム、回折格子
またはそれらを組み合わせたものが用いられる。そし
て、蛍光検出器34には、185〜1200nmにおけ
る蛍光の強度を測定できる光電子増倍管、光電管、光電
池、光電導セル、ホトダイオード等が用いられる。
【0013】上記蛍光検出器34において検出される花
粉の主成分であるタンパク質などの有機物の質量濃度N
は、光源31aからの励起光の強度をP、花粉の吸収
光強度と蛍光強度との比(量子収率)をφ、aを定数と
すると、蛍光強度Fとの間に次式による一義的な関係を
有している。 F=φP(1−10−aN) したがって、予めサンプルとして集めた花粉量を手分析
により測定し、これを蛍光検出器34で測定して検量線
を求めておくことにより、自動的に花粉濃度を測定する
ことができる。
【0014】次に、上記実施例の浮遊粒子状物質測定装
置の測定動作について説明する。装置の電源をオンにし
て測定を開始すると、前記制御演算部4から前記ろ紙押
込み機18cに制御信号が送られ、ろ紙12は一定周期
毎に発生する停止時間以外は矢印方向に一定の速度で移
動する。この停止時間中にサンプリングノズル14に導
入された試料ガス13中の浮遊粒子状物質11がろ紙1
2上に貯留される。次に、このろ紙12上の浮遊粒子状
物質11が、矢印方向に一定の速度で移動して浮遊粒子
状物質検出器2及び花粉検出器3の検知点を通過する
間、それぞれの検出信号は制御演算部4に送られて積分
された後、その通過時間で平均化され、前記β線強度
I、蛍光強度Fが求められる。これからさらに浮遊粒子
状物質濃度Mおよび花粉濃度Cが計算され、この計測値
は表示記録部5に同時に表示及び記録される。なお、前
記浮遊粒子状物質濃度Mから花粉濃度Cを引き算するこ
とによって、花粉を除外した浮遊粒子状物質濃度を計測
することもできる。
【0015】図3は本発明の浮遊粒子状物質測定装置の
他の実施例の構成を示したものである。本実施例の浮遊
粒子状物質測定装置は、上記実施例の浮遊粒子状物質測
定装置において、浮遊粒子状物質捕集部1の代わりに、
図3に示されるように粒径がおよそ10μm以下の浮遊
粒子状物質(SPM)11aを選別して捕集するための
サイクロン6dと、サンプリングノズル6a、吸引ノズ
ル6b、ポンプ6cからなる浮遊粒子状物質捕集部6
と、主として花粉11bを捕集するためのサンプリング
ノズル7a、吸引ノズル7b及びポンプ7cからなる花
粉捕集部7が用いられている。
【0016】前記サイクロン6dは粒径10μmを越え
る浮遊粒子状物質11aを捕集して、10μm以下の浮
遊粒子状物質11aを通過させるために用いられてお
り、これにより、粒径が20μm以上である杉や桧など
の花粉11bも除外され、ろ紙12上に10μm以下の
浮遊粒子状物質11aのみを貯粒することができる。
【0017】前記浮遊粒子状物質捕集部6で捕集された
浮遊粒子状物質11aが浮遊粒子状物質検出器2の検知
点を通過する期間の検出信号が制御演算部4で浮遊粒子
状物質濃度Mに変換され、また、花粉捕集部7で捕集さ
れた試料ガス13に含まれる花粉11bが花粉検出器3
の検知点を通過する期間の検出信号が制御演算部4で花
粉濃度Cに変換され、これらの計測値が表示記録部5で
同時に表示または記録される。
【0018】上記の実施例においては、浮遊粒子状物質
検出器2と花粉検出器3の検知点がほぼ同じ地点になる
よう設置されているが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。例えばこれらを横に並べるように設置しても
よく、また花粉検知器3をサンプリングノズル14側に
取り付けるようにしてもよい。
【0019】
【発明の効果】本発明の浮遊粒子状物質測定装置は、採
取した試料ガス中の花粉と浮遊粒子状物質の濃度を連続
してリアルタイムに測定でき、花粉濃度を測定するため
に新たに測定地点を設けなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による浮遊粒子状物質測定装置
の構成図である。
【図2】実施例に係わる花粉検知器の構成図である。
【図3】他の実施例による浮遊粒子状物質測定装置の構
成図である。
【符号の説明】
1、6…浮遊粒子状物質捕集部 2…浮遊粒子状物質検出器 3…花粉検出器 4…制御演算部 5…表示記録部 6a、7a、14…サンプリングノズル 6b、7b、16…吸引ノズル 6c、7c、17…ポンプ 6d…サイクロン 7…花粉捕集部 11、11a…浮遊粒子状物質 11b…花粉 12…ろ紙 13、15…試料ガス 18…ろ紙供給機構 18a…ろ紙供給機 18b…ろ紙巻取り機 18c…ろ紙押込み機 21…β線源 22…検出器 31…光源部 31a…光源 31b…点灯用電源 32…励起光側波長選択部 32a、33a…フィルター 32b、33b…モノクロメータ 33…蛍光側波長選択部 34…蛍光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G001 AA03 BA11 CA03 GA01 JA09 LA01 MA04 PA01 PA11 RA08 RA10 RA20 2G043 AA01 BA16 CA06 DA05 EA01 GA02 GA04 GB18 JA02 JA03 JA04 JA05 KA01 KA02 KA03 KA05 LA02 LA03 NA01 2G052 AA01 AA04 AA05 AA37 AA40 AB27 AC02 AD04 AD24 AD52 BA14 BA22 CA11 CA12 EA06 GA11 GA18 JA14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料ガス中の浮遊粒子状物質をろ紙上に捕
    集する捕集部と、捕集された浮遊粒子状物質にβ線を照
    射してそのβ線の透過量を検出するβ線検出部を備え、
    β線の透過量より浮遊粒子状物質濃度を測定する浮遊粒
    子状物質測定装置において、前記捕集部に試料ガス中の
    花粉濃度を測定するための花粉検出部を設け、浮遊粒子
    状物質濃度と花粉濃度とを同時に測定できるようにした
    ことを特徴とする浮遊粒子状物質測定装置。
  2. 【請求項2】浮遊粒子状物質を捕集するろ紙上に花粉を
    捕集する捕集部を別個に設けたことを特徴とする請求項
    1記載の浮遊粒子状物質測定装置。
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