JP2004028739A - Analysis system of hardly decomposable substance - Google Patents

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JP2004028739A
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Japan
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hardly decomposable
decomposable substance
pcb
analysis
substance
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JP2002184190A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Sawatsubashi
澤津橋 徹哉
Chisato Tsukahara
塚原 千幸人
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for analyzing a hardly decomposable substance making it possible to easily measure a content of the substance. <P>SOLUTION: An analyzing system for the hardly decomposable substance to measure the trace content of the substance in a matter to be measured comprises a hydrothermal oxidation treatment means 13 for decomposing the matter 11 containing the substance 12 with allowing the substance to remain and an analyzing means 14 for analyzing the substance 12 remaining as described above. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばPCB等の難分解性物質を含有する容器を洗浄した後の洗浄検査において難分解性物質の含有量を簡易に測定できる難分解性物質の分析方法に関する。
【0002】
【背景技術】
近年では、PCB(Polychlorinated biphenyl, ポリ塩化ビフェニル:ビフェニルの塩素化異性体の総称)が強い毒性を有することから、その製造および輸入が禁止されている。このPCBは、1954年頃から国内で製造開始されたものの、カネミ油症事件をきっかけに生体・環境への悪影響が明らかになり、1972年に行政指導により製造中止、回収の指示(保管の義務)が出された経緯がある。
【0003】
PCBは、ビフェニル骨格に塩素が1〜10個置換したものであり、置換塩素の数や位置によって理論的に209種類の異性体が存在し、現在、市販のPCB製品において約100種類以上の異性体が確認されている。また、この異性体間の物理・化学的性質や生体内安定性および環境動体が多様であるため、PCBの化学分析や環境汚染の様式を複雑にしているのが現状である。さらに、PCBは、残留性有機汚染物質のひとつであって、環境中で分解されにくく、脂溶性で生物濃縮率が高く、さらに半揮発性で大気経由の移動が可能であるという性質を持つ。また、水や生物など環境中に広く残留することが報告されている。
この結果、PCBは体内で極めて安定であるので、体内に蓄積され慢性中毒(皮膚障害、肝臓障害等)を引き起し、また発癌性、生殖・発生毒性が認められている。
【0004】
PCBは、従来からトランスやコンデンサなどの絶縁油として広く使用されてきた経緯があるので、PCBを処理する必要がある。
【0005】
現在PCBの処理方法は種々の方法が提案されており、無害化がなされているが、PCBを液抜きした容器は例えば洗浄手段等によりPCBを除去している。
【0006】
ところで、上記洗浄処理が規定の洗浄基準に達しているか否かの判断は、現状のPCBの測定方法では、1〜2日と時間と手間とを要するという問題がある。すなわち、洗浄液からの溶媒を抽出し、対象のPCBを濃縮し、アセトニトリル及びヘキサン分配を行ったのちに水を添加する。その後、ヘキサン抽出し、硫酸処理を行ったのち、クロマトグラフィーを行ってPCBを分離したのち、GC分析するという手法をとることが必要となる。
【0007】
また、洗浄液の測定方法として、GC−MS手段があるが、この方法では、有機化合物全般を検出することができるという、利点があるものの、PCB汚染油のような絶縁油等の不純物が存在すると、イオン化した場合には、当該絶縁油等に干渉してPCBの定量ができなくなる、という問題がある。
【0008】
また、GC−ECD手段もあるが、有機ハロゲン化物を選択的に検出することができる、という利点を有するものの、絶縁油等の不純物が高濃度で存在するような場合には、検出器を汚染することになり、検出手段の耐久性が悪くなる、という問題がある。
【0009】
さらに、Cl燃焼法等のClのみを定量する方法があるが、この場合には、Clが単一物でなければ分析することができず、PCB等のような異性体が209もある場合には、正確な定量を行うことができない、という問題がある。
【0010】
本発明は上述した問題に鑑み、例えばPCB等の難分解性物質を含有する容器を洗浄した後の洗浄検査において有害物質の含有量を簡易に測定できる難分解性物質の分析方法を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第1の発明は、被測定物中の微量難分解性物質濃度を測定する難分解性物質の分析システムであって、
難分解性物質を含む被測定物を分解する際に、上記難分解性物質を残留しつつ分解処理する水熱酸化処理手段と、
上記残留した難分解性物質を分析する分析手段とからなることを特徴とする難分解性物質の分析システムにある。
【0012】
第2の発明は、第1の発明において、
上記水熱酸化処理手段が、分解処理温度が300〜380℃、圧力が22〜26MPaの条件で酸化分解処理することを特徴とする難分解性物質の分析システムにある。
【0013】
第3の発明は、第1の発明において、
上記水熱酸化処理手段がバッチ式の分解処理手段又は連続分解式の分解処理手段であることを特徴とする難分解性物質の分析システムにある。
【0014】
第4の発明は、第1の発明において、
上記難分解性物質がPCBであることを特徴とする難分解性物質の分析システムにある。
【0015】
第5の発明は、第1の発明において、
上記分析手段が固相抽出手段を設けたことを特徴とする難分解性物質の分析システムにある。
【0016】
第6の発明は、第5の発明において、
上記固相抽出手段の発明において、抽出溶剤がn−ヘキサンであることを特徴とする難分解性物質の分析システムにある。
【0017】
第7の発明は、第1の発明において、
上記被測定物が絶縁油、水、スラリー、紙、木、繊維、溶剤、土壌、塗料、樹脂、セラミックス、金属、血液、生物のいずれかであり、微量のPCBを含有することを特徴とする難分解性物質の分析システムにある。
【0018】
第8の発明は、被測定物中の微量難分解性物質濃度を測定する難分解性物質の分析方法であって、
水熱酸化分解処理手段を用いて難分解性物質を含む被測定物を分解する際に、上記難分解性物質を残留しつつ分解処理する水熱分解処理工程と、
上記残留した難分解性物質を分析する分析工程とからなることを特徴とする難分解性物質の分析方法にある。
【0019】
第9の発明は、第1の発明において、
上記水熱酸化処理工程の分解処理温度が300〜380℃、圧力が22〜26MPaであることを特徴とする難分解性物質の分析方法にある。
【0020】
第10の発明は、第8の発明において、
上記水熱酸化処理手段がバッチ式の分解処理手段又は連続分解式の分解処理手段であることを特徴とする難分解性物質の分析方法にある。
【0021】
第11の発明は、第8の発明において、
上記難分解性物質がPCBであることを特徴とする難分解性物質の分析方法にある。
【0022】
第12の発明は、第8の発明において、
上記分析工程が固相抽出工程を有することを特徴とする難分解性物質の分析方法にある。
【0023】
第13の発明は、第12の発明において、
上記固相抽出工程の発明において、抽出溶剤がn−ヘキサンであることを特徴とする難分解性物質の分析方法にある。
【0024】
第14の発明は、第8の発明において、
上記被測定物が絶縁油、水、スラリー、紙、木、繊維、溶剤、土壌、塗料、樹脂、セラミックス、金属、血液、生物のいずれかであり、微量のPCBを含有することを特徴とする難分解性物質の分析方法にある。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【0026】
本実施の形態の難分解性物質分析システム10は、被測定物中の微量難分解性物質濃度を測定する難分解性物質の分析システムであって、難分解性物質12を含む被測定物11を分解する際に、上記難分解性物質12を残留しつつ分解処理する水熱酸化処理手段13と、
上記残留した難分解性物質12を分析する分析手段14とからなるものである。
上記水熱酸化分解処理手段13には、酸化剤15が供給され、高温・高圧で水熱酸化分解により有機化合物を分解処理するものである。
すなわち、分析前に前処理として、水熱酸化処理手段13を用いて被測定物11中の難分解性物質12を残留しつつ亜臨界状態の下で水熱熱酸化分解するので、測定対象である難分解性物質12である例えばPCB以外の有機化合物(分析妨害物質)を分解することができ、PCBの共雑物である絶縁油等が消失するので、残留したPCBのみを分析することとなり、迅速且つ高精度な分析が可能となる。
【0027】
ここで、上記水熱酸化処理手段13において、その分解処理条件は、分解処理温度が300〜380℃、圧力が22〜26MPaの条件とするのが好ましい。これは、難分解物質であるPCBを残留し、それ以外の有機化合物を分解させるためである。
なお、脱塩素剤である水酸化ナトリウム(NaOH)や炭酸ナトリウム(Na2 CO3 )等の存在は完全分解するので、好ましくないものとなる。
【0028】
また、上記水熱酸化処理手段13は、バッチ式の分解処理手段又は連続分解式の分解処理手段のいずれであってもよい。
【0029】
本発明で難分解性物質12として、例えばPCBを例示することができるが、PCBに限定されるものではなく、上記水熱酸化分解処理条件において、分解されないものであればいずれのものでもよい。
【0030】
上記水熱酸化分解処理において、難分解性物質を残留しつつ分解処理した後には、分析手段14において、例えば固相抽出手段16等の難分解性物質を抽出する手段を用いて、難分解性物質12の濃縮を行うようにしてもよい。
なお、固相抽出手段16に供給する水熱酸化処理手段13による分解物生成物17は、予め冷却手段18により冷却している。
【0031】
上記固相抽出手段18において、用いる抽出溶剤としては、例えばn−ヘキサンの抽出溶媒を用いることができる。
【0032】
また、本発明において、被測定試料11としては、図2に示すように、例えば絶縁油、水、スラリー、紙、木、繊維、溶剤、土壌、塗料、樹脂、セラミックス、金属、血液、生物等の微量難分解性物質を含有するものを例示することができるが、本発明はこれらの限定されるものではない。
【0033】
なお、分析対象物によっては、スラリー化手段41や溶媒抽出手段42等を用いるようにしてもよい。
上記スラリー化手段41を用いる場合としては、例えば紙や木や繊維等中の難分解性物質を測定する場合である。
また、上記溶媒抽出手段22を用いる場合としては、例えば溶剤、土壌、塗料、樹脂、セラミックス、金属、血液、及び生物中の難分解性物質を測定する場合である。
【0034】
以下、本実施の形態においては、難分解性物質12であるPCBを例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0035】
ここで、上記酸化分解処理する装置は、加熱・加圧された反応器内において、有機化合物の酸化分解反応により二酸化炭素(CO)等に分解させる水熱酸化分解装置を用いている。
【0036】
上記熱水分解手段13によれば、難分解性物質であるPCBはそのまま分解されずに、その他の有機化合物は水熱酸化分解されるものとなる。
図4にその分解時間と残留率との関係を示す。
図4に示すように、難分解性物質であるPCBはそのままであるが、絶縁油等の有機化合物は時間とともに分解されることが判明した。
図4に示すように、絶縁油は1分経過後には、残留率が1%以下となっており、これを分析した場合においても、分析の妨害作用はみられなかった。
【0037】
上記固相・吸着手段12は、図4(A)に示すように、抽出カラム21内に固相吸着剤22が挿入されてなるものであり、上記固相吸着剤はシリカゲル又はアルミナから構成されている。
【0038】
上記固相吸着剤22としたシリカゲル又はアルミナを選定したのは、有機ハロゲン化物を効率的に吸着・分離するのが適しているからである。
【0039】
上記固相吸着剤に保持された有機ハロゲン化物を溶出する溶出液16は目的の有機ハロゲン化物のみを溶出する溶剤であれば特に限定されるものではないが、例えば有機ハロゲン化物としてPCBの場合には、無極性溶剤(例えばn−ヘキサン)、アルコール類(例えばメチルアルコール、エチルアルコール等)、トルエン、ジクロロメタン、又はアセトニトリルを挙げることができる。特に、検出器との関係からn−ヘキサンを用いるのが好ましい。
【0040】
また、排水の監視は所定時間毎に行う必要があるので、定期的に採取試料を導入する試料導入手段を設け、自動的なサンプリングが可能となる。
【0041】
また、分析精度を向上させるために、必要に応じて1度に数検体を同時に行うような場合には、上記カラム21を複数本用意して、同時に有機ハロゲン化物を固相・吸着するようにしてもよい。
【0042】
以下に、固相・吸着手段12の抽出工程を図4(A)〜(D)を参照して説明する。
▲1▼コンディショニング工程
再現性のよい結果を得るために、試料を供給する前に、固相吸着剤22にコンディショニング液31を供給して、なじませる(図4(A)参照)。
▲2▼保持工程
次に、採取試料32をカラム21内に導入する(図4(B)参照)。ここで、試料中には目的物であるPCB33と、不純物X(不要なマトリックス)及び不純物Y(その他のマトリックス中の成分)とが含まれているとする。
▲3▼洗浄工程
次に、固相吸着剤22に保持された不純物Xを洗浄液(例えばメチルアルーコール)で洗い流す(図4(C)参照)。
▲4▼溶出工程
次に、固相吸着剤22に保持された目的物であるPCB33を溶出液(n−ヘキサン)35で溶出させる。この溶出の際に、不純物Yは固相吸着剤22中に残りPCB33との分離がなされる(図4(D)参照)。
【0043】
図5に上記有機ハロゲン化物の検出装置を用いた固相抽出の工程図を示す。
▲1▼先ず、固相吸着剤22にn−ヘキサンを20mL供給し、固相乾燥(真空引き)を5分行う(S101)。
▲2▼次いで、メチルアルコールを20mL、超純水を20mL流した後、試料(0.1〜1L)を導入し、PCBを捕集し、固相抽出する(S102)。
この際、試料にはメチルアルコールを1%添加した。このメチルアルコールの添加はPCBを分散させる機能を有している。
▲3▼その後、洗浄液(メチルアルコール)を5mL流し(通液速度:0.3cc/s)洗浄する(S103)。
▲4▼その後、固相吸着剤22を乾燥(真空引き)を5分行う(S104)。
▲5▼その後、n−ヘキサンを用い、通液速度を0.3cc/sとしてPCBを溶出させ(S105)、5mLに定容する(S106)。
▲6▼次いで、例えばガスクロマトグラフ分析計(GC)又は液体クロマトグラフ分析計(LC)、紫外線吸光光度分析(UV)、原子吸光・発光分析等の分析装置のいずれかで1〜5μlを分析し(S107)、PCB濃度を測定する(S108)。
▲7▼上記PCBを溶出したカラムはn−ヘキサンとアセトンの混合液(1:1)で逆洗し、再生処理したのち、再度PCBの測定に供することができる。
【0044】
次に、上記バッチ式の水熱酸化分解処理装置を用いた分析工程の一例を図6に示す。
図6に示したように、水熱酸化分解処理手段13には、内部に分析対象の難分解性物質12を含む被測定試料11と、水20及び酸化剤15とを供給しするようにしている。
【0045】
そして、PCBを含む絶縁油を分解する場合には、水熱酸化分解処理手段13の温度を300℃〜380℃、圧力を22〜26.5MPa、分解時間を1〜5分程度とし分解処理している。
【0046】
次に、分解後に、ヘキサン溶液50を供給し、PCBのみをヘキサン溶液側に移行させる。
【0047】
次いで、ヘキサン溶液を抜き出し、分析をすることで、PCBの濃度を分析手段14により計測するようにしている。
【0048】
次に、上記連続式の水熱酸化分解処理装置を用いた分析工程の一例を図7に示す。
図7に示したように、水熱酸化分解処理手段13には、内部に分析対象の被測定試料11と、水20及び酸化剤15とを供給するようにしている。
【0049】
そして、PCBを含む絶縁油を分解する場合には、水熱酸化分解処理手段13の温度を300℃〜380℃、圧力を22〜26.5MPa、分解時間を1〜5分程度とし分解処理している。
【0050】
次に、分解した分解生成物51は冷却手段18により冷却された後に、ヘキサン溶液50を供給し、PCBのみをPCB抽出手段(攪拌又は混合)51によりヘキサン溶液側に移行させる。
【0051】
次いで、ヘキサン溶液と排水とを分離し、ヘキサン溶液中のPCBの濃度を分析手段14により計測するようにしている。
【0052】
本発明で有害物質としては、例えばトランスやコンデンサで使用された絶縁油であるPCB、PCBを含有する塗料、PCB汚染物等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0053】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明によれば、亜臨界状態の下、上記分解処理温度が300〜380℃、圧力が22〜26MPaの条件で酸化分解処理するので、比較的穏やかな条件で難分解性物質を有する被測定物の酸化分解処理を行うこととなり、易分解性の有機物は分解されるが、難分解性物質のみが残存することとなり、迅速且つ高精度な微量成分の分析が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態にかかる水熱酸化分解装置の概要図である。
【図2】本実施の形態にかかる水熱酸化分解装置の概要図である。
【図3】PCBと絶縁油との分解時間と残留率との関係を示す図である。
【図4】固相・吸着手段の抽出工程図である。
【図5】固相抽出の工程図を示す。
【図6】バッチ式の水熱酸化分解処理装置を用いた分析工程図である。
【図7】連続式の水熱酸化分解処理装置を用いた分析工程図である。
【符号の説明】
10 難分解性物質の分析システム
11 被測定物
12 難分解性物質
13 水熱酸化処理手段
14 分析手段
15 酸化剤
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for analyzing a hardly decomposable substance which can easily measure the content of the hardly decomposable substance in a cleaning test after washing a container containing the hardly decomposable substance such as PCB.
[0002]
[Background Art]
In recent years, the production and import of PCB (Polychlorinated biphenyl, a general term for chlorinated isomers of biphenyl) has been prohibited because of its strong toxicity. Although the production of this PCB began in Japan around 1954, the adverse effects on living organisms and the environment became apparent in the wake of the Kanemi Yusho incident, and in 1972 an instruction was issued to stop production and recall (required storage) due to administrative guidance. There was a background.
[0003]
PCB is obtained by substituting 1 to 10 chlorine atoms in the biphenyl skeleton, and there are theoretically 209 types of isomers depending on the number and positions of the substituted chlorine atoms. The body has been identified. In addition, the physical and chemical properties, in vivo stability, and environmental dynamics of these isomers are diverse, and the current situation is that the chemical analysis of PCBs and the manner of environmental pollution are complicated. Furthermore, PCB is one of the persistent organic pollutants, and has properties that it is not easily decomposed in the environment, is fat-soluble, has a high bioconcentration rate, is semi-volatile, and can be moved through the atmosphere. In addition, it is reported that it remains widely in the environment such as water and living things.
As a result, since PCB is extremely stable in the body, it is accumulated in the body and causes chronic poisoning (skin damage, liver damage, etc.), and carcinogenicity and reproductive / developmental toxicity are recognized.
[0004]
Since PCBs have been widely used as insulating oils for transformers and capacitors, it is necessary to treat PCBs.
[0005]
At present, various methods for treating PCB have been proposed and detoxification has been carried out. However, the PCB from which the liquid has been drained removes the PCB by, for example, washing means.
[0006]
By the way, there is a problem that it takes one to two days, time and effort to determine whether or not the above-mentioned cleaning process has reached a specified cleaning standard in the current method of measuring PCB. That is, the solvent is extracted from the washing solution, the target PCB is concentrated, and water is added after partitioning between acetonitrile and hexane. After that, it is necessary to take a technique of extracting with hexane, performing a sulfuric acid treatment, performing chromatography, separating a PCB, and then performing GC analysis.
[0007]
As a method for measuring the cleaning liquid, there is a GC-MS means. This method has an advantage that organic compounds can be detected in general, but there is an advantage that impurities such as insulating oil such as PCB-contaminated oil are present. In addition, when ionized, there is a problem that the PCB cannot be quantified due to interference with the insulating oil or the like.
[0008]
Although there is a GC-ECD means, it has an advantage that organic halides can be selectively detected, but when impurities such as insulating oil are present at a high concentration, the detector is contaminated. Therefore, there is a problem that the durability of the detecting means is deteriorated.
[0009]
Further, there is a method of quantifying only Cl, such as a Cl combustion method. In this case, analysis cannot be performed unless Cl is a single substance, and when there are 209 isomers such as PCB, the like. However, there is a problem that accurate quantification cannot be performed.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a method for analyzing a hardly decomposable substance that can easily measure the content of a harmful substance in a cleaning test after washing a container containing a hardly decomposable substance such as PCB. As an issue.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A first invention for solving the above-mentioned problem is an analysis system for a hardly decomposable substance for measuring a trace amount of a hardly decomposable substance in an object to be measured,
When decomposing an object to be measured containing a hardly decomposable substance, a hydrothermal oxidation means for decomposing while remaining the hardly decomposable substance,
An analysis system for a hardly decomposable substance, comprising an analysis means for analyzing the remaining hardly decomposable substance.
[0012]
In a second aspect, in the first aspect,
The above-mentioned hydrothermal oxidation treatment means is characterized in that the decomposition treatment temperature is 300 to 380 ° C and the pressure is 22 to 26 MPa.
[0013]
In a third aspect, in the first aspect,
The hydrothermal oxidation means is a batch-type decomposition treatment means or a continuous decomposition-type decomposition treatment means.
[0014]
In a fourth aspect based on the first aspect,
In the analysis system for a hardly decomposable substance, the hardly decomposable substance is PCB.
[0015]
In a fifth aspect based on the first aspect,
In the analysis system for hardly decomposable substances, the analysis means includes a solid phase extraction means.
[0016]
According to a sixth aspect, in the fifth aspect,
In the invention of the solid phase extraction means, there is provided a system for analyzing a hardly decomposable substance, wherein the extraction solvent is n-hexane.
[0017]
According to a seventh aspect, in the first aspect,
The object to be measured is any one of insulating oil, water, slurry, paper, wood, fiber, solvent, soil, paint, resin, ceramics, metal, blood, and organism, and contains a trace amount of PCB. It is in the analysis system for persistent substances.
[0018]
An eighth invention is a method for analyzing a hardly decomposable substance for measuring a trace amount of a hardly decomposable substance in an object,
When decomposing an object to be measured containing a hardly decomposable substance using hydrothermal oxidative decomposition processing means, a hydrothermal decomposition step of decomposing while remaining the hardly decomposable substance,
An analysis step of analyzing the remaining hardly decomposable substance.
[0019]
The ninth invention is based on the first invention,
In the method for analyzing a hardly decomposable substance, the decomposition temperature of the hydrothermal oxidation step is 300 to 380 ° C and the pressure is 22 to 26 MPa.
[0020]
In a tenth aspect based on the eighth aspect,
The method for analyzing a hardly decomposable substance is characterized in that the hydrothermal oxidation means is a batch decomposition method or a continuous decomposition method.
[0021]
An eleventh invention is based on the eighth invention,
In the method for analyzing a hardly decomposable substance, the hardly decomposable substance is PCB.
[0022]
In a twelfth aspect, in the eighth aspect,
In the method for analyzing a hardly decomposable substance, the analysis step includes a solid phase extraction step.
[0023]
A thirteenth invention is the twelfth invention,
In the invention of the solid phase extraction step, there is provided a method for analyzing a hardly decomposable substance, wherein the extraction solvent is n-hexane.
[0024]
According to a fourteenth aspect, in the eighth aspect,
The object to be measured is any one of insulating oil, water, slurry, paper, wood, fiber, solvent, soil, paint, resin, ceramics, metal, blood, and organism, and contains a trace amount of PCB. It is in the method of analyzing persistent substances.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0026]
The system 10 for analyzing a hardly decomposable substance according to the present embodiment is a system for analyzing a hardly decomposable substance that measures the concentration of a trace amount of a hardly decomposable substance in an object to be measured. When decomposing, hydrothermal oxidation treatment means 13 for decomposing while remaining the hardly decomposable substance 12,
And analysis means 14 for analyzing the remaining hardly decomposable substance 12.
An oxidizing agent 15 is supplied to the hydrothermal oxidative decomposition treatment means 13 to decompose organic compounds by hydrothermal oxidative decomposition at high temperature and high pressure.
In other words, as a pretreatment before the analysis, the hydrothermal oxidation treatment means 13 is used to perform hydrothermal oxidative decomposition under a subcritical state while remaining the hardly decomposable substance 12 in the object 11 to be measured. It is possible to decompose an organic compound (analyte-interfering substance) other than PCB, for example, a hardly decomposable substance 12, and the insulating oil, which is a contaminant of PCB, disappears. Therefore, only the remaining PCB is analyzed. Fast, high-precision analysis becomes possible.
[0027]
Here, in the hydrothermal oxidation treatment means 13, the decomposition treatment conditions are preferably such that the decomposition treatment temperature is 300 to 380 ° C and the pressure is 22 to 26 MPa. This is because PCB which is a hardly decomposable substance remains, and other organic compounds are decomposed.
The presence of a dechlorinating agent such as sodium hydroxide (NaOH) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) is not preferable because it is completely decomposed.
[0028]
The hydrothermal oxidation treatment means 13 may be either a batch decomposition treatment means or a continuous decomposition treatment means.
[0029]
In the present invention, as the hardly decomposable substance 12, for example, PCB can be exemplified, but it is not limited to PCB, and any substance may be used as long as it is not decomposed under the above hydrothermal oxidative decomposition treatment conditions.
[0030]
In the above hydrothermal oxidative decomposition treatment, after the decomposition treatment while remaining the hardly decomposable substance, the analyzing means 14 uses a means for extracting the hardly decomposable substance such as a solid-phase extraction means 16, for example. The concentration of the substance 12 may be performed.
The decomposition product 17 from the hydrothermal oxidation means 13 supplied to the solid phase extraction means 16 has been cooled by the cooling means 18 in advance.
[0031]
As the extraction solvent used in the solid phase extraction means 18, for example, an extraction solvent of n-hexane can be used.
[0032]
In the present invention, as the sample 11 to be measured, as shown in FIG. 2, for example, insulating oil, water, slurry, paper, wood, fiber, solvent, soil, paint, resin, ceramics, metal, blood, organism, etc. Can be exemplified, but the present invention is not limited to these.
[0033]
Note that, depending on the analysis target, a slurrying means 41, a solvent extracting means 42, or the like may be used.
The case where the slurrying means 41 is used is, for example, a case where a hardly decomposable substance in paper, wood, fiber or the like is measured.
The case where the solvent extracting means 22 is used is, for example, a case where a solvent, soil, paint, resin, ceramics, metal, blood, and a hardly decomposable substance in an organism are measured.
[0034]
Hereinafter, in the present embodiment, a description will be given by taking a PCB which is a hardly decomposable substance 12 as an example, but the present invention is not limited to this.
[0035]
Here, as the apparatus for the oxidative decomposition treatment, a hydrothermal oxidative decomposition apparatus that decomposes organic compounds into carbon dioxide (CO 2 ) or the like by an oxidative decomposition reaction in a heated and pressurized reactor is used.
[0036]
According to the above-mentioned hydrothermal decomposition means 13, PCB which is a hardly decomposable substance is not decomposed as it is, but other organic compounds are decomposed by hydrothermal oxidation.
FIG. 4 shows the relationship between the decomposition time and the residual ratio.
As shown in FIG. 4, it was found that PCB which is a hardly decomposable substance was intact, but organic compounds such as insulating oil were decomposed with time.
As shown in FIG. 4, after 1 minute, the residual ratio of the insulating oil was 1% or less, and even when this was analyzed, no obstructive effect of the analysis was observed.
[0037]
As shown in FIG. 4 (A), the solid phase / adsorbing means 12 has a solid phase adsorbent 22 inserted into an extraction column 21. The solid phase adsorbent is made of silica gel or alumina. ing.
[0038]
Silica gel or alumina was selected as the solid phase adsorbent 22 because it is suitable to efficiently adsorb and separate organic halides.
[0039]
The eluent 16 that elutes the organic halide held by the solid-phase adsorbent is not particularly limited as long as it is a solvent that elutes only the target organic halide. For example, when the organic halide is PCB, Examples thereof include non-polar solvents (for example, n-hexane), alcohols (for example, methyl alcohol and ethyl alcohol), toluene, dichloromethane, and acetonitrile. In particular, it is preferable to use n-hexane from the relation with the detector.
[0040]
Further, since it is necessary to monitor the wastewater at predetermined time intervals, a sample introducing means for periodically introducing a collected sample is provided to enable automatic sampling.
[0041]
In order to improve the analysis accuracy, if several samples are to be simultaneously performed at the same time as necessary, a plurality of the columns 21 are prepared, and the organic halide is solid-phased and adsorbed simultaneously. You may.
[0042]
Hereinafter, the extraction process of the solid phase / adsorption means 12 will be described with reference to FIGS.
{Circle around (1)} Conditioning Step In order to obtain a result with good reproducibility, the conditioning liquid 31 is supplied to the solid-phase adsorbent 22 before supplying the sample, and the conditioning is performed (see FIG. 4A).
(2) Holding Step Next, the sample 32 is introduced into the column 21 (see FIG. 4B). Here, it is assumed that the sample contains the PCB 33 as the target substance, the impurity X (unnecessary matrix), and the impurity Y (the other components in the matrix).
(3) Washing step Next, the impurities X retained in the solid-phase adsorbent 22 are washed away with a washing liquid (for example, methyl alcohol) (see FIG. 4C).
{Circle over (4)} Elution Step Next, the target substance PCB 33 held by the solid-phase adsorbent 22 is eluted with an eluent (n-hexane) 35. During this elution, the impurity Y remains in the solid phase adsorbent 22 and is separated from the PCB 33 (see FIG. 4D).
[0043]
FIG. 5 shows a process chart of solid-phase extraction using the above-mentioned organic halide detector.
{Circle around (1)} First, 20 mL of n-hexane is supplied to the solid phase adsorbent 22, and solid phase drying (evacuating) is performed for 5 minutes (S101).
{Circle over (2)} After flowing 20 mL of methyl alcohol and 20 mL of ultrapure water, a sample (0.1 to 1 L) is introduced, the PCB is collected, and solid phase extraction is performed (S102).
At this time, 1% of methyl alcohol was added to the sample. This addition of methyl alcohol has the function of dispersing the PCB.
{Circle around (3)} After that, 5 mL of a washing liquid (methyl alcohol) is flowed (flow rate: 0.3 cc / s) to wash (S103).
{Circle around (4)} Thereafter, the solid-phase adsorbent 22 is dried (evacuated) for 5 minutes (S104).
{Circle around (5)} Thereafter, the PCB is eluted with n-hexane at a flow rate of 0.3 cc / s (S105), and the volume is adjusted to 5 mL (S106).
{Circle around (6)} Next, 1 to 5 μl is analyzed by any one of analyzers such as a gas chromatograph analyzer (GC) or a liquid chromatograph analyzer (LC), an ultraviolet absorption spectrophotometer (UV), and an atomic absorption / emission analyzer. (S107), the PCB concentration is measured (S108).
{Circle around (7)} The column from which the PCB has been eluted can be backwashed with a mixture of n-hexane and acetone (1: 1), regenerated, and then subjected to PCB measurement again.
[0044]
Next, FIG. 6 shows an example of an analysis process using the batch type hydrothermal oxidative decomposition treatment apparatus.
As shown in FIG. 6, the hydrothermal oxidative decomposition treatment means 13 is supplied with the sample 11 containing the hardly decomposable substance 12 to be analyzed, the water 20 and the oxidizing agent 15 therein. I have.
[0045]
When the insulating oil containing PCB is decomposed, the hydrothermal oxidative decomposition treatment means 13 is decomposed by setting the temperature to 300 ° C. to 380 ° C., the pressure to 22 to 26.5 MPa, and the decomposition time to about 1 to 5 minutes. ing.
[0046]
Next, after the decomposition, the hexane solution 50 is supplied, and only the PCB is transferred to the hexane solution side.
[0047]
Next, the hexane solution is extracted and analyzed, so that the concentration of the PCB is measured by the analysis means 14.
[0048]
Next, an example of an analysis process using the continuous hydrothermal oxidative decomposition treatment apparatus is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the sample 11 to be analyzed, the water 20 and the oxidizing agent 15 are supplied to the hydrothermal oxidative decomposition treatment means 13.
[0049]
When the insulating oil containing PCB is decomposed, the hydrothermal oxidative decomposition treatment means 13 is decomposed by setting the temperature to 300 ° C. to 380 ° C., the pressure to 22 to 26.5 MPa, and the decomposition time to about 1 to 5 minutes. ing.
[0050]
Next, after the decomposed decomposition product 51 is cooled by the cooling means 18, the hexane solution 50 is supplied, and only the PCB is transferred to the hexane solution side by the PCB extraction means (stirring or mixing) 51.
[0051]
Next, the hexane solution and the wastewater are separated, and the concentration of PCB in the hexane solution is measured by the analysis means 14.
[0052]
In the present invention, examples of the harmful substance include, but are not limited to, PCB, paint containing PCB, PCB contaminants, etc., which are insulating oils used in transformers and capacitors.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the oxidative decomposition treatment is performed under the subcritical condition at the decomposition temperature of 300 to 380 ° C. and the pressure of 22 to 26 MPa. Oxidative decomposition of the analyte containing decomposable substances will be performed, and easily decomposable organic substances will be decomposed, but only hardly decomposable substances will remain, enabling rapid and accurate analysis of trace components. It becomes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a hydrothermal oxidative decomposition device according to the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram of a hydrothermal oxidative decomposition device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the decomposition time of PCB and insulating oil and the residual ratio.
FIG. 4 is a drawing illustrating an extraction process of a solid phase / adsorption means.
FIG. 5 shows a process chart of solid-phase extraction.
FIG. 6 is an analysis process diagram using a batch type hydrothermal oxidative decomposition treatment apparatus.
FIG. 7 is an analysis process diagram using a continuous hydrothermal oxidative decomposition treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Analysis system of hardly decomposable substance 11 DUT 12 Hardly decomposable substance 13 Hydrothermal oxidation treatment means 14 Analysis means 15 Oxidant

Claims (14)

被測定物中の微量難分解性物質濃度を測定する難分解性物質の分析システムであって、
難分解性物質を含む被測定物を分解する際に、上記難分解性物質を残留しつつ分解処理する水熱酸化処理手段と、
上記残留した難分解性物質を分析する分析手段とからなることを特徴とする難分解性物質の分析システム。
An analysis system for a hardly decomposable substance that measures a trace amount of a hardly decomposable substance in an object,
When decomposing an object to be measured containing a hardly decomposable substance, a hydrothermal oxidation means for decomposing while remaining the hardly decomposable substance,
An analysis system for a hardly decomposable substance, comprising an analysis means for analyzing the remaining hardly decomposable substance.
請求項1において、
上記水熱酸化処理手段が、分解処理温度が300〜380℃、圧力が22〜26MPaの条件で酸化分解処理することを特徴とする難分解性物質の分析システム。
In claim 1,
An analysis system for a hardly decomposable substance, wherein the hydrothermal oxidation treatment means performs an oxidative decomposition treatment at a decomposition treatment temperature of 300 to 380 ° C and a pressure of 22 to 26 MPa.
請求項1において、
上記水熱酸化処理手段がバッチ式の分解処理手段又は連続分解式の分解処理手段であることを特徴とする難分解性物質の分析システム。
In claim 1,
An analysis system for a hardly decomposable substance, wherein the hydrothermal oxidation means is a batch type decomposition treatment means or a continuous decomposition type decomposition treatment means.
請求項1において、
上記難分解性物質がPCBであることを特徴とする難分解性物質の分析システム。
In claim 1,
An analysis system for a hardly decomposable substance, wherein the hardly decomposable substance is PCB.
請求項1において、
上記分析手段が固相抽出手段を設けたことを特徴とする難分解性物質の分析システム。
In claim 1,
An analysis system for a hardly decomposable substance, wherein the analysis means includes a solid phase extraction means.
請求項5において、
上記固相抽出手段において、抽出溶剤がn−ヘキサンであることを特徴とする難分解性物質の分析システム。
In claim 5,
An analysis system for a hardly decomposable substance, wherein the extraction solvent is n-hexane in the solid phase extraction means.
請求項1において、
上記被測定物が絶縁油、水、スラリー、紙、木、繊維、溶剤、土壌、塗料、樹脂、セラミックス、金属、血液、生物のいずれかであり、微量のPCBを含有することを特徴とする難分解性物質の分析システム。
In claim 1,
The object to be measured is any one of insulating oil, water, slurry, paper, wood, fiber, solvent, soil, paint, resin, ceramics, metal, blood, and organisms, and contains a trace amount of PCB. Analysis system for persistent substances.
被測定物中の微量難分解性物質濃度を測定する難分解性物質の分析方法であって、
水熱酸化分解処理手段を用いて難分解性物質を含む被測定物を分解する際に、上記難分解性物質を残留しつつ分解処理する水熱分解処理工程と、
上記残留した難分解性物質を分析する分析工程とからなることを特徴とする難分解性物質の分析方法。
An analysis method for a hardly decomposable substance for measuring a trace amount of a hardly decomposable substance in an analyte,
When decomposing an object to be measured containing a hardly decomposable substance using hydrothermal oxidative decomposition processing means, a hydrothermal decomposition process step of decomposing while remaining the hardly decomposable substance,
An analysis step of analyzing the remaining hardly decomposable substance.
請求項1において、
上記水熱酸化処理工程の分解処理温度が300〜380℃、圧力が22〜26MPaであることを特徴とする難分解性物質の分析方法。
In claim 1,
An analysis method for a hardly decomposable substance, wherein the decomposition temperature in the hydrothermal oxidation step is 300 to 380 ° C and the pressure is 22 to 26 MPa.
請求項8において、
上記水熱酸化処理手段がバッチ式の分解処理手段又は連続分解式の分解処理手段であることを特徴とする難分解性物質の分析方法。
In claim 8,
The method for analyzing a hardly decomposable substance, wherein the hydrothermal oxidation means is a batch type decomposition treatment means or a continuous decomposition type decomposition treatment means.
請求項8において、
上記難分解性物質がPCBであることを特徴とする難分解性物質の分析方法。
In claim 8,
A method for analyzing a hardly decomposable substance, wherein the hardly decomposable substance is PCB.
請求項8において、
上記分析工程が固相抽出工程を有することを特徴とする難分解性物質の分析方法。
In claim 8,
An analysis method for a hardly decomposable substance, wherein the analysis step includes a solid phase extraction step.
請求項12において、
上記固相抽出工程において、抽出溶剤がn−ヘキサンであることを特徴とする難分解性物質の分析方法。
In claim 12,
The method for analyzing a hardly decomposable substance, wherein the extraction solvent is n-hexane in the solid phase extraction step.
請求項8において、
上記被測定物が絶縁油、水、スラリー、紙、木、繊維、溶剤、土壌、塗料、樹脂、セラミックス、金属、血液、生物のいずれかであり、微量のPCBを含有することを特徴とする難分解性物質の分析方法。
In claim 8,
The object to be measured is any one of insulating oil, water, slurry, paper, wood, fiber, solvent, soil, paint, resin, ceramics, metal, blood, and organisms, and contains a trace amount of PCB. Analysis method for persistent substances.
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