JP2004053356A - Method for monitoring harmful material and monitoring/purifying system - Google Patents

Method for monitoring harmful material and monitoring/purifying system Download PDF

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Takayuki Goto
後藤　崇之
Sumio Yamauchi
山内　澄男
Masahito Kaneko
金子　雅人
Takashi Ueda
上田　隆
Satoshi Okuno
奥野　敏
Yuji Nakajima
中嶋　祐二
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for monitoring harmful materials and a monitoring/purifying system which quantitatively measure the harmful materials existing in a monitored area on line and in real time and quickly reflect a measured result to operating conditions of a purifying apparatus. <P>SOLUTION: In the method for monitoring the harmful material which quickly and quantitatively measures the harmful materials existing in the particular monitored area on site and provides measurement information, (a) a raw material is gathered from the monitored area, (b) the gathered material is supplied to a narrow flow path of a minute reactor vessel and the monitored harmful materials contained in the raw material are prepared to be measured, (c) the monitored harmful materials are detected in the narrow flow path in the reactor vessel and (d) a detected data is signalized and transmitted to an external data processing apparatus. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境中に存在する有害物を監視する有害物のモニタリング装置、モニタリング方法及び監視・浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
排水、河川、湖沼、海洋、土壌、廃棄物浸出水等には人の健康を損なう有害な種々の物質（以下、単に有害物という）が含まれている。これらの有害物は微量であっても人体に重大な悪影響を及ぼす毒性の強いものと、少量の存在は許容されるが多量に存在すると人体に悪影響を及ぼすものとがある。例えば、前者には表１に示す各種の有害物が存在し、後者には表２に示す各種の有害物が存在する。
【０００３】
これらの有害物に関しては、地球環境の保護と人体の健康保護の観点から表１及び表２に示すように特定事業所からの排水基準値と環境中に許容される環境基準値とがそれぞれ法律や条例により定められ、その排出量や存在量が法的に規制されている。このため、該当する特定事業所では専用の浄化装置が処理場や排水路に備えられ、有害物の総排出量が規制され、また一般河川や湖沼などへ流入する生活排水についても公共の浄化設備等が普及してきている。
【０００４】
しかし、有害物の排出量が総量規制されるようになった現在においても、様々な要因から基準値を上回る場合が発生するので、有害物の監視体制を確立する必要がある。
【０００５】
このような社会的な要請に応えるために、例えば特開平９−６１４２０号公報、特開平７−６３７２５号公報、特開平５−１０９２１号公報、特開２００１−９６２９５号公報などに特定区域の有害物を監視するための技術が種々提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の監視技術においては、特定の監視対象区域で定期的に又は随時行われる有害物の定量計測に多くの時間を要するため、有害物計測データが浄化装置の稼動に即座に有効に反映されない。
【０００７】
また、従来の計測機器や分析装置は大型のものが多く、現場に持ち込むことができないので、採取場所で計測結果が得られない。例えば、監視対象が汚染土壌である場合は、現地で採取したサンプル土壌を分析装置が整った別所に搬送し、定常法を用いて分析するので、多大の労力と時間を要していた。
【０００８】
また、従来のサンプリング法においては、例えば図４の（ａ）に示すように、監視対象区域を複数の小区域Ａ１〜Ｃ３に分割し、小区域Ａ１〜Ｃ３の中央部１２０附近から１つずつサンプリングし、その分析結果に基づいて汚染度の高い区域Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２（要浄化区域）の土壌を全部掘削して浄化処理するので、薬剤の消費量が膨大になり、ランニングコストが過大になっていた。サンプリング数を増やして監視精度を向上させることも考えられるが、従来法では１試料当りの採取・分析費用が高価であるので、コストの増大を招いてしまう。
【０００９】
以上のように従来技術には様々な問題点があるために、関係各方面から監視対象区域における有害物の監視体制のさらなる充実が要望されている。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、監視対象区域に存在する有害物をオンラインでリアルタイムに定量計測でき、その計測結果を浄化装置の運転条件に迅速に反映させることができる有害物のモニタリング方法及び監視・浄化システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る有害物のモニタリング方法は、特定の監視対象区域に存在する有害物をその場で迅速に定量計測し、計測情報を提供する有害物のモニタリング方法において、（ａ）監視対象区域から原料を採取し、（ｂ）採取した原料を微小反応器の狭隘な流路に供給し、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とし、（ｃ）前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出し、（ｄ）検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る有害物の監視・浄化システムは、（ｉ）監視対象区域から原料を取り込む原料供給部と、（ｉｉ）採取した原料を狭隘な流路内に取り込み、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とする微小反応器を有する処理部と、（ｉｉｉ）前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出する検出器を有する計測部と、（ｉｖ）この計測部で検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信する計測信号出力部と、（ｖ）前記処理部で生成された反応生成物を前記微小反応器の流路から排出する生成物排出部と、（ｖｉ）前記微小反応器の狭隘な流路に向けて前記原料を所定の圧力で送給する送液手段と、（ｖｉｉ）前記原料供給部、前記処理部、前記計測部、前記計測信号出力部、前記生成物排出部ならびに前記送液手段にそれぞれ給電する電源部と、（ｖｉｉｉ）監視対象区域の原料に含まれる有害物を除去するか又は無害化処理する浄化装置と、（ｉｘ）前記計測部で検出したデータを信号化して出力する計測信号出力部と、（ｘ）この計測信号出力部から出力される信号を受信し、検出データに基づいて有害物の実測値を求め、その実測値を予め設定された所定の基準値と比較するデータ処理手段と、（ｘｉ）このデータ処理手段との間で通信回線を介して情報の授受を行い、該データ処理手段から得られる比較情報において前記実測値が前記基準値を上回った場合に、前記浄化装置を稼動させることができる制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この場合に、上記の処理部は複数の微小反応器を有することが好ましく、これらの微小反応器にそれぞれ１対１に対応するか、又は１対複数に対応する複数の検出器を上記の計測部が有することが好ましい。このように複数の微小反応器と検出器とを組み合せることにより一回の計測で同時に多成分をリアルタイムで検出することが可能になり、環境に存在する有害物をその場で迅速かつ多面的に監視することができるようになる。
【００１４】
また、原料供給部、処理部、計測部、計測信号出力部、生成物排出部、送液手段、電源部ならびに制御手段は、単一の容器に収納されていることが望ましく、さらに自走式動力源の上に搭載されて自律的に走行できることが望ましい。このようにすると監視区域内を広範囲にわたり多点計測することができ、定点計測法よりもさらに高精度の監視体制を確立することが可能になる。
【００１５】
また、平面方向ばかりでなく深さ方向にも有害物を多点計測することが可能になり、立体的な汚染分布状況を高精度に把握することができ、監視対象区域の浄化処理を効率良く行うことが可能になる。例えば監視対象が汚染土壌である場合は、浄化処理に用いる薬剤等の消費量を大幅に削減することができるので、全体として処理コストが低減される。
【００１６】
通常、微小反応器内の流路は、幅２０〜５００μｍ、深さ２０〜１００μｍの矩形断面又は円形断面とする。この場合に、流路幅は１００±２０μｍとすることが望ましい。流路幅および深さが２０μｍを下回ると、圧力損失が過大になり、液が容易に通流しなくなる。一方、流路幅および深さが１００μｍを上回ると、原料から有機溶媒中への有害物の抽出に時間がかかりすぎるようになり、迅速な検出という目的が達成されなくなるからである。但し、試薬液と有機溶媒との二層流は流路の深さ方向に形成されるので、流路の深さを１００μｍ以下に規制してあれば、拡散の影響が現われない範囲として流路幅を最大５００μｍまで拡張することができる。
【００１７】
さらに溶媒を狭隘な流路に供給して該流路内で原料／試薬液の混合液と溶媒との二層流を形成し、原料／試薬液の混合液中の反応生成物を溶媒のほうに抽出する場合に、微小反応器の流路内で試薬液と有機溶媒との二層流が形成される有効長さを２０〜５０ｍｍとすることが望ましい。この流路長さが２０ｍｍを下回ると、検出に十分な量の有害物が抽出できなくなり、計測精度が劣化する。
【００１８】
一方、流路長さが５０ｍｍを上回ると、圧力損失が増大するとともに、計測時間が長くなるからである。通常、微小反応器と光学検出器とを組み合せて計測する場合に、その計測時間は通常数十秒〜数十分間の程度となる。光学検出器と組合せ可能な検出方法として原子吸光分析法（ＡＡＳ）、高速液体クロマトグラフィ法（ＨＰＬＣ）、ガスクロマトグラフィ法（ＰＴ−ＧＣ（ＥＣＤ）（ＦＩＤ））、ガスクロマトグラフィ法（ＨＳ−ＧＣ）、溶媒抽出ガスクロマトグラフィ法（溶媒抽出ＧＣ）、プラズマ発光分析・原子発光分析法（ＩＳＰ−ＡＥＳ）、プラズマ発光質量分析法（ＩＳＰ−ＭＳ）などをあげることができる。光学検出器の発光素子にはフォトダイオードやレーザ発振器を用いることができる。
【００１９】
なお、原料と試薬との混合を開始してから反応が完了するまでに１時間程度の潜伏期間を要する有害物も存在するが、大部分の有害物は短時間のうちに計測可能な状態とすることができる。このように潜伏期間が長い物質を計測する場合は、反応流路内の計測対象溶液をヒータ加熱して反応速度を増大させるようにしてもよい。
【００２０】
例えば、計測対象が重金属類である場合は、先ず試薬を原料と混合して金属錯体（例えば、Ｃｕ錯体、Ｃｏ錯体）を生成し、さらに有機溶媒を流路内に導入して有機溶媒／被計測溶液の二層流を形成し、反応生成物を有機溶媒中に抽出する。なお、計測対象物質のうちには有機溶媒に溶けないものもあるので、反応流路内への有機溶媒の添加注入は必須のものではなく任意である。また、有機溶媒のなかには測定を邪魔する共存物が移動し、水層のほうに測定試料が残る場合もある。
【００２１】
また、送液手段には吐出圧力が１０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２のマイクロポンプを用いることが望ましい。ポンプ吐出圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２を下回ると、微小反応器の流路への送液が困難になる。一方、ポンプ吐出圧力が２００ｋｇｆ／ｃｍ２を上回ると、微小反応器を構成する基板と蓋との間隙から液が漏れ出すか、又は流路の周囲壁が破壊される（通常の場合は接着された蓋が基板から剥離する）おそれがあるからである。従って、微小反応器の構造や材質に応じてポンプ吐出圧力を慎重に制御する必要がある。なお、マイクロポンプの駆動方式にはシリンジ方式、シリンダ方式、ロータリ方式、軸流方式など各種の駆動方式を採用することができるが、その全体容積は１０ｃｍ３以下とすることが好ましい。
【００２２】
通常、微小反応器の構成部材（基板と蓋）としては透明な石英ガラスを使用し、その流路の形成にはフォトリソグラフィ技術を利用する。微小反応器の基板材料には石英ガラスの他にソーダ灰ガラス、耐食性エンジニアリングプラスチック、シリコン、ステンレス鋼、チタン、チタン合金などを用いることも可能である。
【００２３】
また、データ処理装置が検出データを受信し、受信データに基づいて有害物量の分布状況を把握し、これを画面上に表示して監視対象区域内の有害物量の経時変化をリアルタイムに遠隔監視することが望ましい。特定事業所のオペレータは、画面上に表示された有害物量の分布状況を見て、監視対象区域内での有害物の上昇に対して迅速に対処することができるようになる。
【００２４】
さらに、通信回線を介して監視対象区域内の有害物量の経時変化をリアルタイムに画面上に表示させることが望ましい。特定事業所や公共の監視対象区域をユーザー（事業者又は公共機関）に代わって監視し、有害物量が上昇して基準値を超えようとする場合に、当該ユーザーに対して事前に情報提供する。これによりユーザーは浄化装置を稼動させ、予防保全的に基準値を下回る健全な環境を維持することができるようになる。
【００２５】
さらに、検出データに基づいて有害物の実測値を求め、その実測値を予め設定された所定の基準値と比較し、その比較結果において実測値が基準値を上回った場合に、浄化装置を稼動させるか又はその稼動率を上昇させることが望ましい。浄化装置を常時稼動することは、環境保全の観点からは望ましいが、運転コストの観点からは消費エネルギコストが増大するので望ましくない。そこで、本発明を用いて監視対象区域の有害物量をその場でリアルタイムに計測し、その結果に応じて浄化装置を効率良く稼動させることにより、消費エネルギコストを低減することができるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１〜図１２を用いて説明する。
本実施形態のモニタリングシステムはごみ焼却場や灰捨場の浸出水処理装置に用いられるものである。図１に示すように、監視対象区域としての廃棄物埋立地１０３には多数のモニタリングポスト７０Ａ〜７０Ｄ，７２，７３が立設され、有害物を含む浸出水が非汚染地１０２，１０４に漏れ出すのを監視するようにしている。廃棄物埋立地１０３は、面積が約１００ｍ×１００ｍの傾斜地であり、底部に遮水シート１０５が敷かれている。この廃棄物埋立地１０３から漏れ出す汚染水は、図示しない埋設管により斜面下方側の浸出水処理装置１２に集められ、浄化処理（無害化処理）されるようになっている。
【００２７】
第１のモニタリングポスト７０Ａ〜７０Ｄは、廃棄物埋立地１０３に近接する非汚染地１０４に並べて設けられ、汚染水の浸出をエリアごとに分けて監視するものである。例えば、モニタリングポスト７０Ａは図中にて左方端の区域ａを、次のモニタリングポスト７０Ｂは図中にて中央左方の区域ｂを、次のモニタリングポスト７０Ｃは図中にて中央右方の区域ｃを、次のモニタリングポスト７０Ｄは図中にて右方端の区域ｄをそれぞれ分担して監視している。
【００２８】
第２のモニタリングポスト７２は、廃棄物埋立地１０３の各エリアに多数が立設され、監視対象区域内に残存する有害物量をエリアごとに監視している。各モニタリングポスト７２の下端部は遮水シート１０３まで達し、深さ方向（数十センチメートルから数メートル）にも有害物を監視することができ（図２参照）、例えば図３に示すように監視対象区域の地表１０６から遮水シート１０５に至るまでの有害物量の分布を計測することが可能である。図３では例えば地表１０６から約２／３の深さが最も有害物濃度が高く、重度に汚染されていることが分かる。
【００２９】
第３のモニタリングポスト７３は、廃棄物埋立地１０３に隣接する両側の非汚染地に左右一対が設けられ、その下端部は遮水シート１０３より更に下方に達し、遮水シート１０５からの漏水を監視している。
【００３０】
図２に示すように、第１乃至第３のモニタリングポスト７０Ａ〜７０Ｄ，７２，７３は、上下直列に連結された複数のセグメント７１ａ〜７１ｅからなるものである。各セグメント７１ａ〜７１ｅはモニタリング装置１０を内蔵し、それぞれが監視対象土壌から浸出してくる浸出水を取り込み、その中に有害物がどの程度の量で含まれるかを定量分析できるようになっている。モニタリング装置１０は後述するように通信機能を備えたものであり、各ポストセグメントのモニタリング装置１０からの計測データは浸出水処理装置１２に集められるようになっている。浸出水処理装置１２は、各所から送られてきた計測データに基づいて浸出水を効率良く浄化処理するように稼動される。
【００３１】
図５〜図１１を参照してモニタリング装置１０について詳しく説明する。
【００３２】
図５に示すように、モニタリング装置１０は、大きく分けて処理部２、原料供給部３、生成物排出部４、計測部５Ａ、計測信号出力部５Ｂ、電源部５Ｃで構成され、これら全ての部２〜５Ｃが単一の容器８のなかに収納されている。この容器８は、軽量の耐食性材料からなり、各部２〜５Ｃを外部環境から保護するための外装ハウジングとしての機能と、各部２〜５Ｃをコンパクトに実装するための支持フレームとしての機能とを兼ね備えている。容器８の概略の容積は数十ｃｍ３程度である。容器８は中空の円筒体、直方筒体、回転楕円筒体、三角翼筒体など種々の形状とすることが可能であるが、そのレイアウトにおいて少なくとも容器８の一端部（前部）には原料供給部３を配置し、他端部（後部）には生成物排出部４を配置し、両者３，４の中間（中央部）には処理部２、計測部５Ａ、計測信号出力部５Ｂ、電源部５Ｃを配置することが望ましい。このようなレイアウト構成にすると、監視対象区域１００から原料を取り込みやすくなるとともに、計測後に生成物を排出しやすくなるからである。
【００３３】
処理部２は、微小反応器（マイクロリアクタ）２０ａを備えている。微小反応器２０ａには原料供給部３から原料、試薬液、有機溶媒がそれぞれ供給され、原料中の有害物が検出可能な状態となるように化学的に処理される。すなわち、微小反応器の一方の流路２２に原料が層流となる条件で供給するとともに、他方の流路２３に試薬液が層流となる条件で供給し、両者を合流させて混合し、反応流路２１ａにおいて有害物の反応生成物を生成するとともに、さらに他の流路２４から有機溶媒を反応流路２１ａに導入して有機溶媒と原料／試薬混合液との二層流を形成し、反応生成物を二層流の有機溶媒の流れのなかに抽出し、有害物を計測可能な状態とする。
【００３４】
本実施形態のモニタリング装置１０では、処理部２を原料供給部３の一端側から生成物排出部４の一端側までにわたり設けている。処理部２には後述の微小反応器２０ａの反応流路２１ａに他の流路２４を合流させ、反応流路２１ａから排出流路２５を分岐させ、さらに反応流路２１ａそのものの有効長さを確保する必要があるからである。処理部２の理想的な長さは５０ｍｍとすることが望ましい。本実施例の反応流路２１ａ，２１ｂには、最低限必要な反応行程長さを確保するために蛇行部分が形成されている。これらの流路２１ａ，２１ｂ，２１〜２９はフォトリソグラフィ技術を利用してパターン形成される。
【００３５】
原料／試薬液の混合液中の反応生成物を溶媒のほうに抽出する場合に、微小反応器の流路内で試薬液と有機溶媒との二層流が形成される有効長さを２０〜５０ｍｍとすることが望ましい。この流路長さが２０ｍｍを下回ると、検出に十分な量の有害物が抽出できなくなり、計測精度が劣化するからである。一方、流路長さが５０ｍｍを上回ると、圧力損失が増大するとともに、計測時間が長くなるからである。
【００３６】
なお、微小反応器内の流路（チャネル）は、図９に示すように蛇行させてもよいし、ジグザグ、カーブ、あるいは三次元積層流路など種々の形態の回路に設計することができるので、処理部２の長さを５０ｍｍより短くすることも可能である。
【００３７】
処理部２と並列に計測信号出力部５Ｂ、電源部５Ｃ、計測部５Ａがこの順に配置されている。電源部５Ｃを計測部５Ａおよび計測信号出力部５Ｂの間に配置したのは、電源部５Ｃを計測部５Ａと計測信号出力部５Ｂとで共用するためである。
【００３８】
図１０を参照してモニタリング装置の各部の構成を詳しく説明する。
原料供給部３は、監視対象区域１００から原料を採取するための吸引ノズル３４を備えている。吸引ノズル３４はフィルタ３５を介してマイクロポンプ６の吸込み口に連通している。さらにポンプ６の吐出側は微小反応器の一方側の主流路２２に連通している。吸引ノズル３４の吸引口は監視対象区域１００の液面下に位置している。ポンプ６を駆動させると、監視対象区域１００から原料が吸い上げられ、ライン２２を通って微小反応器２０ａの反応流路２１ａに原料が導入されるようになっている。なお、吸引ノズル３４は、通常はフレーム容器８に支持固定され、静止して動けないものであるが、さらに昇降機構を取り付けて上下方向に移動可能としてもよい。このようにすると、ノズル３４の吸引口を監視対象区域１００の液中に浸漬させることができ、また液中から引き上げることもできるので、微小反応器の主流路２１ａに残留する原料を排出しやすくなり、流路２１ａの洗浄も容易になる。
【００３９】
さらに、原料供給部３は、試薬供給源３２および有機溶媒供給源３３を備えている。試薬供給源３２は微小反応器の他方側の主流路２３に連通し、他のマイクロポンプ６により試薬液（例えば、２−ｎｉｔｒｏｓｏ−ｎａｐｈｔｈｏｌ）が微小反応器２０ａに送液されるようになっている。流路２２，２３は合流点にて合流している。
【００４０】
有機溶媒供給源３３は微小反応器の下流側の導入流路２４に連通し、他のマイクロポンプ６により有機溶媒（例えば、ｍ−ｘｙｌｅｎｅ）が導入流路２４を介して反応流路２１ａに送液されるようになっている。
【００４１】
次に、計測部５Ａ，計測信号出力部５Ｂ，電源部５Ｃについて説明する。
計測部５Ａは、主コントローラ５０および複数の検出器５１ａ〜５１ｎを備えている。主コントローラ５０は、計測系統ばかりでなく通信系統およびユーティリティ系統をも含む装置全体を統括的に制御する役割を有する。装置のメインスイッチをＯＮすると、内蔵電源からＣＰＵに給電され、所定のオペレーションシステムが起動されて主コントローラ５０は待機状態にされる。
【００４２】
検出器５１ａ〜５１ｎは、フォトダイオード（ＰＤ）やレーザ発振器のような発光部と光電変換素子のような受光部およびその周辺機器を備えた光学分析機器類からなり、それぞれが表１および表２に示した各種の測定方法に対応して設けられ、処理部２の微小反応器２０ａ，２０ｂの流路２１ａ，２１ｂを通流する有害物含有生成物を検出するためのものである。例えば検出器は、光学測定系を有し、光源から出射する測定光がレンズ，フィルタ，レンズ，ビームスプリッタを経て、石英フローセルを流れる混合液を透過し、レンズを通ってフォトダイオードで受光し、その出力信号を計測部に送る、このとき石英フローセルでは所定波長の吸光度を測定する。
【００４３】
計測信号出力部５Ｂは、送受信機５４を備えている。送受信機５４は主コントローラ５０との間で信号の授受を行うとともに、外部の送受信機（図示せず）との間でも信号の授受を行うものである。特に、送受信機５４は、主コントローラ５０から送られてきた有害物の検出データを信号化して外部の監視センターや浄化処理装置の受信機に向けてリアルタイムで送信することができる。なお、本実施形態では外部との通信手段として送受信機を用いているが、本発明では受信機は任意のものであり、通信手段としては送信機のみを搭載するだけであっても本発明の目的は達成される。
【００４４】
電源部５Ｃは、補助コントローラ５５および電源５６を備えている。補助コントローラ５５は、主コントローラ５０からの指令を受けて電源５６を制御する電源専用の制御器として機能する。電源５６は補助コントローラ５５からの指令に従って各所のポンプ６に給配電するようになっている。なお、電源５６には各種の二次電池（例えばリチウムイオン電池）又は蓄電池が用いられる。
【００４５】
計測部５Ａにおいて例えば原子吸光分析法（ＡＡＳ）を用いて検出する場合は、図９および図１０に示すようにフォトダイオード５２ａから測定光を微小反応器の流路２１内を通流する液に照射し、その透過光を光電変換受光素子５２ｂが受光し、その受光信号を検出器５１ａに送る。次いで、検出器５１ａは受光信号を主コントローラ５０に入力する。次いで、主コントローラ５０は、入力信号と所定の算式とに基づいて有害物のＡＡＳ実測値を算出し、その結果を計測信号出力部５Ｂの送受信機５４に送る。さらに、送受信機５４は外部受信機にＡＡＳ検出情報をデータ送信する。
【００４６】
生成物排出部４は、分岐流路２５、２つの合流流路２６，２７、ドレインライン２８、ポンプ６、酸液供給源４２、アルカリ液供給源４３、放出部４４を備えている。分岐流路２５は、微小反応器の主流路２１ａから分岐し、二層流のうち試薬液＋原料のほうの流れをドレインライン２８に導くものである。この分岐流路２５には排出液を中和するために２つの合流流路２６，２７が連通している。一方の流路２６を通って酸液供給源４２からポンプ６により供給される酸液が排出液に合流し、他方の流路２７を通ってアルカリ液供給源４３からポンプ６により供給されるアルカリ液が排出液に合流し、排出前に液が中和されるようになっている。ドレインライン２８の末端には放出部４４が設けられ、液が監視対象区域１００に排出されるようになっている。
【００４７】
なお、上記の装置は備えていないが、生成物排出部４にさらにサンプル貯留部を設け、微小反応器２０ａに取り込んだ原料の一部をサンプルとして一時的に貯留して持ち帰るようにしてもよい。
【００４８】
また、上記装置の送液回路にはポンプとフィルタのみを示したが、図示はしていないが実際には各種のバルブ、流量計、圧力計、センサが送液回路の適所にそれぞれ取り付けられている。
【００４９】
次に、マイクロポンプ６について説明する。
図８に示すように、本実施形態の装置にはシリンジ方式のマイクロポンプ６を用いた。マイクロポンプ６のロッドテール６２には図示しないボールスクリュウ機構の駆動部が連結されている。シリンダ（シリンジ）６１の先端部には可撓性のダイヤフラムコネクタ６６が取り付けられ、このダイヤフラムコネクタ６６を介してシリンダ６１はアダプタ１９に連結されている。シリンダ先端の注入口６５はダイヤフラムコネクタ６６で取り囲まれた液溜め６７のスペースにて開口している。この液溜め６７は導入口６８を介してアダプタ１９の複数の流路１９ａ，１９ｂに連通している。複数のアダプタ流路１９ａ，１９ｂは処理部２の微小反応器の各流路２２，２３，２４，２６，２７にそれぞれ連通している。
【００５０】
補助コントローラ５５にバックアップされた電源５６からボールスクリュウ機構のモータに給電すると、ロッドテール６２が押し下げられ、シリンダ６１内の液６４がピストンヘッド６３により押されて、シリンダ先端の注入口６５から液溜め６７に注入され、さらに導入口６８を通ってアダプタ流路１９ａ，１９ｂに流れ込むようになっている。
【００５１】
なお、マイクロポンプの駆動方式には本実施形態のシリンジ方式の他にシリンダ方式、ロータリ方式、軸流方式など各種の方式を採用することができる。
【００５２】
次に、処理部の微小反応器の動作について説明する。
上流側の流路２２，２３，２４に原料供給部３から原料、試薬液、有機溶媒をそれぞれ供給し、原料中の有害物を検出可能な状態とする。そのために先ず原料と試薬液とは流路２２，２３の合流点にて混合され、さらに混合液は反応流路２１ａ内を流れる間に導入流路２４から導入される有機溶媒と平行な二層流を形成する。ちなみに、反応流路２１ａは、例えば図９に示すように行程をかせぐために蛇行しており、ここで原料と試薬液とを十分に反応させて反応生成物を確実に得るとともに、平行二層流において原料／試薬混合液中の反応生成物を有機溶媒に溶解抽出させることができる。すなわち、有機溶媒は、原料中の有害物が試薬と反応して生成される生成物を溶解抽出させ、計測部５Ａにより有害物を検出可能な状態とするものである。なお、反応流路２１ａ内において有機溶媒が原料／試薬混合液と平行な二層流を形成するように、各ポンプ６の送液圧力がそれぞれ制御されるとともに、導入流路２４は反応流路２１ａに対してほぼ平行に設けられている。
【００５３】
反応流路２１ａの下流側には計測部５Ａの光学センサ５２ａ，５３ａが対向して配置され、発光センサ５２ａから検出光が反応流路２１ａ内の液流に向けて出射され、液流を透過した透過光を受光センサ５３ａにより検出する。
【００５４】
さらに、反応流路２１ａは２つの流路２１ｂ，２５に分岐している。一方の流路２５は生成物排出部４の放出部４４に連通するドレインラインであり、反応流路２１ａ中の原料／試薬混合液（反応生成物を含む）を外部に排出するためのものである。他方の流路２１ｂは第２の微小反応器２０ｂに連通している。この流路２１ｂには２つの導入流路２６，２７が合流している。
【００５５】
一方の導入流路２６は酸液供給源４２に連通している。この導入流路２６を介して希塩酸のような酸液が流路２１ａ内に導入され、反応生成物を含む液流と平行な酸液の層流が形成されるようになっている。他方の導入流路２７はアルカリ液供給源４３に連通している。この導入流路２７を介して水酸化ナトリウム溶液のようなアルカリ液が流路２１ａ内に導入され、反応生成物を含む液流と平行なアルカリ液の層流が形成される。
【００５６】
このようにして第２の反応流路２１ｂ内には酸液／反応生成物含有液／アルカリ液からなる三層流が形成され、この三層流に第２の発光センサ５２ｂから検出光が照射され、その透過光を第２の受光センサ５３ｂが受光する。すなわち、本実施形態の装置によれば一台で多成分を検出することができる。なお、微小反応器は、図５に示す装置１０のように一つのみとしてもよいし、図６及び図７に示す装置１０Ａのように複数（図示の例では３つ）としてもよい。後者の場合は、微小反応器２０ａ，２０ｂ，２０ｃにそれぞれ１対１に対応する複数の検出器５１ａ，５１ｂ，５１ｃを計測部５Ａに設ける。
【００５７】
さらに、第２の反応流路２１ｂは下流側で２つの流路２８，２９に分岐している。一方の分岐流路２８は廃液タンク（図示せず）に連通し、使用済みの酸液を廃液タンクに回収するようになっている。他方の分岐流路２９は別の廃液タンク（図示せず）に連通し、使用済みのアルカリ液を廃液タンクに回収するようになっている。このように廃液をタンクに回収することで本発明装置による環境の二次汚染を防止することができる。
【００５８】
図１１に示すように、微小反応器２０ａは基板２０Ｂに蓋２０Ｃを重ねて貼り合わせてなるものであり、基板２０Ｂの表面に形成された溝に蓋２０Ｃが被せられることにより断面矩形の狭隘な流路（チャネル）２１〜２４が規定されている。基板２０Ｂと蓋２０Ｃとの接合には材質に応じて種々の接合法を採用することができる。基板２０Ａおよび蓋２０Ｃが石英ガラスである場合は、通常、接着剤を用いて蓋２０Ｃを基板２０Ｂに接着する。材質がシリコンである場合は、通常、熱拡散接合法を用いて蓋２０Ｃを基板２０Ｂに接合する。
【００５９】
次に、微小反応器の流路（チャネル）の深さと圧損との関係について説明する。
図１２は横軸に流路（チャネル）深さｄ１（μｍ）をとり、縦軸に圧損（ｋｇｆ／ｃｍ２）をとって前者が後者に及ぼす影響について調べた結果を示す特性線図である。図中の特性線Ａから明らかなように、チャネル深さｄ１が２０μｍ以上の場合は圧損が無視できるほどに小さいが、チャネル深さｄ１が２０μｍを下回るようになると圧損が急激に増大する。これから微小反応器の流路の深さｄ１を２０μｍ以上とすることが好ましいことが判明した。
【００６０】
次に、上記装置のモニタリング動作について概略説明する。
装置のメインスイッチをＯＮすると、主コントローラ５０のオペレーションシステムが起動され、次いで作業プログラムが起動される。この作業プログラムの起動により監視対象区１００に存在する有害物の検出項目が表１および表２から選択される。この検出項目に応じて有害物の計測に適した微小反応器と検出器との組合せが選ばれる。主コントローラ５０は、ポンプ６、電源５６、吸引ノズル３４、検出器５１ａ〜５１ｎなどハード面の準備が整うまでの間は待機状態に入る。この待機中に微小反応器の主流路２１ａを洗浄液で洗浄するようにしてもよい。
【００６１】
ハード面の準備が完了すると、主コントローラ５０は、補助コントローラ５５に指令信号を送り、試薬供給源用ポンプ６と有機溶媒供給源用ポンプ６とをそれぞれ駆動させ、微小反応器の一方の流路２２に試薬液が層流となる条件で供給するとともに、他方の流路２３に有機溶媒が層流となる条件で供給し、両者を主流路２１ａに合流させ、試薬液と有機溶媒との二層流を形成する。
【００６２】
次いで、吸引ノズル３４の吸引口を監視対象区域１００の液中に浸漬させ、原料取り込み用ポンプ６を駆動させ、監視対象区域１００から原料を吸い上げ、ライン２４を介して微小反応器２０ａの主流路２１ａに原料を導入する。原料は二層流のうち試薬液の流れのほうに合流し、該原料に含まれる有害物が試薬と化学反応を起こし、反応生成物（例えば金属錯体）が生成される。この反応生成物は主流路２１ａのなかを層流状態で流れるうちに平行に流れる有機溶媒のなかに溶け込み抽出される。ちなみに、微小反応器の流路内で反応と抽出に寄与する液の拡散時間は僅かに数秒から数分間（従来の一万分の一（１×１０−４））の程度であるので、短時間での計測が可能になる（表３参照）。
【００６３】
この抽出生成物は計測部５Ａにおいて検出される。すなわち、発光部５２ａから測定光を主流路２１ａ内を通流する液に照射し、その透過光を受光部５２ｂが受光し、その受光信号を検出器５１ａに送る。次いで、検出器５１ａは受光信号を主コントローラ５０に入力する。次いで、主コントローラ５０は、入力信号と所定の算式とに基づいて有害物の実測値を算出し、その結果を計測信号出力部５Ｂの送受信機５４に送る。さらに、送受信機５４は、主コントローラ５０から送られてきた有害物の検出データを信号化して外部の監視センターや浄化処理装置の受信機に向けてリアルタイムでデータ送信する。
【００６４】
一方、主流路２０ａ内を流れる原料および試薬は分岐流路２５において分離され、ドレインライン２８を通って装置外に排出される。このとき、一方の流路２６を通って酸液供給源４２からポンプ６により供給される酸液が排出液に合流し、他方の流路２７を通ってアルカリ液供給源４３からポンプ６により供給されるアルカリ液が排出液に合流し、排出前に液が中和される。最終的にはドレインライン２８の末端に設けられた放出部４４から監視対象区域１００に廃液が放出される。なお、一回の計測で本発明装置から放出される廃液量は１ｍｌ（従来の千分の一（１×１０−３））と極少量であるので、実質的に監視対象区域１００の二次汚染は発生しない（表４参照）。
【００６５】
表３に本発明に微小反応器を用いることの種々の利点とその要因とについて示す。
【００６６】
表４に環境ホルモンとしてフタル酸エステルを分析する場合を例にとって、手法、工程数、分析時間、廃棄物量、検出感度、装置サイズのそれぞれについて本発明を従来法と比較して示す。
【００６７】
表５に、計測地点、同時モニタリング、試薬消費量について本発明を従来法（従来システム）と比較して本発明の効果を示す。
【００６８】
次に、図４を参照して本発明の利点を従来法と比べて説明する。
【００６９】
従来のサンプリング法では、図４の（ａ）に示すように、監視対象区域を複数の小区域Ａ１〜Ｃ３に等分割し、各区域Ａ１〜Ｃ３の中央部から代表してサンプルを１つずつ採取し、各分析結果から汚染度に応じて各区域を三段階に分けて格付け評価していた。すなわち、汚染度が高いと判定された区域は要浄化区域（網掛斜線領域）に、汚染されてはいるが汚染度が低いと判定された区域は汚染監視区域（斜線領域）に、汚染されていないと判定された区域は非汚染区域（空白領域）にそれぞれ区分する。図示の例では、汚染度の高い要浄化区域Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２の土壌を全部掘削して浄化処理しなければならないので、薬剤の消費量が膨大になり、浄化処理コストが過大なものになっていた。
【００７０】
これに対して本発明方法においては、図４の（ｂ）に示すように、監視対象区域に多数のモニタリングポスト７２を埋設して有害物を計測するので、監視対象区域の計測分担面積が細分化され、モニタリング精度が飛躍的に向上する。図示の例では、汚染度の高い要浄化区域Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２（網掛斜線領域）の面積が小さくなっている。また、汚染監視区域Ｂ１，Ｃ３（斜線領域）の面積も小さくなっている。このように本発明方法によれば、浄化対象区域（要浄化区域および汚染監視区域の合計）を面積率で従来との比較で３０％程度も低減することができる。
【００７１】
本実施形態によれば、多数のモニタリングポストを用いて監視対象区域をきめこまかく細分化して平面方向にも深さ方向にも有害物量を計測するので、有害物による汚染分布状況を高精度に監視することができ、それに応じて効率の良い浄化処理を行うことができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、監視対象区域の有害物をその場でリアルタイムに検出することができる（その場計測）。また、微小反応器により溶液中の複数の有害物を同時に検出することができる（同時多成分検出）。さらに、送信器により検出データを外部情報局（監視センター）に送り、その受信データに基づいて計測対象区域における有害物量の分布状況を遠隔監視することができる（リアルタイム遠隔監視）。
【００７３】
（第２の実施形態）
次に、図１３〜図１５を参照して第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００７４】
本実施形態のモニタリングシステムは汚染土壌を浄化する場合に用いられるものである。図１３に示すように、監視対象区域にはバリアー２０４および覆い２０５が設置され、有害物で汚染された土壌１１１が外部から遮蔽された状態で浄化設備２００により浄化処理されるようになっている。浄化設備２００は、ベルトコンベア２０１、処理ホッパ２０２、掘削装置およびその他の付属機器類を備え、処理ホッパ２０２内で汚染土壌１１１に含まれる有害物を除去するか無害化処理し、浄化土壌１１２としてホッパ２０２の下部から排出するようになっている。
【００７５】
モニタリングポスト８０が監視対象区域の内外各所に立設されている。すなわち、深いバリアー２０４で取り囲まれた処理対象土壌１１１の第１区域に第１ポスト８０が立てられ、覆い２０５の内側ではあるが浅いバリアー２０４で囲まれた第２区域に第２ポスト８０が立てられ、非汚染土壌１１０の監視対象区域外にも第３のポスト８０が立てられている。モニタリングポスト８０は長いものでは約１０メートルにも及び、その最下部は浸出水・地下水１１３の深さまで達している。モニタリングポスト８０は垂直方向に直列に並ぶ複数のマイクロ分析チップ（検出器内蔵）およびセンサ部（微小反応器内蔵）を具備し、深さ方向に有害物を定量計測できるものである。なお、モニタリングポスト８０の長さは数メートルから１０メートル程度までの各種を揃えることができる。また、モニタリングポスト８０の外径は数センチメートル（２０〜５０ｍｍ）のものを各種揃えることができる。
【００７６】
図１４および図１５を参照してモニタリングポスト８０について詳しく説明する。モニタリングポスト８０は長手方向に直列に並ぶ複数のポストセグメント８１ａ〜８１ｅからなるものである。各ポストセグメントは、複数の微小反応器を有するセンサ部８３と、このセンサ部８３に通信線８４を介して接続された複数のマイクロ分析チップ８２とを備えている。センサ部８３は内蔵する微小反応器の流路に土壌や地下水を取り込み、これら計測対象物と直接接触して計測することができるようになっている。このセンサ部８３で検出したデータは通信線８４を通って複数のマイクロ分析チップ８２に送られ、複数種の有害物が同時に分析・計測されるようになっている。分析・計測データは主コントローラ５０に送られ、監視システムの画面に表示され、実測値が基準値を超えた場合に浄化設備２００が稼動するようになっている。
【００７７】
本実施形態のシステムによれば、監視対象区域の深さ方向への計測と平面方向への計測とにより、全体の汚染状況を的確に把握することができ、汚染分布を高精度に予測することができる。このため、監視対象区域の汚染分布状況に応じて浄化装置を適正に稼動させることが可能になり、浄化装置の運転コストが低減されるとともに浄化装置の寿命延長を図ることができる。
【００７８】
（第３の実施形態）
次に、図１６〜図２０を参照して第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００７９】
本実施形態の監視・浄化システムは、複数の監視対象区域で計測したデータを専用回線やインターネットのような情報通信回線を介して複数のユーザーに配信し、それに応じてユーザーは浄化装置を予防保全的に稼動させることができるシステムである。
【００８０】
図１６に示すように、上記のモニタリングポスト８０を用いて３つの監視対象区域ａ〜ｃの有害物が計測され、それらの計測データが各処理装置１２ａ〜１２ｃを介して監視情報センターに送られ、ホストコンピュータ９１のデータベースに格納されるとともに、ホストコンピュータ９１で加工された計測データがサーバー９２から専用回線やインターネットのような情報通信回線を介してユーザー端末ＰＣ９３ａ〜９３ｃに配信されるようになっている。各ユーザーは端末ＰＣ９３ａ〜９３ｃの画面に表示された監視対象区域内の汚染分布状況を見て、それに基づき浄化設備２００等を稼動させて汚染土壌を浄化処理するようになっている。
【００８１】
ホストコンピュータ９１は、全国各地の過去数十年間にわたる公害や環境汚染に関する記録および今後数年間にわたる有害物に関する中期・長期の予測を含むデータベースを備えており、サーバー９２からデータの要求がなされたときにデータベースから該当するデータを随時取り出して提供する機能を有している。なお、各ユーザーから送られてくる計測データはホストコンピュータ９１のデータベースに一定期間又は期間を限定せずに保管されるようになっている。
【００８２】
サーバー９２は、有害物モニタリング情報をｅ−ｍａｉｌで、又はインターネット上のホームページを通して各ユーザー端末ＰＣ９３ａ，９３ｂ，９３ｃにそれぞれ提供するものである。これらの提供情報は原則として毎日更新されるものであり、地域ごと及びメーカーごとに分類されてユーザーが視覚を使って容易に内容を理解できるように加工される。
【００８３】
なお、本実施形態では便宜上３つの区域のモニタリング装置、ユーザー端末ＰＣ、浄化設備を本システムにつないだ例をあげたが、実際には日本国中のあらゆる地域から多数のユーザーの回線が本システムに接続されるようにすることも可能である。
【００８４】
ａ地域には、非汚染土壌１１０を深さ方向に計測する第１のモニタリングポスト８０ａとバリアーで囲われた汚染土壌１１１を深さ方向に計測する第２のモニタリングポスト８０ｂとが地中に打ち込まれ、深さ方向に有害物濃度を計測するようにしている。計測データは通信回線により処理装置１２ａ（コントローラ）を経由してホストコンピュータ９１に送信され、視覚で捉えやすい図形や表に画像処理され、サーバー９２からユーザー端末ＰＣ９３ａにデータが個別に配信され、画面に表示される。ユーザーは、画面に表示された実測値が基準値を超えているか又はまさに超えようとしている場合に、端末ＰＣ９３ａにキーボード入力またはマウス入力し、浄化指令を処理装置１２ａに発信し、浄化設備２００を稼動させることができる。
【００８５】
ｂ地域には、非汚染土壌１１０を深さ方向に計測する第１のモニタリングポスト８０ａと地中の浸出水や地下水１１３を深さ方向と平面方向とに計測する第２及び第３のモニタリングポスト８０ｂ，８０ｃとが地中に打ち込まれ、有害物濃度を広範囲に計測するようにしている。計測データは通信回線により処理装置１２ｂ（コントローラ）を経由してホストコンピュータ９１に送信され、視覚で捉えやすい図形や表に画像処理され、サーバー９２からユーザー端末ＰＣ９３ｂにデータが個別に配信され、画面に表示される。ユーザーは、画面に表示された実測値が基準値を超えているか又はまさに超えようとしている場合に、端末ＰＣ９３ａにキーボード入力またはマウス入力し、浄化指令を処理装置１２ｂに発信し、図示しない浄化設備を稼動させることができる。
【００８６】
ｃ地域には、非汚染土壌１１０を深さ方向に計測する第１のモニタリングポスト８０ａ、バリアーで囲われた汚染土壌１１１を深さ方向に計測する第２のモニタリングポスト８０ｂ、地中の浸出水や地下水１１３を深さ方向と平面方向とに計測する第３及び第４のモニタリングポスト８０ｃ，８０ｄとが地中に打ち込まれ、有害物濃度を広範囲に計測するようにしている。計測データは通信回線により処理装置１２ｃ（コントローラ）を経由してホストコンピュータ９１に送信され、視覚で捉えやすい図形や表に画像処理され、サーバー９２からユーザー端末ＰＣ９３ｃにデータが個別に配信され、画面に表示される。ユーザーは、画面に表示された実測値が基準値を超えているか又はまさに超えようとしている場合に、端末ＰＣ９３ａにキーボード入力またはマウス入力し、浄化指令を処理装置１２ｃに発信し、浄化設備２００および図示しない浄化設備を稼動させることができる。
【００８７】
なお、監視対象区域における有害物の計測は、ある一定期間（例えば一年間）だけ限定して行うようにしてもよいし、期間を限定しないで設備寿命（例えば運転開始から２０年間）の範囲内でユーザーから計測停止の申し出がなされるまで行うようにしてもよい。
【００８８】
ユーザーに対する提供情報の形態は、例えば図１７に示すように表形式としたもの、図１８〜図２０に示すようにグラフ形式としたもの、表とグラフを組み合わせた混合形式としたもの（図示せず）、三次元（３Ｄ）に図形化した表示形式としたもの（図示せず）、一部に動画を挿入した表示形式（図示せず）としたもの等がある。
【００８９】
図１７は、複数の地域とユーザーに関するモニタリングデータを一覧表にまとめた実績報告書の一例を示す図である。これらのデータは専用回線を介して各ユーザーに直接配信される。また、情報公開に関する同意が得られたユーザーのデータは、インターネット上のホームページに掲載され、一般の閲覧に提供するようにしてもよい。図には日刊実績記録、週刊実績記録、月刊実績記録の例を示したが、この他に２ヶ月ごと、３ヶ月ごと、４ヶ月ごと、６ヶ月ごとの実績記録をホームページに掲載することも可能である。なお、これらの実績記録は、電話帳のように全国版、関東甲信越版、神奈川県版、横浜市版などのように各種の大きさの地域に関する情報を画面上でクリックするだけで容易に開くことができるようになっている。
【００９０】
図１８は、ユーザー毎に配信される日刊のモニタリングデータの一例を示すグラフ図である。図には一時間ごとの検出結果の例を折れ線Ｅで示したが、時々刻々変化する検出値をリアルタイムで連続的に計測し、そのすべてを記録することも勿論可能である。
【００９１】
図１９は、ユーザー毎に配信される週刊のモニタリングデータの一例を示すグラフ図である。図には曜日ごとに丸一日間計測した有害物検出値を積算した結果を計測量積算値として折れ線Ｆで示した。
【００９２】
図２０は、ユーザー毎に配信される月刊のモニタリングデータの一例を示すグラフ図である。図には日にちごとに丸一日間計測した有害物検出値を積算した結果を発電量積算値として折れ線Ｇで示した。低濃度レベルＧ２，Ｇ４から高濃度レベルＧ１，Ｇ３に移行した後において、ユーザー側が迅速かつ適切な対応をとったために高濃度レベルＧ１，Ｇ３の期間が短くなっていることが図からわかる。
【００９３】
表１に健康被害関連物質として３０種類の有害物を列挙し、法律や条例に定められた特定事業所の排水基準、環境基準、オンライン分析装置の適用の有無、測定方法をそれぞれ示した。ここで「健康被害関連物質」とは、微量であっても人体に有害になるものをいう。
【００９４】
表２に生活環境関連物質として１８種類の有害物を列挙し、法律や条例に定められた特定事業所の排水基準、環境基準、オンライン分析装置の適用の有無、測定方法をそれぞれ示した。ここで「生活環境関連物質」とは、基準量以下では健康に実質的に影響を及ぼさないが、基準量を超えて多量に存在すると人体に有害になるものをいう。
【００９５】
次に、表３〜５を参照して本発明の効果について説明する。
【００９６】
表３に本発明に用いた微小反応器の長所を列記した。微小反応器を用いると、第１に分析工程が少なくなり分析所要時間が大幅に短縮されること、第２に超高感度分析が可能になること、第３に同時に多成分分析が可能になること、第４に分析後に廃棄される試薬等の量が極めて少ないこと、第５に装置が小型化することなど種々の利点を生じる。
【００９７】
例えば、微小反応器の流路は比界面積が大きく、微小反応器内での測定対象溶液の拡散時間は数秒から数分間（従来の一万分の一）と極めて速く、反応速度が従来の分析装置の数倍になるので、計測結果を迅速に得ることができる。また、微小反応器の流路内を通流する液は層流状態となり、抽出および分離などの操作が容易になる。また、熱レンズ顕微鏡のような特殊検出器を微小反応器と組み合せて用いることができる。さらに、微小反応器を内蔵するチップの組み合せにより適正処理量に対応することができる。
【００９８】
表４に環境ホルモン分析の種々の項目について本発明を従来法と比較して示した。従来法では例えばフタル酸エステルを分析する場合は試料１リットルに適量の試薬と有機溶媒を添加して振とう抽出することを２回繰り返し、ロータリーエバポレータで濃縮し、窒素ガスを液中に吹込み濃縮させ、ガスクロマトグラフィ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）にかけて分離分析する。これに対して本発明では、微小反応器の流路内で試料／試薬混合液を有機溶媒に直接接触させるのみで、１チップ上で連続処理し、試料液を濃縮させることなくチップ出口において対象物を検出することができる。
【００９９】
両者を比較してみると、後者は前者に比べて工程数が１／４、分析所要時間が約１／２０、廃棄物量が約１／１０００、検出感度が約１／１０００、装置サイズが約１／５０にそれぞれ低減される。特に、従来法では分析結果が得られるまでに７時間も要していたのに対して、本発明では数１０分間程度で分析結果を得ることができるので、リアルタイムでの監視が可能となる。
【０１００】
表５に、計測地点、同時モニタリング、必要試薬量のそれぞれについて本発明を従来法と比較して示す。従来法は浄化処理装置の直前に存在する浸出水のみを対象とする定点計測であり、監視対象区域全体の汚染状況を的確に把握することができないので、汚染分布を予測することができない。これに対して本発明は浄化処理装置の周囲の浸出水の計測、埋立地の深さ方向への計測、埋立地の平面方向への計測が可能になり、監視対象区域全体の汚染状況を的確に把握することができ、汚染分布を予測することができる。また、従来法では浄化処理装置を常時稼動させるのに対して、本発明では汚染分布状況に応じて浄化処理装置を適正に稼動させることが可能になる。
【０１０１】
従来法では計測項目に応じて多数のモニタリング装置が必要になるので、設備コストが増大する。これに対して本発明では、計測項目を複合化した１台のモニタリング装置により多成分を同時に計測することができ、設備コストを大幅に低減することが可能になる。
【０１０２】
従来法では計測対象の数が増えるに従って試薬消費量が増大するが、本発明では微小反応器とマイクロセンサとの組み合せにより計測対象の数が増えた場合でも試薬消費量は僅かである。
【０１０３】
【表１】

Figure 2004053356
【０１０４】
【表２】
Figure 2004053356
【０１０５】
【表３】
Figure 2004053356
【０１０６】
【表４】
Figure 2004053356
【０１０７】
【表５】
Figure 2004053356
【０１０８】
（第４の実施形態）
次に、図２１及び図２２を参照して第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【０１０９】
第４実施形態のモニタリング装置１０Ｂは、自走式動力源７の上に処理部２、原料供給部３、生成物排出部４、計測部５Ａ、計測信号出力部５Ｂ、電源部５Ｃを搭載している。これによりモニタリング装置１０Ｂは自律的に走行することができ、監視対象区域内で自由に移動することにより多点計測および非定点計測が可能になる。
【０１１０】
例えば図２２に示すように、有害物で汚染された湖沼１０１のなかを自由に移動して有害物量を計測し、計測結果に基づき汚染度の高い区域に設置された浄化処理装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃを重点的に稼動させることができる。
【０１１１】
自走式動力源７には無線式模型のモータボートやホバークラフトを利用することができる。また、無線式模型の潜水艦に処理部等を搭載すれば、深さ方向にも有害物の分布状況を計測することが可能になる。また、監視対象区域が湿地などであれば、無線式模型の車両（大型軟質ゴムタイヤ付きランドクルーザ）や無限軌道のブルドーザを利用することができる。
【０１１２】
本実施形態によれば、監視対象区域内で自由に移動して多点かつ非定点の計測を行うことができるので、有害物の汚染分布を高精度に把握することができる。把握された有害物の汚染分布は通信手段を用いて浄化システムに送信される。このように通信手段により監視システムを浄化システムにドッキングして浄化システムを有効に稼動させることが可能になる。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明によれば、計測対象区域における溶液中の有害物をその現地でリアルタイムに検出することができる（その場検出）。
【０１１４】
また、本発明によれば、微小反応器により溶液中の複数の有害物を同時に検出できる（同時多成分検出）。
【０１１５】
また、本発明によれば、送信器により検出データを外部情報局（監視センター）に送り、その受信データに基づいて計測対象区域における有害物量の分布状況を遠隔監視することができる（監視精度の向上）。
【０１１６】
また、本発明によれば、多数のモニタリングポストにより監視対象区域を細分化してきめ細かに有害物を検出するので、浄化対象とする土壌の掘削量が従来よりも少なくなり、浄化用薬剤の消費量を大幅に削減できる（浄化処理コストの低減）。
【０１１７】
また、本発明によれば、有害物量が計測対象区域における有害物量の初期設定範囲（基準値）から外れた場合に、その計測結果に基づいて浄化装置の稼動を制御することができる（浄化装置の高効率稼動）。
【０１１８】
さらに、本発明によれば、自走式動力源に搭載することにより、監視対象区域内を自由に移動して任意の計測点を選ぶことができ、広範囲に計測データを収集することができるので、汚染分布を高精度に把握することができる（非定点計測）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に用いられる装置としてごみ焼却場や灰捨場（廃棄物埋立地）に設置される浸出水処理装置およびモニタリング装置の概要を示す斜視図。
【図２】モニタリングポストの概要を示す斜視図。
【図３】汚染物質濃度分布を廃棄物埋立地の断面に書き込んで示す模式断面特性線図。
【図４】（ａ）は従来のサンプリング法を説明するための平面模式図、（ｂ）は本発明方法を説明するための平面模式図。
【図５】本発明の装置の要部構成を模式的に示すブロック構成図。
【図６】本発明の装置の概要を示す模式図。
【図７】複数の微小反応器を有する処理部の概要を示す模式図。
【図８】本発明の他の装置の概要を示す模式図。
【図９】微小反応器に送液するためのマイクロポンプの一例を示す内部透視断面図。
【図１０】微小反応器および計測部を示すブロック平面図。
【図１１】微小反応器内のチャネルを示す拡大断面図。
【図１２】微小反応器のチャネル深さと圧損との相関を示す特性線図。
【図１３】本発明の他の実施形態として汚染土壌を浄化するための設備および監視用のモニタリングポストを示す断面模式図。
【図１４】モニタリングポストの概要を示す斜視図。
【図１５】ポストセグメント内のチップ及びセンサ部分を示す内部透視分解斜視図。
【図１６】本発明の他の実施形態として専用回線又はネットワーク型の通信回線を介して各ユーザーにモニタリングデータを配信するための監視・浄化システムを示すハード構成ブロック図。
【図１７】ユーザー端末ＰＣの画面上に表示されたモニタリングデータの一例を示す図。
【図１８】ユーザー端末ＰＣの画面上に表示された他のモニタリングデータの一例を示す図。
【図１９】ユーザー端末ＰＣの画面上に表示された他のモニタリングデータの一例を示す図。
【図２０】ユーザー端末ＰＣの画面上に表示された他のモニタリングデータの一例を示す図。
【図２１】本発明の他の実施形態として非定点測定モニタリングに用いる自走式のモニタリング装置の概要を示す模式図。
【図２２】非定点測定モニタリング法を説明するための平面模式図。
【符号の説明】
２…処理部、３…原料供給部、４…生成物排出部、
５Ａ…計測信号出力部、５Ｂ…計測部、５Ｃ…電源部、
７…自走式動力源、８…容器（フレーム）、
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…モニタリング装置（モニタリングユニット）
、
１２，１２ａ〜１２ｃ…有害物処理装置（浄化装置）、
１９…アダプタ、１９ａ，１９ｂ…流路、
２０ａ〜２０ｎ…微小反応器（マイクロリアクタ）、
２０Ｂ…基板、２０Ｃ…カバー板、
２１，２１ａ〜２１ｎ，２２，２３，２４，２６，２７…流路（チャネル）、
２５，２８，２９…ドレイン、
３２…試薬供給源、
３３…溶媒供給源、
３４…吸引ノズル、３５…フィルタ、
４２…酸液供給源、
４３…アルカリ液供給源、
４４…放出部、
５０…主コントローラ、
５１〜５１ｎ…検出器（センサ）、
５２ａ，５２ｂ…発光部（ＰＤ）、
５３ａ，５３ｂ…受光部、
５４…送受信機、
５５…補助コントローラ、
５６…電源、
６…送液ポンプ（マイクロポンプ）、
７０，７０Ａ〜７０Ｄ…モニタリングポスト、
７１ａ〜７１ｅ…ポストセグメント、
７２…残存モニタリングポスト、
７３…漏水監視モニタリングポスト、
８０…モニタリングポスト、
８１ａ〜８１ｅ…ポストセグメント、
８２…マイクロ分析チップ、
８３…センサ部（土壌・地下水との接触部）、
８４…通信線、
９１…ホストコンピュータ、
９２…サーバー、
９３ａ〜９３ｃ…ユーザー端末ＰＣ、
１００，１０１…監視対象区域、
１０２，１０４…非汚染地（監視対象区域外の領域）、
１０３…廃棄物埋立地（監視対象区域）、
１０５…遮水シート、
１０６…地表、
１１０…非汚染土壌、
１１１…汚染土壌（処理対象土壌）、
１１２…浄化土壌、
１１３…浸出水・地下水、
１２０…サンプリング箇所、
１３０…要浄化区域、
１４０…汚染監視区域、
１５０…非汚染区域、
２００…浄化装置、
２０４…バリアー、
２０５…覆い。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hazardous substance monitoring device, a monitoring method, and a monitoring / purifying system for monitoring a hazardous substance existing in an environment.
[0002]
[Prior art]
Wastewater, rivers, lakes, marshes, oceans, soil, waste leachate, and the like contain various harmful substances that impair human health (hereinafter simply referred to as harmful substances). Some of these harmful substances are highly toxic, which have a serious adverse effect on the human body even in a small amount, and others are harmful to the human body if a small amount is allowed but is present in a large amount. For example, in the former, various harmful substances shown in Table 1 exist, and in the latter, various harmful substances shown in Table 2 exist.
[0003]
Regarding these harmful substances, from the viewpoint of protection of the global environment and protection of human health, as shown in Tables 1 and 2, the effluent standard values from specific business establishments and the environmental standard values permitted in the environment are respectively regulated by law. And its ordinances, and its emissions and abundance are legally regulated. For this reason, dedicated purification equipment is provided at the treatment plant and drainage channel at the specific business site to regulate the total amount of harmful substances discharged, and public purification equipment is also used for domestic wastewater flowing into general rivers and lakes. Etc. are spreading.
[0004]
However, even now that the total amount of harmful substances has been regulated, harmful substances may need to be set higher than the standard value due to various factors, and it is necessary to establish a monitoring system for harmful substances.
[0005]
In order to respond to such social demands, for example, JP-A-9-61420, JP-A-7-63725, JP-A-5-10921, and JP-A-2001-96295 disclose harmful substances in a specific area. Various techniques for monitoring an object have been proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these conventional monitoring technologies, quantitative measurement of harmful substances, which is performed periodically or as needed in a specific monitoring target area, requires a lot of time, so that the harmful substance measurement data is immediately effective for operation of the purification device. Not reflected.
[0007]
In addition, since many conventional measuring instruments and analyzing apparatuses are large and cannot be brought to the site, a measurement result cannot be obtained at a sampling place. For example, when the monitoring target is contaminated soil, the sample soil collected on site is transported to a separate place equipped with an analyzer and analyzed using a stationary method, which requires a great deal of labor and time.
[0008]
Further, in the conventional sampling method, for example, as shown in FIG. 4A, the monitoring target area is divided into a plurality of small areas A1 to C3, and one by one from around the central portion 120 of the small areas A1 to C3. Sampling is performed, and based on the analysis results, all soils in the highly contaminated areas B2, C1, and C2 (purification areas) are excavated and purified, so that the consumption of chemicals becomes enormous and the running cost becomes excessive. Had become. It is conceivable to improve the monitoring accuracy by increasing the number of samplings. However, in the conventional method, since the cost of collecting and analyzing one sample is high, the cost is increased.
[0009]
As described above, the related art has various problems, and there is a demand from various fields concerned for further enhancement of a harmful substance monitoring system in the monitoring target area.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to quantitatively measure harmful substances present in a monitoring target area online in real time in real time, and to promptly reflect the measurement results in operating conditions of a purification device. It is an object of the present invention to provide a harmful substance monitoring method and a monitoring / purification system that can perform harmful substances.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The harmful substance monitoring method according to the present invention is a harmful substance monitoring method for quickly and quantitatively measuring harmful substances present in a specific monitoring target area on the spot, and providing measurement information. The raw material is collected, and (b) the collected raw material is supplied to a narrow flow path of a microreactor so that harmful substances to be monitored contained in the raw material can be measured. The method is characterized in that the monitoring target harmful substance is detected in the flow path, and (d) the detected data is converted into a signal and transmitted to an external data processing device.
[0012]
The system for monitoring and purifying harmful substances according to the present invention comprises: (i) a raw material supply unit that takes in raw materials from a monitoring target area; and (ii) a raw material supply unit that takes in the collected raw materials into a narrow flow path, and (Iii) a measuring unit having a detector for detecting the harmful substance to be monitored in a narrow channel of the microreactor; and (iv) A) a measurement signal output unit for converting data detected by the measurement unit into a signal and transmitting the data to an external data processing device; and (v) discharging a reaction product generated by the processing unit from the flow path of the microreactor. (Vi) a liquid supply means for supplying the raw material at a predetermined pressure toward a narrow flow path of the microreactor; and (vii) a raw material supply section, the processing section, Measuring unit, measurement signal output unit, product discharge A power supply unit for supplying power to the liquid sending means, (viii) a purification device for removing or detoxifying harmful substances contained in the raw material in the monitoring target area, and (ix) data detected by the measurement unit. A measurement signal output section that converts the signal into a signal, and (x) receives a signal output from the measurement signal output section, obtains an actual measurement value of the harmful substance based on the detection data, and converts the actual measurement value to a predetermined predetermined value. And (xi) information is transmitted and received between the data processing means via a communication line, and in the comparison information obtained from the data processing means, the measured value is equal to the reference value. And control means capable of operating the purifying device when the value exceeds.
[0013]
In this case, it is preferable that the processing unit has a plurality of micro-reactors. The part preferably has. By combining a plurality of micro-reactors and detectors in this way, it is possible to detect multiple components simultaneously in one measurement in real time, and quickly and multilaterally detect harmful substances present in the environment on the spot. You will be able to monitor.
[0014]
In addition, the raw material supply unit, the processing unit, the measurement unit, the measurement signal output unit, the product discharge unit, the liquid sending unit, the power supply unit, and the control unit are desirably housed in a single container. It is desirable to be able to run autonomously by being mounted on a power source. In this manner, multipoint measurement can be performed over a wide area in the monitoring area, and a monitoring system with higher accuracy than the fixed point measurement method can be established.
[0015]
In addition, it is possible to measure harmful substances at multiple points not only in the plane direction but also in the depth direction, so that the three-dimensional contamination distribution status can be grasped with high accuracy, and the purification process of the monitoring target area can be efficiently performed. It is possible to do. For example, when the monitoring target is contaminated soil, the consumption of chemicals and the like used in the purification treatment can be significantly reduced, and thus the treatment cost is reduced as a whole.
[0016]
Usually, the flow path in the microreactor has a rectangular cross section or a circular cross section having a width of 20 to 500 μm and a depth of 20 to 100 μm. In this case, the width of the flow path is desirably 100 ± 20 μm. When the width and the depth of the flow path are less than 20 μm, the pressure loss becomes excessive and the liquid does not easily flow. On the other hand, if the channel width and the depth exceed 100 μm, it takes too much time to extract harmful substances from the raw material into the organic solvent, and the purpose of rapid detection cannot be achieved. However, since the two-layer flow of the reagent solution and the organic solvent is formed in the depth direction of the flow channel, if the depth of the flow channel is regulated to 100 μm or less, the flow channel is defined as a range where the influence of diffusion does not appear. The width can be extended up to 500 μm.
[0017]
Further, the solvent is supplied to the narrow flow path to form a two-layer flow of the mixed liquid of the raw material / reagent liquid and the solvent in the narrow flow path, and the reaction product in the mixed liquid of the raw material / reagent liquid is converted to the solvent. When the extraction is performed at a time, it is desirable that the effective length at which a two-layer flow of the reagent solution and the organic solvent is formed in the flow path of the microreactor is set to 20 to 50 mm. If the length of the flow path is less than 20 mm, it is not possible to extract a sufficient amount of harmful substances for detection, and the measurement accuracy deteriorates.
[0018]
On the other hand, if the flow path length exceeds 50 mm, the pressure loss increases and the measurement time increases. Usually, when performing measurement by combining a microreactor and an optical detector, the measurement time is usually about several tens of seconds to several tens of minutes. Atomic absorption spectroscopy (AAS), high performance liquid chromatography (HPLC), gas chromatography (PT-GC (ECD) (FID)), gas chromatography (HS-GC), Solvent extraction gas chromatography (solvent extraction GC), plasma emission analysis / atomic emission analysis (ISP-AES), plasma emission mass spectrometry (ISP-MS) and the like. As a light emitting element of the optical detector, a photodiode or a laser oscillator can be used.
[0019]
Some harmful substances require an incubation period of about one hour from the start of mixing the raw materials and reagents to the completion of the reaction, but most harmful substances are in a state that can be measured in a short time. can do. When a substance having a long incubation period is measured as described above, the reaction rate may be increased by heating the solution to be measured in the reaction channel with a heater.
[0020]
For example, when the measurement target is a heavy metal, a reagent is first mixed with a raw material to generate a metal complex (for example, a Cu complex or a Co complex). A two-layer flow of the measurement solution is formed, and the reaction product is extracted into the organic solvent. Since some of the substances to be measured are insoluble in the organic solvent, the addition and injection of the organic solvent into the reaction channel is not essential but arbitrary. In addition, coexisting substances that hinder the measurement move into the organic solvent, and the measurement sample may remain in the aqueous layer.
[0021]
Further, the discharge pressure of the liquid sending means is 10 to 200 kgf / cm. 2 It is desirable to use a micropump. Pump discharge pressure is 10kgf / cm 2 When it is less than, it becomes difficult to send the liquid to the flow path of the microreactor. On the other hand, the pump discharge pressure is 200 kgf / cm 2 If the pressure exceeds the above range, the liquid may leak from the gap between the substrate and the lid constituting the microreactor, or the peripheral wall of the flow path may be broken (usually, the adhered lid may be separated from the substrate). Because there is. Therefore, it is necessary to carefully control the pump discharge pressure according to the structure and material of the microreactor. In addition, various drive methods such as a syringe method, a cylinder method, a rotary method, and an axial flow method can be adopted as a drive method of the micropump. 3 It is preferable to set the following.
[0022]
Usually, transparent quartz glass is used as the constituent members (substrate and lid) of the microreactor, and photolithography technology is used to form the flow path. In addition to quartz glass, soda ash glass, corrosion-resistant engineering plastic, silicon, stainless steel, titanium, titanium alloy, and the like can be used as the substrate material of the microreactor.
[0023]
In addition, the data processing device receives the detection data, grasps the distribution status of the harmful substance amount based on the received data, displays this on a screen, and remotely monitors the temporal change of the harmful substance amount in the monitoring target area in real time. It is desirable. The operator of the specific office can see the distribution status of the amount of harmful substances displayed on the screen and can quickly cope with the rise of harmful substances in the monitored area.
[0024]
Further, it is desirable to display a temporal change of the amount of harmful substances in the monitoring target area on a screen in real time via a communication line. Monitor specific business establishments and public monitored areas on behalf of users (businesses or public institutions) and provide information to the users in advance when the amount of harmful substances increases and exceeds the standard value . This allows the user to operate the purifying device and maintain a healthy environment below the reference value for preventive maintenance.
[0025]
Further, the actual measured value of the harmful substance is obtained based on the detection data, the actual measured value is compared with a predetermined reference value set in advance, and when the actual measured value exceeds the reference value in the comparison result, the purification device is activated. Or increase its availability. It is desirable from the viewpoint of environmental protection to operate the purifier at all times, but it is not desirable from the viewpoint of operating costs because energy consumption costs increase. Therefore, by using the present invention, the amount of harmful substances in the monitoring target area is measured on the spot in real time, and the purification device is efficiently operated in accordance with the result, whereby the energy consumption cost can be reduced.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(1st Embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The monitoring system according to the present embodiment is used for a leachate treatment device in a refuse incineration plant or an ash dump. As shown in FIG. 1, a large number of monitoring posts 70A to 70D, 72 and 73 are erected in a waste landfill 103 as a monitoring target area, and leachate containing harmful substances leaks to non-polluted areas 102 and 104. I'm trying to watch out. The waste landfill 103 is a sloping land having an area of about 100 m × 100 m, and has a waterproof sheet 105 at the bottom. The contaminated water leaking from the waste landfill 103 is collected by the leachate treatment device 12 on the lower side of the slope by a buried pipe (not shown), and is subjected to a purification treatment (detoxification treatment).
[0027]
The first monitoring posts 70A to 70D are provided side by side in a non-polluted land 104 adjacent to the waste landfill 103, and monitor leaching of contaminated water for each area. For example, the monitoring post 70A is located at the left end area a in the figure, the next monitoring post 70B is located at the center left area b in the figure, and the next monitoring post 70C is located at the center right area in the figure. The next monitoring post 70D shares the area c and monitors the area d at the right end in the drawing.
[0028]
A large number of second monitoring posts 72 are erected in each area of the waste landfill 103, and monitor the amount of harmful substances remaining in the monitoring target area for each area. The lower end of each monitoring post 72 reaches the impermeable sheet 103, and can monitor harmful substances also in the depth direction (several tens of centimeters to several meters) (see FIG. 2), for example, as shown in FIG. It is possible to measure the distribution of the amount of harmful substances from the ground surface 106 of the monitoring target area to the impermeable sheet 105. In FIG. 3, for example, it can be seen that the depth of about 2/3 from the ground surface 106 has the highest concentration of harmful substances and is heavily contaminated.
[0029]
The third monitoring post 73 is provided in a pair on the left and right in a non-polluted area on both sides adjacent to the waste landfill 103. Monitoring.
[0030]
As shown in FIG. 2, the first to third monitoring posts 70A to 70D, 72, and 73 are composed of a plurality of segments 71a to 71e that are vertically connected in series. Each of the segments 71a to 71e has a built-in monitoring device 10, and each of the segments 71a to 71e can take in leachate leached from the monitored soil and quantitatively analyze how much harmful substances are contained therein. I have. The monitoring device 10 has a communication function as described later, and measurement data from the monitoring device 10 for each post segment is collected in the leachate treatment device 12. The leachate treatment device 12 is operated to efficiently purify leachate based on measurement data sent from various places.
[0031]
The monitoring device 10 will be described in detail with reference to FIGS.
[0032]
As shown in FIG. 5, the monitoring device 10 is roughly divided into a processing unit 2, a raw material supply unit 3, a product discharge unit 4, a measurement unit 5A, a measurement signal output unit 5B, and a power supply unit 5C. The parts 2 to 5C are housed in a single container 8. The container 8 is made of a lightweight corrosion-resistant material, and has both a function as an exterior housing for protecting the parts 2 to 5C from the external environment and a function as a support frame for compactly mounting the parts 2 to 5C. ing. The approximate volume of the container 8 is several tens cm. 3 It is about. The container 8 can have various shapes such as a hollow cylindrical body, a rectangular cylindrical body, a spheroidal cylindrical body, and a triangular wing cylindrical body. In the layout, at least one end (front part) of the container 8 has a raw material. A supply unit 3 is disposed, a product discharge unit 4 is disposed at the other end (rear part), and a processing unit 2, a measurement unit 5A, a measurement signal output unit 5B is provided between the two (3, 4) (central part). It is desirable to dispose the power supply unit 5C. This is because with such a layout configuration, the raw materials can be easily taken in from the monitoring target area 100 and the products can be easily discharged after the measurement.
[0033]
The processing unit 2 includes a microreactor (microreactor) 20a. A raw material, a reagent solution, and an organic solvent are supplied to the microreactor 20a from the raw material supply unit 3 and are chemically treated so that harmful substances in the raw material can be detected. That is, the raw material is supplied to one flow path 22 of the microreactor under the condition that the flow becomes laminar, and the reagent liquid is supplied to the other flow path 23 under the condition that the flow becomes laminar, and the two are combined and mixed, A harmful reaction product is generated in the reaction channel 21a, and an organic solvent is introduced into the reaction channel 21a from another channel 24 to form a two-layer flow of the organic solvent and the raw material / reagent mixture. Then, the reaction product is extracted into the two-layer flow of the organic solvent, and the harmful substances can be measured.
[0034]
In the monitoring device 10 of the present embodiment, the processing unit 2 is provided from one end of the raw material supply unit 3 to one end of the product discharge unit 4. In the processing unit 2, another flow path 24 is joined to a reaction flow path 21a of a microreactor 20a described later, a discharge flow path 25 is branched from the reaction flow path 21a, and the effective length of the reaction flow path 21a itself is further reduced. It is necessary to secure them. It is desirable that the ideal length of the processing unit 2 be 50 mm. In the reaction channels 21a and 21b of this embodiment, meandering portions are formed to secure a minimum required reaction stroke length. These flow paths 21a, 21b, 21 to 29 are patterned using photolithography technology.
[0035]
When the reaction product in the mixture of the raw material / reagent liquid is extracted toward the solvent, the effective length at which a two-layer flow of the reagent liquid and the organic solvent is formed in the flow path of the microreactor is set to 20 to It is desirable to set it to 50 mm. If the flow path length is less than 20 mm, a sufficient amount of harmful substances for detection cannot be extracted, and the measurement accuracy is deteriorated. On the other hand, if the flow path length exceeds 50 mm, the pressure loss increases and the measurement time increases.
[0036]
The flow path (channel) in the microreactor may be meandering as shown in FIG. 9, or may be designed in various forms of circuits such as a zigzag, curved, or three-dimensional laminated flow path. It is also possible to make the length of the processing unit 2 shorter than 50 mm.
[0037]
A measurement signal output unit 5B, a power supply unit 5C, and a measurement unit 5A are arranged in this order in parallel with the processing unit 2. The reason why the power supply unit 5C is disposed between the measurement unit 5A and the measurement signal output unit 5B is that the power supply unit 5C is shared by the measurement unit 5A and the measurement signal output unit 5B.
[0038]
The configuration of each part of the monitoring device will be described in detail with reference to FIG.
The raw material supply unit 3 includes a suction nozzle 34 for collecting a raw material from the monitoring target area 100. The suction nozzle 34 communicates with a suction port of the micro pump 6 via a filter 35. Further, the discharge side of the pump 6 communicates with the main flow path 22 on one side of the microreactor. The suction port of the suction nozzle 34 is located below the liquid level in the monitoring target area 100. When the pump 6 is driven, the raw material is sucked up from the monitoring target area 100, and is introduced into the reaction channel 21 a of the small reactor 20 a through the line 22. The suction nozzle 34 is normally fixedly supported by the frame container 8 and is stationary and cannot be moved. However, the suction nozzle 34 may be attached to a lifting mechanism to be movable in the vertical direction. By doing so, the suction port of the nozzle 34 can be immersed in the liquid in the monitoring target area 100 and can be pulled out of the liquid, so that the raw material remaining in the main flow path 21a of the microreactor can be easily discharged. This also facilitates the cleaning of the flow path 21a.
[0039]
Further, the raw material supply unit 3 includes a reagent supply source 32 and an organic solvent supply source 33. The reagent supply source 32 communicates with the main flow path 23 on the other side of the microreactor, and a reagent solution (for example, 2-nitroso-naphthol) is sent to the microreactor 20a by another micropump 6. I have. The flow paths 22 and 23 join at the junction.
[0040]
The organic solvent supply source 33 communicates with the introduction channel 24 on the downstream side of the microreactor, and the organic solvent (for example, m-xylene) is sent to the reaction channel 21 a via the introduction channel 24 by another micropump 6. Liquid.
[0041]
Next, the measurement unit 5A, the measurement signal output unit 5B, and the power supply unit 5C will be described.
The measurement unit 5A includes a main controller 50 and a plurality of detectors 51a to 51n. The main controller 50 has a role of totally controlling the entire apparatus including not only a measurement system but also a communication system and a utility system. When the main switch of the apparatus is turned on, power is supplied from the built-in power supply to the CPU, a predetermined operation system is started, and the main controller 50 is put into a standby state.
[0042]
The detectors 51a to 51n are composed of optical analyzers including a light emitting unit such as a photodiode (PD) or a laser oscillator, a light receiving unit such as a photoelectric conversion element, and peripheral devices thereof. Are provided corresponding to the various measurement methods described in (1) and (2) for detecting harmful substance-containing products flowing through the flow paths 21a and 21b of the microreactors 20a and 20b of the processing section 2. For example, the detector has an optical measurement system, and measurement light emitted from a light source passes through a mixture flowing through a quartz flow cell through a lens, a filter, a lens, and a beam splitter, passes through the lens, and is received by a photodiode. The output signal is sent to a measuring unit. At this time, the quartz flow cell measures absorbance at a predetermined wavelength.
[0043]
The measurement signal output unit 5B includes a transceiver 54. The transceiver 54 exchanges signals with the main controller 50 and also exchanges signals with an external transceiver (not shown). In particular, the transceiver 54 can convert the detection data of harmful substances sent from the main controller 50 into a signal and transmit the signal to an external monitoring center or a receiver of a purification processing device in real time. In this embodiment, a transceiver is used as a communication means with the outside. However, in the present invention, a receiver is optional, and even if only a transmitter is mounted as a communication means, the present invention is not limited to this. The goal is achieved.
[0044]
The power supply unit 5C includes an auxiliary controller 55 and a power supply 56. The auxiliary controller 55 functions as a power-only controller that controls the power supply 56 in response to a command from the main controller 50. The power supply 56 supplies and distributes power to the pumps 6 at various locations in accordance with instructions from the auxiliary controller 55. Note that various secondary batteries (for example, lithium ion batteries) or storage batteries are used as the power supply 56.
[0045]
In the case where detection is performed in the measurement unit 5A using, for example, atomic absorption spectrometry (AAS), as shown in FIGS. 9 and 10, the measurement light from the photodiode 52a is converted into a liquid flowing through the flow path 21 of the microreactor. Irradiation, the transmitted light is received by the photoelectric conversion light-receiving element 52b, and the received light signal is sent to the detector 51a. Next, the detector 51a inputs the light receiving signal to the main controller 50. Next, the main controller 50 calculates the AAS actual measurement value of the harmful substance based on the input signal and a predetermined formula, and sends the result to the transceiver 54 of the measurement signal output unit 5B. Further, the transceiver 54 transmits the AAS detection information to the external receiver by data.
[0046]
The product discharge section 4 includes a branch flow path 25, two merge flow paths 26 and 27, a drain line 28, a pump 6, an acid solution supply source 42, an alkali solution supply source 43, and a discharge section 44. The branch flow path 25 branches from the main flow path 21 a of the microreactor, and guides the flow of the reagent solution + raw material in the two-layer flow to the drain line 28. Two branch channels 26 and 27 communicate with the branch channel 25 to neutralize the discharged liquid. The acid solution supplied by the pump 6 from the acid solution supply source 42 through one flow path 26 merges with the discharged liquid, and the alkali supplied by the pump 6 from the alkali solution supply source 43 through the other flow path 27. The liquid merges with the discharged liquid so that the liquid is neutralized before discharging. A discharge section 44 is provided at the end of the drain line 28 so that the liquid is discharged to the monitored area 100.
[0047]
Although the above-described apparatus is not provided, a sample storage section may be further provided in the product discharge section 4 so that a part of the raw material taken into the microreactor 20a may be temporarily stored as a sample and brought back. .
[0048]
Although only a pump and a filter are shown in the liquid supply circuit of the above-described apparatus, various valves, flow meters, pressure gauges, and sensors are not shown but actually mounted at appropriate positions in the liquid supply circuit. I have.
[0049]
Next, the micro pump 6 will be described.
As shown in FIG. 8, a syringe type micropump 6 was used in the apparatus of the present embodiment. A drive unit of a ball screw mechanism (not shown) is connected to a rod tail 62 of the micro pump 6. A flexible diaphragm connector 66 is attached to the tip of the cylinder (syringe) 61, and the cylinder 61 is connected to the adapter 19 via the diaphragm connector 66. The injection port 65 at the end of the cylinder is opened in a space of a liquid reservoir 67 surrounded by a diaphragm connector 66. The liquid reservoir 67 communicates with the plurality of flow paths 19 a and 19 b of the adapter 19 via the inlet 68. The plurality of adapter flow paths 19a, 19b communicate with the flow paths 22, 23, 24, 26, 27 of the microreactor of the processing unit 2, respectively.
[0050]
When power is supplied to the motor of the ball screw mechanism from the power supply 56 backed up by the auxiliary controller 55, the rod tail 62 is pushed down, and the liquid 64 in the cylinder 61 is pushed by the piston head 63, and the liquid is collected from the inlet 65 at the tip of the cylinder. 67, and flows into the adapter flow paths 19a and 19b through the introduction port 68.
[0051]
It should be noted that various methods such as a cylinder method, a rotary method, and an axial flow method can be adopted as the driving method of the micropump in addition to the syringe method of the present embodiment.
[0052]
Next, the operation of the microreactor of the processing section will be described.
A raw material, a reagent solution, and an organic solvent are supplied from the raw material supply unit 3 to the upstream flow paths 22, 23, and 24, respectively, so that harmful substances in the raw material can be detected. For this purpose, first, the raw material and the reagent liquid are mixed at the confluence of the flow paths 22 and 23, and the mixed liquid is further mixed with the organic solvent introduced from the introduction flow path 24 while flowing through the reaction flow path 21a. Form a flow. Incidentally, the reaction flow path 21a is meandering, for example, as shown in FIG. 9, so that the raw material and the reagent liquid are sufficiently reacted to obtain a reaction product without fail, and a parallel two-layer flow The reaction product in the raw material / reagent mixture can be dissolved and extracted in an organic solvent. That is, the organic solvent dissolves and extracts a product generated by reacting the harmful substance in the raw material with the reagent, and makes the measuring section 5A detect the harmful substance. The pumping pressure of each pump 6 is controlled so that the organic solvent forms a two-layer flow parallel to the raw material / reagent mixture in the reaction channel 21a. It is provided substantially parallel to 21a.
[0053]
The optical sensors 52a and 53a of the measuring unit 5A are arranged to face the downstream side of the reaction channel 21a, and the detection light is emitted from the light emission sensor 52a toward the liquid flow in the reaction channel 21a and transmitted through the liquid flow. The transmitted light is detected by the light receiving sensor 53a.
[0054]
Further, the reaction channel 21a is branched into two channels 21b and 25. One flow path 25 is a drain line communicating with the discharge section 44 of the product discharge section 4, and is for discharging the raw material / reagent mixture (including the reaction product) in the reaction flow path 21a to the outside. is there. The other flow path 21b communicates with the second micro reactor 20b. Two introduction flow paths 26 and 27 merge into this flow path 21b.
[0055]
One introduction channel 26 communicates with an acid solution supply source 42. An acid solution such as dilute hydrochloric acid is introduced into the flow channel 21a through the introduction flow channel 26, and a laminar flow of the acid solution parallel to the liquid flow containing the reaction product is formed. The other introduction channel 27 communicates with an alkaline liquid supply source 43. An alkaline liquid such as a sodium hydroxide solution is introduced into the flow path 21a through the introduction flow path 27, and a laminar flow of the alkaline liquid parallel to the liquid flow containing the reaction product is formed.
[0056]
In this way, a three-layer flow composed of an acid solution / a reaction product-containing solution / alkaline solution is formed in the second reaction channel 21b, and the three-layer flow is irradiated with detection light from the second light emitting sensor 52b. The transmitted light is received by the second light receiving sensor 53b. That is, according to the apparatus of the present embodiment, one component can detect multiple components. The number of the microreactors may be only one as in the apparatus 10 shown in FIG. 5, or may be plural (three in the example shown) as in the apparatus 10A shown in FIGS. In the latter case, a plurality of detectors 51a, 51b, 51c corresponding to the microreactors 20a, 20b, 20c, respectively, are provided in the measuring unit 5A.
[0057]
Further, the second reaction channel 21b is branched into two channels 28 and 29 on the downstream side. The one branch flow path 28 communicates with a waste liquid tank (not shown) to collect used acid liquid in the waste liquid tank. The other branch flow path 29 communicates with another waste liquid tank (not shown) to collect used alkaline liquid in the waste liquid tank. By collecting the waste liquid in the tank in this way, it is possible to prevent secondary pollution of the environment by the device of the present invention.
[0058]
As shown in FIG. 11, the microreactor 20a is formed by laminating a lid 20C on a substrate 20B, and bonding the lid 20C to a groove formed on the surface of the substrate 20B. Flow paths (channels) 21 to 24 are defined. Various joining methods can be employed for joining the substrate 20B and the lid 20C depending on the material. When the substrate 20A and the lid 20C are made of quartz glass, the lid 20C is usually bonded to the substrate 20B using an adhesive. When the material is silicon, the lid 20C is usually bonded to the substrate 20B using a thermal diffusion bonding method.
[0059]
Next, the relationship between the depth of the flow channel (channel) of the microreactor and the pressure loss will be described.
In FIG. 12, the horizontal axis represents the flow channel (channel) depth d1 (μm), and the vertical axis represents the pressure loss (kgf / cm 2 FIG. 7 is a characteristic diagram showing the result of examining the effect of the former on the latter by taking the following formulas. As is clear from the characteristic line A in the figure, when the channel depth d1 is 20 μm or more, the pressure loss is so small as to be negligible, but when the channel depth d1 falls below 20 μm, the pressure loss sharply increases. From this, it was found that it is preferable that the depth d1 of the flow path of the microreactor be 20 μm or more.
[0060]
Next, the monitoring operation of the above device will be described briefly.
When the main switch of the device is turned on, the operation system of the main controller 50 is started, and then the work program is started. By starting the work program, the detection items of the harmful substances existing in the monitoring target area 100 are selected from Tables 1 and 2. A combination of a microreactor and a detector suitable for measuring harmful substances is selected according to the detection item. The main controller 50 enters a standby state until hardware surfaces such as the pump 6, the power supply 56, the suction nozzle 34, and the detectors 51a to 51n are ready. During this standby, the main flow path 21a of the microreactor may be washed with a washing liquid.
[0061]
When the preparation of the hardware surface is completed, the main controller 50 sends a command signal to the auxiliary controller 55 to drive the pump 6 for the reagent supply source and the pump 6 for the organic solvent supply source, respectively, and 22, the organic solvent is supplied to the other flow path 23 under the condition of a laminar flow, and the two are merged into the main flow path 21a. Form a laminar flow.
[0062]
Next, the suction port of the suction nozzle 34 is immersed in the liquid in the monitoring target area 100, the raw material intake pump 6 is driven, the raw material is sucked up from the monitoring target area 100, and the main flow path of the microreactor 20 a is connected via the line 24. The raw material is introduced into 21a. The raw material merges with the flow of the reagent solution in the two-layer flow, and the harmful substances contained in the raw material cause a chemical reaction with the reagent to generate a reaction product (for example, a metal complex). This reaction product is dissolved and extracted in an organic solvent flowing in parallel while flowing in the main flow path 21a in a laminar flow state. By the way, the diffusion time of the liquid contributing to the reaction and extraction in the flow path of the microreactor is only a few seconds to a few minutes (1 / 10,000 (1 × 10 -4 )), The measurement can be performed in a short time (see Table 3).
[0063]
This extraction product is detected by the measuring unit 5A. In other words, the measurement light is emitted from the light emitting unit 52a to the liquid flowing through the main flow path 21a, the transmitted light is received by the light receiving unit 52b, and the received light signal is sent to the detector 51a. Next, the detector 51a inputs the light receiving signal to the main controller 50. Next, the main controller 50 calculates an actual measurement value of the harmful substance based on the input signal and a predetermined formula, and sends the result to the transceiver 54 of the measurement signal output unit 5B. Further, the transceiver 54 converts the detection data of the harmful substance sent from the main controller 50 into a signal and transmits the data in real time to an external monitoring center or a receiver of the purification processing device.
[0064]
On the other hand, the raw material and the reagent flowing in the main flow path 20a are separated in the branch flow path 25 and discharged out of the apparatus through the drain line 28. At this time, the acid solution supplied from the acid solution supply source 42 by the pump 6 through one flow path 26 merges with the discharged liquid, and the acid solution supplied from the alkali solution supply source 43 by the pump 6 through the other flow path 27. The discharged alkaline liquid joins the discharged liquid, and the liquid is neutralized before discharging. Finally, the waste liquid is discharged from the discharge part 44 provided at the end of the drain line 28 to the monitoring target area 100. In addition, the amount of waste liquid discharged from the apparatus of the present invention in one measurement is 1 ml (one thousandth (1 × 10 -3 )), So that substantially no cross-contamination of the monitored area 100 occurs (see Table 4).
[0065]
Table 3 shows various advantages and factors of using a microreactor in the present invention.
[0066]
Table 4 shows the method of the present invention in comparison with the conventional method for each of the method, the number of steps, the analysis time, the amount of waste, the detection sensitivity, and the apparatus size, taking the case of analyzing phthalate as an environmental hormone as an example.
[0067]
Table 5 shows the effect of the present invention in comparison with the conventional method (conventional system) with respect to the measurement points, simultaneous monitoring, and reagent consumption.
[0068]
Next, the advantages of the present invention will be described with reference to FIG.
[0069]
In the conventional sampling method, as shown in FIG. 4A, a monitoring target area is equally divided into a plurality of small areas A1 to C3, and a sample is represented one by one from a central portion of each of the areas A1 to C3. From the analysis results, each area was classified and evaluated in three stages according to the degree of contamination. That is, the area determined to be highly contaminated is the area requiring purification (shaded shaded area), and the area contaminated but determined to be low is contaminated in the pollution monitoring area (shaded area). Areas determined not to be present are respectively classified into non-contaminated areas (blank areas). In the example shown in the figure, since the soil in the purification areas B2, C1, and C2, which have a high degree of contamination, must be excavated and purified, the consumption of chemicals becomes enormous and the purification processing cost becomes excessive. I was
[0070]
On the other hand, in the method of the present invention, as shown in FIG. 4B, a number of monitoring posts 72 are buried in the monitoring target area to measure harmful substances, so that the measurement sharing area of the monitoring target area is subdivided. And the accuracy of monitoring is dramatically improved. In the illustrated example, the areas of the purification-required areas B2, C1, and C2 (shaded hatched areas) having a high degree of contamination are small. Also, the areas of the pollution monitoring areas B1 and C3 (hatched areas) are small. As described above, according to the method of the present invention, the area to be purified (the total of the purification required area and the pollution monitoring area) can be reduced by about 30% in area ratio as compared with the conventional art.
[0071]
According to this embodiment, the monitoring target area is finely and finely divided using a large number of monitoring posts, and the amount of harmful substances is measured both in the plane direction and in the depth direction. Therefore, the state of contamination distribution by harmful substances is monitored with high accuracy. And an efficient purification process can be performed accordingly.
[0072]
Further, according to the present embodiment, harmful substances in the monitoring target area can be detected on the spot in real time (on-site measurement). Further, a plurality of harmful substances in the solution can be simultaneously detected by the microreactor (simultaneous multi-component detection). Further, the detection data can be sent to an external information station (monitoring center) by the transmitter, and the distribution status of the amount of harmful substances in the measurement target area can be remotely monitored based on the received data (real-time remote monitoring).
[0073]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the description of the portions of this embodiment that overlap with the above-described embodiments will be omitted.
[0074]
The monitoring system of the present embodiment is used when purifying contaminated soil. As shown in FIG. 13, a barrier 204 and a cover 205 are provided in the monitoring target area, and the purification facility 200 performs a purification treatment while the soil 111 contaminated with harmful substances is shielded from the outside. . The purification equipment 200 includes a belt conveyor 201, a processing hopper 202, an excavator, and other attached equipment, and removes or detoxifies harmful substances contained in the contaminated soil 111 in the processing hopper 202, and forms a purified soil 112. The hopper 202 is discharged from the lower part.
[0075]
Monitoring posts 80 are erected at various places inside and outside the monitored area. That is, the first post 80 is set up in the first area of the soil 111 to be treated surrounded by the deep barrier 204, and the second post 80 is set up in the second area inside the cover 205 but surrounded by the shallow barrier 204. A third post 80 is also provided outside the monitored area of the non-contaminated soil 110. The length of the monitoring post 80 is about 10 meters, and its lowermost part reaches the depth of the leachate / groundwater 113. The monitoring post 80 includes a plurality of microanalytical chips (with a built-in detector) and a sensor unit (with a built-in microreactor) arranged in series in the vertical direction, and can quantitatively measure harmful substances in the depth direction. The length of the monitoring post 80 can be varied from several meters to about 10 meters. The monitoring post 80 can have various outer diameters of several centimeters (20 to 50 mm).
[0076]
The monitoring post 80 will be described in detail with reference to FIGS. The monitoring post 80 includes a plurality of post segments 81a to 81e arranged in series in the longitudinal direction. Each post segment includes a sensor unit 83 having a plurality of micro-reactors, and a plurality of micro-analysis chips 82 connected to the sensor unit 83 via a communication line 84. The sensor unit 83 can take in soil and groundwater into the channel of the built-in microreactor, and can measure by directly contacting these measurement objects. The data detected by the sensor unit 83 is sent to a plurality of micro-analysis chips 82 through a communication line 84, so that a plurality of types of harmful substances are analyzed and measured at the same time. The analysis / measurement data is sent to the main controller 50 and displayed on the screen of the monitoring system. When the measured value exceeds the reference value, the purification facility 200 operates.
[0077]
According to the system of the present embodiment, the measurement in the depth direction and the measurement in the plane direction of the monitoring target area make it possible to accurately grasp the overall contamination state, and to predict the contamination distribution with high accuracy. Can be. For this reason, it becomes possible to operate the purifying device properly in accordance with the pollution distribution status of the monitoring target area, thereby reducing the operating cost of the purifying device and extending the life of the purifying device.
[0078]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the description of the portions of this embodiment that overlap with the above-described embodiments will be omitted.
[0079]
The monitoring and purification system according to the present embodiment distributes data measured in a plurality of monitoring target areas to a plurality of users via a dedicated line or an information communication line such as the Internet, and the user accordingly performs preventive maintenance of the purification device. It is a system that can be operated in an automated manner.
[0080]
As shown in FIG. 16, harmful substances in the three monitoring target areas a to c are measured using the monitoring post 80, and their measurement data is sent to the monitoring information center via the processing devices 12a to 12c. The measurement data stored in the database of the host computer 91 and processed by the host computer 91 is distributed from the server 92 to the user terminals PC 93a to 93c via a dedicated line or an information communication line such as the Internet. ing. Each user sees the state of contamination distribution in the monitoring target area displayed on the screens of the terminals PCs 93a to 93c, and operates the purification facility 200 and the like based on the distribution distribution to purify the contaminated soil.
[0081]
The host computer 91 has a database including records of pollution and environmental pollution over the past several decades throughout the country and medium- and long-term forecasts of harmful substances over the next several years. When data is requested from the server 92, Has a function of extracting relevant data from the database at any time and providing the data. The measurement data sent from each user is stored in the database of the host computer 91 for a fixed period or without any limitation.
[0082]
The server 92 provides harmful substance monitoring information to each user terminal PC 93a, 93b, 93c by e-mail or through a homepage on the Internet. These provided information are updated daily in principle, are classified by region and by manufacturer, and are processed so that the user can easily understand the contents visually.
[0083]
In this embodiment, for the sake of convenience, an example in which a monitoring device, a user terminal PC, and a purification facility in three areas are connected to the present system has been described. However, in reality, a large number of user lines are connected to the system from all regions in Japan. It is also possible to be connected to.
[0084]
In the area a, a first monitoring post 80a for measuring the non-contaminated soil 110 in the depth direction and a second monitoring post 80b for measuring the contaminated soil 111 surrounded by the barrier in the depth direction are driven into the ground. The harmful substance concentration is measured in the depth direction. The measurement data is transmitted to the host computer 91 via the processing device 12a (controller) via a communication line, subjected to image processing into a figure or table that is easy to grasp visually, and the data is individually distributed from the server 92 to the user terminal PC 93a. Will be displayed. When the measured value displayed on the screen exceeds or is about to exceed the reference value, the user inputs a keyboard or a mouse to the terminal PC 93a, transmits a purification command to the processing device 12a, and starts the purification facility 200. Can be put into operation.
[0085]
In the area b, the first monitoring post 80a for measuring the non-contaminated soil 110 in the depth direction and the second and third monitoring posts for measuring the underground leachate and groundwater 113 in the depth direction and the plane direction. 80b and 80c are driven into the ground to measure harmful substance concentrations over a wide range. The measurement data is transmitted to the host computer 91 via the processing device 12b (controller) via a communication line, subjected to image processing into a figure or table that is easy to grasp visually, and the data is individually distributed from the server 92 to the user terminal PC 93b. Will be displayed. When the measured value displayed on the screen exceeds or is about to exceed the reference value, the user inputs a keyboard or a mouse to the terminal PC 93a, transmits a purification command to the processing device 12b, and performs a purification facility (not shown). Can be operated.
[0086]
In the area c, a first monitoring post 80a for measuring the non-contaminated soil 110 in the depth direction, a second monitoring post 80b for measuring the contaminated soil 111 surrounded by the barrier in the depth direction, and seepage water in the ground And the fourth and fourth monitoring posts 80c and 80d for measuring the groundwater 113 in the depth direction and the plane direction are driven into the ground to measure the harmful substance concentration in a wide range. The measurement data is transmitted to the host computer 91 via the processing device 12c (controller) via a communication line, image-processed into a figure or table that is easy to grasp visually, and the data is individually distributed from the server 92 to the user terminal PC 93c. Will be displayed. When the measured value displayed on the screen exceeds or is about to exceed the reference value, the user inputs a keyboard or a mouse to the terminal PC 93a, transmits a purification command to the processing device 12c, and sends the purification equipment 200 and Purification equipment (not shown) can be operated.
[0087]
The measurement of harmful substances in the monitoring target area may be performed only for a certain period (for example, one year), or within a range of equipment life (for example, 20 years from the start of operation) without limitation. May be performed until the user requests to stop measurement.
[0088]
The form of the information provided to the user is, for example, a table form as shown in FIG. 17, a graph form as shown in FIGS. 18 to 20, or a mixed form combining a table and a graph (see FIG. 17). ), A three-dimensional (3D) graphic display format (not shown), and a display format in which a moving image is partially inserted (not shown).
[0089]
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a performance report in which monitoring data on a plurality of regions and users are summarized in a list. These data are distributed directly to each user via a dedicated line. In addition, data of a user who has obtained consent for disclosure of information may be posted on a homepage on the Internet and provided for general browsing. The figures show examples of daily, weekly, and monthly actual records. In addition, actual records every two, three, four, and six months can be posted on the website. It is. These records can be easily opened by simply clicking on the screen information about various sizes of regions, such as the nationwide version of the telephone directory, the Kanto Koshinetsu version, the Kanagawa version, and the Yokohama city version. You can do it.
[0090]
FIG. 18 is a graph showing an example of daily monitoring data distributed for each user. In the figure, an example of the detection result every hour is shown by a polygonal line E. However, it is of course possible to continuously measure the detected value that changes every moment in real time and record all the detected values.
[0091]
FIG. 19 is a graph showing an example of weekly monitoring data distributed for each user. In the figure, the result of integrating the harmful substance detection values measured for the whole day for each day of the week is indicated by a broken line F as a measured amount integrated value.
[0092]
FIG. 20 is a graph showing an example of monthly monitoring data distributed for each user. In the figure, the results obtained by integrating the harmful substance detection values measured for the entire day for each day are indicated by a polygonal line G as the power generation integrated value. It can be seen from the figure that after shifting from the low density levels G2 and G4 to the high density levels G1 and G3, the period of the high density levels G1 and G3 is shortened because the user has taken quick and appropriate action.
[0093]
Table 1 lists 30 types of harmful substances as health hazard-related substances, and shows the effluent standards, environmental standards, whether or not an online analyzer is used, and the measurement methods specified by laws and regulations, respectively. Here, the “health-hazardous substance” means a substance that is harmful to the human body even in a small amount.
[0094]
Table 2 lists 18 types of harmful substances as living environment-related substances, and shows the effluent standards, environmental standards, the use of online analyzers, and the measurement methods of specific business establishments specified by laws and regulations. Here, the "living environment-related substance" means a substance that does not substantially affect health at a level lower than the reference level, but is harmful to the human body when present in a large amount exceeding the reference level.
[0095]
Next, the effects of the present invention will be described with reference to Tables 3 to 5.
[0096]
Table 3 lists the advantages of the microreactor used in the present invention. The use of a microreactor firstly reduces the number of analysis steps and significantly shortens the time required for analysis, secondly enables ultra-high-sensitivity analysis, and thirdly enables multi-component analysis at the same time. Fourthly, there are various advantages such as an extremely small amount of reagents and the like discarded after the analysis, and fifthly, the downsizing of the apparatus.
[0097]
For example, the flow path of a microreactor has a large specific boundary area, and the diffusion time of the solution to be measured in the microreactor is extremely fast, from several seconds to several minutes (one tenth of a conventional rate), and the reaction speed is low. The measurement result can be obtained quickly because the number of times is several times that of the analyzer. Further, the liquid flowing through the flow path of the microreactor is in a laminar flow state, and operations such as extraction and separation are easy. Also, a special detector such as a thermal lens microscope can be used in combination with a microreactor. Further, it is possible to cope with an appropriate processing amount by combining a chip having a built-in microreactor.
[0098]
Table 4 shows the present invention in comparison with the conventional method for various items of environmental hormone analysis. In the conventional method, for example, when analyzing a phthalate ester, a suitable amount of a reagent and an organic solvent are added to one liter of a sample, and shaking extraction is repeated twice, concentrated by a rotary evaporator, and nitrogen gas is blown into the liquid. It is concentrated and separated and analyzed by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). On the other hand, in the present invention, the sample / reagent mixture is directly brought into contact with the organic solvent in the flow path of the microreactor, and is continuously processed on one chip. Things can be detected.
[0099]
Comparing the two, the latter has 1/4 the number of steps, the analysis time is about 1/20, the amount of waste is about 1/1000, the detection sensitivity is about 1/1000, and the apparatus size is about Each is reduced to 1/50. In particular, while the conventional method required seven hours to obtain an analysis result, the present invention can obtain an analysis result in about several tens of minutes, so that real-time monitoring becomes possible.
[0100]
Table 5 shows the present invention in comparison with the conventional method for each of the measurement points, simultaneous monitoring, and required reagent amount. The conventional method is a fixed-point measurement only for leachate existing immediately before the purification treatment apparatus, and cannot accurately grasp the pollution status of the entire monitoring target area, and therefore cannot predict the pollution distribution. On the other hand, the present invention makes it possible to measure leachate around the purification system, measure the depth of the landfill, and measure the landfill in the horizontal direction, and accurately determine the pollution status of the entire monitored area. And the distribution of contamination can be predicted. Further, while the purification apparatus is always operated in the conventional method, the present invention enables the purification apparatus to operate properly in accordance with the state of contamination distribution.
[0101]
In the conventional method, a large number of monitoring devices are required according to the measurement items, so that the equipment cost increases. On the other hand, according to the present invention, multiple components can be simultaneously measured by one monitoring device in which measurement items are combined, so that equipment costs can be significantly reduced.
[0102]
In the conventional method, the reagent consumption increases as the number of measurement objects increases, but in the present invention, the reagent consumption is small even when the number of measurement objects increases due to the combination of the microreactor and the microsensor.
[0103]
[Table 1]
Figure 2004053356
[0104]
[Table 2]
Figure 2004053356
[0105]
[Table 3]
Figure 2004053356
[0106]
[Table 4]
Figure 2004053356
[0107]
[Table 5]
Figure 2004053356
[0108]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the description of the portions of this embodiment that overlap with the above-described embodiments will be omitted.
[0109]
The monitoring device 10B of the fourth embodiment has a processing unit 2, a raw material supply unit 3, a product discharge unit 4, a measurement unit 5A, a measurement signal output unit 5B, and a power supply unit 5C mounted on a self-propelled power source 7. ing. Thereby, the monitoring device 10B can run autonomously, and by freely moving within the monitoring target area, multipoint measurement and non-fixed-point measurement can be performed.
[0110]
For example, as shown in FIG. 22, the amount of harmful substances is measured by freely moving within the lake 101 contaminated with harmful substances, and based on the measurement result, the purification treatment apparatuses 12a, 12b, 12c can be operated mainly.
[0111]
For the self-propelled power source 7, a wireless model motor boat or hovercraft can be used. In addition, if a processing unit or the like is mounted on a wireless model submarine, it is possible to measure the distribution of harmful substances in the depth direction. If the monitoring target area is a wetland or the like, a wireless model vehicle (land cruiser with a large soft rubber tire) or an endless track bulldozer can be used.
[0112]
According to the present embodiment, it is possible to move freely within the monitoring target area and perform measurement at multiple points and non-fixed points, so that it is possible to grasp the contamination distribution of harmful substances with high accuracy. The grasped distribution of the harmful substance is transmitted to the purification system using the communication means. Thus, the monitoring system can be docked to the purification system by the communication means, and the purification system can be operated effectively.
[0113]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the harmful | toxic substance in the solution in a measurement target area can be detected on the spot in real time (in-situ detection).
[0114]
Further, according to the present invention, a plurality of harmful substances in a solution can be simultaneously detected by a microreactor (simultaneous multi-component detection).
[0115]
Further, according to the present invention, the detection data can be sent to an external information station (monitoring center) by the transmitter, and the distribution status of the harmful substance amount in the measurement target area can be remotely monitored based on the received data (monitoring accuracy of monitoring). Improvement).
[0116]
Further, according to the present invention, since the monitoring target area is subdivided by a large number of monitoring posts and harmful substances are finely detected, the amount of excavation of the soil to be purified is smaller than before, and the consumption of the purification chemical is reduced. Can be greatly reduced (reduction of purification cost).
[0117]
Further, according to the present invention, when the harmful substance amount deviates from the initially set range (reference value) of the harmful substance amount in the measurement target area, the operation of the purification device can be controlled based on the measurement result (the purification device). High efficiency operation).
[0118]
Furthermore, according to the present invention, by mounting on a self-propelled power source, it is possible to freely move within the monitoring target area and select an arbitrary measurement point, and it is possible to collect measurement data over a wide range. The distribution of contamination can be grasped with high accuracy (non-fixed point measurement).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a leachate treatment device and a monitoring device installed in a refuse incineration plant or an ash disposal site (waste landfill) as devices used in the method of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an outline of a monitoring post.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional characteristic diagram showing a pollutant concentration distribution written on a cross-section of a waste landfill.
4A is a schematic plan view illustrating a conventional sampling method, and FIG. 4B is a schematic plan view illustrating a method of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a main configuration of the apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing an outline of the apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing an outline of a processing unit having a plurality of microreactors.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an outline of another apparatus of the present invention.
FIG. 9 is an internal see-through sectional view showing an example of a micropump for sending a liquid to a microreactor.
FIG. 10 is a block plan view showing a microreactor and a measurement unit.
FIG. 11 is an enlarged sectional view showing a channel in a microreactor.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a correlation between a channel depth and a pressure loss of a microreactor.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a facility for purifying contaminated soil and a monitoring post for monitoring as another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing an outline of a monitoring post.
FIG. 15 is an internal perspective exploded perspective view showing a chip and a sensor portion in a post segment.
FIG. 16 is a block diagram showing a hardware configuration of a monitoring / purifying system for distributing monitoring data to each user via a dedicated line or a network-type communication line as another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing an example of monitoring data displayed on the screen of the user terminal PC.
FIG. 18 is a diagram showing an example of other monitoring data displayed on the screen of the user terminal PC.
FIG. 19 is a diagram showing an example of other monitoring data displayed on the screen of the user terminal PC.
FIG. 20 is a diagram showing an example of other monitoring data displayed on the screen of the user terminal PC.
FIG. 21 is a schematic diagram showing an outline of a self-propelled monitoring device used for non-fixed-point measurement monitoring as another embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a schematic plan view for explaining the non-fixed-point measurement monitoring method.
[Explanation of symbols]
2 processing section, 3 raw material supply section, 4 product output section,
5A: measurement signal output section, 5B: measurement section, 5C: power supply section,
7: self-propelled power source, 8: container (frame),
10, 10A, 10B, 10C ... monitoring device (monitoring unit)
,
12, 12a to 12c: harmful substance treatment device (purification device),
19: Adapter, 19a, 19b: Channel,
20a to 20n: micro reactor (micro reactor),
20B: substrate, 20C: cover plate,
21, 21a to 21n, 22, 23, 24, 26, 27 ... flow paths (channels),
25, 28, 29 ... drain,
32 ... reagent supply source,
33 ... solvent supply source,
34: suction nozzle, 35: filter,
42 ... acid liquid supply source,
43 ... Alkaline liquid supply source,
44 ... Discharge part,
50: Main controller,
51 to 51n: detector (sensor),
52a, 52b ... light emitting unit (PD),
53a, 53b ... light receiving section,
54 ... Transceiver,
55 ... Auxiliary controller,
56 ... power supply,
6 ... liquid sending pump (micro pump),
70, 70A-70D ... monitoring post,
71a to 71e: post segment,
72… Remaining monitoring post,
73… water leakage monitoring monitoring post,
80… Monitoring post,
81a to 81e: post segment,
82: Micro analysis chip,
83 ... Sensor part (contact part with soil / groundwater)
84 ... communication line,
91 ... host computer,
92 ... server,
93a-93c: user terminal PC,
100, 101 ... monitoring target area,
102, 104: non-polluted land (area outside the monitoring target area),
103… Waste landfill (monitored area),
105 ... impermeable sheet,
106 ... ground surface,
110 ... non-contaminated soil,
111 ... contaminated soil (soil to be treated),
112 ... purified soil,
113 ... Leachate / groundwater
120 ... sampling point,
130… Purification area required,
140… Pollution monitoring area,
150 ... non-contaminated area,
200 ... purification device,
204 ... Barrier,
205 ... cover.

Claims (14)

特定の監視対象区域に存在する有害物をその場で迅速に定量計測し、計測情報を提供する有害物のモニタリング方法において、
（ａ）監視対象区域から原料を採取し、
（ｂ）採取した原料を微小反応器の狭隘な流路に供給し、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とし、
（ｃ）前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出し、
（ｄ）検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信することを特徴とする有害物のモニタリング方法。Hazardous substances present in a specific monitoring target area are quickly and quantitatively measured on the spot, and a method of monitoring harmful substances that provides measurement information,
(A) collecting raw materials from the monitored area,
(B) supplying the collected raw material to the narrow flow path of the microreactor so that the monitored harmful substances contained in the raw material can be measured;
(C) detecting the monitored harmful substance in a narrow channel of the microreactor,
(D) A method for monitoring harmful substances, comprising converting detected data into a signal and transmitting the signal to an external data processing device. 監視対象区域の水平方向に有害物を多点計測することを特徴とする請求項１記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein harmful substances are measured at multiple points in the horizontal direction of the monitored area. 監視対象区域の垂直方向に有害物を多点計測することを特徴とする請求項１記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the harmful substance is measured at multiple points in the vertical direction of the monitored area. さらに、前記外部のデータ処理装置が検出データを受信し、受信データに基づいて有害物量の分布状況を把握し、これを画面上に表示して監視対象区域内の有害物量の経時変化をリアルタイムに遠隔監視することを特徴とする請求項１乃至３記載のうちのいずれか１記載の方法。Further, the external data processing device receives the detection data, grasps the distribution status of the amount of harmful substances based on the received data, displays this on a screen, and displays the change over time of the amount of harmful substances in the monitoring target area in real time. 4. The method according to claim 1, wherein the monitoring is performed remotely. さらに、通信回線を介して監視対象区域内の有害物量の経時変化をリアルタイムに画面上に表示させることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 4, further comprising the step of displaying a temporal change of the amount of harmful substances in the monitored area on a screen in real time via a communication line. さらに、検出データに基づいて有害物の実測値を求め、その実測値を予め設定された所定の基準値と比較し、その比較結果において実測値が基準値を上回った場合に、浄化装置を稼動させるか又はその稼動率を上昇させることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１記載の方法。Further, the actual measured value of the harmful substance is obtained based on the detection data, the actual measured value is compared with a predetermined reference value set in advance, and when the actual measured value exceeds the standard value in the comparison result, the purification device is activated. 6. The method according to claim 1, wherein the operating rate is increased. 前記微小反応器にそれぞれ１対１に対応するか、又は前記微小反応器にそれぞれ１対複数に対応する複数の検出器を用いて、同時に複数の監視対象有害物を検出することを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１記載の装置。A plurality of detectors corresponding to the micro-reactors one-to-one or a plurality of detectors corresponding to the micro-reactors one-to-many are used to simultaneously detect a plurality of monitored harmful substances. Apparatus according to any one of claims 1 to 6. 前記工程（ｂ）では、採取した原料と試薬液とを微小反応器の狭隘な流路に供給し、該流路内で原料と試薬液とを混合し、該原料に含まれる監視対象有害物を試薬と化学反応させて反応生成物を生成し、さらに溶媒を前記狭隘な流路に供給して該流路内で原料／試薬液の混合液と溶媒との二層流を形成し、前記原料／試薬液の混合液中の反応生成物を前記溶媒のほうに抽出し、前記監視対象有害物を計測可能な状態とし、
前記工程（ｃ）では、前記微小反応器の狭隘な流路内で抽出された反応生成物に光を照射し、該反応生成物中に含まれる監視対象有害物を光学的に検出することを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１記載の方法。In the step (b), the collected raw material and the reagent liquid are supplied to a narrow channel of the microreactor, and the raw material and the reagent liquid are mixed in the narrow channel, and the monitored harmful substance contained in the raw material is mixed. Is chemically reacted with a reagent to produce a reaction product, and a solvent is supplied to the narrow flow path to form a two-layer flow of a mixture of the raw material / reagent liquid and the solvent in the narrow flow path. The reaction product in the mixture of the raw material / reagent solution is extracted into the solvent, and the monitored harmful substance can be measured,
In the step (c), irradiating the reaction product extracted in the narrow flow path of the microreactor with light, and optically detecting a harmful substance to be monitored contained in the reaction product is described. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that: 前記微小反応器は、自律走行可能な自走式動力源の上に搭載され、監視対象区域内を自由に移動できることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１記載の装置。The apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the microreactor is mounted on a self-propelled power source capable of autonomous traveling and can move freely in a monitored area. 監視対象区域から原料を取り込む原料供給部と、
採取した原料を狭隘な流路内に取り込み、該原料に含まれる監視対象有害物を計測可能な状態とする微小反応器を有する処理部と、
前記微小反応器の狭隘な流路内で前記監視対象有害物を検出する検出器を有する計測部と、
この計測部で検出したデータを信号化して外部のデータ処理装置にデータ送信する計測信号出力部と、
前記処理部で生成された反応生成物を前記微小反応器の流路から排出する生成物排出部と、
前記微小反応器の狭隘な流路に向けて前記原料を所定の圧力で送給する送液手段と、
前記原料供給部、前記処理部、前記計測部、前記計測信号出力部、前記生成物排出部ならびに前記送液手段にそれぞれ給電する電源部と、
監視対象区域の原料に含まれる有害物を除去するか又は無害化処理する浄化装置と、
前記計測部で検出したデータを信号化して出力する計測信号出力部と、
この計測信号出力部から出力される信号を受信し、検出データに基づいて有害物の実測値を求め、その実測値を予め設定された所定の基準値と比較するデータ処理手段と、
このデータ処理手段との間で通信回線を介して情報の授受を行い、該データ処理手段から得られる比較情報において前記実測値が前記基準値を上回った場合に、前記浄化装置を稼動させることができる制御手段と、
を具備することを特徴とする有害物の監視・浄化システム。A raw material supply unit that takes raw materials from the monitored area,
A processing unit having a micro-reactor that takes in the collected raw material in a narrow flow path and makes it possible to measure a harmful substance to be monitored contained in the raw material,
A measuring unit having a detector for detecting the monitored harmful substance in a narrow flow path of the microreactor,
A measurement signal output unit that converts the data detected by the measurement unit into a signal and transmits the data to an external data processing device;
A product discharge unit that discharges the reaction product generated in the processing unit from the flow path of the microreactor,
A liquid feeding means for feeding the raw material at a predetermined pressure toward a narrow flow path of the microreactor,
A power supply unit for supplying power to the raw material supply unit, the processing unit, the measurement unit, the measurement signal output unit, the product discharge unit, and the liquid sending unit,
A purification device for removing or detoxifying harmful substances contained in the raw material in the monitored area;
A measurement signal output unit that converts the data detected by the measurement unit into a signal and outputs the signal.
A signal processing unit that receives a signal output from the measurement signal output unit, obtains an actual measurement value of the harmful substance based on the detection data, and compares the actual measurement value with a predetermined reference value set in advance.
Information is exchanged with the data processing means via a communication line, and when the measured value exceeds the reference value in the comparison information obtained from the data processing means, the purifying device may be operated. Control means,
A harmful substance monitoring / purifying system, comprising: 前記処理部は複数の微小反応器を有し、かつ前記計測部は前記微小反応器にそれぞれ１対１に対応するか、又は前記微小反応器にそれぞれ１対複数に対応する複数の検出器を有し、該複数の検出器により同時に複数の監視対象有害物を検出することを特徴とする請求項１０記載のシステム。The processing unit has a plurality of micro-reactors, and the measuring unit corresponds to the micro-reactors in a one-to-one correspondence, or a plurality of detectors corresponding to the micro-reactors in a one-to-many correspondence. 11. The system according to claim 10, comprising a plurality of detectors for simultaneously detecting a plurality of monitored harmful substances. 前記原料供給部、処理部、計測部、計測信号出力部、生成物排出部、送液手段、電源部ならびに制御手段は、単一の容器に収納されていることを特徴とする請求項１０又は１１のいずれか一方に記載のシステム。The said raw material supply part, a processing part, a measurement part, a measurement signal output part, a product discharge part, a liquid sending means, a power supply part, and a control means are accommodated in a single container, or characterized by the above-mentioned. 12. The system according to any one of 11. 前記処理部は、採取した原料と試薬液とを微小反応器の狭隘な流路に供給し、該流路内で原料と試薬液とを混合し、該原料に含まれる監視対象有害物を試薬と化学反応させて反応生成物を生成し、さらに溶媒を前記狭隘な流路に供給して該流路内で原料／試薬液の混合液と溶媒との二層流を形成し、前記原料／試薬液の混合液中の反応生成物を前記溶媒のほうに抽出し、前記監視対象有害物を計測可能な状態とし、
前記計測部は、前記微小反応器の狭隘な流路内で抽出された反応生成物に光を照射し、該反応生成物中に含まれる監視対象有害物を光学的に検出することを特徴とする請求項１０乃至１２のうちのいずれか１記載のシステム。The processing unit supplies the collected raw material and the reagent solution to the narrow flow path of the microreactor, mixes the raw material and the reagent liquid in the flow path, and removes the monitored harmful substance contained in the raw material into the reagent. To produce a reaction product, and further supply a solvent to the narrow flow path to form a two-layer flow of a mixture of the raw material / reagent liquid and the solvent in the narrow flow path. The reaction product in the mixed solution of the reagent solution is extracted into the solvent, and the monitored harmful substance can be measured,
The measurement unit irradiates a reaction product extracted in a narrow flow path of the microreactor with light, and optically detects a monitoring target harmful substance included in the reaction product. The system according to any one of claims 10 to 12, wherein 前記原料供給部、処理部、計測部、計測信号出力部、生成物排出部、送液手段、電源部ならびに制御手段は、自律走行可能な自走式動力源の上に搭載されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のうちのいずれか１記載のシステム。The raw material supply unit, the processing unit, the measurement unit, the measurement signal output unit, the product discharge unit, the liquid supply unit, the power supply unit and the control unit are mounted on a self-propelled power source capable of autonomous traveling. The system according to any one of claims 10 to 13, characterized in that:
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