JP2014119357A - 油汚染土壌用定量測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】油臭を臭気センサーにより定量的に測定する場合の精度を向上させることである。
【解決手段】送気用の第１通気口８及び還気用の第２通気口９を有し、これら両通気口を除いて密閉した試料容器２と、吸気口１６及び排気口１８を有し、吸気口から臭気成分を含む空気を取り込み、臭気の強度を測定した後に排気口より排気するように構成した臭気センサー１４と、試料容器の第１通気口を臭気センサーの吸気口へ、かつ、臭気センサーの排気口を試料容器の第２通気口へそれぞれ接続した連通管１２Ａ、１２Ｂとを具備する、持ち運び可能な油汚染土壌用臭気定量測定システムである。このシステムは、それら連通管と試料容器及び臭気センサーの各内部とを通る循環式の空気循環路Ｃを構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、油汚染土壌用定量測定システム、特に被測定ガス循環式の油汚染土壌用定量測定システムに関する。

油汚染土壌と非油汚染土壌とが混在する土地において土壌を場外へ搬出する場合、非油汚染土壌は一般残土として搬出され、油汚染土壌は処理施設へ搬出されることになる。油汚染土壌か否かを現地で評価する場合、油臭と油膜とによる確認がなされる場合が多いが、油臭を簡易的に測定方法には次の２つの方法がある。

［人の臭覚で測定する方法］
環境省の「油汚染対策ガイドライン」（非特許文献１）に記載される油臭の測定方法は以下の通りである。
第１に、土壌５０ｇを５００ｍｌ容積のガラス瓶に入れ、蓋をして約２５℃で３０分間放置する。
第２に、蓋を外して直ちに土壌から発生するにおいを嗅ぎ、臭気の有無及び油種とその程度を試験する。

［臭気センサーを用いる方法］
臭気センサーは、測定対象のガスを吸引して臭いを測定し、数値化するものである。例えば臭い測定装置として、検出電極の周囲に臭気成分感応部を付設してなる検知素子を有し、この検知装置を、吸引口から排出口へ連通する被検知ガスの流路中に暴露し、臭い成分の量に応じた検知素子の抵抗値の変化によって臭いの程度を測定するものが知られている（特許文献１、特許文献２）。

上述の「油汚染対策ガイドライン」に従って作成した測定用ガスを臭気センサーによって測定する場合は、ガラス瓶の蓋を外して臭気センサーの吸引口を瓶口に近づけて測定する必要がある（図７参照）。
これと類似の技術として、密閉型の試料容器の周壁の一部から突出する通気管の先端部にバキューム装置を、また通気管の途中に臭気センサーを付設した現場調査用臭い測定システムも知られている（特許文献３）。

特開２０１２−１３７３１９ 特開平９−４９８２０ 特開平６−２２２０５４

「油汚染対策ガイドライン」第二部第１章「状況把握調査」 資料４「油臭及び油膜の測定方法」（第１１７頁）

特許文献１の方法は、調査実施者による官能試験であり、測定結果に個人差がある。
特許文献２の方法は、「油汚染対策ガイドライン」により得られる測定用ガスのガス量で低い臭気レベルの評価をする場合に、周辺の外気が混合する可能性があり、測定誤差を生じやすい。特許文献３のシステムでも、バキューム装置により試料容器内の空気を強制的に吸い出すので、臭気センサーの測定に時間を要する場合に、測定する行為自体により試料容器内の臭気成分の濃度が変化してしまう。

その結果として、土壌の運搬業者が非油汚染土壌と判断して、非油汚染土壌の受け入れ業者まで運搬してきたところ、その土壌の受け入れ業者が当該土壌を油汚染土壌と判定することがある。そうなると、運搬業者は、当該土壌を元の場所に持ち帰らなければならないなどという非効率的なことがおこり得る。

本発明の第１の目的は、油臭を臭気センサーにより定量的に測定する場合の精度を向上させることである。
本発明の第２の目的は、測定精度の向上のために、測定容器内の被測定用ガスを、外気の混入を遮断した臭気センサーに吸入しかつこの臭気センサーから排出して循環させる油汚染土壌用定量測定システムを提案することである。

第１の手段は、
送気用の第１通気口及び還気用の第２通気口を有し、これら両通気口を除いて密閉した試料容器と、
吸気口及び排気口を有し、吸気口から臭気成分を含む空気を取り込み、臭気の強度を測定した後に排気口より排気するように構成した臭気センサーと、
試料容器の第１通気口を臭気センサーの吸気口へ、かつ、臭気センサーの排気口を試料容器の第２通気口へそれぞれ接続した連通管と、
を具備し、
これら連通管と試料容器及び臭気センサーの各内部とを通る循環式の空気循環路を構成している。

本手段では、図１に示す如く試料容器２から臭気センサー１４に至り、再び試料容器２に戻る空気循環路Ｃを形成することを提案している。これにより試料容器２に外気が混入することを防止できる。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記試料容器は、容器本体の口部に着脱自在に装着した蓋部を有するとともに、これら蓋部に一対の通気孔を開口しており、
上記第１通気口は、上記一対の通気孔の一方に、当該一方通気孔から容器本体の上半部内まで延びる第１通気パイプを挿入してなり、
上記第２通気口は、上記一対の通気孔の他方に、当該他方通気孔から容器本体の底部付近へ延びる第２通気パイプを挿入してなる。

本手段では、図２に示すように、送気用の第１通気口８の第１通気パイプ８ｂを容器本体４の上半部内まで垂下するとともに、還気用の第２通気口９の容器本体４の底部４ａ近くまで垂下している。これにより、容器本体４の上半部内の臭気成分の濃度が均一化した空気を臭気センサーに送ることができる。

第３の手段は、第１の手段又は第２の手段を有し、かつ
さらに上記試料容器の温度を一定に保つための定温保持手段を具備している。

本手段では、図４に示すように試料容器の温度を定温に保つ定温保持手段３２を設けることを提案している。これにより臭気成分の測定を一定温度で測定でき、測定の信頼度が向上する。

第１の手段に係る発明によれば、試料容器と連通管と臭気センサーとを通過する循環式の空気循環路を形成したから、測定の途中で外気の混入などにより臭い成分が薄まることがない。
第２の手段に係る発明によれば、送気用の第１通気口の第１通気パイプは容器本体の上半部内まで延び、還気用の第２通気口の第２通気パイプは容器本体の底部付近へ延びるから、第１通気口の開口位置による臭気の測定量のばらつきを小さくすることができる。
第３の手段に係る発明によれば、上記試料容器の温度を一定に保つための定温保持手段を具備するから、現場の気温に左右されずに一定の温度条件で測定ができる。

本発明の第１実施形態に係る被測定ガス循環式の油汚染土壌用定量測定システムの概念図である。 図１のシステムの試料容器の断面図である。 図１のシステムの臭気センサーの概念図である。 本発明の第２実施形態に係る被測定ガス循環式の油汚染土壌用定量測定システムの概念図である。 図４のシステムを用いて実験を行う手順を示す図であり、同図（Ａ）はサンプル土壌を試料容器の容器本体に入れる段階、同図（Ｂ）は試料容器の容器本体に入れたサンプル土壌を均す段階、同図（Ｃ）は試料容器の容器本体を蓋部で密閉する段階、同図（Ｄ）は試料容器をウォーターバス内に静置する段階、同図（Ｅ）は臭い成分の測定を行う段階を示すものである。 本発明の性能実験の結果を示す図であり、同図（Ａ）は、図１の被測定ガス循環式のシステムにおいて臭気センサーの臭い成分指示量を経時的に表したグラフ、同図（Ｂ）は被測定ガスの非循環式の測定方法で同じ臭気センサーを用いたときの臭い成分指示量を経時的に表したグラフである。 従来の非循環式の臭気センサーによる測定方法を示す説明図である。

図１から図４は、本発明の第１の実施形態に係る油汚染土壌用定量測定システム１を示している。

油汚染土壌用定量測定システム１は、試料容器２と、第１連通管１２Ａ及び第２連通管１２Ｂと、臭気センサー１４とで構成されている。

試料容器２は、容器本体４と、蓋部６とで構成されている。

上記容器本体４は、底部４ａと胴部４ｂと口頸部４ｃとを有する。底部４ａは土壌サンプルＳを均（なら）すことができるようにある程度の広さがある平坦な壁部とするとよい。

上記蓋部６は、上記口頸部４ｃに気密に嵌合させた蓋周壁６ａと、この蓋周壁６ａの上端部に付設した蓋板６ｂとを有する。

上記蓋板６ｂには、送気用の第１通気口８及び還気用の第２通気口９を開口している。

図示の第１通気口８は、第１通気孔８ａに第１通気パイプ８ｂを気密に篏合させている。この第１通気パイプ８ｂは、上端部を蓋板６ｂ上方に残して容器本体４の上半部内まで垂下している。

図示の第２通気口９は、第２通気孔９ａに第２通気パイプ９ｂを気密に篏合させている。この第２通気パイプ９ｂは、上端部を蓋板６ｂ上方に残して容器本体４の底部４ａ近くまで垂下している。

第１連通管１２Ａは、第１通気パイプ８ｂの上端部に、また第２連通管１２Ｂは、第２通気パイプ９ｂの上端部に、それぞれ気密に連結している。

臭気センサー１４は、外部へ開口する吸気口１６及び排気口１８と、吸気口１６から排気口１８へ至る空気通路２０と、センサー本体２２と、測定結果表示手段２８と、吸引排気手段３０とを具備する。

上記吸気口１６には上記第１連通管１２Ａが、また排気口１８には第２連通管１２Ｂがそれぞれ気密に連結されている。それら吸気口１６及び排気口１８は空気通路２０で連通している。容器本体４と第１連通管１２Ａと空気通路２０と第２連通管１２Ｂとで空気循環路Ｃを形成している。

上記センサー本体２２は、上記空気通路２０内に露出した臭気検知素子２４を有する。この臭気検知素子２４は、検出電極２４ａの一部の周囲に略球状の臭気成分感応部２４ｂを付設してなる。図示例では、この臭気検知素子２４と、当該臭気検知素子の抵抗値を測定するための電気回路２６とでセンサー本体２２を構成している。

このセンサー本体２２は、空気通路を通過する臭い成分の一部が臭気検知素子２４に付着して抵抗値が変化するように形成し、この抵抗値を電気回路で電気信号に変換して、測定結果表示手段２８に対して出力するように構成している。

測定結果表示手段２８は、センサー本体２２からの出力に応じて臭気のレベルの測定結果を表示する。表示の仕方は、少なくとも法律などで定められた臭気レベルに測定値が達しているか否かを表示できるものであれば足りる。

本明細書において、「定量測定」という用語は、ある土壌を、臭気レベルを用いて、油汚染土壌ないし非油汚染土壌の臭気の程度を測定できるという意味である。臭気の有る又は無しの二択を判定するような測定方法も本発明の範囲から除外されない。

上記吸引排気手段３０は、センサー本体２２の吸気口１６から空気を吸込み、排気口１８より送り戻す機能を有している。吸引排気手段３０の位置は適宜変更することができる。

上記構成において、試料容器２に土壌サンプルＳを入れるときには、図１に示すように容器本体４の底部４ａ付近に適量入れ、均等に分散させる。土壌サンプルＳからは臭い成分が揮発し、容器本体４全体に拡散する。容器本体４の底部付近では、場所により臭い成分の濃度にばらつきがある可能性があるが、容器本体４の上半部で臭い成分が均等化している。

図１の状態から吸引排気手段３０を作動させると、容器本体４の上半部内の空気が第１通気パイプ８ｂ、第１連通管１２Ａを経由して、吸気口１６より空気通路２０内へ入り、また排気口１８より、第２連通管１２Ｂ、第２通気パイプ９ｂを経て容器本体４の下半部へ戻る。空気通路２０内では、空気に含まれる臭気成分の一部が臭気検知素子２４に接して、これにより前述の通り臭気濃度が検出される。臭気成分の残りの部分は空気とともに容器本体４の上半部へ戻される。臭気センサー１４の出力が安定するまである程度の時間が必要であるが、臭気成分の残りの部分が容器本体４に戻るので、空気循環路Ｃ内の臭気成分の量は殆ど変化しない。従って臭気濃度を正確に測定することができる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る油汚染土壌用定量測定システムを示している。この実施形態のうち第１実施形態と同じ事項は説明を省略する。本実施形態のシステムは、試料容器の温度を一定に保つための定温保持手段３２として水槽（ウォーターバス）を具備している。土壌から生ずる油臭の強さは臭い成分の揮発速度に左右され、そして揮発速度は周囲の温度に左右されるからである。図示の水槽は上面開口のタンクである。ここに一定温度の水Ｗを入れ、水の中に試料容器２をセットして測定を行うものである。

本実施形態において、第１通気パイプ８ｂは第１通気孔８ａに、また第２通気パイプ９ｂは第２通気孔９ａにそれぞれ気密かつ水密に嵌合させるものとし、蓋部６も試料容器２の口頸部に対して水密に取り付け可能とする。

［実施例］
以下に本発明の性能試験のために出願人が行った実験例を解説する。
（１）測定対象の土壌試料を採取して、５００ｍｌの試料容器２にサンプル土壌５０ｇを入れる。
（２）薬サジにて試料容器２内のサンプル土壌を軽く敷きならす。
（３）試料容器２に蓋部６を取り付けるとともに、外気が混入しないように第１通気パイプ８ｂ及び第２通気パイプ９ｂの先部をクリップなどの閉鎖具Ｄで封鎖する。
（４）この封鎖により密閉された試料容器２を、水温２５℃のウォーターバス内に入れて、３０分間静置する。
（５）３０分の静置した後に、第１通気パイプ８ｂを、第１連通管１２Ａを介して臭気センサーの吸気口１６に、また第２通気パイプ９ｂを、第２連通管１２Ｂを介して臭気センサー１４の排気口１８にそれぞれ接続し、上記封鎖を解除する。
（６）臭気センサー１４の吸引排気手段３０を作動させて、試料容器内のサンプルガスを臭気センサー１４へ４００ｍｌ／ｍｉｎの吸引速度で吸引し、臭気レベルを測定する。

現場で実際に油汚染土壌か否かを判定するときには、臭気レベルが一定の閾値を超えるかどうかで判断すればよい。しかしながら、この実施例では本発明のシステムの性能試験のために臭気レベルを経時的に測定した。その結果を図６（Ａ）に示す。また対比例として図７の従来の測定方法で臭気レベルを経時的に測定し、その結果を図６（Ｂ）に示す。

図６（Ａ）によれば、循環式の本発明のシステムでは臭気センサー１４の指示値が測定開始時から２分程度で安定した。従って測定開始時から２分以後に測定した臭い成分を収束値とみなすことができる。これに対して図６（Ｂ）によれば非循環式の測定器では測定開始時から２分を経過した後も測定値が上昇し続けた。従って本願発明の方が測定数値が早く安定する。また、例えば試料番号２及び３が同じ濃度（Ａ重油濃度０．１％）であり、非循環式ではばらつきが測定されたが、本願の循環式では、ほとんど測定に差が見られない。同じ濃度であっても、高い濃度の場合は高い指示値に、低い濃度の場合は低い指示値に測定できるので、濃度に応じた適切な指示値が精度よく、かつ明確に得られる。

上述の実施形態及び実施例は本発明の技術的性質を説明するための例であり、これらによって、本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

１…油汚染土壌用定量測定システム
２…試料容器 ４…容器本体 ４ａ…底部 ４ｂ…胴部 ４ｃ…口頸部
６…蓋部 ６ａ…蓋周壁 ６ｂ…蓋板
８…第１通気口 ８ａ…第１通気孔 ８ｂ…第１通気パイプ
９…第２通気口 ９ａ…第２通気孔 ９ｂ…第２通気パイプ
１２Ａ…第１連通管 １２Ｂ…第２連通管
１４…臭気センサー １６…吸気口 １８…排気口
２０…空気通路 ２２…センサー本体
２４…臭気検知素子 ２４ａ…検出電極 ２４ｂ…臭気成分感応部
２６…電気回路 ２８…測定結果表示手段
３０…吸引排気手段
３２…定温保持手段
Ｃ…空気循環路 Ｄ…閉鎖具 Ｓ…試料サンプル Ｗ…水

Claims (3)

1. 送気用の第１通気口及び還気用の第２通気口を有し、これら両通気口を除いて密閉した試料容器と、
   吸気口及び排気口を有し、吸気口から臭気成分を含む空気を取り込み、臭気の強度を測定した後に排気口より排気するように構成した臭気センサーと、
   試料容器の第１通気口を臭気センサーの吸気口へ、かつ、臭気センサーの排気口を試料容器の第２通気口へそれぞれ接続した連通管と、
   を具備し、
   これら連通管と試料容器及び臭気センサーの各内部とを通る循環式の空気循環路を構成したことを特徴とする、持ち運び可能な、油汚染土壌用臭気定量測定システム。
2. 上記試料容器は、容器本体の口部に着脱自在に装着した蓋部を有するとともに、これら蓋部に一対の通気孔を開口しており、
   上記第１通気口は、上記一対の通気孔の一方に、当該一方通気孔から容器本体の上半部内まで延びる第１通気パイプを挿入してなり、
   上記第２通気口は、上記一対の通気孔の他方に、当該他方通気孔から容器本体の底部付近へ延びる第２通気パイプを挿入してなることを特徴とする、請求項１記載の持ち運び可能な、油汚染土壌用臭気定量測定システム。
3. さらに上記試料容器の温度を一定に保つための定温保持手段を具備することを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の持ち運び可能な、油汚染土壌用臭気定量測定システム。