JP4708110B2 - ベンゼンの炭素源特定方法 - Google Patents
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Description
下記の非特許文献1には、ベンゼンの炭素安定同位体比(13C/12C)の測定方法についての記載がある。この文献では、ガスクロマトグラフィ付きの安定同位体質量分析計(IR−MS)であって、ガスサンプルがガラス(またはステンレス)容器に採取された場合と、捕集管に採取された場合のいずれの場合でも、適切な前処理を自動で行うことができるシステムを使用して、ベンゼンの炭素安定同位体比(13C/12C)を測定している。
また、この文献では、ガソリン、自動車排ガス、バイオマス燃焼、幹線道路大気、都市大気、洋上大気をサンプルとして、ベンゼンの炭素安定同位体比(13C/12C)を測定している。
本発明の課題は、大気中のベンゼンの炭素安定同位体比(13C/12C)の測定値に基づいて、前記ベンゼンの炭素源を特定することができる方法を提供することにある。
δ13C値は、試料中の同位体存在比をRsample、国際標準物質である白亜紀の地層(Pee Dee層)中のBelemnite化石(CaCO3 )の炭素同位体比をRPDB として、下記の(1)式で表される。
δ13C=(Rsample/RPDB −1)*1000…(1)
図1は、この実施形態の方法で使用する分析装置を示す図である。
この分析装置は、サンプルの分離精製ライン1と、オーブン2と、ヒーター3と、キャピラリーカラム41を備えたガスクロマトグラフィ4と、燃焼器5と、質量分析計6とを備えている。また、ガスクロマトグラフィ4と燃焼器5の間の配管L54に分岐配管L41を接続し、この分岐配管L41に開閉弁V41を設けている。これにより、燃焼器5に向かわせたくないガスが配管L54に導入されている間は、この開閉弁V41を開けて配管L54内のガスを分岐配管L41から外部に排出できため、ガスクロマトグラフィ4で分離されたベンゼンのみを燃焼器5に導入することができる。
燃焼器5としては、サーモクエスト社製の酸化炉オープンチューブを使用した。
質量分析計6としては、Finnigan社製の「MAT252」を使用した。質量分析計6は、イオン源61と、スリット62と、イオン分離器63と、検出器64とで構成されており、そのイオン源61と燃焼器5とを接続する配管L56に、オープンスプリット56を設けた。
次に、前記ガスが燃焼器5で燃焼されてCO2 とH2 Oになって、オープンスプリット56から質量分析計6に導入される。そして、質量分析計6の分析結果から、CO2 の同位体(分子量が44、45であるもの)の存在比(45CO2 /44CO2 )を算出する。この存在比がサンプルガスに含まれていたベンゼンの炭素安定同位体比(13C/12C)に相当するため、この値から前記(1)式に従ってδ13C値を算出する。
この分析装置を使用して、製鉄所のベンゼン発生源のうちコークス炉等の石炭を扱う場所と石炭系粗軽油等の石炭系燃料を扱う複数の場所でδ13C値を調べたところ、−24.9±1.9‰であった。これに対して、石油系粗軽油を扱う複数の場所でδ13C値を調べたところ−27.9±0.5‰であり、ガソリンを扱う複数の場所でδ13C値を調べたところ−27.6±0.4‰であった。この結果から、δ13C値が「−23〜−26‰」である場合に前記ベンゼンは石炭を炭素源とするベンゼンであり、δ13C値が「−27〜−29‰」である場合に前記ベンゼンは石油を炭素源とするベンゼンであると特定できることが分かる。
11 濃縮トラップ部
12 脱水・脱炭酸部
13 クライオフォーカストラップ部
2 オーブン
3 ヒーター
4 ガスクロマトグラフィ
41 キャピラリーカラム
5 燃焼器
56 オープンスプリット
6 質量分析計
61 イオン源
62 スリット
63 イオン分離器
64 検出器
L0 〜L20 配管
L41 分岐配管
L54 配管
L56 配管
V1 〜V8 開閉弁
V41 開閉弁
V12,V13 6ポート弁
Claims (1)
- 所定範囲から採取した空気に含まれるベンゼンの炭素安定同位体比(13C/12C)を、ベンゼンを含有する一般大気の影響を排除した状態で測定し、この測定結果からδ13C値(国際標準物質の炭素同位体比に対する、試料中の炭素同位体比の千分率偏差)を算出し、δ 13C値が「−23〜−26‰」である場合に前記採取した空気に含まれるベンゼンは石炭を扱う場所と石炭系燃料を扱う場所から発生したものであり、δ13C値が「−27〜−29‰」である場合に前記採取した空気に含まれるベンゼンは石油系燃料を扱う場所から発生したものであると特定することを特徴とするベンゼン発生源の特定方法。
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