JP5367609B2 - 土壌中の油分の分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、土壌中に含有する機械油、軽油、重油、グリース、植物油等の各種油分の分析（検出）方法の技術分野に関するものである。

一般に、土壌の油分汚染状況や汚染油分を浄化する場合の浄化状況を知りたい場合があり、このような場合、土壌中に含有する油分の分析をすることが必要になる。
このような土壌中に含有する油分を測定する手法として、炭素数５以下の脂肪族アルコールを土壌試料に加えて撹拌して土壌試料中の油分をアルコールに溶解させた後、水には溶解しないが油分は溶解する有機溶媒を加えて混合し、その後、水を加えて水−アルコールを主成分とする層と油分−有機溶媒とを主成分とする層とに分離させ、有機溶媒−油分とを主成分とする層に含まれる油分を定量的に分析するようにした技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−２３４６３１号公報

しかしながら、前記従来のものは有機溶媒を必要にするが、この有機溶媒として二硫化炭素、ｎ−ペンタン、テトラクロロエチレン、塩化メチレン、四塩化炭素等が例示されるが、これら有機溶剤のなかには、人の健康に対して悪影響を与える有害物質として指定され、揮発性有機溶剤のガス排出量の規制がなされているものが多く、作業環境の観点から採用には厳重な換気施設と回収施設が必要になるという問題がある。また、１９８７年に採択され、１９８９年に発効された「オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書」により、今後の使用が禁止される方向にある。
さらに油分の分析には、赤外分光光度計、ガスクロマトグラフィーのような実験室レベルの分析装置を用いるか、有機溶剤を蒸発させ、残った油分の重量を測定するようにしているが、前者は分析装置を持ち出すのが難しい試料採集場所での分析が難しいという問題があり、また後者は有機溶剤の蒸発を伴うため、前述した厳重な換気施設と回収施設が必要になるうえ、有機溶剤の蒸発に時間がかかり、作業性に問題があり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、土壌に含有する油分の分析方法であって、水に溶解する低級アルコールと土壌試料とを混合した後、該混合液をろ過したろ液に水を加えて低級アルコールを水に溶解させた溶液の濁度を測定することで油分の分析をするようにしたことを特徴とする土壌中の油分の分析方法である。
請求項２の発明は、水には、イオン強度を高くする物質が溶解していることを特徴とする請求項１記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項３の発明は、イオン強度を高くする物質は塩であることを特徴とする請求項２記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項４の発明は、塩は塩化ナトリウムであることを特徴とする請求項３記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項５の発明は、塩は硫酸アルミニウムであることを特徴とする請求項３記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項６の発明は、イオン強度を高くする物質はアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物であることを特徴とする請求項２記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項７の発明は、アルカリ金属はナトリウムであることを特徴とする請求項６記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項８の発明は、アルカリ金属はカリウムであることを特徴とする請求項６記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項９の発明は、アルカリ土類金属はカルシウムであることを特徴とする請求項６記載の土壌中の油分の分析方法である。
請求項１０の発明は、濁度の測定は紫外光線あるいは可視光線を用いた分光光度分析であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１記載の土壌中の油分の分析方法である。

請求項１の発明とすることにより、土壌中に含有する油分を簡便に分析することができる。
請求項２の発明とすることにより、油分の析出が短時間で効率よく行われ、現場での分析作業が容易化する。
請求項３〜９の発明とすることにより、市販される汎用の薬剤を用いてイオン強度を高くすることができる。
請求項１０の発明とすることで、現場での油分検出が簡単にできることになる。

実験例１の測定結果を示すグラフ図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明に用いられる水に対する溶解度が高い低級アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、１−プロピルアルコール、２−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコールを例示することができ、これらから選択される１種類の低級アルコール、またはこれらから選択された２種以上の低級アルコールの混合物を用いることができる。

土壌に含有して分析される油分としては、原油、ガソリン類、灯油、軽油、Ａ重油、Ｃ重油、グリース、植物油、合成油、機械油、ひまし油等の油分の単独または混合物、さらにはこれら油分が酸化分解したもの、変質したもの等、前記低級アルコールに溶解する油分であればいずれの油分の分析をすることができる。

本発明においては、油分を含有すると想定される土壌についての油分の分析をすることになるが、土壌としての制限はなく、火山灰土、洪積土、崩積土、未熟土、沖積土、集積土、粘土、砂土等の各種の土壌を例示することができる。

本発明において、土壌試料と低級アルコールとを混合した後、該混合液をろ過することになるが、該ろ過は、土壌と低級アルコールとの混合液の濁りを除去することを目的とするものであり、このため例えばメッシュが０．４５μｍ（マイクロメータ）のろ紙を用いることができる。
また土壌試料と低級アルコールとは振蕩による混合が好ましい。

本発明において、前記ろ過したろ液に水を加えて低級アルコールを水に溶解させることにより、低級アルコールに溶解していた油分を微細粒子として析出させ、その濁度を測定することで土壌中の油分の分析をするものであるが、油分を短時間のうちに効率よく析出させるには、水のイオン強度を高くする物質を溶解させておくことが好ましく、水のイオン強度を高くする物質としては、塩、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物が例示される。
塩としては、水によく溶解し、電荷の高いものが好ましく、例えば塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、硫酸アルミニウム等の各種の塩が例示され、これら塩の飽和水溶液とすることが好ましい。
また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の水酸化物を例示することができ、これらが溶解してｐＨ９〜１１の弱アルカリ性に調製したものが好ましい。

本発明は、前記ろ液に水を加えて油分を析出させ、その濁度を測定することになるが、ろ液に水を加えた後、振蕩させることで油分の析出が促進される。
また濁度の測定は、析出した油分粒子が光を散乱することによりブランクに対して透光度（吸光度）が低下するという散乱光の測定であり、波長が２５０〜８００ｎｍ（ナノメートル）の紫外光線または可視光線から選択される任意の一波長でよく、例えば波長が７００ｎｍの可視光線とすることができる。含有する油分が多い場合には目視による定性的な測定もできるが、油分が微量な場合、さらには定量的な測定をするには透光光度計（分光光度計）を用いた透光光度分析とすることができ、特に現場型のものであれば土壌採集した現場でも簡単に油分の分析をすることができる。

以下、実験例を記すが、本発明は実験例に限定されないものである事は勿論である。

＜実験例１＞
集積土の一つである黒泥土１ｇ（グラム）に、市販の軽油を０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２ｍＬ（ミリリットル）ずつ添加した軽油含有黒泥土をそれぞれ作成し、これらのものにエチルアルコールを１０ｍＬずつ添加しよく振蕩して混合させる。しかる後、これらの混合液をメッシュが０．４５μｍのろ紙（例えばテフロン（登録商標）製）でそれぞれろ過する。ろ液は透明であり、このろ液に１０ｍＬの水を加え、５分間振蕩する。２分間放置した後、分光透光度計を用いて波長７００ｎｍの可視光で透光度を測定した。その結果を図１のグラフ図に示す。尚、横軸は軽油の添加量、縦軸は測定された透光度である。透光度は添加量に反比例するが、直線的な変化をしており、このことから、本発明を実施した土壌含有油分の分析精度は高いことが確認される。

＜実験例２＞
実験例１の黒泥土に軽油を０．０５ｍＬ混合したものを実験例１と同様、エチルアルコールを添加し、ろ過処理後、水添加処理したものについて、１分間、２分間、１０分間、２０分間それぞれ振蕩し、これらについて２分間放置後、実験例１と同様、透光度を測定した。この結果、振蕩時間が１分間のものは透光度の低下が殆ど見られず、２分間、実験例１の５分間、１０分間、２０分間と振蕩時間が長いほど透光度の低下が大きいことが確認された。このことから、水を添加して軽油を析出させるにはそれなりの振蕩時間が必要であることが確認された。

＜実験例３＞
実験例１の黒泥土に軽油を０．０５ｍＬ混合したものを実験例１と同様のろ過処理したものについて飽和塩化ナトリウム水溶液１０ｍＬを１０ｍＬ加えた後、１分間、２分間、５分間、１０分間振蕩した後、２分間放置し、同様にして透光度を測定した。この結果、１分間振蕩のものでも２分間以上振蕩したものは殆ど同じ透光度の低下が確認され、このことは、水に塩化ナトリウムが溶解していることで水のイオン強度が高くなり、これによって軽油の析出が促進されたことによるものと考えられる。

＜実験例４＞
飽和硫酸アルミニウム水溶液を用いた以外は実験例３と同様の処理をし、透光度の測定をしたところ、実験例３と殆ど同様の結果が確認された。

＜実験例５＞
ｐＨ１０に調製した水酸化ナトリウム溶液を用いた以外は実験例３と同様の処理をし、透光度の測定をしたところ、実験例３と殆ど同様の結果が確認された。

＜実験例６＞
機械油が含浸していると考えられる現場から採取した土壌試料の２ｇをメチルアルコール：エチルアルコール：イソプロピルアルコールを１：２：３の容量割合で混合した混合アルコールの２０ｍＬに混合させよく振蕩する。このものを実験例１と同様のろ過処理をし、そのろ液に飽和塩化ナトリウム水溶液２０ｍＬを添加し、２分間振蕩した後、２分間放置し現場型の透光度計で同じく透光度の測定をした。透光度に明らかな低下が確認され、採取した土壌試料には機械油が含浸しているものと推定された。

＜実験例７＞
Ｃ−重油が含浸していると考えられる現場から採取した土壌試料の２ｇをエチルアルコール：イソプロピルアルコールを１：１の容量割合で混合した混合アルコールの２０ｍＬに混合させよく振蕩する。このものを実験例１と同様のろ過処理をし、そのろ液に飽和塩化ナトリウム水溶液２０ｍＬを添加し、２分間振蕩した後、２分間放置し、現場型の透光度計で同じく透光度の測定をした。透光度に明らかな低下が確認され、採取した土壌試料にはＣ−重油が含浸しているものと推定された。

本発明は、土壌中に含有する機械油、軽油、重油、グリース、植物油等の各種油分の分析する分野に利用することができる。

Claims (10)

1. 土壌に含有する油分の分析方法であって、水に溶解する低級アルコールと土壌試料とを混合した後、該混合液をろ過したろ液に水を加えて低級アルコールを水に溶解させた溶液の濁度を測定することで油分の分析をするようにしたことを特徴とする土壌中の油分の分析方法。
2. 水には、イオン強度を高くする物質が溶解していることを特徴とする請求項１記載の土壌中の油分の分析方法。
3. イオン強度を高くする物質は塩であることを特徴とする請求項２記載の土壌中の油分の分析方法。
4. 塩は塩化ナトリウムであることを特徴とする請求項３記載の土壌中の油分の分析方法。
5. 塩は硫酸アルミニウムであることを特徴とする請求項３記載の土壌中の油分の分析方法。
6. イオン強度を高くする物質はアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物であることを特徴とする請求項２記載の土壌中の油分の分析方法。
7. アルカリ金属はナトリウムであることを特徴とする請求項６記載の土壌中の油分の分析方法。
8. アルカリ金属はカリウムであることを特徴とする請求項６記載の土壌中の油分の分析方法。
9. アルカリ土類金属はカルシウムであることを特徴とする請求項６記載の土壌中の油分の分析方法。
10. 濁度の測定は紫外光線または可視光線での透光光度分析であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１記載の土壌中の油分の分析方法。

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