JPH09512337A - 汚染テスト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 石油炭化水素汚染をテストする方法を提供する。該方法では、試料をハロゲン化アルキル抽出溶媒と混合し、次いで、溶媒抽出相を分離し、フリーデル−クラフツルイス酸触媒を加え、溶媒抽出相中で、その色が石油炭化水素汚染を示す着色反応生成物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】 汚染テスト 本発明は、例えば、土壌又は水の芳香族石油炭化水素汚染をテストする方法に 関する。 公知の方法は、 （ａ）試料を採取する段階、 （ｂ）試料から分離された芳香族石油炭化水素を含む溶媒相を得るように、過剰 なハロゲン化アルキル抽出溶媒を加える段階、 （ｃ）土壌又は水から溶媒抽出相を分離する段階、 （ｄ）フリーデル−クラフツルイス酸触媒を添加して、反応生成物として着色粉 末を得る段階、及び （ｅ）着色反応生成物の色を測定する段階 を含む。 着色反応生成物の色は、土壌又は水試料の炭化水素汚染を示す。 そのような方法が米国特許第４，９９２，３７９号から公知である。該方法で は、ハロゲン化アルキル抽出溶媒として四塩化炭素を用いる。フリーデル−クラ フツルイス酸触媒として、無水塩化アルミニウムを加える。これによっ て、固相触媒に結合した状態の着色反応生成物が形成される。該生成物の色は石 油炭化水素汚染を示す。 上記方法は迅速且つ使用しやすいテスト法ではあるが、いくつかの欠点を有す る。 先ず、同定及び定量が必ずしも簡単ではない。同定及び定量は、上記の色を標 準の写真と比較することからなるが、色がマッチしない場合がある。 次に、濃度範囲の下限と上限では、標準曲線の写真が明確ではない。このため に、ある程度の確実性をもって眼で異なる濃度を区別することは極めて難しく、 該方法の感度及び正確度が低下する。上記の問題点を克服するためには、上記テ ストにおいて固相に生じた色を、反射率分光光度計を用いて測定し得るが、その ようなポータブル計器は市販されていない。このために、該方法は現場では使用 できない。従って、該テストの有用性がひどく制限される。 土壌試料をテストする際には、土壌に含まれている水分により溶媒抽出効率が 低下して、汚染レベルが過小評価されるというさらなる問題点が存在する。 さらに、土壌試料に含まれている石油炭化水素以外の有機物質により、汚染レ ベルが過大評価され得るという別の 問題も考えられる。 従って、土壌又は水中に存在する芳香族炭化水素汚染物質の正確な同定及び定 量を可能にするテスト法を提供することが本発明の主目的である。 本発明の別の目的は、使用が容易であり且つ現場で試料を正確にテストするよ うに適合された方法を得ることである。 従って、上記の本発明方法は、分離段階及びフリーデル−クラフツルイス酸触 媒の添加段階の後で、ハロゲン化アルキル抽出溶媒を添加して溶媒抽出相中で着 色反応生成物を形成することを特徴とする。該方法によって、汚染物質の同定及 び定量が容易になる。 本発明の好ましい実施態様において、液体ハロゲン化アルキル抽出溶媒は実質 的にジクロロメタンからなる。 ジクロロメタンを用いる場合、測定すべき着色反応生成物は液相中で形成され る。該生成物は汚染部位で使用し易いポータブル分光光度計で定量し得るので、 汚染レベルが正確に測定される。 さらに、溶媒を添加する前に、試料に乾燥剤を加えるのが好ましい。乾燥剤は 、無水硫酸マグネシウムであってよ い。乾燥剤は無水硫酸ナトリウムであるのが好ましい。乾燥剤により、例えば土 壌試料から水が除去される。これによって、抽出効率が向上する。 ある種の極性有機物質はテストに干渉し得る。そのような有機物質は土壌試料 中に最も頻繁に見い出される。該物質を除去するために、溶媒抽出相に極性有機 物質吸着剤を加える。そのような吸着剤はシリカゲルである。そのためには、酸 化アルミニウムを用いるのが好ましい。このようにして、最終汚染レベルに影響 を及ぼし得る誤作用が有利に回避される。 水試料をテストする場合、抽出溶媒を添加する前に、塩析剤を添加すると有利 であり得る。塩析剤は、石油炭化水素を水相から溶媒相に押し出すことにより抽 出効率を有利に改良する。塩析剤として塩化ナトリウムのような塩を用いるのが 好ましい。 好ましいフリーデル−クラフツルイス酸触媒は無水三塩化アルミニウムである 。 本発明はさらに、土壌又は水中の石油炭化水素汚染をテストするためのツール キットを提供し、該キットは、少なくとも： − 試料容器、 − 実測量のハロゲン化アルキル抽出溶媒及びフリーデル−クラフツルイス酸触 媒、 − 場合によって、溶媒抽出相目盛容器、及び − ポータブル分光光度計 を含む。 別の態様のツールキットは、実測量の塩析剤、脱水剤及び極性有機物質吸着剤 を含む。 特に分光光度計として比色計を用いてもよい。 本発明は、あらゆる種類の水性廃棄物流、地下水、地上水及び石油炭化水素汚 染物質を含む流出水流のテストに用い得る。 本発明を以下の実施例により説明する。実施例 正確な石油炭化水素汚染レベルを得るために、以下の手順を用いた。 １．キャップで密封し得る５０ｍｌねじ蓋付きガラス容器に土壌５ｇを秤量装入 する。 ２．土壌と約５ｇの無水硫酸ナトリウムとを、得られた混合物が自由流動性にな るまで混合する。 ３．２０ｍｌのジクロロメタン（ＤＣＭ）を加え、約３分間振盪する。 ４．土壌を１分間沈降させ、透明な抽出溶媒５ｍｌを取り出して１０ｍｌねじ蓋 付きガラス試験管に入れる。 ５．約０．１ｇの酸化アルミニウムを加え、１分間よく混合する。 ６．約０．１ｇの塩化アルミニウムを加え、定期的に約１０分間振盪する。 ７．アルミニウム塩を試験管の底に沈降させてから、分光光度計の試料ホールダ ーに装入し、ＤＣＭにアルミニウム塩を加えたブランクに対して４２０ｎｍで黄 ／茶色の吸光度を読みとる。その色は少なくとも２４時間安定である。 ８．適切な標準曲線を用いて吸光度を抽出溶媒中の濃度に換算する。 ９．抽出溶媒中の濃度を初期土壌試料中の濃度に換算する。 上記の試薬量は重要ではないが、試薬は極めて高純度（＞９９．９％）である べきである。 上記手順を種々の土壌試料に適用した。結果を以下の表に示す。 実験室法としては、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ａｇ ｅｎｃｙ（ＵＳＡ）法 ＥＰＡ ４１８．１（１９７８）に従ってテストを実施 した。 上記手順には、Ｈａｃｈ ＤＲ ２０００（Ｈａｃｈは商標）分光光度計を用 いた。 本発明の手順の検出限度は、ガソリン、ディーゼル及び原油のような複合混合 物については１００ｍｇ石油炭化水素汚染物質／ｋｇ（土壌）であり、ベンゼン 、トルエン、キシレンのようなモノ芳香族炭化水素及びナフタレンのようなポリ 芳香族炭化水素については１０ｍｇ汚染物質／ｋｇ（土壌）である。 一連のテストの前に適切な標準曲線を用意する。 当業者には、上記表から、本発明の方法を用いることに より極めて正確なデータが得られたことが明らかであろう。 上記に加えて、当業者には、吸光度が用いた分光光度計の直線範囲内に含まれ ることを確実にするために、試料の汚染レベルによっては、触媒反応を実施する 前に溶媒抽出相を適切な溶媒で希釈し得ることが明らかであろう。従って、濃度 の計算を適合させる必要がある。 汚染水、例えば、地下水、排水又は任意の種類の汚染水流試料に関しては、試 料１１を適切な溶媒２０ｍｌで抽出してよい。 そのような実験において、発色反応及びその後の定量を実施する前に、２相を 分離漏斗で分離して、低溶媒抽出相を好ましくは５ｇの無水硫酸ナトリウムを含 む溶媒抽出相容器手段に流入させて試料を脱水するのが有利であり得る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年４月１日 【補正内容】 土壌試料をテストする際には、土壌に含まれている水分により溶媒抽出効率が 低下して汚染レベルが過小評価されるというさらなる問題点が存在する。 さらに、土壌試料に含まれている石油炭化水素以外の有機物質により汚染レベ ルが過大評価され得るという別の問題も考えられる。 従って、土壌又は水中に存在する芳香族炭化水素汚染物質の正確な同定及び定 量を可能にするテスト法を提供することが本発明の主目的である。 本発明の別の目的は、使用が容易であり且つ現場での試料のテストが正確に行 われるように適合された方法を得ることである。 従って、上記の本発明方法は、分離段階及びフリーデル−クラフツルイス酸触 媒の添加段階の後で、抽出溶媒としてジクロロメタンを添加することにより、溶 媒抽出相中で着色反応生成物が形成されることを特徴とする。該方法によって、 汚染物質の同定及び定量が容易になる。 ジクロロメタンを用いる場合、測定すべき着色反応生成物は液相中で形成され る。該生成物は汚染部位で使用し易いポータブル分光光度計で定量し得るので、 汚染レベルが 正確に測定される。 さらに、溶媒を添加する前に、試料に乾燥剤を加えるのが好ましい。乾燥剤は 、無水硫酸マグネシウムであってよく、無水硫酸ナトリウムであるのが好ましい 。乾燥剤により、例えば土壌試料から水が除去される。これによって、抽出効率 が向上する。 ある種の極性有機物質はテストに干渉し得る。そのような有機物質は土壌試料 中に最も頻繁に見い出される。該物質を除去するために、溶媒抽出相に極性有機 物質吸着剤を加える。そのような吸着剤はシリカゲルである。そのためには酸化 アルミニウムを用いるのが好ましい。このようにして、最終汚染レベルに影響を 及ぼし得る誤作用が有利に回避される。 水試料をテストする場合、抽出溶媒を添加する前に、塩析剤を添加すると有利 であり得る。塩析剤は、石油炭化水素を水相から溶媒相に押し出すことにより抽 出効率を有利に改良する。塩析剤として塩化ナトリウムのような塩を用いるのが 好ましい。 好ましいフリーデル−クラフツルイス酸触媒は無水三塩化アルミニウムである 。 本発明はさらに、土壌又は水中の石油炭化水素汚染をテストするためのツール キットを提供し、該キットは、少なくとも： − 試料容器、 − 実測量のジクロロメタン及びフリーデル−クラフツルイス酸触媒、 − 場合によって、溶媒抽出相目盛容器、及び − ポータブル分光光度計 を含む。 別の態様のツールキットは、実測量の塩析剤、脱水剤及び極性有機物質吸着剤 を含む。 特に分光光度計として比色計を用いてもよい。 請求の範囲 １．石油炭化水素汚染をテストする方法であって、 （ａ）試料を採取する段階、 （ｂ）過剰なジクロロメタンを添加して、石油炭化水素を含む溶媒抽出相を得る 段階、 （ｃ）土壌又は水から溶媒抽出相を分離する段階、 （ｄ）フリーデル−クラフツルイス酸触媒を添加して、溶媒抽出相中に着色反応 生成物を得る段階、及び （ｅ）着色反応生成物の色を測定する段階 を含む前記方法。 ２．フリーデル−クラフツルイス酸触媒が無水三塩化アルミニウムである、請求 項１に記載の方法。 ３．段階（ａ）に従って採取した土壌試料に脱水剤を加える段階をさらに含む、 請求項１に記載の方法。 ４．段階（ｃ）に従って土壌から分離したハロゲン化アルキル抽出溶媒に極性有 機物質吸着剤を添加する段階をさらに含む、請求項１又は３に記載の方法。 ５．段階（ａ）に従って採取した水試料に塩析剤を添加する段階をさらに含む、 請求項１に記載の方法。 ６．ポータブル分光光度計手段を用いて着色反応生成物の色を測定する、請求項 １に記載の方法。 ７．土壌又は水の石油炭化水素汚染をテストするためのツールキットであって、 少なくとも、 − 試料容器、及び − 実測量のジクロロメタン及びフリーデル−クラフツルイス酸触媒 を含む前記キット。 ８．目盛付溶媒抽出相容器をさらに含む、請求項７に記載のツールキット。 ９．ポータブル分光光度計をさらに含む、請求項７又は８に記載のツールキット 。 １０．実測量の塩析剤、脱水剤、及び／又は極性有機物質吸着剤をさらに含む、 請求項８又は９に記載のツールキット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 レスブリツジ，ゴードン イギリス国、ケント・エム・イー・９・ ８・エイ・ジー、スイツテイングボーン、 ブロード・オーク・ロード （番地なし) (72)発明者 リニツト，ポール・エリツク イギリス国、ケント・エム・イー・９・ ８・エイ・ジー、スイツテイングボーン、 ブロード・オーク・ロード （番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．石油炭化水素汚染をテストする方法であって、 （ａ）試料を採取する段階、 （ｂ）石油炭化水素を含む溶媒相を得、段階（ｄ）で着色溶媒抽出相が得られる ように、過剰なハロゲン化アルキル抽出溶媒を添加する段階、 （ｃ）土壌又は水から溶媒抽出相を分離する段階、 （ｄ）フリーデル−クラフツルイス酸触媒を添加して、溶媒抽出相中で着色反応 生成物を得る段階、及び （ｅ）着色反応生成物の色を測定する段階 を含む前記方法。 ２．ハロゲン化アルキル抽出溶媒がジクロロメタンである、請求項１に記載の方 法。 ３．フリーデル−クラフツルイス酸触媒が無水三塩化アルミニウムである、請求 項１又は２に記載の方法。 ４．試料を段階（ａ）に従って採取した土壌試料に脱水剤を加える段階をさらに 含む、請求項１に記載の方法。 ５．段階（ｃ）に従って土壌から分離したハロゲン化アルキル抽出溶媒に極性有 機物質吸着剤を添加する段階をさら に含む、請求項１又は４に記載の方法。 ６．段階（ａ）に従って採取した水試料に塩析剤を添加する段階をさらに含む、 請求項１に記載の方法。 ７．ポータブル分光光度計手段を用いて着色反応生成物の色を測定する、請求項 １に記載の方法。 ８．土壌又は水の石油炭化水素汚染をテストするためのツールキットであって、 少なくとも、 − 試料容器、 − 実測量のハロゲン化アルキル抽出溶媒試薬及びフリーデル−クラフツルイス 酸触媒、 − 場合によって、溶媒抽出相目盛容器、及び − ポータブル分光光度計 を含む前記キット。 ９．実測量の塩析剤、脱水剤及び／又は極性有機物質吸着剤をさらに含む、請求 項１２に記載のツールキット。 １０．ポータブル分光光度計が比色計である、請求項８に記載のツールキット。