JPS59141036A - 土壌水又は土壌ガス採取管 - Google Patents

土壌水又は土壌ガス採取管

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JPS59141036A
JPS59141036A JP471883A JP471883A JPS59141036A JP S59141036 A JPS59141036 A JP S59141036A JP 471883 A JP471883 A JP 471883A JP 471883 A JP471883 A JP 471883A JP S59141036 A JPS59141036 A JP S59141036A
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JP
Japan
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soil
main body
water
filter
tubular member
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Application number
JP471883A
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Inventor
Daisuke Suzuki
大助 鈴木
Fumio Yamazoe
山添 文雄
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NORIN SUISANSYO NOGYO KANKYO GIJUTSU KENKYUSHO
Original Assignee
NORIN SUISANSYO NOGYO KANKYO GIJUTSU KENKYUSHO
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1638Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being particulate
    • B01D39/1653Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being particulate of synthetic origin
    • B01D39/1661Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being particulate of synthetic origin sintered or bonded
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/14Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V9/00Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00
    • G01V9/007Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00 by detecting gases or particles representative of underground layers at or near the surface

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は土壌中の水又はガスを採取するための農業用採
取管(以下、単に採取管という)に関するものであシ、
更に詳しくは新しい素材により作られた採取能の高いフ
ィルタ一本体を有する土壌水又は土壌ガスを含有する成
分組成を変化させずに、しかも従来のものよシ効率的に
採取するための農業用として特に省資源的、効率的な肥
培管理に有用な採取管に関するものである。
従来、主として畑地又は水田の土壌環境を把握し、効率
的で適正な肥培管理を図るため、土壌中の水又はガスを
採取し、それらに含有される成分を分析することによシ
土壌中の物質収支を明らかにしようとすることが学術レ
ベルでは行われていた。
しかしながら、その採取方法としては、磁製の多孔質ノ
ミイブあるいはステンレススティール製のフィルターを
付けたパイプよ)なる採取管を土中に挿入して採取する
方法、容器を土の表面にかぶせる方法等が知られている
に過ぎない。
これらの試料採取方法では採取速度が遅く、そのため採
取時間が長くかかシ、土壌水や土壌ガスの成分組成は一
般に時間と共に変動するために、分析を目的とした試料
採取のためには好ましくないこと、採取される試料の成
分が採取管自体に吸着されたシ、採取管からある種の成
分が試料中に溶出したシして採取した試料の成分組成が
土壌中にあるときと変ってしまうこと等の重大な欠点が
あった。また、従来の採取管については、磁製材質の均
一性の確保、ステンレススティールの高価格性、容積の
大きさ等のため製造費もかざむようであった。更に、多
湿状態の畑地ではガスのみを採取することはこれまでで
きなかった。従って従来の採取管は専ら研究用で実際に
現場での実用に供することは難しかった。
このような欠点を解決するために本発明者等は研究を重
ねた結果、採取管の素材に合成高分子材料を用いること
によって従来の欠点を克服し、非常に小型で採取能の高
い実用に耐える採取管が得られることを見い出した。こ
れにより能率的、かつ、容易な肥培管理、施肥管理が可
能になった意義は大きい。また、無駄な肥料投与が減り
、リンの農業排水からの排出抑制も可能となる等環境保
全にも役立つ。更に、採取操作中における土壌水及びガ
スの成分組成に変化がないため、土壌水、ガスの正確な
成分の分析ができる。このことはきめの細かい肥培管理
が可能であるということであり、ハウスものや肥培管理
の難しい作物の管理には特に有効である。
本発明の詳細な説明すると、本発明の土壌水又は土壌ガ
スに対する採取管は、合成高分子材料を焼結成形加工し
て得られる管壁が多孔性の中空管よシなるフィルターを
本体とし、該フィルタ一本体の上端に試料採取ビン又は
その他の容器と連結するための管状部品を装着し、該フ
ィルタ一本体を土壌中に挿入又は埋設した後、該チュー
ブを負圧状態としたときに前記フィルタ一本体の多孔性
管壁を透過する土壌水又は土壌ガスを含有する成分組成
を変化させずに迅速に採取し得る如くしたことを特徴と
する。
合成高分子材料は非極性かつ非荷電性で微生物によって
分解されないものが好ましく、このような合成高分子材
料には、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエステル
、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール
等がある。
しかしながらポリエステル、ボ′リビニルアルコールに
ついては現在の焼結成型技術では1〜10μmという小
さな孔径のものがまだ得られていない。孔径が10μm
よシ大きいフィルターではフィルター内に水が連続的に
毛管形成されないため、畑地のように水分含量の少ない
土壌では土壌中の水の採取が不能になる。すなわち、本
発明の採取管は水田から土壌水を採取するばかシでなく
畑地からも土壌水を採取できるようにするため、高分子
材料をポリエチレン、ポリプロピレン、テトラフルオロ
エチレンに限定し、現在知られている焼結成形技術によ
って得られる多孔質成形体で従来光られなかったような
小さな孔径すなわち1〜10μmにした点に特徴がある
フィルタ一本体の管壁の孔径は特に3〜5μmが好適で
ある。それ以上であってもそれ以下であっても採取能が
悪くなる。
フィルタ一本体の形状は基本的に中空であること以外に
は特に制限はない。例えば一般的には円筒状が好捷しい
が角柱状であってもよく、また、上方あるいは下方に向
かってテーパが付された形状でもよい。該中空部は試料
収集路となる。
フィルタ一本体の周壁の肉厚は充分な強度と採取能を得
るために、2〜10咽であることが好ましい。
本発明に係わる採取管はフィルタ一本体を土壌中の試料
を採取すべき場所に地表より挿入し、あるいは埋設し、
該フィルターに連結され、地上に導かれている管状部材
を負圧状態としたときに土壌水又は土壌ガスを該フィル
タ一本体の管壁を透過せしめて中空部(試料収集路)に
採集する。従って、該中空部はできるだけ容積が少ない
方が試料採取上無駄がなく、このため円筒状の場合、中
空部の直径は2〜5■程度が好ましく、通常2tmn程
度である。
フィルタ一本体の長さは採取の目的によって任意に決め
ることができる。
管状部材はフィルタ一本体に直接一体に連結しても適当
なジヨイントを介して連結してもよい。管状部材やジヨ
イントの素材は、採取した試料の組成を米質的に変える
恐れのないものを使用する必要がある。このため、例え
ば本体と同じ合成高分子材料(但しポリスチレンは硬い
ため管状部材の素材としては除く)を用いることもでき
るし管状部材には肉厚のシリコンゴム製チューブを用い
てもよい。又特にジヨイントは市販のポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリエチレン、ステンレススティールのい
ずれかを用いることもできる。
ただし、管状部材やジヨイントは採取した試料が無駄に
ならないよう内容積はできるだけ少ない方が好ましい。
特に管状部材は耐圧性である必要があシ、また内径は0
.25〜0.5咽のものが好ましい。
図に示した本発明の一実施態様を例にして本ポリエチレ
ン製のフィルタ一本体1は円筒状で底部2は本体1と一
体成形されておシ、上部3は管状部材と連通ずるため開
口している。上部3 K uステンレススティール製の
ジヨイント6がポリテトラフルオロエチレン製の7エラ
ル11とステンレススティール製のソケット状連結部1
0によシ密封状に本体1に取シっけである。ジヨイント
6の他端にはねじ山をきった管状部材取付部4が設けて
あシ、ポリテトラフルオロエチレン製の管状部材9を通
して同じ素材の7エラル12とステンレススティール製
のソケット状連結部8を該取付部4に螺着することによ
シ管状部材9をフィルタ一本体1に密封状に連結しであ
る。フィルタ一本体1の中空部(試料収集路)5はジヨ
イント6の中空部を通って管状部材と連通している。
試験例1 円筒状で長さ80mm、外径8ax、内径2tm、平均
孔径が5μmのフィルタ一本体及び同じ形状で平均孔径
が10μmのフィルタ一本体61個を高密度ポリエチレ
ン〔旭化成■製〕の微粉末を焼結成形加工して作った。
これらのフィルタ一本体をステンレススティール製の異
径ジヨイント〔ガスクロ工業特製特注品〕を用いて、外
径1.5 tm 、内径0.25〜0.5 tranの
ポリテトラフルオロエチレン製のチューブ〔ガスクロ工
業■製〕に取付けた。
平均孔径5μmのものを水採取用、同じ<i。
μmのものをガス採取用に使用した。
夫々のフィルタ一本体を予じめ約90℃の熱水で充分洗
浄した後約90℃に1昼夜乾燥ぢせてフッ素、塩素等の
不純物を除去した後、深さ20mの土中に埋めた(農林
水産省農莱技術研究所内の畑地、観音台千壌)0水探取
用の採取管は埋めるに先立ちフィルタ一本体を予じめ水
に浸してフィルター内の孔げきに毛管水を形成させた。
ガス採取用の採取管はフィルタ一本体が乾いてbるま\
土中に埋めた。分析用の土壌水又は土壌ガスは土中より
地表に出ているポリテトラフルオロエチレン製チューブ
をとおして地上部の試料採取用真空ビン等に集めた。こ
izらの試料につき分析を行った。その結果を以下に示
す。
1、 土壌中の水の分析結果。
第1表 註) (11イオンクロマトグラフ装置にょシ分析した
(2)採取量0.51nl/分につき分析。
第2表 (1) 0内のデータはMERCK INDEXから引
用した。
その他は実測値である。
(2)採取量500 d15分につき、ガスクロマトグ
ラフ法によ)分析した。
試験例2 フィルタ一本体の平均孔径が5μmで前記と同じ形状の
本発明による採取管と市販の2大型磁製管〔日南科学■
製、外径8調、内径2謹×2穴、両端開口、長は90胴
〕の一方の開口部をエポキシ樹脂系接着剤で密封したも
のをフィルタ一本体とした他は@記の本発明の採取管と
同じ大きさに構成した採取管を試験のだめに用いた。
塩素イオン、リン酸イオン、硝酸イオン及び横酸イオン
を一定量含有させたアニオン標準液の中に夫々の採取管
を入nで土壌中での採取と同様にして採取し回収したア
ニオン標準液について分析した。分析はイオンクロマト
グラフ装置を用いて行い、原液との差によシ回収率を求
めた。この結果、塩素イオン、硝酸イオン、硫酸イオン
についてはどのイオンの回収率も100チで差はなかっ
た・、しかしリン酸イオンについては磁製の採取管にお
いて吸着が生じた。それにつき第6表に示す。
第6表 この結果は本願発明による採取管は従来の採取管と異な
シ、分析のだめの試料採取のためには必要不可欠な条件
である土壌中の水又はガスの組成分を考えないで採取で
きることを示j〜ている。
試験例3 更に前記の本発明による採取管の採水能力を検討するた
めポットに土壌を詰めて室内試験を行った。それによる
と土壌中の水の採取は本願発明の採取管の場合pF O
〜2の範囲で可能であった。CpFとは、スコツイール
ド(1935)の提案によるもので、水が土壌に吸着さ
れている力を水柱の高さく、)で求め、これをその対数
で表示したものである。たとえばpF 2は水柱の高さ
100zに該当する力である。〕これはすなわち、畑地
であっても土壌水が採取できることを示している。丑だ
、飽オロ水分状態における採水能力は本願発明による採
水管では15rnl/分、磁製の採水管では4−7分で
本願発明による採水管は採水速度が極めて速いことがわ
かる0 それのみならず、本願発明の採水管は容積を小さくでき
るので、採取する試料をほとんど無駄にしないで済み、
効率良く、かつ、迅速に試料採取ができる。
更に本発明による採取管は土壌中のガスを採取する場合
、土壌水分が著しく局い状態(pFO15程度)であっ
てもガスだけ全採取することができるという従来品にな
い特徴を有する。これはポリエチレン樹脂が強い疎水性
を示す特性をもつため、予じめフィルタ一本体の孔げき
内部に水の毛管連結を人為的に作らない限りフィルタ一
本体の表面で土壌水をはじいてしまうためであると考え
られる。
また、i本発明の採取管によるガスの採取速度は100
m/分以上と従来品(従来品は、畑地の水分含量の多少
によって大きく異なり、平均して採取速度を論じること
は危険であるが、おおむね10ゴ/分程度)に比べて者
しく速いことが特徴である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の採取管の一実施例の中央縦断面図であ
シ、第2図は第1図に示したA−A線で示した部位にお
ける採取管のフィルタ一本体の横断面図である。 1・・・フィルタ一本体 6・・・ジヨイント 8.10・・・ソケット連結部 9・・・管状部材 特許出願人 農林水産省農業技術研究所長代理人 弁理
士 小 島 浦 和

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 合成高分子材料を焼結成形加工して得られる管壁
    が多孔性の中突菅よりなるフィルターを本体とし、該フ
    ィルタ一本体の上端に試料採取ビン又はその他の容器又
    は機器と連結するための管状部品を装着し、該フィルタ
    一本体を土壌中に挿入又は埋設した後、該管状部材を負
    圧状態としたときに前記フィルタ一本体の多孔性管壁を
    透過する土壌水又は土壌ガスを含有する成分組成を変化
    させずに迅速に採取し得る如くしたことを特徴とする土
    壌水又は土壌ガスに対する農業用採取管。 2、該フィルタ一本体の多孔性管壁の空孔は約1〜10
    μmの平均孔径を有する特許請求の範囲第1項に記載の
    農業用採取管。 3、 該フィルタ一本体の合成高分子材料が非極性、非
    荷電性及び耐微生物分解性のポリエチレン、ポリテトラ
    フルオロエテレ/、ポリプロピレン及びポリスチレンよ
    りなる組から選ばれる特許請求の範囲第1又は2項に記
    載の農業用採取管。 4、 管状部材がフィルタ一本体に一体に装着されてい
    る特許請求の範囲第1.2又は6項に記載の農業用採取
    管。 5、管状部材がジヨイントを介して’13M状に本体に
    装着さ九ている特許請求の範囲第1.2、又は3項に記
    載の農業用採取管、− 6、管状部材が非極性、非荷電性及び耐微生物分解性の
    ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン又はシリコ
    ンゴム製である前記特許請求の範囲のいずれか1項に記
    載の農業用採取管。
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