土壌汚染調査・浄化 株式会社アイ・エス・ソリューション

株式会社エンバイオ・ホールディングス(東証マザーズ:6092)グループ

お問い合わせ 03-5297-7288 引合~見積・提案書5日で提出します。

メールでのお問い合わせはこちら

発表論文

膜界面サンプリング分析法によるベンゼン・油汚染地の評価と原位置浄化設計への適用

(著作者)
  • 安原雅子1
  • 山内 仁1
  • 中間哲志1
  • 今村幸則2
  • 田中正利3
  • 佐藤秀之3
  • 1株式会社アイ・エス・ソリューション
  • 2株式会社リグランド
  • 3株式会社インターナショナル・サーボ・データー

PDFダウンロード

1.はじめに

ベンゼン、ガソリン、軽油、重油等の油汚染問題は、石油の貯蔵・精製所やガソリンスタンド跡地などで、土地の転売や再開発等により顕在化してきている。ベンゼンや油汚染地の浄化方法は様々だが、過酸化水素と鉄を使用するフェントン法による原位置分解法が効果的である。

フェントン法による原位置浄化は、溶液の持つ酸化力により有機化合物を分解するものであり、汚染の深度や分布を把握し、汚染物質と溶液を反応させることが重要なポイントとなる。

通常、汚染の深度や分布の把握にはボーリング調査を行い部分的な深度の濃度分析を行うが、分析を行わなかったところに存在する汚染を見逃す可能性があるという欠点がある。特にガソリン、軽油、重油等の石油系炭化水素は油の成分により拡散の性状が異なり、汚染広がりやLNAPL を把握することが原位置浄化の効果を左右する。

膜界面サンプリング分析法は、地中の揮発性有機化合物の濃度を連続的に測定することが可能なため、深度方向の汚染の分布を原位置で把握できるという特長あるが、これまで日本での適用例は少ない。筆者らは膜界面サンプリング分析法を用いてベンゼン・油汚染地の評価を行い、その結果を原位置浄化設計へ適用し、効果を検討した。

2.膜界面サンプリング分析法の概要

膜界面サンプリング分析法は、センサープローブを土壌中に挿入し、揮発性有機化合物や油の濃度を連続的に測定する分析方法である。平成18 年3 月にまとめられた「油汚染対策ガイドライン -鉱油類を含む土壌に起因する油臭・油膜問題への土地所有者等による対応の考え方-」(中央環境審議会土壌農薬部会土壌汚染技術基準等専門委員会)には、油分の簡易測定法として記述されている。

今回筆者らが使用した技術は、MIP(Membrane Interface Probe)システムで、飽和・不飽和の土壌中や地下水中で利用でき、深度方向の汚染の分布と地質状況を原位置で把握することができる。

図1 にMIP の概要を示す。プローブはステンレス製で、先端に電気伝導度を測定するチップが設置されており、測定した電位差により地中の特性を把握することができる。一般的に、砂質の地層では低伝導度で、シルトや粘土層では高伝導度を示す。

汚染の検出は、プローブ側面に位置するメンブレン(膜)から気化した汚染物質を取り入れ、検出器により測定する。メンブレンは約100℃に熱せられ、メンブレンと接している土壌中の汚染物質を気化し、キャリアガスにより検出器へかけられる。検出器は、PID(光イオン化検出器)やFID(水素炎イオン化検出器)、ECD(電子捕獲検出器)の使用が可能であるが、今回はキャリアガスには窒素を使用し、検出器は浄化対象がベンゼンであることからPID を使用した。

3.調査概要

調査地は、既存調査で土壌と地下水にベンゼンが確認され、土壌からはわずかだが油臭も確認されていた。浄化対策工法はフェントン法による原位置浄化が予定されていた。

既存調査では深度2.0m でベンゼンの汚染が確認されていたが、その前後の状況が不明であった。また、汚染源となる施設(地下タンクや配管等)が異なる深度に埋設されていたため、汚染源を特定できなかった。そのため、今回の調査では汚染の深度範囲を把握し、汚染源を確認するとともに、原位置浄化の際にどの深度に薬剤を注入するのが効果的であるかを把握することを目的として行われた。

MIP による測定深度は汚染源となる施設が深度4.0m 以深には存在しないため、地表面から深度4.0m とした。MIPを地中へ挿入する前に、挿入深度分のロッドや、MIP にヒーターの温度調節等を行うコントローラーや検出器、測定結果を表示するモニタ等を写真1、2 のように設置した。

地中には写真3 のようにジオプローブを使用して挿入した。ジオプローブでは一般に15~30 秒で30cm を挿入することができるが、MIP の温度を常に約100~120℃程度に保つため、ゆっくりと挿入しながらも、30cm 挿入後1分程度経過後に打ち込みを再開するのが望ましいとされている。

測定の結果はリアルタイムで写真4 のモニタに表示される。モニタは4 パターンに切り替えられ、電気伝導度、挿入深度、温度、検出結果等を確認することができる。データはフロッピーディスクに保存することができ、インターネットから無料でダウンロードできるソフトウェアやExcel 等を利用して分析を行うことができる。

4.効果の確認・官能評価と油臭成分分析による評価

◎実施例1に対する評価

油臭低減剤を散布した土壌及び地下水に対して油臭低減の効果を確認するために、3章の実施例1で対象となった掘削土壌・地下水に対して散布前と後の油臭の変化を評価した。

通常の評価方法は、現地観察による官能評価であるが、本実験現場では油臭低減剤散布前後の地下水をGC/MS 分析と官能試験との同時測定により定量化して油臭を評価した。各評価方法の結果は、以下の通りである。

①油臭の観察結果

油臭低減剤散布前、散布中及び散布停止時の現場雰囲気(大気)の油臭の変化を観察した。観察の結果、油臭低減剤散布中には現場雰囲気の油臭は低減したことを確認した。(表‐2、表‐3)

②油臭成分分析による評価

油臭低減剤の散布前後の地下水を採取して、散布前と散布後の対象地下水の油臭の変化をGC/MS 分析と官能試験の同時測定にて評価した。

図‐2 の通り、油臭低減剤散布後では油臭の対象となる主の臭い成分が減少し、同時測定した官能試験に基づいた「においライン」以下に低減した事を確認した。

◎実施例2 に対する評価

油臭低減剤を散布・注入した土壌及び地下水に対して油臭低減の効果を確認するために、3章の実施例2 で対象となった土壌・地下水に対して散布・注入前と後の油臭の変化を評価した。

①現地観察による官能評価

油臭低減剤の散布・注入前後の土壌及び地下水を採取して、散布・注入前と散布・注入後の対象土壌及び地下水の油臭の変化を観察・評価した。官能評価の結果、表‐4 の通り土壌や地下水の油臭は油臭低減剤散布・注入後に低減したことを確認した。

5.おわりに

ガソリンスタンドの登録件数は2003年度末には約5万箇所余りと10年前に比べて1万箇所減少している(2)。ガソリンスタンドを廃止する際には、東京都などでは条例によって調査結果の届出を義務付けているが、法律や条例の適用対象外の土地においても環境への意識の高まりや土地売買時の売買契約に土壌汚染の条項が記載されることが多くなっていることから、油分を含めた土壌汚染調査の需要は増加している。

前述したとおり油汚染地の問題としては、油類を含む土壌や地下水に起因する油膜や油臭がある。このうち油臭は最も顕在化しやすく浄化が困難な現象であるが、筆者らはハーブ効果を利用した油臭低減剤を用いて、油臭低減を目的とした現場実験を数例実施し実用化している。また、これまで油臭の評価方法として官能方法が一般的に用いられているが、定性的であり、どのような成分が臭いに関与しているかについての情報が少ない。また、油臭低減剤の効果に対しても、官能試験では、臭いには個人差が生じると考えられている。そこで、今回の研究では油臭低減剤の効果の一つの定量化法として、GC/MS 分析と官能試験との同時測定による油臭成分分析による評価も行った。その結果、使用した油臭低減剤には、油臭の減少とともに油臭の対象となる主の臭い成分が減少することが確認された。

今後は、油臭低減剤を油臭に対してより効果の高い剤へ改良、油臭の臭い成分の判別、地盤に対する添加・注入方法の改善等を目指したい。

[参考文献]

1)

資源環境対策. 石油販売業界における土壌汚染対策. ㈱環境コミュニケーションズ. 2005 年4 月(P66-70)

  • 発表論文一覧
  • 実績
  • 会社情報

お問い合わせ

相見積のお問い合わせもお気軽に。セカンドオピニオンとしてもご活用ください。TEL:03-5297-7288

お問い合わせ

スタッフ紹介

採用情報