油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の油分選択的測定法
【課題】土壌の油汚染状態の把握、土壌の改質や浄化程度の評価を目的として土壌中の汚染油由来の不揮発性油分量を定量分析する際に、土壌元来が有する有機化合物の影響を低減し、かつ定量性に優れた油分選択的測定方法を提供する。
【解決手段】油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量を薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を用いて測定するに際して、油汚染土壌中成分を有機溶媒へ抽出し、該抽出分を薄層クロマトグラフィーの原点上に添着した後、抽出分を互いに分離して水素炎イオン化検出器を用いて測定し、各々の分離された分画を定量する、油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【解決手段】油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量を薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を用いて測定するに際して、油汚染土壌中成分を有機溶媒へ抽出し、該抽出分を薄層クロマトグラフィーの原点上に添着した後、抽出分を互いに分離して水素炎イオン化検出器を用いて測定し、各々の分離された分画を定量する、油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油で汚染された土壌中に含まれる不揮発性油分量の油分選択的測定方法に関する。さらに詳しくは、油汚染された土壌より抽出された不揮発性油分を、薄層クロマトグラフィーを用い、飽和分、芳香族分、レジン分およびアスファルテン分に分画し、かつ分析妨害成分として土壌に由来する有機化合物を分離し、土壌に由来する有機化合物の影響を低減して不揮発性油分を定量することを特徴とする、土壌中の不揮発性油分量の測定方法に関する。土壌中の不揮発性油分の測定方法は、油汚染された土壌中の汚染状態の把握、土壌の改質度または浄化度の評価方法として大変有用である。
【背景技術】
【０００２】
土地汚染状況の把握および人への健康被害の防止を定めた土壌汚染対策法が制定され平成１５年に施行されている。しかしながら、土壌汚染状況の把握のための油分定量方法が未規定であるため、統一的な尺度で、油分の除去や分解による土壌の浄化および改良程度を評価することができないという課題を残している。一方、油による土壌汚染は主要な環境破壊要因の一つとして位置づけられている。よって、油分の除去や分解による土壌の浄化および改良は、公衆衛生、環境保全に関わる重要な技術的対策課題となっている。
【０００３】
さらに、平成１８年に示された「油汚染対策ガイドライン」（例えば、非特許文献１参照）では、Ｕ．Ｓ．ＥＰＡ Ｍｅｔｈｏｄを参考にしたＧＣ−ＦＩＤによるＴＰＨ試験法（例えば、非特許文献２〜５参照）が示されている。しかしながら、ＧＣによる分析方法では、揮発性成分からなる油分については測定可能であるが、不揮発性成分を多く含む油分、例えばＣ重油や潤滑油、空気との接触により酸化、重合による高分子化が進んで不揮発性となった油分を対象とした場合には、キャリアガスによるカラム分離そのものができないため、ＧＣによる分析は不可能である。
【０００４】
ＧＣ−ＦＩＤによるＴＰＨ試験法以外にも土壌中の油分定量法は報告されている。土壌中の油分をクロロホルムに抽出し、比色分析により油分を定量する方法（例えば、特許文献１参照）は、ＧＣ−ＦＩＤでは測定が不可能な不揮発性油分も含めて測定が可能である。しかし、比色分析では、油分の種類により定量感度が異なるため、正確な油分の定量には向いていない。また、土壌から抽出した油分を、赤外線吸収分光光度計を用いて、有機化合物のＣ−Ｈ結合伸縮振動吸収帯である２８００〜３０５０ｃｍ−１の吸光度を測定し定量する方法もある。しかし、分光的な検出では、比色分析同様に油分の種類により定量感度が異なることから、正確な油分の定量は困難である。
【０００５】
従って、不揮発性の油分を対象とし、かつ、油分の種類によらず感度が変化しない簡便な分析方法が求められてきた。そこで、薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を備えたＴＬＣ−ＦＩＤによる分析方法（例えば、特許文献２参照）が報告されている。シリカゲルを固定相に用いた薄層クロマトグラフィー操作では、展開溶媒による移動距離の差を利用して、化学的構造の類似する４種の成分に分類した不揮発性の油分の分析が可能である。すなわち、ｎ−ヘキサン、トルエン、ジクロロメタン／メタノール混合溶媒で溶出される成分をそれぞれ飽和分、芳香族分、またはレジン分として、ｎ−ヘキサン、トルエン、またはジクロロメタン／メタノール混合溶媒のいずれにも溶出されない成分をアスファルテン分として分類する。また、水素炎イオン化検出器は、有機化合物の炭素数に対して線形な応答を示すため、油分の種類に感度はほとんど影響されず、油分炭素量としての定量が可能である。従って、不揮発性の油分の定量法としてＴＬＣ−ＦＩＤは優れている。しかしながら、ｎ−ヘキサン、トルエン、ジクロロメタン／メタノール混合溶媒を用いた展開により４種の成分へ分離するのみでは、土壌から抽出されてしまう土壌由来の有機化合物、つまり汚染油に由来しない成分を除外できない。ゆえに、土壌に由来する有機化合物が、分析の妨害成分となり、汚染油に由来する不揮発性油分のみを定量することも不可能であった。また、ｎ−ヘキサン、トルエン、ジクロロメタン／メタノール混合溶媒を用いた展開を順に行い、水素炎イオン検出する方法では、展開を重ねるにしたがい展開距離が短くなるため、ピーク分離が困難になり複雑な展開条件が適用できない問題もあった。そこで、展開距離の延長を図り、水素炎イオン化検出器による測定を複数回に分けて実施する方法（例えば、非特許文献６参照）が報告されている。しかし、本報告では土壌に由来する有機化合物の分離は行われておらず、油分の定量値には土壌に由来する有機化合物が加算されている可能性があった。したがって、土壌に由来する有機化合物の影響を受けずに油分のみを選択的に定量する手法は見出されるに至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６２２０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１６４４０２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】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、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−、平成１８年３月
【非特許文献２】米国環境保護局“Separatory funnel liquid-liquid extraction” U.S.Environmental Protection Agency Method3510C,December,1996,3
【非特許文献３】米国環境保護局“Continuous liquid-liquid extraction” U.S.Environmental Protection Agency Method3520C,December,1996,3
【非特許文献４】米国環境保護局“Soxhlet extraction” U.S.Environmental Protection Agency Method 3540C, December, 1996,3
【非特許文献５】米国環境保護局“Nonhalogenated organics using GC/FID” U.S.Environmental Protection Agency Method8015, June,2003,4
【非特許文献６】Masafumi Goto, et al., J. Mar. Biotechnol., 2, 45 (1994)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、土壌の油汚染状態の把握、土壌の改質や浄化程度の評価を目的として土壌中の汚染油由来の不揮発性油分量を定量分析する際に、土壌元来が有する有機化合物の影響を低減し、かつ定量性に優れた油分選択的測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
土壌中の不揮発性油分量の測定に着目すると、揮発性有機化合物の分析が可能なガスクロマトグラフィー法ではなく、高速液体クロマトグラフィーや薄層クロマトグラフィーのような揮発性を有さずとも化合物分離が可能な分析方法が適している。特に、簡便な分析として薄層クロマトグラフィーは不揮発性化合物の分析方法として優れている。また、有機化合物の種類に関係なく炭素数に対して線形に近い応答を示す水素炎イオン化検出器は、油分定量のための検出法として優れている。したがって、薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を組み合わせた分析装置であるＴＬＣ−ＦＩＤに着目し、定量分析の方法について鋭意検討した。
【００１０】
ＴＬＣ−ＦＩＤでは、展開操作により溶出するピークを選択的に水素炎イオン化検出器で測定し、さらに展開操作を繰り返すことにより展開距離を延ばし、効率的なピークの分離が可能である。しかし、展開距離の延長のみでは、土壌由来の有機化合物と油分由来の成分との分離は困難であった。油分由来の成分も土壌由来の有機化合物とともに溶出するために、油分のみとして分画することは不可能であった。そこで、土壌由来の有機化合物の化学的性状に着目し、薄層クロマトグラフィーにより油分由来の成分と効率的に分離する条件、展開溶媒と展開順序、混合溶媒の最適組成等につき、鋭意検討するとともに、水素炎イオン化検出器での測定を３段階実施する方法を見出し、効率的な土壌由来の有機化合物の分離を可能とし、かつ土壌由来の有機化合物と油分成分の分離のための展開距離を十分に長くすることにより汚染油に由来する不揮発性油分を選択的に定量する本発明に到達した。
【００１１】
即ち、本発明は、油で汚染された土壌中に含まれる不揮発性油分を選択的に定量する、以下の１〜４に示す測定方法に関する。
１．油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量を薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を用いて測定するに際して、油汚染土壌中成分を有機溶媒へ抽出し、該抽出分を薄層クロマトグラフィーの原点上に添着した後、下記の（１）〜（７）の手順を経て抽出分を互いに分離して水素炎イオン化検出器を用いて測定し、各々の分離された分画を定量することを特徴とする、油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法：
（１）ｎ−ヘキサンで展開を行い、ｎ−ヘキサンで溶出する分画を飽和分とする；
（２）トルエンで展開を行い、ｎ−ヘキサンでは溶出されずトルエンで溶出されかつ展開前線側に位置する分画を芳香族分とし、芳香族分より原点側の位置に溶出する全ての分画を分析妨害成分１とする；
（３）飽和分、芳香族分および分析妨害成分１の分画について水素炎イオン化検出器にてそれぞれ測定する；
（４）メタノールの混合比がジクロロメタンに対し０．００５〜０．０５倍容であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒Ａを用いて原点に残っている分画の展開を行い、混合溶媒Ａで溶出する全ての分画を分析妨害成分２とする；
（５）分析妨害成分２の分画について水素炎イオン化検出器にて測定する；
（６）メタノールの混合比がジクロロメタンに対して０．０５倍容を超え０．２倍容以下であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒Ｂを用いて原点に残っている分画の展開を行い、混合溶媒Ｂで溶出する分画をレジン分とし、混合溶媒Ｂで溶出されず原点に残る分画をアスファルテン分とする；
（７）水素炎イオン化検出器にてレジン分とアスファルテン分の分画をそれぞれ測定する。
２．飽和分の定量に際し、エイコサンを標準物質に用いた絶対検量線法にて定量を行う、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
３．芳香族分、分析妨害成分１、分析妨害成分２、レジン分およびアスファルテン分の定量に際し、アントラセンを標準物質に用いた絶対検量線法にて定量を行う、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
４．前記有機溶媒が、二硫化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ヘキサン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタンおよびジクロロペンタフルオロプロパンからなる群より選ばれた一種以上である、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によって、土壌中の汚染油に由来する不揮発性油分の定量分析において、土壌由来の有機化合物による妨害を低減して測定できるようになった。従って、本発明の方法を用いることによって、油に汚染された土壌の汚染状態の把握、土壌の改質度または浄化度の評価、例えば、バイオレメディエーションによる土壌中油分の経時的変化の追跡が可能となった。また、土壌中の不揮発性油分の定量を、簡便に、かつ高再現性、高精度に実施することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】薄層クロマトグラフィー展開と水素炎イオン化検出器測定手順
【図２】ＴＬＣ−ＦＩＤにおけるエイコサンとアントラセンの検量線
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は１．測定対象となる油汚染土壌からの分析成分抽出、２．薄層クロマトグラフィーへの添着、３．薄層クロマトグラフィーによる分離と水素炎イオン化検出器測定の操作からなる。
【００１５】
本発明の対象となる油汚染土壌は、通常の腐植質、粘土質、砂質、礫質等からなる土壌に、原油または原油から得られる製油分やその副産物等が混入したものである。薄層クロマトグラフィーは、シリカゲルを固定相担持した吸着クロマトグラフィーに用いられるものであればよく、例えば、シリカゲルを石英棒に焼結させたシリカゲルロッド、例えば三菱化学メディエンス(株)（旧(株)三菱化学ヤトロン）製クロマロッド−ＳIIIなどが使用できる。また、薄層クロマトグラフィーを測定する水素炎イオン化検出器としては、例えば、三菱化学メディエンス(株)製のイアトロスキャンが挙げられる。
【００１６】
１．測定対象となる油汚染土壌からの分析成分抽出
油汚染土壌から、油分を高濃度に溶解する有機溶媒または該有機溶媒を含む混合溶媒を抽出溶媒に用いて、ソクスレー、振盪または超音波等の公知の方法により抽出することによって油分抽出液を取得する。該有機溶媒としては、二硫化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ヘキサン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、ジクロロペンタフルオロプロパン等が挙げられ、土壌からの油分の抽出率が高い点から、特にジクロロメタンおよび二硫化炭素が好ましい。なお、油分抽出時には、土壌中に含まれる水の存在により油分の抽出率が低下する影響があるため、適宜、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等の脱水剤を試料土壌に添加しておくことが望ましい。また、薄層シリカゲルクロマトグラフィーの展開や水素炎イオン化検出器を用いて測定における再現性向上の為、メンブランフィルター、シリカウール等を用いた濾過や遠心分離等の方法で抽出液中に混入した土壌の除去を行うことが望ましい。
【００１７】
２．薄層クロマトグラフィーへの添着
前記の抽出液を薄層クロマトグラフィーの原点へ添着する。油分抽出液についてはそのまま薄層クロマトグラフィーの測定用試料として用いることも可能であるが、定量精度を向上させるためからも、あらかじめ水素炎イオン化検出器で適正に測定できる添着量および試料濃度の範囲を検定しておき、適正な試料量を添着することが望ましい。また、測定試料を薄層クロマトグラフィーの原点に添着した後、風乾、乾燥機等により溶媒を除去する。溶媒の除去が不十分である場合には、薄層クロマトグラフィーの展開挙動が変動し、再現性が得られなくため、十分に溶媒を除去する必要がある。
【００１８】
３．薄層クロマトグラフィーによる分離と水素炎イオン化検出器測定
抽出液を薄層クロマトグラフィーの原点へ添着後、図１の薄層クロマトグラフィー展開と水素炎イオン化検出器測定手順に沿って薄層クロマトグラフィーの展開と水素炎イオン化検出器による測定を実施する。展開操作を行う場合には、いずれの展開溶媒の場合も、溶出の再現性を高めるために、あらかじめ展開槽内を展開溶媒の蒸気で飽和された状態としておくことが好ましい。また、いずれの展開操作も溶出されるピークの分離に適した温度で一定に保ちながら実施することが、再現性を良好にするためからも望ましい。展開操作を行った後は、いずれの展開溶媒も風乾、乾燥機等により溶媒を十分に除去する。
【００１９】
（１）ｎ−ヘキサンによる展開
まず、ｎ−ヘキサンを用いて薄層クロマトグラフィー上に試料を添着した原点から展開を行い、飽和分を溶出させる。溶出する飽和分のピークが次の展開で溶出されるピークと分離させるためにも展開距離を十分にとる必要がある。したがって、試料を添着した原点とは反対端の直前まで展開すればよい。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いる場合には、原点からの展開長を１０ｃｍとすることが好ましい。
【００２０】
（２）トルエンによる展開
次にトルエンを用いて薄層クロマトグラフィーの展開を行い、芳香族分と分析妨害成分１の分画を溶出させる。芳香族分および分析妨害成分１のピークが飽和分のピークと分離するように展開距離を決定する。通常は、試料を添着した原点から飽和炭化水素溶媒の展開前線の５〜６割の展開長で展開することにより良好な分離を実現できる。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いてｎ−ヘキサンで１０ｃｍの展開長さで飽和分を溶出させた後にトルエンで展開する場合には、原点からの展開長を５〜６ｃｍとすれば良い。
【００２１】
（３）溶出ピークの水素炎イオン化検出器測定
飽和分、芳香族分および分析妨害成分１の分画を選択して水素炎イオン化検出器で測定する。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のイアトロスキャンＭＫ−６ｓを用いて測定を行う場合には、水素炎イオン化検出器による全スキャン範囲のうち原点を始点とする１０％の距離を除いた部分スキャンを行えばよい。
【００２２】
（４）混合溶媒Ａによる展開
水素炎イオン化検出器にて飽和分、芳香族分および分析妨害成分１の測定をおこなった後、メタノールの混合比がジクロロメタンに対し０．００５〜０．０５倍容であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒（混合溶媒Ａ）により原点に残ったピークの展開を行い、分析妨害成分２を溶出させる。土壌中由来の有機化合物を本展開にて原点に残るレジン・アスファルテン分から効率よく分離させるために、展開距離を十分にとる必要がある。したがって、試料を添着した原点とは反対端の直前まで展開すればよい。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いる場合には、原点からの展開長を１０ｃｍとすることが好ましい。
【００２３】
前記混合溶媒Ａは、レジン分が分析妨害成分２とともに溶出しないようにジクロロメタンに対するメタノールの混合比を０．００５〜０．０５倍容とする。更には、該混合比が０．０１〜０．０２倍容であることがより好ましい。混合比が０．００５倍容に満たない場合には、展開溶媒の極性が低すぎるためシリカゲルに吸着した分析妨害成分２の展開が困難になる。つまり、この場合、分析妨害成分２のピークがテーリングを起こし、レジン・アスファルテン分のピークと重なり分離は悪化する。一方、混合比が０．０５倍容を超える場合には、展開溶媒の極性が高すぎるためレジン・アスファルテン分の展開溶媒への溶解度が向上し、レジン分も溶出されてしまうため、分析妨害成分とレジン分およびアスファルテン分の分画が不可能になる。従って、ジクロロメタンに対するメタノールの混合比が０．０５倍容を超えても、０．００５倍容を下回っても、分析妨害成分とアスファルテン分およびレジン分の分離が不良となる。ゆえに、十分に溶出されない分析妨害成分は低く定量され、アスファルテン分およびレジン分は分析妨害成分の残留により定量値が高く見積もられてしまうことになる。
【００２４】
（５）溶出ピークの水素炎イオン化検出器測定
分析妨害成分２の溶出の後に、分析妨害成分２の分画を選択して水素炎イオン化検出器で測定する。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のイアトロスキャンＭＫ−６ｓを用いて測定を行う場合には、水素炎イオン化検出器による全スキャン範囲のうち原点を始点とする１０％の距離を除いた部分スキャンを行えばよい。
【００２５】
（６）混合溶媒Ｂによる展開
水素炎イオン化検出器にて分析妨害成分２の測定を行った後、メタノールの混合比がジクロロメタンに対し０．０５倍容を超え０．２倍容以下であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒（混合溶媒Ｂ）により原点に残ったピークの展開を行い、レジン分を溶出させる。アスファルテン分のこの際、混合比がジクロロメタンに対し０．０５倍容以下の場合は、レジン分が溶出しなくなる。また、０．２倍容を超える場合も、レジン分の溶解性の低下によりレジン分が溶出しない。本展開の展開長は、溶出されるレジン分と原点に残るアスファルテン分が分離できる長さであればよく、特に制限はないが、溶出されるレジン分と原点に残るアスファルテン分を効率よく分離させるためには、展開距離を十分にとるほうが好ましい。したがって、通常は、試料を添着した原点とは反対端の直前まで展開すればよい。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いる場合には、原点からの展開長を１０ｃｍとすることが好ましい。
【００２６】
（７）水素炎イオン化検出器測定
レジン分とアスファルテン分を水素炎イオン化検出器にて試料を展着した原点から混合溶媒Ｂで展開した展開前線までを測定する。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いて、混合溶媒Ｂによる、原点から１０ｃｍの展開を行っている場合、三菱化学メディエンス(株)製のイアトロスキャンＭＫ−６ｓでは全スキャン範囲で水素炎イオン化検出器の測定を行えばよい。
【００２７】
上記の方法で、有機溶媒へ抽出された油汚染土壌中成分は、飽和分、芳香族分、分析妨害成分１、分析妨害成分２、レジン分およびアスファルテン分へ分画され、水素炎イオン化検出器にて分画ごとに測定される。水素炎イオン化検出器による測定の際に、チャートレコーダーやインテグレータにより応答信号を記録することでクロマトグラムが得られる。クロマトグラムに記録された分画ごとのピーク面積を用いて有機溶媒へ抽出された油汚染土壌中成分の定量を行う。その解析法として絶対検量線法、被験成分追加法や内標準法などが挙げられる。操作および解析が簡便な点から絶対検量線法が好ましい。
【００２８】
例えば、絶対検量線法では検量線の作成に用いる標準物質として炭化水素類が挙げられる。さらには、飽和分の標準物質としては、薄層クロマトグラフィーを実施した際に飽和分と同様の展開挙動を示すＣ１４〜Ｃ４０の脂肪族アルカンが好ましく、例えば、高純度な標品が入手しやすいＣ２０の脂肪族直鎖アルカンであるエイコサンがある。エイコサンは、展開溶媒であるｎ−ヘキサンへの溶解性が高く、揮発性がないことからも、不揮発性油分の定量における飽和分の標準物質として好適である。Ｃ１４に満たない脂肪族アルカンの場合は、揮発性を有するため、展開または検出操作中に消失し定量値に再現性が得られないので標準物質として不適である。一方、Ｃ４０を超える炭素数の脂肪族アルカンは有機溶媒への溶解性も低く、薄層展開時の移動速度が遅く被験物質と動きが大きく異なるので、標準物質として使用するには現実的では無い。また、芳香族分、レジン分、分析妨害成分１、分析妨害成分２、レジン分およびアスファルテン分の標準物質としては、Ｃ１０〜Ｃ２０の多環芳香族炭化水素が好ましく、例えば、高純度な標準物質として入手が容易なアントラセンがある。なお、Ｃ１０に満たない芳香族炭化水素は揮発性を有するため、試料添着時や薄層展開時の影響を受けるので定量性に再現性がない。また、薄層展開時の挙動も被験物質と大きく異なるために、飽和分へ溶出分配してしまうこともあり標準物質に適さない。一方、Ｃ２０を超える炭素数の芳香族炭化水素は、有機溶媒への溶解性が低く、標準物質としての使用には適さない。
【００２９】
検量線を作成するにあたり、水素炎イオン化検出器の性能によっては、クロマトグラム上のピークが鋭い場合などは測定可能な標準物質の量の上限が低下することがある。これを防ぐために、土壌からの抽出成分と同様に展開操作を行ってピーク幅を広げることにより測定可能な標準物質の上限を増やし、検量線の線形性を向上させてもよい。
【実施例】
【００３０】
実施例および比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの例にのみ限定されるものではない。
参考例
１）模擬油汚染土壌の作製
市販の園芸用黒土（有限会社タカムラ製）１００ｇに対し、水１５０ｇを添加し撹拌した。得られたスラリーを遠心分離し、上澄み液を除いた。本操作を３回繰り返した後、黒土分を１１０℃で重量恒量化するまで乾燥させ、洗浄土壌を作製した。洗浄土壌へ、市販のＣ重油およびジクロロメタンによる市販の腐葉土（有限会社タカムラ製）からの抽出分を表１に示すように添加混合し、模擬汚染土壌を作製した。
【００３１】
【表１】
【００３２】
実施例１
１）模擬汚染土壌からの油分抽出
参考例１で調製した汚染土壌を１０ｇずつ分取し、それぞれ１０ｇへ硫酸ナトリウム３０ｇを添加し、二硫化炭素３０ｍＬを加えて３０分間振盪抽出、２時間静置後、油分が抽出溶解された二硫化炭素相を１００ｍＬのメスフラスコに回収した。さらに、二硫化炭素３０ｍＬ で３０分間の振盪抽出、３０分間の静置を２回繰り返し、上記の１００ｍＬのメスフラスコに移した。次に、二硫化炭素を上記１００ｍＬメスフラスコに加え、正確に１００ｍＬとした。０．２μｍ孔径のＰＴＦＥ製メンブランフィルターでの濾過により混入した不溶土壌分を除去し、油分抽出液を得た。取得した抽出液は、２０℃で風乾により３〜５倍の範囲で濃縮し、測定用の試料を得た。
【００３３】
２）エイコサンとアントラセンを標準物質とした検量線作成
エイコサンおよびアントラセンについて０．０５〜１重量％のジクロロメタン溶液を検量線作成試料として調製した。調製した検量線作成用試料をシリカゲル焼結石英棒（三菱化学メディエンス(株)製クロマロッド−ＳIII、展開可能固定相長さ１０ｃｍ）に２μＬ添着し、室温下にて１５分間風乾後、下記表２に示す測定手順１でクロマトグラフィー展開および測定をおこなった（測定には三菱化学メディエンス(株)製イアトロスキャンＭＫ−６ｓを使用した。以下同様。）。各展開操作時の展開長さは、試料添着を施した原点から、展開溶媒を到達させた距離を示す。測定データは、システムインスツルメンツ社Ｓｉｃ４８０ＩＩデータステーションを用いてクロマトグラムを取得し、ピーク積分解析を施した。エイコサンおよびアントラセンについて作成した検量線（検量線作成試料濃度−ピーク面積値）を図２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】
３）油汚染土壌から抽出された油分のＴＬＣ−ＦＩＤによる定量
油汚染土壌からの振盪抽出による油分抽出操作にて取得された抽出濃縮液をシリカゲル焼結石英棒（三菱化学メディエンス(株)製クロマロッド−ＳIII、展開可能固定相長さ１０ｃｍ）に２μＬ添着し、１２０℃のクロマトドライヤーにて３０分間乾燥した後、室温にて１６分間冷却した。下記表３に示す測定手順２でクロマトグラフィー展開および測定をおこなった。各段の展開操作を実施した後に、添加溶媒の乾燥除去をおこなった。各展開操作時の展開長さは、試料添着を施した原点から、展開溶媒を到達させた距離を示す。測定データはシステムインスツルメンツ社Ｓｉｃ４８０ＩＩデータステーションを用いてクロマトグラムを取得し、ピーク積分解析を施した。ピーク面積値をもとに、エイコサンとアントラセンの検量線を用いて、各分画油分を模擬汚染土壌中に含まれるエイコサンおよびアントラセン換算重量濃度（ｗｔ％）として定量した。各模擬汚染土壌の定量結果を表４に示す。本実施例では、土壌元来の有機化合物が妨害成分１および２として定量された。特に腐葉土抽出分による１．０ｗｔ％被汚染土壌では、全分画の濃度定量値が総和０．１９ｗｔ％に対し、分析妨害成分１と２の合計０．１２ｗｔ％となったため、抽出された腐葉土中元来の有機化合物の６割を超える成分が分析妨害成分として定量された。
【００３６】
【表３】
【００３７】
比較例１
実施例１と同様に油汚染土壌からの振盪抽出による油分抽出操作にて取得された抽出濃縮液をシリカゲル焼結石英棒（三菱化学メディエンス(株)製クロマロッド−ＳIII、展開可能固定相長さ１０ｃｍ）に２μＬ添着し、１２０℃のクロマトドライヤーにて３０分間乾燥した後、室温にて１６分間冷却した。エイコサンとアントラセンを標準物質とした検量線作成と同様に表２に示す測定手順１でクロマトグラフィー展開および測定をおこなった。実施例１と同様に各分画油分を模擬汚染土壌中に含まれるエイコサンおよびアントラセン換算重量濃度（ｗｔ％）として定量した。各模擬汚染土壌の定量結果を表４に示す。比較例では、分析妨害成分の分画は定量されないが、レジン・アスファルテン分の定量値の合計は、実施例に比較して高くなった。したがって、本比較例では、土壌中元来の有機化合物が分離できずレジン・アスファルテン分に含まれて定量されていると考えられる。実施例では土壌中油分定量への土壌元来の有機化合物の影響低減を図られていることが示された。
【００３８】
【表４】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油で汚染された土壌中に含まれる不揮発性油分量の油分選択的測定方法に関する。さらに詳しくは、油汚染された土壌より抽出された不揮発性油分を、薄層クロマトグラフィーを用い、飽和分、芳香族分、レジン分およびアスファルテン分に分画し、かつ分析妨害成分として土壌に由来する有機化合物を分離し、土壌に由来する有機化合物の影響を低減して不揮発性油分を定量することを特徴とする、土壌中の不揮発性油分量の測定方法に関する。土壌中の不揮発性油分の測定方法は、油汚染された土壌中の汚染状態の把握、土壌の改質度または浄化度の評価方法として大変有用である。
【背景技術】
【０００２】
土地汚染状況の把握および人への健康被害の防止を定めた土壌汚染対策法が制定され平成１５年に施行されている。しかしながら、土壌汚染状況の把握のための油分定量方法が未規定であるため、統一的な尺度で、油分の除去や分解による土壌の浄化および改良程度を評価することができないという課題を残している。一方、油による土壌汚染は主要な環境破壊要因の一つとして位置づけられている。よって、油分の除去や分解による土壌の浄化および改良は、公衆衛生、環境保全に関わる重要な技術的対策課題となっている。
【０００３】
さらに、平成１８年に示された「油汚染対策ガイドライン」（例えば、非特許文献１参照）では、Ｕ．Ｓ．ＥＰＡ Ｍｅｔｈｏｄを参考にしたＧＣ−ＦＩＤによるＴＰＨ試験法（例えば、非特許文献２〜５参照）が示されている。しかしながら、ＧＣによる分析方法では、揮発性成分からなる油分については測定可能であるが、不揮発性成分を多く含む油分、例えばＣ重油や潤滑油、空気との接触により酸化、重合による高分子化が進んで不揮発性となった油分を対象とした場合には、キャリアガスによるカラム分離そのものができないため、ＧＣによる分析は不可能である。
【０００４】
ＧＣ−ＦＩＤによるＴＰＨ試験法以外にも土壌中の油分定量法は報告されている。土壌中の油分をクロロホルムに抽出し、比色分析により油分を定量する方法（例えば、特許文献１参照）は、ＧＣ−ＦＩＤでは測定が不可能な不揮発性油分も含めて測定が可能である。しかし、比色分析では、油分の種類により定量感度が異なるため、正確な油分の定量には向いていない。また、土壌から抽出した油分を、赤外線吸収分光光度計を用いて、有機化合物のＣ−Ｈ結合伸縮振動吸収帯である２８００〜３０５０ｃｍ−１の吸光度を測定し定量する方法もある。しかし、分光的な検出では、比色分析同様に油分の種類により定量感度が異なることから、正確な油分の定量は困難である。
【０００５】
従って、不揮発性の油分を対象とし、かつ、油分の種類によらず感度が変化しない簡便な分析方法が求められてきた。そこで、薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を備えたＴＬＣ−ＦＩＤによる分析方法（例えば、特許文献２参照）が報告されている。シリカゲルを固定相に用いた薄層クロマトグラフィー操作では、展開溶媒による移動距離の差を利用して、化学的構造の類似する４種の成分に分類した不揮発性の油分の分析が可能である。すなわち、ｎ−ヘキサン、トルエン、ジクロロメタン／メタノール混合溶媒で溶出される成分をそれぞれ飽和分、芳香族分、またはレジン分として、ｎ−ヘキサン、トルエン、またはジクロロメタン／メタノール混合溶媒のいずれにも溶出されない成分をアスファルテン分として分類する。また、水素炎イオン化検出器は、有機化合物の炭素数に対して線形な応答を示すため、油分の種類に感度はほとんど影響されず、油分炭素量としての定量が可能である。従って、不揮発性の油分の定量法としてＴＬＣ−ＦＩＤは優れている。しかしながら、ｎ−ヘキサン、トルエン、ジクロロメタン／メタノール混合溶媒を用いた展開により４種の成分へ分離するのみでは、土壌から抽出されてしまう土壌由来の有機化合物、つまり汚染油に由来しない成分を除外できない。ゆえに、土壌に由来する有機化合物が、分析の妨害成分となり、汚染油に由来する不揮発性油分のみを定量することも不可能であった。また、ｎ−ヘキサン、トルエン、ジクロロメタン／メタノール混合溶媒を用いた展開を順に行い、水素炎イオン検出する方法では、展開を重ねるにしたがい展開距離が短くなるため、ピーク分離が困難になり複雑な展開条件が適用できない問題もあった。そこで、展開距離の延長を図り、水素炎イオン化検出器による測定を複数回に分けて実施する方法（例えば、非特許文献６参照）が報告されている。しかし、本報告では土壌に由来する有機化合物の分離は行われておらず、油分の定量値には土壌に由来する有機化合物が加算されている可能性があった。したがって、土壌に由来する有機化合物の影響を受けずに油分のみを選択的に定量する手法は見出されるに至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６２２０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１６４４０２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】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、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−、平成１８年３月
【非特許文献２】米国環境保護局“Separatory funnel liquid-liquid extraction” U.S.Environmental Protection Agency Method3510C,December,1996,3
【非特許文献３】米国環境保護局“Continuous liquid-liquid extraction” U.S.Environmental Protection Agency Method3520C,December,1996,3
【非特許文献４】米国環境保護局“Soxhlet extraction” U.S.Environmental Protection Agency Method 3540C, December, 1996,3
【非特許文献５】米国環境保護局“Nonhalogenated organics using GC/FID” U.S.Environmental Protection Agency Method8015, June,2003,4
【非特許文献６】Masafumi Goto, et al., J. Mar. Biotechnol., 2, 45 (1994)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、土壌の油汚染状態の把握、土壌の改質や浄化程度の評価を目的として土壌中の汚染油由来の不揮発性油分量を定量分析する際に、土壌元来が有する有機化合物の影響を低減し、かつ定量性に優れた油分選択的測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
土壌中の不揮発性油分量の測定に着目すると、揮発性有機化合物の分析が可能なガスクロマトグラフィー法ではなく、高速液体クロマトグラフィーや薄層クロマトグラフィーのような揮発性を有さずとも化合物分離が可能な分析方法が適している。特に、簡便な分析として薄層クロマトグラフィーは不揮発性化合物の分析方法として優れている。また、有機化合物の種類に関係なく炭素数に対して線形に近い応答を示す水素炎イオン化検出器は、油分定量のための検出法として優れている。したがって、薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を組み合わせた分析装置であるＴＬＣ−ＦＩＤに着目し、定量分析の方法について鋭意検討した。
【００１０】
ＴＬＣ−ＦＩＤでは、展開操作により溶出するピークを選択的に水素炎イオン化検出器で測定し、さらに展開操作を繰り返すことにより展開距離を延ばし、効率的なピークの分離が可能である。しかし、展開距離の延長のみでは、土壌由来の有機化合物と油分由来の成分との分離は困難であった。油分由来の成分も土壌由来の有機化合物とともに溶出するために、油分のみとして分画することは不可能であった。そこで、土壌由来の有機化合物の化学的性状に着目し、薄層クロマトグラフィーにより油分由来の成分と効率的に分離する条件、展開溶媒と展開順序、混合溶媒の最適組成等につき、鋭意検討するとともに、水素炎イオン化検出器での測定を３段階実施する方法を見出し、効率的な土壌由来の有機化合物の分離を可能とし、かつ土壌由来の有機化合物と油分成分の分離のための展開距離を十分に長くすることにより汚染油に由来する不揮発性油分を選択的に定量する本発明に到達した。
【００１１】
即ち、本発明は、油で汚染された土壌中に含まれる不揮発性油分を選択的に定量する、以下の１〜４に示す測定方法に関する。
１．油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量を薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を用いて測定するに際して、油汚染土壌中成分を有機溶媒へ抽出し、該抽出分を薄層クロマトグラフィーの原点上に添着した後、下記の（１）〜（７）の手順を経て抽出分を互いに分離して水素炎イオン化検出器を用いて測定し、各々の分離された分画を定量することを特徴とする、油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法：
（１）ｎ−ヘキサンで展開を行い、ｎ−ヘキサンで溶出する分画を飽和分とする；
（２）トルエンで展開を行い、ｎ−ヘキサンでは溶出されずトルエンで溶出されかつ展開前線側に位置する分画を芳香族分とし、芳香族分より原点側の位置に溶出する全ての分画を分析妨害成分１とする；
（３）飽和分、芳香族分および分析妨害成分１の分画について水素炎イオン化検出器にてそれぞれ測定する；
（４）メタノールの混合比がジクロロメタンに対し０．００５〜０．０５倍容であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒Ａを用いて原点に残っている分画の展開を行い、混合溶媒Ａで溶出する全ての分画を分析妨害成分２とする；
（５）分析妨害成分２の分画について水素炎イオン化検出器にて測定する；
（６）メタノールの混合比がジクロロメタンに対して０．０５倍容を超え０．２倍容以下であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒Ｂを用いて原点に残っている分画の展開を行い、混合溶媒Ｂで溶出する分画をレジン分とし、混合溶媒Ｂで溶出されず原点に残る分画をアスファルテン分とする；
（７）水素炎イオン化検出器にてレジン分とアスファルテン分の分画をそれぞれ測定する。
２．飽和分の定量に際し、エイコサンを標準物質に用いた絶対検量線法にて定量を行う、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
３．芳香族分、分析妨害成分１、分析妨害成分２、レジン分およびアスファルテン分の定量に際し、アントラセンを標準物質に用いた絶対検量線法にて定量を行う、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
４．前記有機溶媒が、二硫化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ヘキサン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタンおよびジクロロペンタフルオロプロパンからなる群より選ばれた一種以上である、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によって、土壌中の汚染油に由来する不揮発性油分の定量分析において、土壌由来の有機化合物による妨害を低減して測定できるようになった。従って、本発明の方法を用いることによって、油に汚染された土壌の汚染状態の把握、土壌の改質度または浄化度の評価、例えば、バイオレメディエーションによる土壌中油分の経時的変化の追跡が可能となった。また、土壌中の不揮発性油分の定量を、簡便に、かつ高再現性、高精度に実施することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】薄層クロマトグラフィー展開と水素炎イオン化検出器測定手順
【図２】ＴＬＣ−ＦＩＤにおけるエイコサンとアントラセンの検量線
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は１．測定対象となる油汚染土壌からの分析成分抽出、２．薄層クロマトグラフィーへの添着、３．薄層クロマトグラフィーによる分離と水素炎イオン化検出器測定の操作からなる。
【００１５】
本発明の対象となる油汚染土壌は、通常の腐植質、粘土質、砂質、礫質等からなる土壌に、原油または原油から得られる製油分やその副産物等が混入したものである。薄層クロマトグラフィーは、シリカゲルを固定相担持した吸着クロマトグラフィーに用いられるものであればよく、例えば、シリカゲルを石英棒に焼結させたシリカゲルロッド、例えば三菱化学メディエンス(株)（旧(株)三菱化学ヤトロン）製クロマロッド−ＳIIIなどが使用できる。また、薄層クロマトグラフィーを測定する水素炎イオン化検出器としては、例えば、三菱化学メディエンス(株)製のイアトロスキャンが挙げられる。
【００１６】
１．測定対象となる油汚染土壌からの分析成分抽出
油汚染土壌から、油分を高濃度に溶解する有機溶媒または該有機溶媒を含む混合溶媒を抽出溶媒に用いて、ソクスレー、振盪または超音波等の公知の方法により抽出することによって油分抽出液を取得する。該有機溶媒としては、二硫化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ヘキサン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、ジクロロペンタフルオロプロパン等が挙げられ、土壌からの油分の抽出率が高い点から、特にジクロロメタンおよび二硫化炭素が好ましい。なお、油分抽出時には、土壌中に含まれる水の存在により油分の抽出率が低下する影響があるため、適宜、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等の脱水剤を試料土壌に添加しておくことが望ましい。また、薄層シリカゲルクロマトグラフィーの展開や水素炎イオン化検出器を用いて測定における再現性向上の為、メンブランフィルター、シリカウール等を用いた濾過や遠心分離等の方法で抽出液中に混入した土壌の除去を行うことが望ましい。
【００１７】
２．薄層クロマトグラフィーへの添着
前記の抽出液を薄層クロマトグラフィーの原点へ添着する。油分抽出液についてはそのまま薄層クロマトグラフィーの測定用試料として用いることも可能であるが、定量精度を向上させるためからも、あらかじめ水素炎イオン化検出器で適正に測定できる添着量および試料濃度の範囲を検定しておき、適正な試料量を添着することが望ましい。また、測定試料を薄層クロマトグラフィーの原点に添着した後、風乾、乾燥機等により溶媒を除去する。溶媒の除去が不十分である場合には、薄層クロマトグラフィーの展開挙動が変動し、再現性が得られなくため、十分に溶媒を除去する必要がある。
【００１８】
３．薄層クロマトグラフィーによる分離と水素炎イオン化検出器測定
抽出液を薄層クロマトグラフィーの原点へ添着後、図１の薄層クロマトグラフィー展開と水素炎イオン化検出器測定手順に沿って薄層クロマトグラフィーの展開と水素炎イオン化検出器による測定を実施する。展開操作を行う場合には、いずれの展開溶媒の場合も、溶出の再現性を高めるために、あらかじめ展開槽内を展開溶媒の蒸気で飽和された状態としておくことが好ましい。また、いずれの展開操作も溶出されるピークの分離に適した温度で一定に保ちながら実施することが、再現性を良好にするためからも望ましい。展開操作を行った後は、いずれの展開溶媒も風乾、乾燥機等により溶媒を十分に除去する。
【００１９】
（１）ｎ−ヘキサンによる展開
まず、ｎ−ヘキサンを用いて薄層クロマトグラフィー上に試料を添着した原点から展開を行い、飽和分を溶出させる。溶出する飽和分のピークが次の展開で溶出されるピークと分離させるためにも展開距離を十分にとる必要がある。したがって、試料を添着した原点とは反対端の直前まで展開すればよい。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いる場合には、原点からの展開長を１０ｃｍとすることが好ましい。
【００２０】
（２）トルエンによる展開
次にトルエンを用いて薄層クロマトグラフィーの展開を行い、芳香族分と分析妨害成分１の分画を溶出させる。芳香族分および分析妨害成分１のピークが飽和分のピークと分離するように展開距離を決定する。通常は、試料を添着した原点から飽和炭化水素溶媒の展開前線の５〜６割の展開長で展開することにより良好な分離を実現できる。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いてｎ−ヘキサンで１０ｃｍの展開長さで飽和分を溶出させた後にトルエンで展開する場合には、原点からの展開長を５〜６ｃｍとすれば良い。
【００２１】
（３）溶出ピークの水素炎イオン化検出器測定
飽和分、芳香族分および分析妨害成分１の分画を選択して水素炎イオン化検出器で測定する。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のイアトロスキャンＭＫ−６ｓを用いて測定を行う場合には、水素炎イオン化検出器による全スキャン範囲のうち原点を始点とする１０％の距離を除いた部分スキャンを行えばよい。
【００２２】
（４）混合溶媒Ａによる展開
水素炎イオン化検出器にて飽和分、芳香族分および分析妨害成分１の測定をおこなった後、メタノールの混合比がジクロロメタンに対し０．００５〜０．０５倍容であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒（混合溶媒Ａ）により原点に残ったピークの展開を行い、分析妨害成分２を溶出させる。土壌中由来の有機化合物を本展開にて原点に残るレジン・アスファルテン分から効率よく分離させるために、展開距離を十分にとる必要がある。したがって、試料を添着した原点とは反対端の直前まで展開すればよい。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いる場合には、原点からの展開長を１０ｃｍとすることが好ましい。
【００２３】
前記混合溶媒Ａは、レジン分が分析妨害成分２とともに溶出しないようにジクロロメタンに対するメタノールの混合比を０．００５〜０．０５倍容とする。更には、該混合比が０．０１〜０．０２倍容であることがより好ましい。混合比が０．００５倍容に満たない場合には、展開溶媒の極性が低すぎるためシリカゲルに吸着した分析妨害成分２の展開が困難になる。つまり、この場合、分析妨害成分２のピークがテーリングを起こし、レジン・アスファルテン分のピークと重なり分離は悪化する。一方、混合比が０．０５倍容を超える場合には、展開溶媒の極性が高すぎるためレジン・アスファルテン分の展開溶媒への溶解度が向上し、レジン分も溶出されてしまうため、分析妨害成分とレジン分およびアスファルテン分の分画が不可能になる。従って、ジクロロメタンに対するメタノールの混合比が０．０５倍容を超えても、０．００５倍容を下回っても、分析妨害成分とアスファルテン分およびレジン分の分離が不良となる。ゆえに、十分に溶出されない分析妨害成分は低く定量され、アスファルテン分およびレジン分は分析妨害成分の残留により定量値が高く見積もられてしまうことになる。
【００２４】
（５）溶出ピークの水素炎イオン化検出器測定
分析妨害成分２の溶出の後に、分析妨害成分２の分画を選択して水素炎イオン化検出器で測定する。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のイアトロスキャンＭＫ−６ｓを用いて測定を行う場合には、水素炎イオン化検出器による全スキャン範囲のうち原点を始点とする１０％の距離を除いた部分スキャンを行えばよい。
【００２５】
（６）混合溶媒Ｂによる展開
水素炎イオン化検出器にて分析妨害成分２の測定を行った後、メタノールの混合比がジクロロメタンに対し０．０５倍容を超え０．２倍容以下であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒（混合溶媒Ｂ）により原点に残ったピークの展開を行い、レジン分を溶出させる。アスファルテン分のこの際、混合比がジクロロメタンに対し０．０５倍容以下の場合は、レジン分が溶出しなくなる。また、０．２倍容を超える場合も、レジン分の溶解性の低下によりレジン分が溶出しない。本展開の展開長は、溶出されるレジン分と原点に残るアスファルテン分が分離できる長さであればよく、特に制限はないが、溶出されるレジン分と原点に残るアスファルテン分を効率よく分離させるためには、展開距離を十分にとるほうが好ましい。したがって、通常は、試料を添着した原点とは反対端の直前まで展開すればよい。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いる場合には、原点からの展開長を１０ｃｍとすることが好ましい。
【００２６】
（７）水素炎イオン化検出器測定
レジン分とアスファルテン分を水素炎イオン化検出器にて試料を展着した原点から混合溶媒Ｂで展開した展開前線までを測定する。例えば、三菱化学メディエンス(株)製のクロマロッド−ＳIIIを用いて、混合溶媒Ｂによる、原点から１０ｃｍの展開を行っている場合、三菱化学メディエンス(株)製のイアトロスキャンＭＫ−６ｓでは全スキャン範囲で水素炎イオン化検出器の測定を行えばよい。
【００２７】
上記の方法で、有機溶媒へ抽出された油汚染土壌中成分は、飽和分、芳香族分、分析妨害成分１、分析妨害成分２、レジン分およびアスファルテン分へ分画され、水素炎イオン化検出器にて分画ごとに測定される。水素炎イオン化検出器による測定の際に、チャートレコーダーやインテグレータにより応答信号を記録することでクロマトグラムが得られる。クロマトグラムに記録された分画ごとのピーク面積を用いて有機溶媒へ抽出された油汚染土壌中成分の定量を行う。その解析法として絶対検量線法、被験成分追加法や内標準法などが挙げられる。操作および解析が簡便な点から絶対検量線法が好ましい。
【００２８】
例えば、絶対検量線法では検量線の作成に用いる標準物質として炭化水素類が挙げられる。さらには、飽和分の標準物質としては、薄層クロマトグラフィーを実施した際に飽和分と同様の展開挙動を示すＣ１４〜Ｃ４０の脂肪族アルカンが好ましく、例えば、高純度な標品が入手しやすいＣ２０の脂肪族直鎖アルカンであるエイコサンがある。エイコサンは、展開溶媒であるｎ−ヘキサンへの溶解性が高く、揮発性がないことからも、不揮発性油分の定量における飽和分の標準物質として好適である。Ｃ１４に満たない脂肪族アルカンの場合は、揮発性を有するため、展開または検出操作中に消失し定量値に再現性が得られないので標準物質として不適である。一方、Ｃ４０を超える炭素数の脂肪族アルカンは有機溶媒への溶解性も低く、薄層展開時の移動速度が遅く被験物質と動きが大きく異なるので、標準物質として使用するには現実的では無い。また、芳香族分、レジン分、分析妨害成分１、分析妨害成分２、レジン分およびアスファルテン分の標準物質としては、Ｃ１０〜Ｃ２０の多環芳香族炭化水素が好ましく、例えば、高純度な標準物質として入手が容易なアントラセンがある。なお、Ｃ１０に満たない芳香族炭化水素は揮発性を有するため、試料添着時や薄層展開時の影響を受けるので定量性に再現性がない。また、薄層展開時の挙動も被験物質と大きく異なるために、飽和分へ溶出分配してしまうこともあり標準物質に適さない。一方、Ｃ２０を超える炭素数の芳香族炭化水素は、有機溶媒への溶解性が低く、標準物質としての使用には適さない。
【００２９】
検量線を作成するにあたり、水素炎イオン化検出器の性能によっては、クロマトグラム上のピークが鋭い場合などは測定可能な標準物質の量の上限が低下することがある。これを防ぐために、土壌からの抽出成分と同様に展開操作を行ってピーク幅を広げることにより測定可能な標準物質の上限を増やし、検量線の線形性を向上させてもよい。
【実施例】
【００３０】
実施例および比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの例にのみ限定されるものではない。
参考例
１）模擬油汚染土壌の作製
市販の園芸用黒土（有限会社タカムラ製）１００ｇに対し、水１５０ｇを添加し撹拌した。得られたスラリーを遠心分離し、上澄み液を除いた。本操作を３回繰り返した後、黒土分を１１０℃で重量恒量化するまで乾燥させ、洗浄土壌を作製した。洗浄土壌へ、市販のＣ重油およびジクロロメタンによる市販の腐葉土（有限会社タカムラ製）からの抽出分を表１に示すように添加混合し、模擬汚染土壌を作製した。
【００３１】
【表１】
【００３２】
実施例１
１）模擬汚染土壌からの油分抽出
参考例１で調製した汚染土壌を１０ｇずつ分取し、それぞれ１０ｇへ硫酸ナトリウム３０ｇを添加し、二硫化炭素３０ｍＬを加えて３０分間振盪抽出、２時間静置後、油分が抽出溶解された二硫化炭素相を１００ｍＬのメスフラスコに回収した。さらに、二硫化炭素３０ｍＬ で３０分間の振盪抽出、３０分間の静置を２回繰り返し、上記の１００ｍＬのメスフラスコに移した。次に、二硫化炭素を上記１００ｍＬメスフラスコに加え、正確に１００ｍＬとした。０．２μｍ孔径のＰＴＦＥ製メンブランフィルターでの濾過により混入した不溶土壌分を除去し、油分抽出液を得た。取得した抽出液は、２０℃で風乾により３〜５倍の範囲で濃縮し、測定用の試料を得た。
【００３３】
２）エイコサンとアントラセンを標準物質とした検量線作成
エイコサンおよびアントラセンについて０．０５〜１重量％のジクロロメタン溶液を検量線作成試料として調製した。調製した検量線作成用試料をシリカゲル焼結石英棒（三菱化学メディエンス(株)製クロマロッド−ＳIII、展開可能固定相長さ１０ｃｍ）に２μＬ添着し、室温下にて１５分間風乾後、下記表２に示す測定手順１でクロマトグラフィー展開および測定をおこなった（測定には三菱化学メディエンス(株)製イアトロスキャンＭＫ−６ｓを使用した。以下同様。）。各展開操作時の展開長さは、試料添着を施した原点から、展開溶媒を到達させた距離を示す。測定データは、システムインスツルメンツ社Ｓｉｃ４８０ＩＩデータステーションを用いてクロマトグラムを取得し、ピーク積分解析を施した。エイコサンおよびアントラセンについて作成した検量線（検量線作成試料濃度−ピーク面積値）を図２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】
３）油汚染土壌から抽出された油分のＴＬＣ−ＦＩＤによる定量
油汚染土壌からの振盪抽出による油分抽出操作にて取得された抽出濃縮液をシリカゲル焼結石英棒（三菱化学メディエンス(株)製クロマロッド−ＳIII、展開可能固定相長さ１０ｃｍ）に２μＬ添着し、１２０℃のクロマトドライヤーにて３０分間乾燥した後、室温にて１６分間冷却した。下記表３に示す測定手順２でクロマトグラフィー展開および測定をおこなった。各段の展開操作を実施した後に、添加溶媒の乾燥除去をおこなった。各展開操作時の展開長さは、試料添着を施した原点から、展開溶媒を到達させた距離を示す。測定データはシステムインスツルメンツ社Ｓｉｃ４８０ＩＩデータステーションを用いてクロマトグラムを取得し、ピーク積分解析を施した。ピーク面積値をもとに、エイコサンとアントラセンの検量線を用いて、各分画油分を模擬汚染土壌中に含まれるエイコサンおよびアントラセン換算重量濃度（ｗｔ％）として定量した。各模擬汚染土壌の定量結果を表４に示す。本実施例では、土壌元来の有機化合物が妨害成分１および２として定量された。特に腐葉土抽出分による１．０ｗｔ％被汚染土壌では、全分画の濃度定量値が総和０．１９ｗｔ％に対し、分析妨害成分１と２の合計０．１２ｗｔ％となったため、抽出された腐葉土中元来の有機化合物の６割を超える成分が分析妨害成分として定量された。
【００３６】
【表３】
【００３７】
比較例１
実施例１と同様に油汚染土壌からの振盪抽出による油分抽出操作にて取得された抽出濃縮液をシリカゲル焼結石英棒（三菱化学メディエンス(株)製クロマロッド−ＳIII、展開可能固定相長さ１０ｃｍ）に２μＬ添着し、１２０℃のクロマトドライヤーにて３０分間乾燥した後、室温にて１６分間冷却した。エイコサンとアントラセンを標準物質とした検量線作成と同様に表２に示す測定手順１でクロマトグラフィー展開および測定をおこなった。実施例１と同様に各分画油分を模擬汚染土壌中に含まれるエイコサンおよびアントラセン換算重量濃度（ｗｔ％）として定量した。各模擬汚染土壌の定量結果を表４に示す。比較例では、分析妨害成分の分画は定量されないが、レジン・アスファルテン分の定量値の合計は、実施例に比較して高くなった。したがって、本比較例では、土壌中元来の有機化合物が分離できずレジン・アスファルテン分に含まれて定量されていると考えられる。実施例では土壌中油分定量への土壌元来の有機化合物の影響低減を図られていることが示された。
【００３８】
【表４】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量を薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を用いて測定するに際して、油汚染土壌中成分を有機溶媒へ抽出し、該抽出分を薄層クロマトグラフィーの原点上に添着した後、下記の（１）〜（７）の手順を経て抽出分を互いに分離して水素炎イオン化検出器を用いて測定し、各々の分離された分画を定量することを特徴とする、油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法：
（１）ｎ−ヘキサンで展開を行い、ｎ−ヘキサンで溶出する分画を飽和分とする；
（２）トルエンで展開を行い、ｎ−ヘキサンでは溶出されずトルエンで溶出されかつ展開前線側に位置する分画を芳香族分とし、芳香族分より原点側の位置に溶出する全ての分画を分析妨害成分１とする；
（３）飽和分、芳香族分および分析妨害成分１の分画について水素炎イオン化検出器にてそれぞれ測定する；
（４）メタノールの混合比がジクロロメタンに対し０．００５〜０．０５倍容であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒Ａを用いて原点に残っている分画の展開を行い、混合溶媒Ａで溶出する全ての分画を分析妨害成分２とする；
（５）分析妨害成分２の分画について水素炎イオン化検出器にて測定する；
（６）メタノールの混合比がジクロロメタンに対して０．０５倍容を超え０．２倍容以下であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒Ｂを用いて原点に残っている分画の展開を行い、混合溶媒Ｂで溶出する分画をレジン分とし、混合溶媒Ｂで溶出されず原点に残る分画をアスファルテン分とする；
（７）水素炎イオン化検出器にてレジン分とアスファルテン分の分画をそれぞれ測定する。
【請求項２】
飽和分の定量に際し、エイコサンを標準物質に用いた絶対検量線法にて定量を行う、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【請求項３】
芳香族分、分析妨害成分１、分析妨害成分２、レジン分およびアスファルテン分の定量に際し、アントラセンを標準物質に用いた絶対検量線法にて定量を行う、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【請求項４】
前記有機溶媒が、二硫化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ヘキサン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタンおよびジクロロペンタフルオロプロパンからなる群より選ばれた一種以上である、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【請求項１】
油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量を薄層クロマトグラフィーと水素炎イオン化検出器を用いて測定するに際して、油汚染土壌中成分を有機溶媒へ抽出し、該抽出分を薄層クロマトグラフィーの原点上に添着した後、下記の（１）〜（７）の手順を経て抽出分を互いに分離して水素炎イオン化検出器を用いて測定し、各々の分離された分画を定量することを特徴とする、油汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法：
（１）ｎ−ヘキサンで展開を行い、ｎ−ヘキサンで溶出する分画を飽和分とする；
（２）トルエンで展開を行い、ｎ−ヘキサンでは溶出されずトルエンで溶出されかつ展開前線側に位置する分画を芳香族分とし、芳香族分より原点側の位置に溶出する全ての分画を分析妨害成分１とする；
（３）飽和分、芳香族分および分析妨害成分１の分画について水素炎イオン化検出器にてそれぞれ測定する；
（４）メタノールの混合比がジクロロメタンに対し０．００５〜０．０５倍容であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒Ａを用いて原点に残っている分画の展開を行い、混合溶媒Ａで溶出する全ての分画を分析妨害成分２とする；
（５）分析妨害成分２の分画について水素炎イオン化検出器にて測定する；
（６）メタノールの混合比がジクロロメタンに対して０．０５倍容を超え０．２倍容以下であるジクロロメタンとメタノールの混合溶媒Ｂを用いて原点に残っている分画の展開を行い、混合溶媒Ｂで溶出する分画をレジン分とし、混合溶媒Ｂで溶出されず原点に残る分画をアスファルテン分とする；
（７）水素炎イオン化検出器にてレジン分とアスファルテン分の分画をそれぞれ測定する。
【請求項２】
飽和分の定量に際し、エイコサンを標準物質に用いた絶対検量線法にて定量を行う、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【請求項３】
芳香族分、分析妨害成分１、分析妨害成分２、レジン分およびアスファルテン分の定量に際し、アントラセンを標準物質に用いた絶対検量線法にて定量を行う、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【請求項４】
前記有機溶媒が、二硫化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ヘキサン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタンおよびジクロロペンタフルオロプロパンからなる群より選ばれた一種以上である、請求項１に記載の汚染土壌に含まれる不揮発性油分量の測定方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２８１７８０（Ｐ２０１０−２８１７８０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３７１２８（Ｐ２００９−１３７１２８）
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【出願人】（０００００４４６６）三菱瓦斯化学株式会社 (1,281)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【出願人】（０００００４４６６）三菱瓦斯化学株式会社 (1,281)
【Ｆターム（参考）】
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