［特集:廃棄物研究（II）］廃棄物処分場から発生する揮発性有機化合物の簡易測定法の検討

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(1)１９０. （!）廃棄物処分場から発生する揮発性有機化合物の簡易測定法の検討＊山井中佐キーワード. 口上島野. ①廃棄物埋立て処分場. 貴雄大昌. 史１）・山三２）・山介２）・後之３）・本. 口田藤田. 安正純富. 宣１）・林人２）・B u l e n t 雄２）・佐藤義３）・冨田. 治稔１） I n a n c２）正光３）孝子３）. ②揮発性有機化合物（VOC） ③簡易測定法. ④パッシブサンプラー. 要. 旨. 埋立て処分場から発生する揮発性有機化合物（VOC）の種類は数十から数百にも上り，その試料採取や分析には高度な分析機器や多くの労力を必要とする。本研究では，これら VOC 成分の捕集に，動力や電力を要せず取扱いの簡易なパッシブサンプラーを用い，埋立処分場周辺の VOC 環境濃度測定への適用を試みた。埋立て処分場にサンプラーを設置し，約６時間の捕集を行い VOC３２物質を分析したところ，ppb オーダーでの濃度測定を行うことができた。調査対象とした埋立て処分場は，埋立て物の試掘調査が行われたが，その前後で脂肪族系化合物濃度の上昇が見られたことから，埋立て物の掘削による影響が考えられた。. 1.. はじめに. 再利用に伴う人の健康や環境影響を解明する上で. 廃棄物埋立て処分地から発生する揮発性有機化. も，廃棄物の埋立て処分に伴う有害物質の環境に. 合物（VOC）は，廃棄物そのものに混入している場. 対する負荷を明らかにし評価する方法が，社会的. 合と，焼却施設における中間産物として発生する. に求められている２∼６）。. 場合，そして廃棄物中の有機化合物が微生物に. 埋立て処分地から大気に揮散する VOC の測定. よって分解する過程から発生する場合などがあ. 法としては，キャニスター捕集−ガスクロマトグ. る。これらの成分による大気経由の環境汚染に関. ７）や，可搬型ガスラフィー／質量分析法（GC/MS）. して，国内における測定例は散見される程度で情. クロマトグラフ分析法８）などの手法が検討されて. 報は少ない１）。また，過去の埋立て地の再開発，. いる。これらの方法は，感度は高いが装置が高価. ＊. Examination of the Summary Measuring Method of Ambient Volatile Organic Compounds at a Landfill Site Takafumi YAMAGUCHI，Yasunobu YAMAGUCHI，Harutoshi HAYASHI（群馬県衛生環境研究所）Gunma Prefectural Institude of Public Health and Environmental Sciences ２） Yuzo INOUE，Masato YAMADA，Bulent Inanc，Daisuke NAKAJIMA，Sumio GOTO （国立環境研究所） National Institute for Environmental Studies ３） Masamitsu SATO，Masayuki SANO，Hisayoshi HONDA，Takako TOMITA（愛知県環境調査センター）Aichi Environmental Reseach Center １）. ２─. 全国環境研会誌.

(2) 廃棄物処分場から発生する揮発性有機化合物の簡易測定法の検討 13mm. Glass Shelter Tube. 表1. Teflon Cap. O-Ring. Porous Polymer Tube. 82mm. １９１. GC/MS 分析条件. Agilent ６８９０ Agilent ５９７３２４関東化学 ENV―６（６０m×０．２５mm×１．８mm）オーブン４０℃ （５min） −１０℃/min−２５０℃ 注入量１µL （スプリットレス）検出 SIM GC MS カラム. Absorbent. て抽出を行った。抽出後，上清を試験溶液として１µl をガスクロマトグラフ質量分析装置（GC/ （保管時） . 図1. （曝露時）. パッシブサンプラーの構造. MS）に注入した。GC/MS による分析条件を表 1 に示す。 VOC 標準原液（室内環境測定用 VOCs 混合液. であったり，瞬間的な濃度を測定するには適する. １０００µg/ml. が長時間の平均濃度を測定する場合に難点があ. た標準液による検量線を用いて試験溶液中の測定. る。. 対象物質重量を求め，サンプラーへの捕集量を算. 関東化学製）を段階的に濃度調整し. 本研究では，特殊な装置を必要としない曝露採. 出した。捕集量から空気中濃度への換算は!式を. 取器（パッシブサンプラー）を用いた簡易測定法に. 用いて行い，a （Uptake Rate）はサンプラーの取り. より，埋立て処分場周辺の環境濃度測定への適用. 扱い説明書に記載された値を用いた。測定対象物. を試みた。. 質を表 2 に示す。 C ＝ M/（a・t） ………………………!. 2.. 実験方法. C ：空気中濃度（ppb）. 2.1 パッシブサンプラーによる VOC の測定. M ：捕集量（ng）. 2.1.1. a ：Uptake Rate （ng ppb−１ h−１）. パッシブサンプラー. サンプラーは，室内環境測定用に開発された溶（シグマア媒抽出型 VOC―SD パッシブサンプラールドリッチジャパンスペルコ事業部製）を用いた。. t ：捕集時間（hr） 2.1.3. 検出下限値. 未使用のサンプラー５本を用いて操作ブランク. 本サンプラーは，ポーラスポリマー製の拡散フィ. を求め，標準偏差×３を検出下限値とした。操作. ルター内に炭素系多孔性吸着剤が充填されてお. ブランクの検出されない物質は，測定物質ごとに. り，外気の濃度に比例した量の化学物質を捕集す. 装置の S/N×３を検出下限値とした。. ることにより，気中濃度を求めることが出来るものである（図 1）。サンプラーは支柱に吊り下げた状態で処分場周辺に設置し，６∼１０時間曝露捕集を行った。捕集後は冷暗所で保存した後，定量分析に供した。 2.1.2. VOC の分析. なお，捕集時間を６時間と仮定した場合の検出下限値（ppb）を，表 2 に示してある。 2.2 調査地点. 調査は，平成５年度に埋立てが終了した一般廃棄物最終処分場を対象として行った。平成１５年１０月に埋立て物の試掘調査作業が行われた際，その. 試料を捕集し冷暗所に保存していたサンプラー. 前日と当日，ガス抜き管に隣接する位置１８カ所. を室温に戻した後，サンプラーのテフロンキャッ. （図 2，△）に，パッシブサンプラーを６∼１０時間. プをはずして中の吸着剤を試験管に取り出し，二. 設置した。なお，試掘を行ったピット２カ所（図. 硫化炭素１ml を加えた。さらに，内部標準溶液. 2，○）の空気をダイヤフラムポンプを用いてテ. （トルエン―d８１００µg/ml メタノール溶液）１µl. ドラーバッグ（２０L）に採取し，その中にサンプ. を加えて栓をし，室温で１時間緩やかに振とうし. ラーを６∼１０時間設置することにより，定量測定. Vol. 29. No. 4（2004）. ─３.

(3) １９２. 特集／廃棄物研究（Ⅱ）表2. 測定対象物質. 定量用確認用イオンイオン. 化学物質名脂肪族系化合物. ヘキサン２，４―ジメチルペンタンヘプタンオクタンノナンデカンウンデカン. 芳香族系化合物. 検出下限値＊（ppb）. ５７４３４３４３４３４３４３. ５６５７４１５７５７５７５７. ０．１５０．１２０．２７０．２１０．１７２．５０１．４１. ベンゼントルエンエチルベンゼン m， p―キシレン o―キシレンスチレン１，３，５―トリメチルベンゼン１，２，４―トリメチルベンゼン１，２，３―トリメチルベンゼン. ７８９１９１９１９１１０４１０５１０５１０５. ７７９２１０６１０６１０６１０３１２０１２０１２０. ０．５７０．１８０．５５０．３００．２１０．５８０．２１０．２２０．２３. 有機塩素系化合物. クロロホルム１，２―ジクロロエタン１，１，１―トリクロロエタン四塩化炭素１，２―ジクロロプロパントリクロロエチレンテトラクロロエチレンクロロジブロモメタン p―ジクロロベンゼン. ８３６２９７１１７６３１３０１６６１２７１４６. ８５６４９９１１９６２１３２１６４１２９１４８. ０．２３０．１１０．０７０．１５０．０９０．０５０．１００．０７０．２２. エステル類. 酢酸エチル酢酸ブチル. ６１４３. ４３５６. ０．８７０．３７. ケトン類. メチルエチルケトンメチルイソブチルケトン. ４３４３. ５８５８. ０．４４０．１４. アルコール類. １―ブタノール. ５６. ４３. ０．３８. テルペン類. α―ピネンリモネン. ９３６８. ６９６７. ０．１７０．１３. ＊６時間捕集の場合. は困難だが参考値として目的物質の捕集を行っ. 示す。午前中までは風速１m/s 未満の微風であっ. た。. たが，午後から風速が増して２∼４m/s の弱風と. 2.3 気象測定. 試掘当日，埋立て処分場における風速および風向をデジタル風向風速計で，気温，気圧および湿度を温湿度記録計で測定した。. なった。 3.2 VOC 濃度. 表 4 に，試掘前日の処分場内１８地点における VOC 濃度測定結果（最少，最大，平均値）を示す。また，表 5 に，同様に試掘当日の測定結果およ. 3.. 結果および考察. 3.1 気象測定. 処分場試掘当日の風速等気象条件を，表 3 に４─. び試掘ピット内空気の測定結果を示す。試掘前日の測定で平均値が高濃度に検出された物質は，脂肪族化合物ではヘキサン（０．９ppb），全国環境研会誌.

(4) 廃棄物処分場から発生する揮発性有機化合物の簡易測定法の検討. １９３. サンプラー設置地点試掘ピット. 図2. 埋立て処分場調査地点. 表4. 試掘前日の VOC 濃度測定結果. 最小値最大値平均値（ppb）（ppb）（ppb）ヘキサン０．７１．１０．９２，４―ジメチルペンタン０．７０．７０．７ヘプタン０．９１．００．９オクタン ND ０．４０．２ノナン０．４０．６０．５デカン ND ２．６０．４ウンデカン ND ND ND １．２０．７ ND ベンゼン８．０６．３５．０トルエン２．６２．０１．６エチルベンゼン５．４４．３３．４ m， p―キシレン０．９０．７ o―キシレン０．６ ND ND スチレン ND ND ０．３０．３１，３，５―トリメチルベンゼン０．９１．４１．１１，２，４―トリメチルベンゼン ND ０．２ ND １，２，３―トリメチルベンゼン０．４０．４クロロホルム ND ND ０．１１，２―ジクロロエタン ND ND ND ND １，１，１―トリクロロエタン０．４０．４０．４四塩化炭素 ND ND ND １，２―ジクロロプロパン０．４０．５０．３トリクロロエチレン ND ND ND テトラクロロエチレン ND ND ND クロロジブロモメタン０．３０．４０．３ p―ジクロロベンゼン酢酸エチル ND ２．６ ND 酢酸ブチル０．７１．３０．９メチルエチルケトン０．５３．４１．２メチルイソブチルケトン０．６０．９０．７１―ブタノール ND ND ND α―ピネン０．２０．４０．３リモネン ND ND ND ND：検出下限値未満測定物質. 表3. 試掘当日の気象測定結果. 測定時刻. 風向. ９：３０９：４５１０：００１０：１５１０：３０１０：４５１１：００１１：１５１１：３０１１：４５１２：００１２：１５１２：３０１２：４５１３：００１３：１５１３：３０１３：４５１４：００１４：１５１４：３０１４：４５１５：００１５：１５. N NNW NNW NNW NNW NNW NNW NE S NE NE NE ENE N S ESE SSE SE S S S S S S. Vol. 29. 風速気温気圧湿度（m/S）（℃）（Pa）（％）０．３０．３０．３０．７０．２０．１０．７０．３０．２０．６０．７０．６０．７０．３１．２０．９２．５３．５４２．８４．５４．１３３. No. 4（2004）. ２０２０２０２０２０１９１９１９１９１９１９１９１９１９２１２２２１２１２３２３２１２１２１２１. １０３５１０３５１０３６１０３６１０３５１０３４１０３４１０３４１０３４１０３４１０３４１０３４１０３４１０３４１０３４１０３４１０３４１０３３１０３３１０３３１０３３１０３３１０３３１０３３. ５５５５５５６２６２６６６３５８６４６３６３６４６５６５６８６９７１７０６８６８７１７１７２７３. ─５.

(5) １９４. 特集／廃棄物研究（Ⅱ）表5. 測定物質. 試掘当日の VOC 濃度測定結果. 最小値最大値平均値ピット① ピット② （ppb）（ppb）（ppb）（ppb）（ppb）. ヘキサン２，４―ジメチルペンタンヘプタンオクタンノナンデカンウンデカン. １．０ ND ２．１０．３ ND ND ND. １．４ ND ２．２０．６ ND ６．６ ND. １．２ ND ２．１０．５ ND ３．３ ND. ９．８１．９８．０３．５３．９５．２２．１. ３．５１．７２．４０．８１．０６．３ ND. ベンゼントルエンエチルベンゼン m， p―キシレン o―キシレンスチレン１，３，５―トリメチルベンゼン１，２，４―トリメチルベンゼン１，２，３―トリメチルベンゼン. ND ２．７０．６１．２ ND ND ND ND ND. ND ４．６１．０２．００．３ ND ０．４０．３ ND. ND ３．６０．８１．６ ND ND ND ０．２ ND. １．４０．９１．１２．８０．６ ND ０．５１．８０．５. ２．２６．６ ND １．２０．２ ND ND ND ND. クロロホルム１，２―ジクロロエタン１，１，１―トリクロロエタン四塩化炭素１，２―ジクロロプロパントリクロロエチレンテトラクロロエチレンクロロジブロモメタン p―ジクロロベンゼン. ND ND ND ND ND ND ND ND ND. ０．５０．３ ND ND ND ND ND ND ０．５. ND ND ND ND ND ND ND ND ND. ND ND ND ND ND ND ND ND ２．４. ND ND ND ND ND ND ND ND １．３. 酢酸エチル酢酸ブチル. ND ND. １．３ ND. ND ND. ND ND. ND ND. １．３０．３. ２．５０．６. １．９０．４. １．２１．３. １．２０．５. １―ブタノール. ND. ND. ND. ND. ND. α―ピネンリモネン. ND ND. ND ND. ND ND. ３．１０．８. ND ND. メチルエチルケトンメチルイソブチルケトン. ND：検出下限値未満. ヘプタン（０．９ppb），２，４―ジメチルペンタン（０．７. ピット①ではヘキサン（９．８ppb），ヘプタン（８．０. ppb）であり，芳香族化合物ではトルエン（６．３. ppb），デカン（５．２ppb）の濃度が高かった。. （４．３ppb），エチルベンゼン ppb），m，p―キシレン（２．０ppb）であった。. 図 3 に脂肪族化合物，図 4 に芳香族化合物の主な物質の測定結果を示す。脂肪族化合物は前日. 試掘当日の測定では，脂肪族化合物はデカン. に比べて当日の濃度が高く，とくにピット内の濃. （３．３ppb），ヘプタン（２．１ppb），ヘキサン（１．２. 度が高く検出されたことから，試掘によって放散. ppb）であり，芳香族化合物はトルエン（３．６ppb），. 量が多くなることが予想されたが，濃度レベルか. （１．６ppb），エチルベンゼン（０．８ m，p―キシレン. ら周辺への影響は小さいものと推察された。芳香. ppb）が高濃度に検出された。. 族化合物は，前日に比べ当日の濃度が低く，ピッ. また，ピット内の濃度は脂肪族化合物が高く，６─. ト内の濃度も前日と大きな差は見られなかった。全国環境研会誌.

(6) 廃棄物処分場から発生する揮発性有機化合物の簡易測定法の検討. 図 3 脂肪族化合物測定結果エラーバーは，標準偏差を示す。. 正確な原因は不明だが，当日の風による周辺の濃度の希釈や化合物の種類による放散量の違いなどが原因になると考えられた。 4.. ま. と. め. 廃棄物埋立て処分場を対象に，パッシブサンプラーを用いて処分場から揮発する VOC 濃度の簡易測定への適用を試みたところ，脂肪族化合物などについて ppb オーダーでの濃度測定を行うことができた。廃棄物の埋立て処分に伴う環境負荷モニタリングを行うための簡易サンプリング手法として，本法は有用な方法と考えられた。 ―参考文献― １）田中信寿，石井一英：埋立処分場における揮発性有機化合物の挙動．廃棄物学会誌，６，２４―３３，１９９５２） Zou S. C., et al.: Characterization of ambient volatile. Vol. 29. No. 4（2004）. １９５. 図 4 芳香族化合物測定結果エラーバーは，標準偏差を示す。. organic compounds at a landfill site in Guangzhou, South China. Chemosphere,５１,１０１５―１０２２,２００３３） Kerfoot H. B., et al.: The use of isotopes to identify landfill gas effects on groundwater, J. Environ. Monit., ５,８９６―９０１,２００３４） Eganhouse R. P., et al.: Natural attenuation of volatile organic compounds（VOCs）in the leachate plume of a municipal landfill: using alkylbenzenes as process probes, Ground Water,３９,１９２―２０２,２００１５） Deloraine A., et al.: Case-control assessment of the short-term health effects of an industrial toxic waste landfill, Environ Res.,６８,１２４―１３２,１９９５６）森田昌敏ら：廃棄物埋立処分場における有害物質の挙動解明に関する研究（平成１０∼１２年度国立環境研究所特別研究報告書），２００１７）森田昌敏ら：廃棄物埋立処分に起因する有害物質曝露量の評価手法に関する研究（平成６∼９年度国立環境研究所特別研究報告書），１９９８８） Termonia A., Termonia M.: Characterisation and onsite monitoring of odorous organic compounds in the environment of a landfill site, Int. J. Environ. Anal. Chem.,７３,４３―５７,１９９９. ─７.

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