特許 6351012 土壌の分析方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6351012

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】土壌の分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/62 20060101AFI20180625BHJP

   G01N 23/223 20060101ALI20180625BHJP

   G01N 33/24 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/62 V

   G01N23/223

   G01N33/24 B

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-192727(P2014-192727)

(22)【出願日】2014年9月22日

(65)【公開番号】特開2016-61768(P2016-61768A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2017年9月12日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ［発行日］ 平成２６年５月１２日 ［刊行物］ 第２３回環境化学討論会プログラム集，第８４頁，第２３回環境化学討論会実行委員会 ［刊行物等］ ［発行日］ 平成２６年５月１４日 ［刊行物］ 第２３回環境化学討論会要旨集ＣＤ，第７頁、第９６頁及び第９７頁，第２３回環境化学討論会実行委員会 ［刊行物等］ ［開催日］ 平成２６年５月１４日 ［集会名、開催場所］ 一般社団法人日本環境化学会主催 第２３回環境化学討論会 京都大学百周年時計台記念館、芝蘭会館、芝蘭会館別館（京都府京都市左京区吉田本町）

(73)【特許権者】

【識別番号】000004444

【氏名又は名称】ＪＸＴＧエネルギー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000125347

【氏名又は名称】学校法人近畿大学

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(72)【発明者】

【氏名】山崎 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼草木 基生

【審査官】 吉田 将志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７１２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５１８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第００／０６６１９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 杉本晃，溶媒抽出を用いない非イオン界面活性剤の簡易分析，日本分析化学会第６２年会講演要旨集，２０１３年 ８月２７日，P.363

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

Ｇ０１Ｎ ２３／２２３

Ｇ０１Ｎ ３３／２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

土壌中の鉛の質量含有率を、蛍光Ｘ線分析法により測定する第一ステップと、
前記鉛の質量含有率を、基準値である１５０質量ｐｐｍと比較する第二ステップと、
前記土壌の分画を抽出する第三ステップと、
前記分画中の^２０７Ｐｂの原子数［^２０７Ｐｂ］と前記分画中の^２０６Ｐｂの原子数［^２０６Ｐｂ］との比［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を、誘導結合プラズマ質量分析法により測定する第四ステップと、
前記［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を、基準値である０．８６と比較する第五ステップと、
を備える、
土壌の分析方法。

【請求項2】

前記第三ステップが、
前記土壌を水に添加して、前記分画として水可溶性物を抽出するサブステップＡと、
前記サブステップＡの後、前記水可溶性物から分離された土壌成分を、酢酸含有液に添加して、前記分画として炭酸塩を抽出するサブステップＢと、
前記サブステップＢの後、前記炭酸塩から分離された土壌成分を、酢酸及び塩化ヒドロキシルアンモニウムを含む液に添加して、前記分画として含水酸化物を抽出するサブステップＣと、
前記サブステップＣの後、前記含水酸化物から分離された土壌成分を、過酸化水素及び希硝酸を含む液に添加して、前記分画として硫化物又は有機物を抽出するサブステップＤと、
前記サブステップＤの後、前記硫化物又は前記有機物から分離された土壌成分を、濃硝酸に添加して、前記分画として酸可溶性物を抽出するサブステップＥと、
前記サブステップＥの後、前記分画として、前記酸可溶性物から分離された土壌成分であるケイ酸塩を回収するサブステップＦと、
を含む、
請求項１に記載の土壌の分析方法。

【請求項3】

給油所、給油所の跡地、製油所又は製油所の跡地から前記土壌を採取するステップを更に備える、
請求項１又は２に記載の土壌の分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土壌の分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

日本では、エネルギー需給の動向に応じて、給油所（いわゆるガソリンスタンド又はサービスステーション）の再編が進み、各地に多くの給油所の跡地が生じている。給油所の跡地は利便性の高い場所に立地しているため、給油所の跡地の再利用の可能性が模索されている。しかし、かつて給油所では有鉛ガソリンが販売されていたため、給油所の跡地の土壌が有鉛ガソリンに由来する鉛で汚染されている場合がある。また、給油所ではホイールバランサー、バッテリー、又はタイヤ等の大量の製品が扱われるため、これらの製品に含まれる鉛が給油所の跡地の土壌を汚染している場合もある。さらに、給油所の造成のために産廃土又は廃材で盛土をしたり、タンクの埋設に伴って土砂の入れ替えをしたりした際に、鉛を含む土砂が外部から給油所へ運び込まれる場合もある。これらの人為（給油所における事業）に由来する鉛が、給油所の跡地の再利用に伴って、人体を害することが懸念される。例えば近年、鉛への暴露が乳幼児の健康に与える影響が再認識されつつある。また従来、アメリカの環境保護庁（ＵＳ ＥＰＡ）又は毒性物質疾病登録機関（ＡＴＳＤＲ）が血中鉛濃度の安全レベルを１０μｇ／ｄＬ未満と定めていたが、近年では、血中鉛濃度が１０μｇ／ｄＬ未満であっても鉛が健康に影響する可能性が指摘されている。したがって、給油所の跡地を再利用するためには、給油所の跡地の土壌の鉛による汚染の有無を調査し、除染の要否を判断しなければならない。

【0003】

しかし、給油所の跡地の土壌中の鉛は、上記のような人為に由来のみならず、自然に由来することもある。例えば、鉛鉱床の近傍では、人為的汚染がないにもかかわらず、給油所の跡地の土壌中の鉛の濃度（質量含有率）が高いことがある。また、鉛鉱床又はその近隣を流れる河川の下流域でも、人為的汚染がないにもかかわらず、給油所の跡地の土壌が鉛鉱床に由来する鉛を含み、土壌中の鉛の濃度が高いこともある。したがって、土壌中の鉛の濃度のみに基づいて、土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別することは困難である。仮に、給油所の跡地の土壌中の鉛が人為ではなく自然に由来することがわかれば、給油所の跡地を再利用のために売買する際に、売主は買主に対して必ずしも土壌汚染についての責任又は除染の義務を負わないはずである。つまり、給油所の跡地の再利用を促進するためには、除染の要否のみならず、土壌汚染についての責任又は除染の義務の有無を判断することが望まれる。

【0004】

以上のような理由から、給油所の跡地の再利用を促進するためには、土壌中の鉛を定量するのみならず、土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別する方法が求められる。例えば、下記非特許文献１には、堆積物コア中の鉛の同位体比を用いて鉛による環境汚染の歴史的な由来を識別する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】加田平賢史， 堆積物コア中鉛同位体比を用いた環境鉛汚染の歴史的な由来の識別に関する研究， 大阪市立環科研報告， ７２， ５４−５６（２０１０）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、従来、鉛による土壌の人為的汚染と鉛の同位体比との相関関係は明らかにされていなかった。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、土壌中の鉛を定量することが可能であり、且つ土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別することが可能な土壌の分析方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面に係る土壌の分析方法は、土壌中の鉛の質量含有率を、蛍光Ｘ線分析法により測定する第一ステップと、鉛の質量含有率を、基準値である１５０質量ｐｐｍと比較する第二ステップと、土壌の分画（ｆｒａｃｔｉｏｎ）を抽出する第三ステップと、分画中の^２０７Ｐｂの原子数［^２０７Ｐｂ］と分画中の^２０６Ｐｂの原子数［^２０６Ｐｂ］との比［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］（安定同位体比）を、誘導結合プラズマ質量分析法により測定する第四ステップと、［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を、基準値である０．８６と比較する第五ステップと、を備える。以下では、分画中の^２０８Ｐｂの原子数［^２０８Ｐｂ］と分画中の^２０６Ｐｂの原子数［^２０６Ｐｂ］との比（安定同位体比）を、［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］と表記する。言うまでもなく、^２０６Ｐｂ、^２０７Ｐｂ及び^２０８Ｐｂ其々は鉛の安定同位体を意味する。

【0009】

本発明の一側面に係る土壌の分析方法では、第三ステップが、土壌を水に添加して分画として水可溶性物を抽出するサブステップＡと、サブステップＡの後、水可溶性物から分離された土壌成分を、酢酸含有液に添加して、分画として炭酸塩を抽出するサブステップＢと、サブステップＢの後、炭酸塩から分離された土壌成分を、酢酸及び塩化ヒドロキシルアンモニウムを含む液に添加して、分画として含水酸化物を抽出するサブステップＣと、サブステップＣの後、含水酸化物から分離された土壌成分を、過酸化水素及び希硝酸を含む液に添加して、分画として硫化物又は有機物を抽出するサブステップＤと、サブステップＤの後、硫化物又は有機物から分離された土壌成分を、濃硝酸に添加して、分画として酸可溶性物を抽出するサブステップＥと、サブステップＥの後、分画として、酸可溶性物から分離された土壌成分であるケイ酸塩を回収するサブステップＦと、を含んでよい。

【0010】

本発明の一側面に係る土壌の分析方法は、給油所、給油所の跡地、製油所又は製油所の跡地から土壌を採取するステップを更に備えてよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、土壌中の鉛を定量することが可能であり、且つ土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別することが可能な土壌の分析方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る土壌の分析方法によって分析される土壌を構成する粒子の模式的断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施例によって分析された各試料の各分画の［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］及び［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を示す図である。

【図3】図３は、本発明の実施例によって分析された各試料中の鉛の質量含有率、及び各試料から抽出された各分画の［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な一実施形態について説明する。ただし、本発明は下記実施形態に何ら限定されるものではない。

【0014】

本実施形態に係る土壌の分析方法は、第一ステップ、第二ステップ、第三ステップ、第四ステップ及び第五ステップを備える。以下では、各ステップの詳細を説明する。

【0015】

第一ステップでは、土壌中の鉛の質量含有率を、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ： Ｘ‐ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）分析法により測定する。第二ステップでは、第一ステップにおいて測定された鉛の質量含有率を、基準値である１５０質量ｐｐｍと比較する。

【0016】

１５０質量ｐｐｍ（１５０ｍｇ／ｋｇ）とは、日本の土壌汚染対策法の施行規則において定められた安全基準値であり、土壌１ｋｇ当たり中の鉛の質量を表す（土壌汚染対策法施行規則別表第２及び第３参照。）。土壌中の鉛の濃度が１５０質量ｐｐｍを超える場合、土壌の直接摂取により、人の健康に係る被害が生じ、又は生ずるおそれがあるため、汚染の除去、汚染の拡散の防止、その他必要な措置を命じられる可能性がある（土壌汚染対策法第六条第１項第２号及び同法第七条第１項等参照。）。第二ステップにおいて測定された鉛の質量含有率が１５０質量ｐｐｍ以下であることが判明した場合、土壌が土壌汚染対策法で定められた安全基準を満たし、汚染に対する措置が必須ではないことが確認される。第二ステップにおいて測定された鉛の質量含有率が１５０質量ｐｐｍを超えることが判明した場合、土壌が上記安全基準を満たさず、汚染に対する措置が必要であることが確認される。

【0017】

以上のように、第一ステップ及び第二ステップによれば、土壌中の鉛を定量し、鉛による土壌の汚染の程度を把握することができる。しかし、第一ステップ及び第二ステップのみでは、土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別することは困難である。なぜなら、土壌中の鉛が人為に由来するにもかかわらず、土壌中の鉛の質量含有率が低く、土壌が上記安全基準を満たす場合があるからである。また、土壌の人為的汚染がないにもかかわらず、土壌が自然に由来する多量の鉛を含有し、上記安全基準を満たさない場合もある。したがって、本実施形態では、土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別するために、以下の第三ステップ、第四ステップ及び第五ステップを実施する。

【0018】

第三ステップでは、土壌の分画を抽出する。土壌の分画を抽出する方法は特に限定されないが、例えば、以下の化学的分別溶解法により土壌の分画を抽出してよい。

【0019】

図１に示すように、土壌を構成する各粒子Ｐは、ケイ酸塩を含むコアｆと、コアｆの一部又は全体を覆い、酸可溶性物を含む層ｅと、層ｅの一部又は全体を覆い、硫化物又は有機物を含む層ｄと、層ｄの一部又は全体を覆い、含水酸化物を含む層ｃと、層ｃの一部又は全体を覆い、炭酸塩を含む層ｂと、層ｂの一部又は全体を覆い、水可溶性物を含む層ａと、を備えることが多い。化学分別溶解法では、以下に示すサブステップＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ及びＦを実施して、上記の各層ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びコアｆ其々に含まれる各化合物を分画として分離・抽出する。

【0020】

サブステップＡでは、土壌を水に添加する。水中で水可溶性物を分画として抽出する。サブステップＡ後のサブステップＢでは、水可溶性物から分離された残りの土壌成分を、酢酸含有液に添加する。酢酸含有液中で炭酸塩を分画として抽出する。サブステップＢ後のサブステップＣでは、炭酸塩から分離された残りの土壌成分を、酢酸及び塩化ヒドロキシルアンモニウムを含む液に添加する。酢酸及び塩化ヒドロキシルアンモニウムを含む液中で含水酸化物を分画として抽出する。サブステップＣ後のサブステップＤでは、含水酸化物から分離された残りの土壌成分を、過酸化水素及び希硝酸を含む液に添加する。過酸化水素及び希硝酸を含む液中で硫化物又は有機物を分画として抽出する。サブステップＤでは、硫化物及び有機物の両方を抽出してよい。サブステップＤ後のサブステップＥでは、硫化物又は有機物（硫化物及び有機物）から分離された残りの土壌成分を、濃硝酸に添加する。濃硝酸中で酸可溶性物を分画として抽出する。サブステップＥ後のサブステップＦでは、酸可溶性物から分離された残りの土壌成分であるケイ酸塩を分画として回収する。サブステップＡで抽出される水可溶性物は、例えば、塩化鉛（ＰｂＣｌ_２）であってよい。サブステップＢで抽出される炭酸塩は、例えば、炭酸鉛（ＰｂＣＯ_３）であってよい。サブステップＣで抽出される含水酸化物は、例えば、水酸化鉛（Ｐｂ（ＯＨ）_２）であってよい。サブステップＤで抽出される硫化物は、例えば、硫化鉛（ＰｂＳ）であってよい。サブステップＤで抽出される有機物は、例えば、有機鉛錯体（Ｐｂ − Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｌｅｘ）であってよい。サブステップＥで抽出される酸可溶性物は、例えば、鉛（ＩＩ）イオン（Ｐｂ^２＋）であってよい。サブステップＦで回収されるケイ酸塩は、例えばケイ酸鉛（例えばＰｂＳｉＯ_３）を含んでよい。サブステップＦでは、ケイ酸塩と共に、例えば酸化鉛（ＰｂＯ）が回収されてよい。

【0021】

第四ステップでは、第三ステップで抽出された各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ‐ＭＳ： Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ ‐ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）法により測定する。第五ステップでは、各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を、基準値である０．８６と比較する。各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］の有効数字の桁数（有効桁数）は、測定精度に依るものであり、特に限定されない。例えば、小数点以下５桁の［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］（例えば、０．８６５５５）を測定する。この測定値の小数点第５位の数を四捨五入した数値（例えば、０．８６５６）を得る。同一の分画についての上記測定及び計算を複数回繰り返して、複数の数値から構成される母集団を得る。母集団における数値のバラツキを評価して、測定精度（測定誤差）を求める。例えば、測定精度が±０．５〜１．０％程度である場合、母集団全体のバラツキをこの測定精度で丸めて、各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を少数点以下２桁で表示してよい。ただし、［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］の表示方法は、上記に限定されない。

【0022】

本発明者らは、鋭意研究の結果、鉛による土壌の人為的汚染と、土壌中の鉛の安定同位体比と、の相関関係を発見した。つまり、本発明者らは、土壌から抽出された分画のいずれかにおける［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］が０．８６以上である場合、土壌中の鉛が人為に由来する可能性が高いことを発見した。また、本発明者らは、土壌から抽出された全ての分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］が０．８６未満である場合、土壌中の鉛が自然に由来する可能性が高いことを発見した。

【0023】

海外で採掘された鉛の安定同位体比と元来日本の国土に含まれる鉛の安定同位体比とは異なることは、従来から知られていた。したがって、土壌中の鉛の由来（汚染源）と鉛の安定同位体比との相関関系を解明することが試みられてきた。しかしながら、従来、［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］をＩＣＰ‐ＭＳ法により高精度で測定することは困難であった。そのため、土壌中の鉛の由来と鉛の安定同位体比との相関関係はＩＣＰ‐ＭＳ法により解明されていなかった。つまり従来は、土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかをＩＣＰ‐ＭＳ法に基づいて判別することは困難であった。そこで、本発明者らは、明らかに人為的に鉛で汚染された試料と、明らかに人為的に鉛で汚染されていない試料と、を選別し、これ等の試料から各分画を抽出し、各分画における鉛の安定同位体比をＩＣＰ‐ＭＳ法により測定した。その結果、人為的汚染と［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］との間の明確な相関関係は確認されなかったが、人為的汚染と［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］との間には上記の相関関係があることが発見された。ＩＣＰ−ＭＳ法は、比較的、安価で簡便で汎用的な分析手段である。したがって、本実施形態によれば、土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを、低コストで容易に判別することが可能になる。

【0024】

本実施形態に係る土壌の分析方法は、給油所、給油所の跡地、製油所又は製油所の跡地から土壌を採取するステップを更に備えてよい。この場合、給油所又はその跡地の土壌中の鉛を定量することが可能であり、且つ給油所又はその跡地の土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別することが可能である。また、製油所又はその跡地の土壌中の鉛を定量することが可能であり、且つ製油所又はその跡地の土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別することも可能である。

【0025】

かつて日本では、アメリカ又はカナダから輸入されたテトラエチル鉛が添加された有鉛ガソリンが販売されていた。したがって、給油所、製油所、又はこれらの跡地の土壌中の鉛は、有鉛ガソリンに由来する場合がある。つまり、給油所、製油所、又はこれらの跡地の土壌中の鉛の安定同位体比は、かつてアメリカ又はカナダにおいて採掘された鉛の安定同位体比に一致する場合がある。

【0026】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。

【0027】

例えば、本発明の他の側面に係る土壌の分析方法が、土壌中の水可溶性物が抽出された水中の鉛の濃度を測定するステップ（第六ステップ）と、測定された水中の鉛の濃度を、基準値である０．０１ｍｇ／Ｌと比較するステップ（第七ステップ）と、を更に備えてもよい（上記のサブステップＡ参照。）。０．０１ｍｇ／Ｌとは、日本の土壌汚染対策法の施行規則において定められた安全基準値であり、土壌中の水可溶性物が抽出された水（検液）１Ｌ当たりの鉛の質量を表す（土壌汚染対策法施行規則別表第２及び第３参照。）。水中の鉛の濃度が０．０１ｍｇ／Ｌを超える場合、土壌の地下水の摂取により、人の健康に係る被害が生じ、又は生ずるおそれがあるため、汚染の除去、汚染の拡散の防止、その他必要な措置を命じられる可能性がある（土壌汚染対策法第六条第１項第２号及び同法第七条第１項等参照。）。水中の鉛の濃度が０．０１ｍｇ／Ｌ以下であることが判明した場合、土壌が安全基準を満たし、汚染に対する措置が必須ではないことが確認される。水中の鉛の濃度が０．０１ｍｇ／Ｌを超えることが判明した場合、土壌が安全基準を満たさず、汚染に対する措置が必要であることが確認される。

【0028】

本発明の他の側面に係る土壌の分析方法では、給油所、製油所、又はこれらの跡地以外の場所から土壌を採取してもよい。日本では、明治維新以降の近代化又は戦後の高度経済成長に伴い、土壌が鉛により汚染されてきた。例えば、海外から大量に輸入された鉛の一部が土壌に含まれていたり、日本各地に存在する鉛の廃鉱から、鉛等の重金属を含む廃液が現在でも流出していたりする。したがって、土壌中の鉛が海外からの輸入（人為）に由来するか、又は元来の日本の国土（自然）に由来するかを、本発明に係る土壌の分析方法によって判別してもよい。

【0029】

第一及び二ステップ（ＸＲＦ法による分析）と第三〜五ステップ（ＩＣＰ‐ＭＳ法による分析）との順序は、特に限定されない。

【実施例】

【0030】

以下では実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

【0031】

＜試料１： 桜川中央Ａ１−４ ０．００〜０．５０ｍ＞
試料１として、「桜川中央Ａ１−４」という給油所の跡地から土壌を採取した。この土壌は、地表からの深さが０．００〜０．５０ｍである範囲から採取されたものであった。なお、給油所で販売されていた有鉛ガソリンに由来する鉛が試料１に含まれることが、既に知られていた。つまり、試料１に含まれる鉛は人為的汚染に由来することが、既に知られていた。試料１を以下の方法により分析した。

【0032】

試料１中の鉛の質量含有率を、蛍光Ｘ線分析法（アルミリング法）により測定した。蛍光Ｘ線分析装置としては、株式会社リガク製のＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩを用いた。蛍光Ｘ線分析法の標準試料には、アメリカ合衆国の国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ）のＳＲＭ１６４６を用いた。測定された試料１中の鉛の質量含有率を下記表１に示す。

【0033】

試料１の土壌を水に添加して、分画として水可溶性物を抽出した。

【0034】

水可溶性物から分離された残りの土壌成分を酢酸に添加して、分画として炭酸塩を抽出した。

【0035】

炭酸塩から分離された残りの土壌成分を、酢酸及び塩化ヒドロキシルアンモニウムを含む液に添加して、分画として含水酸化物を抽出した。

【0036】

含水酸化物から分離された残りの土壌成分を、過酸化水素及び希硝酸を含む液に添加して、分画として硫化物及び有機物を抽出した。

【0037】

硫化物及び有機物から分離された残りの土壌成分を、濃硝酸に添加して、分画として酸可溶性物を抽出した。

【0038】

試料１から抽出された各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を、誘導結合プラズマ質量分析法により測定した。誘導結合プラズマ質量分析装置としては、株式会社島津製作所製のＩＣＰ−８５００を用いた。誘導結合プラズマ質量分析法の同位体標準試料には、ＮＩＳＴのＳＲＭ９８１及びＳＲＭ９８２を用いた。試料１の各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を下記表１に示す。

【0039】

［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］と同様の方法で、試料１の各分画における［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を測定した。試料１の各分画における［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を下記表２に示す。

【0040】

＜試料２： 花崗岩石＞
試料２として花崗岩石を試料１と同様の方法で分析した。試料２が人為的に鉛で汚染されていないことが既に知られていた。なお、試料２から抽出した水可溶性物は鉛を含まなかった。

【0041】

＜試料３： 信濃川底質 ０．９２〜０．９３ｍ＞
試料３として、信濃川の底質を採取した。この底質は、川底からの深さが０．９２〜０．９３ｍである範囲から採取されたものであった。試料３が人為的に鉛で汚染されていないことが既に知られていた。試料３を試料１と同様の方法で分析した。

【0042】

＜試料４： 石炭灰粉塵＞
試料４として石炭灰の粉塵を試料１と同様の方法で分析した。試料４が人為的に鉛で汚染されていないことが既に知られていた。試料４から抽出した水可溶性物は鉛を含まなかった。

【0043】

＜試料５： 志貴野 ６．２０〜６．２５ｍ＞
試料５として、「志貴野」という給油所の跡地から土壌を採取した。この土壌は、地表からの深さが６．２０〜６．２５ｍである範囲から採取されたものであった。試料５が人為的に鉛で汚染されていないことが既に知られていた。試料５を試料１と同様の方法で分析した。試料５から抽出した水可溶性物は鉛を含まなかった。

【0044】

＜試料６： 自動車排ガス中の粒子＞
試料６として自動車の排ガスに含まれる粒子を試料１と同様の方法で分析した。試料６が人為的に鉛で汚染されていることが既に知られていた。試料６を試料１と同様の方法で分析した。

【0045】

＜試料７： 大阪城外堀底質 （１９７２年）＞
試料７として、１９７２年に採取された大阪城の外堀の底質を、試料１と同様の方法で分析した。この底質は、川底からの深さが０．０３〜０．０６ｍである範囲から採取されたものであった。試料７が人為的に鉛で汚染されていることが既に知られていた。試料７を試料１と同様の方法で分析した。

【0046】

＜試料８： 大阪城外堀底質 （１９３０年）＞
試料８として、１９３０年に採取された大阪城の外堀の底質を、試料１と同様の方法で分析した。この底質は、川底からの深さが０．６０〜０．６３ｍである範囲から採取されたものであった。試料８が人為的に鉛で汚染されていることが既に知られていた。試料８を試料１と同様の方法で分析した。

【0047】

＜試料９： のむら ０．９０〜０．９６ｍ＞
試料９として、「のむら」という給油所の跡地から土壌を採取した。この土壌は、地表からの深さが０．９０〜０．９６ｍである範囲から採取されたものであった。試料９が人為的に鉛で汚染されていることは既に知られていた。試料９を試料１と同様の方法で分析した。

【0048】

＜試料１０： 自動車用バッテリー （現在）＞
試料１０として、現在市販されている自動車用バッテリーの鉛電極を準備した。つまり、試料１０は、人為に由来する鉛を含有するものであった。蛍光Ｘ線分析法による測定と分画の抽出とを行わなかったこと以外は試料１と同様の方法で、試料１０（鉛電極そのもの）を分析した。

【0049】

試料２〜１０其々における鉛の質量含有率を下記表１に示す。試料２〜１０の各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を下記表１に示す。試料２〜１０の各分画における［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を下記表２に示す。表１及び２に記載された全ての［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］及び［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を図２に示す。図２において、点線で記載されたマーカーは、人為的に鉛で汚染されていない試料２〜５の各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］及び［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を示す。図２において、実線で記載されたマーカーは、人為的に鉛で汚染されていた試料１及び６〜１０の各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］及び［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を示す。

【0050】

【表1】

【0051】

【表2】

【0052】

表１及び２、並びに図２に示すように、人為的に鉛で汚染されていた試料の全ての分画の［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］は、０．８６００以上であった。人為的に鉛で汚染されていない試料の全ての分画の［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］は、０．８６００未満であった。鉛による人為的汚染の有無と、分画における［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］との間には、明確な相関関係が確認されなかった。

【0053】

以上のように、人為的に鉛で汚染された試料と、人為的に鉛で汚染されていない試料とは、０．８６００という基準値に基づいて判別可能であることが分かった。

【0054】

以下の試料１１〜１９を実施例１と同様の方法で分析した。ただし、試料１７から抽出された含水酸化物における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］及び［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］は測定しなかった。試料１１〜１９其々が人為的に鉛で汚染されているか否かは未知であった。

【0055】

＜試料１１： ２号太子Ｂ１−２ ０．００〜０．５０ｍ＞
試料１１として、「２号太子Ｂ１−２」という給油所の跡地から土壌を採取した。この土壌は、地表からの深さが０．００〜０．５０ｍである範囲から採取されたものであった。

【0056】

＜試料１２： ２号太子Ｂ１−２ ０．１５〜０．６５ｍ＞
試料１２として、試料１１と同様に、「２号太子Ｂ１−２」という給油所の跡地から土壌を採取した。ただし、試料１２は、地表からの深さが０．１５〜０．６５ｍである範囲から採取されたものであった。

【0057】

＜試料１３： ２号太子Ｂ１−７ ０．００〜０．５０ｍ＞
試料１３として、「２号太子Ｂ１−７」という給油所の跡地から土壌を採取した。この土壌は、地表からの深さが０．００〜０．５０ｍである範囲から採取されたものであった。

【0058】

＜試料１４： ２号太子Ｂ１−７ ０．１５〜０．６５ｍ＞
試料１４として、試料１３と同様に、「２号太子Ｂ１−７」という給油所の跡地から土壌を採取した。ただし、試料１４は、地表からの深さが０．１５〜０．６５ｍである範囲から採取されたものであった。

【0059】

＜試料１５： 桜川中央Ａ１−４ ２．４０〜２．９０ｍ＞
試料１５として、試料１と同様に、「桜川中央Ａ１−４」という給油所の跡地から土壌を採取した。ただし、試料１５は、地表からの深さが２．４０〜２．９０ｍである範囲から採取されたものであった。

【0060】

＜試料１６： 乙金１−２ ０．００〜０．０５ｍ＞
試料１６として、「乙金１−２」という給油所の跡地から土壌を採取した。この土壌は、地表からの深さが０．００〜０．０５ｍである範囲から採取されたものであった。

【0061】

＜試料１７： 乙金１−２ ０．０５〜０．５０ｍ＞
試料１７として、試料１６と同様に、「乙金１−２」という給油所の跡地から土壌を採取した。ただし、試料１７は、地表からの深さが０．０５〜０．５０ｍである範囲から採取されたものであった。

【0062】

＜試料１８： 乙金１−４ ０．００〜０．０５ｍ＞
試料１８として、「乙金１−４」という給油所の跡地から土壌を採取した。この土壌は、地表からの深さが０．００〜０．０５ｍである範囲から採取されたものであった。

【0063】

＜試料１９ 乙金１−４ ０．０５〜０．５０ｍ＞
試料１９として、試料１８と同様に、「乙金１−４」という給油所の跡地から土壌を採取した。ただし、試料１９は、地表からの深さが０．０５〜０．５０ｍである範囲から採取されたものであった。

【0064】

試料１及び１１〜１９其々における鉛の質量含有率を下記表３に示す。試料１及び１１〜１９の各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を下記表３に示す。試料１及び１１〜１９の各分画における［^２０８Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を下記表４に示す。表３に記載された全ての鉛の質量含有率及び［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を図３に示す。図３中のマーカーは、［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を示す。図３中の棒グラフは、各試料中の鉛の質量含有率を示す。図３の鉛の質量含有率に関する縦軸は、対数軸である。

【0065】

【表3】

【0066】

【表4】

【0067】

試料１及び１１〜１９其々における鉛の質量含有率を、基準値である１５０質量ｐｐｍと比較した。表３及び図３に示すように、試料１、１３、１４及び１６〜１９其々における鉛の質量含有率は１５０質量ｐｐｍ以上であった。一方、試料１１、１２及び１５其々における鉛の質量含有率は１５０質量ｐｐｍ未満であった。

【0068】

試料１及び１１〜１９の各分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］を、基準値である０．８６００と比較した。表３及び図３に示すように、試料１及び１５〜１９其々の分画のうち少なくとも一つの分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］は、０．８６００以上であった。したがって、試料１及び１５〜１９に含まれる各鉛は人為的汚染に由来することが判明した。一方、試料１１〜１４の全ての分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］は、０．８６００未満であった。したがって、試料１１〜１４に含まれる鉛は自然に由来することが判明した。

【0069】

試料１５中の鉛の質量含有率は１５０質量ｐｐｍ未満であった。しかし、酸可溶性物以外の試料１５の分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］は、０．８６００以上であった。つまり、試料１５中の鉛の濃度は低いにもかわらず、試料１５中の鉛は人為的汚染に由来することが判明した。

【0070】

試料１３及び１４其々における鉛の質量含有率は１５０質量ｐｐｍ以上であった。しかし、試料１３及び１４其々の全ての分画における［^２０７Ｐｂ］／［^２０６Ｐｂ］は、０．８６００未満であった。つまり、試料１３及び１４其々における鉛の濃度は高いにもかわらず、試料１３及び１４其々に含まれる鉛は自然に由来することが判明した。試料１３及び１４が採取された「２号太子Ｂ１−７」は、兵庫県揖保郡太子町太田字跡先２１５４−３に位置する。この「２号太子Ｂ１−７」の北方には明延鉱山があり、明延鉱山の土壌は高濃度で鉛を含有する。したがって、明延鉱山又はその近傍に存在する鉛が、かつて河川を通じて「２号太子Ｂ１−７」の土壌に流入したことが推測される。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明に係る土壌の分析方法によれば、例えば、給油所の跡地の土壌中の鉛を定量することが可能であり、且つ土壌中の鉛が人為又は自然のいずれに由来するかを判別することができる。

【符号の説明】

【0072】

ａ…水可溶性物を含む層、ｂ…炭酸塩を含む層、ｃ…含水酸化物を含む層、ｄ…硫化物又は有機物を含む層、ｅ…酸可溶性物を含む層、ｆ…ケイ酸塩を含むコア、Ｐ…土壌を構成する粒子。

【図1】

【図2】

【図3】