学会誌「EICA」

[特集] 水晶振動子式高感度油臭センサによる河川油汚染モニタリング

内容

微量有害物質モニタリング

巻

8巻3号2003年

Page

16

題名

水晶振動子式高感度油臭センサによる河川油汚染モニタリング

Title

Water Monitoring System for Oil Contamination Using Quartz Crystal Microbalance Chemical Sensor

著者

上山智嗣． 土方健司 (三菱電機（株）)

Authors

著者表記

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著者勤務先名

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著者所属名

キーワード

Key Words

Water plant; chemical sensor; odor sensor; petroleum; water pollution

概要

近年、河川や湖において油の流出や投棄による突発汚染事故が多数報告されている1),2),3)。これらの表層水を水源としている浄水場では活性炭投入などの対応に多くのコストが必要となっているだけでなく、生態系への影響も懸念されている。そのため、油事故を迅速、簡便かつ連続的に検知できる監視装置の開発が望まれている。油の連続監視装置の性能としては、高感度（人の鼻と同程度の感度）、高速（5分以内の警報）、高い選択性（原水中の揮発成分に影響を受けない）、再使用性、安定性（優れたメンテナンス性）が求められる。さらには、汚染源究明を目的とした油種識別が望まれる。一般的に油とよばれる物質は、炭化水素（鉱物油）や脂肪酸エステル（食用油）からなり、水に難溶で見た目に悪い油膜を形成する。また多くの場合揮発性成分により異臭を放つ。そこで水環境に漏れ出た油の検出には、人の鼻や目の機能と同様に、油臭を化学的に検出するもの4)と油膜を光学的に検出するもの5)が報告されている。これらの方式にはそれぞれ長所と短所がある。本論文では、この2方式を簡単に比較した後、我々が開発した水晶振動子を用いた高感度油臭センサについて紹介するとともにその実際の運用状況についても少し述べる。

Abstract

A water monitoring system with a new chemical sensor for oil contamination was developed. The sensor had an organic polymer film on a quartz crystal microbalance. The organic film was a hydrocarbon polymer and had high affinities for the organic compounds of petroleum products such as gasoline, kerosene, diesel oil and fuel oil. The monitoring system was composed of a sampling part, a purging part, a sensor part and a signal processing part. The oil in water could be detected whose threshold odor number (TON) was less than three. The detecting time was less than 5 min depending on the oil kind. Moreover, the oil kind could be discriminated with only one sensor device by analyzing the desorption response curves obtained by flowing a clean air on the sensor instead of the purging air. The prototype model was tested using natural river water for one month and it could detect the accidentally contaminated 2-TON diesel oil. Some commercial systems have been operated for more than 6 months without any troubles.