JP2004109141A

JP2004109141A - ダイオキシン類の分析用試料抽出装置

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Publication number: JP2004109141A
Application number: JP2003355530A
Authority: JP
Inventors: Katsuhisa Honda; 本田　克久; ▲浜▼田　典明; Noriaki Hamada
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: JP3843977B2

Abstract

【課題】　流体中に含まれるダイオキシン類の分析用試料を容易にかつ迅速に確保する。
【解決手段】　分析用試料採取装置１において、フイルタ８に対して案内部４により案内される、煙道２内を流れる排気ガスの一部（試料ガス）中に含まれるダイオキシン類は、試料ガスがフイルタ８を通過する際に当該フイルタ８により捕捉される。そして、フイルタ８に捕捉されたダイオキシン類は、第一抽出用溶媒供給部５からフイルタ８に供給される抽出用溶媒により抽出される。そして、ダイオキシン類を含む当該抽出用溶媒は、さらに精製部３１により精製され、ダイオキシン類の分析用試料として確保される。
【選択図】　　　　図１

Description

　本発明は、ダイオキシン類の分析用試料抽出装置、特に、流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取したフイルタから、ダイオキシン類の分析用試料を抽出するための装置に関する。

　産業廃棄物や一般家庭ごみなどの廃棄物を焼却処理するための焼却施設から発生する排気ガス中には、ダイオキシン類が含まれている場合がある。ダイオキシン類は、ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン（ＰＣＤＤｓ）やポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ）等の総称であり、周知の如く極めて毒性の強い環境汚染物質であるため、環境保全の観点から、排気ガスや廃水などの流体中から取り除くための方策の確立が緊急の課題となっており、同時に、そのような流体中に含まれるダイオキシン類を分析するための手法の確立が世界的規模で急がれている。

　ところで、流体中に含まれるダイオキシン類を分析する際には、先ず、分析対象となる流体からダイオキシン類の分析用試料を入手する必要がある。例えば、排気ガス中に含まれるダイオキシン類を分析する場合は、排気ガスが通過する煙道から試料ガスを一定量採取し、この試料ガス中に含まれるダイオキシン類を分析用試料として採取する必要がある。

　そこで、１９９９年９月２０日制定の日本工業規格ＪＩＳ　Ｋ　０３１１：１９９９は、排気ガス中に含まれるダイオキシン類の採取装置を具体的に例示している。この採取装置は、排気ガスが流れる煙道から試料ガスを採取するための採取管、採取管により採取された試料ガスを通過させるためのフイルタ材を備えた第一捕捉器、および第一捕捉器を通過した試料ガスをさらに通過させるための第二捕捉器を主に備えている。第二捕捉器は、主に、吸収液を入れた複数のガラス製インピンジャーからなる液体捕集部と吸着剤（例えばＸＡＤ−２）を配置した吸着捕集部とを備え、試料ガス中に含まれるダイオキシン類をインピンジャー内の吸収液と吸着剤とにより捕捉し得るように構成されている。

　このような採取装置を用いてダイオキシン類の分析用試料を採取する場合は、先ず、採取管を通じて煙道から一定量の試料ガスを採取し、この試料ガスを第一捕捉器および第二捕捉器の順に通過させる。この際、試料ガス中に含まれるダイオキシン類は、第一捕捉器のフイルタ材並びに第二捕捉器の液体捕集部および吸着剤により捕捉され、試料ガス中から取り除かれる。そして、フイルタ材、液体捕集部および吸着剤により捕捉されたダイオキシン類を、溶媒を用いてこれらの部材から抽出すると、目的とする分析用試料が得られる。得られた分析用試料は、精製および濃縮操作などの前処理が適宜施された後、ＧＣ／ＭＳのような分析装置に適用され、定性的にまたは定量的に分析される。

　上述のような分析用試料の採取装置において採取されたダイオキシン類の分析用試料を確保するためには、手作業で抽出作業を実施する必要があるため、分析用試料の入手のための作業が複雑かつ煩雑になり、また、長時間を要する。

　本発明の目的は、流体中に含まれるダイオキシン類の分析用試料を容易にかつ迅速に確保することにある。

　本発明に係るダイオキシン類の分析用試料抽出装置は、流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取したフイルタから、ダイオキシン類の分析用試料を抽出するためのものであり、フイルタにより採取されたダイオキシン類をフイルタから抽出するための第一抽出用溶媒を、フイルタに対して供給するための第一抽出用溶媒供給部と、第一抽出用溶媒供給部からフイルタに供給されかつフイルタからダイオキシン類を抽出した第一抽出用溶媒を供給可能に設定された、極性物質を捕捉可能でありかつダイオキシン類が通過可能な第一固定相が充填された第一カラムを有する第一処理部とを備えている。

　このような分析用試料抽出装置において、フイルタに捕捉されたダイオキシン類は、第一抽出用溶媒供給部からフイルタに供給される第一抽出用溶媒により抽出され、分析用試料として確保される。そして、フイルタからダイオキシン類を抽出した第一抽出用溶媒は、引き続いて第一処理部に供給される。第一処理部に供給された第一抽出用溶媒は、第一カラムを通過する際、極性物質、すなわち、ダイオキシン類以外の不純物が第一固定相により捕捉され、精製される。したがって、この分析用試料抽出装置によれば、精製された分析用試料を確保することができる。

　また、この分析用試料抽出装置は、例えば、第一カラムを通過しかつダイオキシン類を含む第一抽出用溶媒を引き続いて供給可能に設定された、ダイオキシン類を捕捉可能な第二固定相が充填された第二カラムを有する第二処理部と、第二カラムに対し、第一抽出用溶媒の供給方向とは逆方向に、ダイオキシン類を抽出可能な第二抽出用溶媒を供給可能な第二抽出用溶媒供給部とをさらに備えている。

　この場合、第一カラムを通過しかつダイオキシン類を含む第一抽出用溶媒は、引き続いて第二処理部に供給される。第二処理部に供給された第一抽出用溶媒は、第二カラムを通過する際、ダイオキシン類が第二固定相に捕捉されて取り除かれる。そして、第二カラムに対し、第一抽出用溶媒の供給方向とは逆方向に、第二抽出用溶媒供給部から第二抽出用溶媒を供給すると、第二カラムに捕捉されたダイオキシン類は、第二抽出用溶媒により第二カラムから抽出され、第二抽出用溶媒に溶解された状態の分析用試料として確保される。ここで、必要最小限の第二抽出用溶媒を用いれば、結果的に分析用試料は濃縮された状態になる。

　なお、このような分析用試料抽出装置は、例えば、第一カラムを加熱するための加熱装置をさらに備えていてもよい。また、第一処理部は、例えば、第一カラムを複数有し、フイルタ毎に第一カラムを切り替え可能に設定されていてもよい。さらに、第二処理部は、例えば、第二カラムを複数有し、第一カラム毎に第二カラムを切り替え可能に設定されていてもよい。

　本発明の他の観点に係るダイオキシン類の分析用試料抽出装置は、流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取したフイルタから、ダイオキシン類の分析用試料を抽出するためのものであり、フイルタを保持するためのフイルタ保持体と、フイルタ保持体に保持されたフイルタに対してダイオキシン類の抽出用溶媒を供給するための抽出用溶媒供給部とを備えている。抽出用溶媒供給部は、フイルタ保持体を挟んで配置された、抽出用溶媒供給路と抽出用溶媒排出路とを備えている。

　この分析用試料抽出装置において、フイルタに捕捉されたダイオキシン類は、抽出用溶媒供給路から供給される抽出用溶媒により抽出される。そして、ダイオキシン類を抽出した抽出用溶媒は、抽出用溶媒排出路から排出される。

　本発明に係るダイオキシン類の分析用試料精製装置は、流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取したフイルタからダイオキシン類を抽出した第一抽出用溶媒を精製するためのものであり、ダイオキシン類を抽出した第一抽出用溶媒を供給可能に設定された、極性物質を捕捉可能でありかつ前記ダイオキシン類が通過可能な第一固定相が充填された第一カラムを有する第一処理部を備えている。

　この分析用試料精製装置において、第一処理部に供給された第一抽出用溶媒は、第一カラムを通過する際、極性物質、すなわち、ダイオキシン類以外の不純物が第一固定相により捕捉され、精製される。したがって、この分析用試料精製装置によれば、精製された分析用試料を確保することができる。

　この分析用試料精製装置は、例えば、第一カラムを通過した第一抽出用溶媒を引き続いて供給可能に設定された、ダイオキシン類を捕捉可能な第二固定相が充填された第二カラムを有する第二処理部と、第二カラムに対し、第一抽出用溶媒の供給方向とは逆方向に、ダイオキシン類を抽出可能な第二抽出用溶媒を供給可能な第二抽出用溶媒供給部とをさらに備えている。

　本発明に係るダイオキシン類の分析用試料抽出装置は、上述のような第一抽出溶媒供給部と第一処理部とを備えているため、流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉したフイルタからダイオキシン類の分析用試料を容易にかつ迅速に確保することができる。

　本発明の他の見地に係るダイオキシン類の分析用試料抽出装置は、上述のような抽出用溶媒供給部を備えているため、流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉したフイルタからダイオキシン類の分析用試料を容易にかつ迅速に確保することができる。

　また、本発明に係るダイオキシン類の分析用試料精製装置は、上述のような第一処理部を有しているため、流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取したフイルタからダイオキシン類を抽出した抽出用溶媒からダイオキシン類以外の不純物を除去し、精製されたダイオキシン類の分析用試料を確保することができる。

　図１を参照して、本発明の実施の一形態に係るダイオキシン類の分析用試料抽出装置が採用されたダイオキシン類の分析用試料採取装置を説明する。図において、分析用試料採取装置３０は、廃棄物の焼却炉の煙道２を流れる排気ガス（流体の一例）中に含まれるダイオキシン類を分析するための分析用試料を採取するためのものであり、採取部３、案内部４、第一抽出溶媒供給部５および分析用試料の精製部３１を主に備えている。

　採取部３は、フイルタ保持体６と、このフイルタ保持体６を回転させるための第一駆動装置７とを備えている。フイルタ保持体６は、一定の厚みを有する円板状に形成されており、軸方向が水平になるように配置されている。また、フイルタ保持体６は、図２のＡ（図１の矢印ＩＩ方向から見た図）に示すように、同一の円周上において、等間隔に４つの貫通孔６ａを有している。各貫通孔６ａは、フイルタ保持体６の厚さ方向に開口しており、一つおきにフイルタ８が装着されている。すなわち、この実施の形態において、フイルタ保持体６には、２つのフイルタ８が装着されている。

　フイルタ８は、排気ガス中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取するためのものであり、流体通過性（この実施の形態では通気性）を有する、三次元網目構造の成形体からなる。因みに、このフイルタ８は、ＪＩＳ　Ｋ　０３１１：１９９９に例示されたダイオキシン類の採取装置と同等にダイオキシン類を採取可能なものであり、ＪＩＳ　Ｋ　０３１１：１９９９に例示された採取装置に代えて利用可能なものである。

　このようなフイルタ８は、例えばＷＯ０１／９１８８３号公報において既に知られており、通常、図３に示すように、一端が閉鎖された円筒状に形成されている。なお、フイルタ８は、開口側が後述する第一移送管１０に連絡するよう貫通孔６ａ内に挿入されている。

　フイルタ８を構成する上述の成形体は、繊維材料（繊維材料の群）と無機系結合材とを含んでいる。ここで用いられる繊維材料は、ダイオキシン類と実質的に化学反応しないものであり、通常、繊維状活性炭、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維（好ましくは活性アルミナ繊維）、シリカ繊維およびテフロン繊維のうちの少なくとも一つである。一方、無機系結合材は、繊維材料同士を結合して繊維材料からなる群を一体化し、繊維材料からなる群に一定の成形形状を付与する性質を有するもの、すなわち、繊維材料からなる群を一定の成形形状に保持するバインダーとして機能するものである。この実施の形態においてより具体的には、繊維材料からなる群を、フイルタ８の形状、すなわち一端が閉鎖された円筒状に設定するためのものである。

　ここで利用可能な無機系結合材は、上述の性能を有し、しかも繊維材料と同様にダイオキシン類と実質的に化学反応しないものであれば特に限定されるものではないが、吸着性能、特にダイオキシン類に対する吸着性能を有するものが好ましい。このような無機系結合材としては、例えば、アルミナ（好ましくは活性アルミナ）、ゼオライト（好ましくは合成ゼオライト）、二酸化ケイ素（シリカ）、酸性白土およびアパタイトなどを挙げることができ、これらの無機系結合材は、それぞれ単独で用いられてもよいし、二種以上のものが併用されてもよい。また、無機系結合材は、形態が特に限定されるものではないが、通常は粒子状のものが用いられる。また、無機系結合材は、タールの吸着性を有するものが特に好ましい。このような特徴を有する無機系結合材を用いた場合、フイルタ８は、例えば排気ガス中に含まれる一酸化炭素に由来して生成するタールを効果的に吸着することができ、そのようなタール中に溶け込んだダイオキシン類をもより確実に捕捉して採取することができる。なお、タールを吸着可能な無機系結合材としては、アルミナ、ゼオライトおよび二酸化ケイ素を例示することができる。これらのタールを吸着可能な無機系結合材は、それぞれ単独で用いられてもよいし、二種以上のものが併用されてもよい。

　また、上述の成形体は、通常、嵩密度が０．１〜１ｇ／ｃｍ³に設定されているのが好ましく、０．３〜０．７ｇ／ｃｍ³に設定されているのがより好ましい。成形体の嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ³未満の場合は、排気ガス中に含まれるダイオキシン類の一部がフイルタ８を通過してしまう場合があり、排気ガス中に含まれるダイオキシン類を安定に採取するのが困難になる可能性がある。逆に、嵩密度が１ｇ／ｃｍ³を超える場合は、フイルタ８において、排気ガス中に含まれる粒子状物を捕捉した際に圧損が高まるおそれがあり、その結果、排気ガスが通過しにくくなって上述のＪＩＳ規格（ＪＩＳ　Ｋ　０３１１：１９９９）で規定されている等速吸引が困難になる可能性がある。また、フイルタ８により採取されたダイオキシン類を抽出する際において、抽出率の低下を招くおそれがある。

　フイルタ８を構成する成形体として好ましいものは、繊維材料として活性アルミナ繊維を用い、無機系結合材として粒子状の活性アルミナを用いたものである。特に、このような成形体であって、さらに嵩密度が０．３〜０．７ｇ／ｃｍ³の範囲に設定されているものが最も好ましい。

　なお、上述のようなフイルタ８の製造方法は、上に挙げたＷＯ０１／９１８８３号公報に記載の通りである。

　第一駆動装置７は、フイルタ保持体６を、図２の時計回りに回転させるためのものであり、フイルタ保持体６の中心に装着された回転軸９ａとモータ９とを主に備えている。モータ９は、回転軸９ａを９０度ずつ断続的に回転させることができるものである。

　案内部４は、煙道２内を流れる排気ガスの一部（流体試料の一例であり、以下、試料ガスという）を採取して採取部３に案内するためのものであり、採取部３のフイルタ保持体６を挟んで配置された、第一移送管１０と第二移送管１１とを備えている。第一移送管１０は、一端が煙道２内に配置されており、他端がフイルタ保持体６に設けられた貫通孔６ａのうちの一つ（図１、図２のＡにおいて、フイルタ保持体６の上部に位置する貫通孔６ａ）に連絡している。また、第一移送管１０は、試料ガスの温度が１００〜１２０℃になるよう設定するための温度調節装置１２を有している。一方、第二移送管１１は、第一移送管１０が連絡している貫通孔６ａの反対側に一端が連絡しており、また、他端にはドレントラップ１３と吸引ポンプ１４とをこの順に有している。ここで、ドレントラップ１３は、試料ガス中の水分を捕集するためのものであり、また、吸引ポンプ１４は、煙道２内を流れる排気ガスを安定に等速吸引するためのものである。

　また、第二移送管１１は、温度センサー１５を有している。この温度センサー１５は、第二移送管１１内を流れる試料ガスの温度を測定するためのものであり、温度調節装置１２に連絡している。そして、温度調節装置１２は、温度センサー１５による測定結果に基づいて、第一移送管１０内を流れる試料ガスの温度を調節可能に設定されている。さらに、第二移送管１１には、洗浄用窒素ガスボンベ１６から延びる洗浄用窒素ガス供給路１７が連絡している。この洗浄用窒素ガス供給路１７は、第一逆止弁１８を有している。

　第一抽出用溶媒供給部５は、フイルタ保持体６に保持されたフイルタ８に対してダイオキシン類の抽出用溶媒（第一抽出用溶媒）を供給するためのものであり、フイルタ保持体６を挟んで配置された、第一抽出用溶媒供給路１９と第一抽出用溶媒排出路２０とを備えている。第一抽出用溶媒供給路１９は、第一供給ポンプ２１を有しており、一端がフイルタ保持体６に設けられた貫通孔６ａのうち、案内部４が連絡しているものから一つ隔てた他の貫通孔６ａ（図１、図２のＡにおいて、フイルタ保持体６の下部に位置する貫通孔６ａ）に連絡している。なお、第一抽出用溶媒供給路１９は、第一移送管１０の反対側（すなわち、第二移送管１１の連絡側）から貫通孔６ａに連絡している。

　また、第一抽出用溶媒供給路１９の他端は、ダイオキシン類の抽出用溶媒が貯留された第一溶媒タンク２２内に配置されている。第一溶媒タンク２２内に貯留されている抽出用溶媒は、フイルタ８により捕捉されたダイオキシン類を抽出することができるものであれば特に限定されるものではないが、通常はダイオキシン類を含む各種の炭化水素化合物を効率的に抽出可能なもの、例えばヘキサンを用いるのが好ましい。また、第一溶媒タンク２２には、第一加圧用窒素ガスボンベ２３から延びかつ第二逆止弁２４を有する第一加圧用窒素ガス供給路２５が連絡している。この結果、第一溶媒タンク２２は、第一加圧用窒素ガス供給路２５から供給される窒素ガスにより、内圧が一定に保たれている。

　第一抽出用溶媒排出路２０は、第一抽出用溶媒供給路１９が連絡している貫通孔６ａの反対側に一端が連絡しており、また、他端が開口している。

　精製部３１は、第一カラム保持体３２と、この第一カラム保持体３２を回転させるための第二駆動装置３３とを主に備えている。第一カラム保持体３２は、一定の厚みを有する円板状に形成されており、軸方向が垂直になるよう第一抽出用溶媒供給部５の第一抽出用溶媒排出路２０の下方に配置されている。また、第一カラム保持体３２は、図４のＡ（図１の矢印ＩＶ方向から見た図）に示すように、同一の円周上において、中心を挟んで対向する２つの貫通孔３２ａを有している。各貫通孔３２ａは、第一カラム保持体３２の厚さ方向に開口しており、それぞれに第一カラム３４が装着されている。すなわち、この実施の形態において、第一カラム保持体３２には、２つの第一カラム３４が装着されている。

　第一カラム３４は、上下方向に開口する筒状体内に固定相（第一固定相）を充填したものである。ここで用いられる固定相は、極性物質を捕捉可能でありかつダイオキシン類を捕捉しないものである。このような固定相としては、例えば、シリカゲルを用いることができる。なお、固定相として用いられるシリカゲルは、種類の異なるシリカゲルを多層に配置したもの、例えば、硝酸銀シリカゲルと硫酸シリカゲルとを多層に配置したものであってもよい。このような固定相を用いると、後述する精製処理をより効果的かつ迅速に実施することができる。

　なお、第一カラム保持体３２に設けられた２つの貫通孔３２ａのうちの一つは、その上方に、第一抽出用溶媒排出路２０の開口端側が配置されている。また、当該貫通孔３２の下方には、第二抽出用溶媒排出路３５が配置されている。

　第二駆動装置３３は、第一カラム保持体３２を、図４の時計回りに回転させるためのものであり、第一カラム保持体３２の中心に装着された回転軸３６とモータ３７とを主に備えている。モータ３７は、回転軸３６を１８０度ずつ断続的に回転させることができるものである。

　なお、この分析用試料採取装置３０は、シーケンス制御やコンピュータ制御により、以下に説明するような順序で作動する。

　次に、上述の分析用試料採取装置３０の動作について説明する。
　先ず、採取部３において、モータ９が作動し、フイルタ保持体６が回転する。これにより、フイルタ保持体６の貫通孔６ａに保持された２つのフイルタ８のうちの一つが案内部４の第一移送管１０と第二移送管１１との間に挟まれるように配置される。このとき、フイルタ保持体６に保持された他のフイルタ８は、第一抽出用溶媒供給部５の第一抽出用溶媒供給路１９と第一抽出用溶媒排出路２０との間に挟まれるように配置される。（図１および図２のＡの状態。）

　フイルタ保持体６が上述のように設定された後、吸引ポンプ１４が作動する。この結果、煙道２内の排気ガスの一部は、試料ガスとして第一移送管１０内に連続的に等速吸引され、温度調節装置１２において上述の温度範囲に温度が調節された後、フイルタ８を通過して第二移送管１１内に移動する。この際、試料ガス中に含まれるダイオキシン類は、フイルタ８により捕捉され、試料ガス中から取り除かれる。第二移送管１１内に移動した試料ガスは、引き続き吸引ポンプ１４により吸引され、ドレントラップ１３により水分が捕集された後に排出される。

　なお、上述のような試料ガスの採取は、吸引ポンプ１４を予め定めた一定時間作動させることにより実施する。これにより、フイルタ８は、一定量の試料ガスが通過することになり、また、当該一定量の試料ガス中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取することになる。なお、ここでの一定時間は、焼却炉において焼却する廃棄物の種類に応じて適宜設定するのが好ましく、通常は、上述のＪＩＳ　Ｋ　０３１１：１９９９に規定された時間に設定するのが好ましい。

　上述の一定時間の経過後、次に、モータ９が作動し、図２のＢに示すように、フイルタ保持体６を図の時計回りに９０度回転させる。これにより、第一移送管１０と第二移送管１１とは、フイルタ８を保持していない貫通孔６ａにより互いに連絡することになる。この状態で、洗浄用窒素ガスボンベ１６から窒素ガスを供給すると、この窒素ガスは、洗浄用窒素ガス供給路１７を通じて第二移送管１１内に流入し、また、貫通孔６ａを通過して第一移送管１０内に流入した後、煙道２内へ連続的に排出される。この結果、第一移送管１０内は、窒素ガスにより洗浄される。この際、第一移送管１０は、温度調節装置１２により３００〜４００℃に加熱するのが好ましい。このようにすると、第一移送管１０内は、還元性雰囲気になり、より短時間で効果的に洗浄されることになる。

　次に、上述の洗浄操作の完了後、再度モータ９が作動し、図２のＣに示すように、フイルタ保持体６を図の時計回りに９０度回転させる。これにより、ダイオキシン類を採取したフイルタ８は、第一抽出用溶媒供給部５の第一抽出用溶媒供給路１９と第一抽出用溶媒排出路２０との間に挟まれるように配置される。また、同時に、他方のフイルタ８は、案内部４の第一移送管１０と第二移送管１１との間に挟まれるように配置される。すなわち、採取部３は、他方のフイルタ８が試料ガスを案内可能に設定され、同時に、ダイオキシン類を採取したフイルタ８が第一抽出用溶媒供給路１９からの抽出用溶媒を供給可能な状態に設定されることになる。換言すると、採取部３は、煙道２からの異なる試料ガスを採取するために、フイルタ８を切り替えた状態に設定されることになる。

　また、精製部３１において、モータ３７が作動し、第一カラム保持体３２に装着された２つの第一カラム３４のうちの一方が第一抽出用溶媒排出路２０の下方に位置しかつ第二抽出用溶媒排出路３５の上方に位置するよう配置される。

　このような状態で、吸引ポンプ１４が上述の一定時間再度作動する。この結果、他方のフイルタ８は、煙道２からの異なる試料ガスが通過し、当該試料ガス中に含まれるダイオキシン類を採取することができる。

　一方、このような状態において、第一供給ポンプ２１が同時に作動する。この結果、第一溶媒タンク２２内に貯留されている抽出用溶媒は、第一抽出用溶媒供給路１９を通じ、先にダイオキシン類を採取したフイルタ８に対して連続的に供給される。フイルタ８に供給された抽出用溶媒は、フイルタ８を第一抽出用溶媒排出路２０方向に通過し、第一抽出用溶媒排出路２０から排出される。この際、フイルタ８に捕捉されているダイオキシン類は、フイルタ８を通過する抽出用溶媒中に抽出され、抽出用溶媒と共に第一抽出用溶媒排出路２０から排出される。

　そして、第一抽出用溶媒排出路２０から排出される分析用試料、すなわち、ダイオキシン類を含む抽出用溶媒は、第一カラム保持体３２に装着された一方の第一カラム３４に対し、第一抽出溶媒排出路２０から引き続いて供給される。第一カラム３４に供給された分析用試料は、第一カラム３４内に充填された固定相を通過し、第二抽出用溶媒排出路３５を通じて採取される。この際、分析用試料中に含まれる、ダイオキシン類以外の不純物、すなわち、フイルタ８により上述の試料ガス中からダイオキシン類と共に捕捉された各種の極性物質が固定相に捕捉され、分析用試料中から除去される。したがって、この分析用試料採取装置３０によれば、試料ガス中に含まれるダイオキシン類の精製された分析用試料を確保することができる。

　このようにして確保された分析用試料は、必要に応じて濃縮操作を実施した後、例えばＧＣ／ＭＳ等の分析機器に適用すると、定性的または定量的に分析することができる。

　上述のように、この実施の形態の分析用試料採取装置３０では、採取部３において試料ガス中に含まれるダイオキシン類を採取し、また、第一抽出用溶媒供給部５から採取部３に対して抽出用溶媒を供給することにより、採取したダイオキシン類を速やかに抽出することができるので、試料ガス中に含まれるダイオキシン類の分析用試料を容易にかつ迅速に確保することができる。

　また、この分析用試料採取装置３０では、採取部３のフイルタ保持体６が上述のように回転可能に構成され、しかもフイルタ８を２つ有しているので、採取部３において、フイルタ８による試料ガスからのダイオキシン類の採取と、他のフイルタ８により採取されたダイオキシン類の抽出とを並行して効率的に実施することができる。

　さらに、上述のようにして抽出用溶媒排出路２０からの分析用試料が精製された後、モータ３７は、図４のＢに示すように、第一カラム保持体３２を時計回りに１８０度回転させる。これにより、第一抽出用溶媒排出路２０と第二抽出用溶媒排出路３５との間には、別の第一カラム３４が配置されることになり、当該別の第一カラム３４は、採取部３における別のフイルタ８に由来する分析用試料を続いて精製することができる。すなわち、この分析用試料採取装置３０では、フイルタ８毎に、第一カラム３４を切り替えることができる。

　なお、この実施の形態に係る分析用試料採取装置３０において用いられるフイルタ８は、採取したダイオキシン類が抽出用溶媒により抽出されたとき、実質的に洗浄された状態になる。したがって、ダイオキシン類が抽出された後のフイルタ８は、異なる試料ガス中に含まれるダイオキシン類を採取するために繰り返し再利用することができる。

［他の実施の形態］
（１）上述の分析用試料採取装置３０において、フイルタ保持体６は、図２に一点鎖線で示すように、貫通孔６ａの周囲にフイルタ８を加熱するためのヒータ６ｂを内蔵していてもよい。フイルタ８に対して第一抽出用溶媒供給部５から抽出用溶媒を供給する際に、このヒータ６ｂによりフイルタ８を加熱すると、フイルタ８で捕捉されたダイオキシン類をより少量の抽出用溶媒で抽出することができる。

（２）上述の分析用試料採取装置３０において、第一カラム保持体３２は、図４に一点鎖線で示すように、各貫通孔３２ａの周囲に第一カラム３４を加熱するためのヒータ３８（加熱装置の一例）を内蔵していてもよい。このヒータ３８により第一カラム３４を加熱すると、第一抽出用溶媒排出路２０からの分析用試料中に含まれる不純物が固定相においてより効果的に捕捉されるため、第一カラム３４における分析用試料の精製効率をより高めることができる。

（３）図５に、上述の分析用試料採取装置３０の変形例を示す。図５において、図１に示したものと同じ部材には同じ符号を付している。この変形例に係る分析用試料採取装置４０は、分析用試料の濃縮部４１（第二処理部の一例）をさらに備えている。

　濃縮部４１は、第二カラム保持体４２、この第二カラム保持体４２を回転させるための第三駆動装置４３および第二抽出用溶媒供給部４４を主に備えている。第二カラム保持体４２は、一定の厚みを有する円板状に形成されており、軸方向が垂直になるよう精製部３１の第二抽出用溶媒排出路３５の下方に配置されている。また、第二カラム保持体４２は、図６のＡ（図５の矢印ＶＩ方向から見た図）に示すように、同一の円周上において、等間隔に配置された３つの貫通孔４２ａを有している。各貫通孔４２ａは、第二カラム保持体４２の厚さ方向に開口しており、それぞれに第二カラム４５が装着されている。すなわち、この実施の形態において、第二カラム保持体４２には、３つの第二カラム４５が装着されている。

　第二カラム４５は、上下方向に開口する筒状体内に固定相（第二固定相）を充填したものである。ここで用いられる固定相は、ダイオキシン類を捕捉可能なものである。このような固定相としては、ダイオキシン類の吸着性能が高いもの、例えば、活性炭やグラファイト等の炭素材料を用いることができる。

　なお、第二カラム保持体４２に設けられた３つの貫通孔４２ａのうちの一つは、その上方に、第二抽出用溶媒排出路３５が配置されている。

　第三駆動装置４３は、第二カラム保持体４２を、図６の時計回りに回転させるためのものであり、第二カラム保持体４２の中心に装着された回転軸４６とモータ４７とを主に備えている。モータ４７は、回転軸４６を１２０度ずつ断続的に回転させることができるものである。

　第二抽出用溶媒供給部４４は、第二カラム保持体４２に保持された第二カラム４５に対してダイオキシン類の抽出用溶媒（第二抽出用溶媒）を供給するためのものであり、第二カラム保持体４２を挟んで配置された、第二抽出用溶媒供給路５０と第三抽出用溶媒排出路５１とを備えている。第二抽出用溶媒供給路５０は、第二供給ポンプ５２を有しており、一端が第二カラム保持体４２に設けられた貫通孔４２ａのうち、第二抽出用溶媒排出路３５が配置されているものの反時計回り方向に隣接して設けられたものの下方に連絡している。また、第二抽出用溶媒供給路５０の他端は、ダイオキシン類の抽出用溶媒が貯留された第二溶媒タンク５３内に配置されている。第二溶媒タンク５３内に貯留されている抽出用溶媒は、第二カラム４５の固定相に捕捉されたダイオキシン類を抽出することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えばトルエンを用いるのが好ましい。また、第二溶媒タンク５３には、第二加圧用窒素ガスボンベ５４から延びかつ第三逆止弁５５を有する第二加圧用窒素ガス供給路５６が連絡している。この結果、第二溶媒タンク５３は、第二加圧用窒素ガス供給路５６から供給される窒素ガスにより、内圧が一定に保たれている。

　第三抽出用溶媒排出路５１は、第二抽出用溶媒供給路５０が連絡している貫通孔４２ａの上側に一端が連絡しており、また、他端が第二カラム保持体４２の下方に延びかつ開口している。

　また、第二抽出用溶媒供給部４４は、第二カラム４５の洗浄部５７を有している。洗浄部５７は、洗浄用溶媒供給路５８を備えている。洗浄用溶媒供給路５８は、第三供給ポンプ５９を有しており、一端が第二カラム保持体４２に設けられた貫通孔４２ａのうち、第二抽出用溶媒排出路３５が配置されているものの時計回り方向に隣接して設けられたものの上方に連絡している。また、洗浄用溶媒供給路５８の他端は、第二カラム４５の洗浄用溶媒が貯留された第三溶媒タンク６０内に配置されている。第三溶媒タンク６０内に貯留されている洗浄用溶媒は、第二カラム４５の固定相中の不純物を抽出可能でありかつダイオキシン類を抽出しないものであり、例えば、ジクロロメタンを２５重量％含むヘキサンである。また、第三溶媒タンク６０には、第二加圧用窒素ガス供給路５６において、第三逆止弁５５よりも第二加圧用窒素ガスボンベ５４側から分岐しかつ第四逆止弁６１を有する第三加圧用窒素ガス供給路６２が連絡している。この結果、第三溶媒タンク６０は、第三加圧用窒素ガス供給路６２から供給される窒素ガスにより、内圧が一定に保たれている。

　この分析用試料採取装置４０を用いてダイオキシン類の分析用試料を採取する場合は、モータ４７が作動し、第二カラム保持体４２に装着された３つの第二カラム４５のうちの一つが第二抽出用溶媒排出路３５の下方に位置するように配置される。この際、他の二つの第二カラム４５，４５は、それぞれ第二抽出用溶媒供給路５０と第三抽出用溶媒排出路５１との間および洗浄用溶媒供給路５８の下方に位置するように配置される。そして、濃縮部４１がこのような状態に設定された後、上述の実施の形態の場合と同様に分析用試料の採取操作を実施すると、精製部３１において精製された分析用試料、すなわち、ダイオキシン類を含みかつ不純物が除去された抽出用溶媒は、第二抽出用溶媒排出路３５に対応する第二カラム４５に対し、第二抽出用溶媒排出路３５から引き続いて供給される。

　ここで、第二カラム４５に供給された分析用試料は、第二カラム４５内に充填された固定相を通過する。この際、分析用試料中に含まれるダイオキシン類は、固定相に捕捉され、第二カラム４５内に留まる。一方、分析用試料中の抽出用溶媒は、固定相を通過し、第二カラム４５の下部から排出される。

　精製部３１からの分析用試料の全量が第二カラム４５に供給された後、モータ４７は、図６のＢに示すように、第二カラム保持体４２を図６の時計回りに１２０度回転させる。これにより、精製部３１からの分析用試料が通過した第二カラム４５は、洗浄用溶媒供給路５８の下方に位置するように配置される。そして、この状態で第三供給ポンプ５９が作動し、当該第二カラム４５に対し、第三溶媒タンク６０内に貯留された洗浄用溶媒が洗浄用溶媒供給路５８を通じて連続的に供給される。この結果、ダイオキシン類と共に第二カラム４５に捕捉された不純物は、洗浄用溶媒と共に第二カラム４５から排出される。

　一定量の洗浄用溶媒が第二カラム４５に対して供給された後、モータ４７は、図６のＣに示すように、第二カラム保持体４２を図６の時計回りにさらに１２０度回転させる。これにより、洗浄用溶媒により洗浄された第二カラム４５は、第二抽出用溶媒供給路５０と第三抽出用溶媒排出路５１との間に位置するように配置される。そして、この状態で第二供給ポンプ５２が作動し、当該第二カラム４５の下方から、第二抽出用溶媒供給路５０を通じて第二溶媒タンク５３内の抽出用溶媒が連続的に供給される。第二カラム４５に供給された抽出用溶媒は、固定相に捕捉されたダイオキシン類を抽出し、第三抽出用溶媒排出路５１を通じて排出される。したがって、第三抽出用溶媒排出路５１から排出される、ダイオキシン類を含む抽出用溶媒を捕集すると、ダイオキシン類の分析用試料を確保することができる。

　なお、ここで確保することができる分析用試料は、第二カラム４５において捕捉されたダイオキシン類を抽出するために必要な最少量の抽出用溶媒を含むものであるため、精製部３１からの分析用試料に比べて分量が少なくなっており、結果的にダイオキシン類が濃縮された状態にある。したがって、この分析用試料は、そのまま、若しくは必要に応じて僅かに濃縮するだけで、分析機器に対して直接に適用することができる。

　因みに、上述のような抽出動作時において、第二カラム保持体４２に保持された他の二つの第二カラム４５，４５のうちの一つは、第二抽出用溶媒排出路３５の下方に配置された状態にあるため、採取部３において別のフイルタ８により採取されたダイオキシン類を含む別の分析用試料を受け入れることができる。すなわち、この分析用試料採取装置４０では、精製部３１の第一カラム３４毎に第二カラム４５を切り替えることができ、第二カラム４５に対する精製部３１からの分析用試料の供給と、他の第二カラム４５で先に捕捉されたダイオキシン類の抽出とを並行して実施することができる。

（４）上述の他の実施の形態（３）に係る分析用試料採取装置４０において、第二カラム保持体４２は、図６に一点鎖線で示すように、各貫通孔４２ａの周囲に第二カラム４５を加熱するためのヒータ６３を内蔵していてもよい。このヒータ６３により第二カラム４５を加熱すると、第二カラム４５で捕捉されたダイキシン類をより少量の抽出用溶媒で抽出することができ、分析用試料の濃縮効率を高めることができる。

（５）上述の各実施の形態では、採取部３において２つのフイルタ８を装着したが、必要に応じて採取部３には３つ以上のフイルタ８を装着してもよい。この場合、精製部３１および濃縮部４１においてそれぞれ装着する第一カラム３４および第二カラム４５の個数は、フイルタ８の個数に応じて設定するのが好ましい。

（６）上述の各実施の形態では、フイルタ８として、繊維材料と無機系結合材とを含む成形体からなるものを用いたが、フイルタ８は、ＪＩＳ　Ｋ　０３１１：１９９９に例示されたダイオキシン類の採取装置と同等にダイオキシン類を採取可能なものであれば、他の形態のものが用いられてもよい。因みに、他の形態のフイルタとしては、例えば、ＷＯ９９／３７９８７号公報において開示されたもの、例えば、無機質ファイバーと活性炭とを含む成形体からなるものを挙げることができる。

（７）上述の各実施の形態では、廃棄物の焼却炉から排出される排気ガス中に含まれるダイオキシン類の分析用試料をフイルタ８で採取する場合について説明したが、フイルタ８は、排気ガス以外の流体試料中に含まれるダイオキシン類の分析用試料を採取する場合にも同様に利用することができる。例えば、環境大気中に含まれるダイオキシン類、並びに工場廃水、海水、淡水および水道水等の水中に含まれるダイオキシン類の分析用試料を採取する場合においても、フイルタ８は、同様に利用することができる。

本発明の実施の一形態に係るダイオキシン類の分析用試料抽出装置が採用されたダイオキシン類の分析用試料採取装置の概略図。前記実施の形態において用いられるフイルタ保持体を図１の矢印ＩＩ方向から見た図。前記実施の形態において用いられるフイルタの断面図。前記実施の形態において用いられる第一カラム保持体を図１の矢印ＩＶ方向から見た図。本発明の他の実施の形態に係るダイオキシン類の分析用試料抽出装置が採用されたダイオキシン類の分析用試料採取装置の概略図。前記他の実施の形態において用いられる第二カラム保持体を図５の矢印ＶＩ方向から見た図。

符号の説明

　３０、４０　分析用試料採取装置
　３　採取部
　４　案内部
　５　第一抽出用溶媒供給部
　８　フイルタ
　３１　精製部
　３４　第一カラム
　３８　ヒータ
　４１　濃縮部
　４４　第二抽出用溶媒供給部
　４５　第二カラム

Claims

　流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取したフイルタから、前記ダイオキシン類の分析用試料を抽出するための装置であって、
　前記フイルタにより採取された前記ダイオキシン類を前記フイルタから抽出するための第一抽出用溶媒を、前記フイルタに対して供給するための第一抽出用溶媒供給部と、
　前記第一抽出用溶媒供給部から前記フイルタに供給されかつ前記フイルタから前記ダイオキシン類を抽出した前記第一抽出用溶媒を供給可能に設定された、極性物質を捕捉可能でありかつ前記ダイオキシン類が通過可能な第一固定相が充填された第一カラムを有する第一処理部と、
を備えたダイオキシン類の分析用試料抽出装置。
　前記第一カラムを通過しかつ前記ダイオキシン類を含む前記第一抽出用溶媒を引き続いて供給可能に設定された、前記ダイオキシン類を捕捉可能な第二固定相が充填された第二カラムを有する第二処理部と、前記第二カラムに対し、前記第一抽出用溶媒の供給方向とは逆方向に、前記ダイオキシン類を抽出可能な第二抽出用溶媒を供給可能な第二抽出用溶媒供給部とをさらに備えている、請求項１に記載のダイオキシン類の分析用試料抽出装置。
　前記第一カラムを加熱するための加熱装置をさらに備えている、請求項１または２に記載のダイオキシン類の分析用試料抽出装置。
　前記第一処理部は、前記第一カラムを複数有し、前記フイルタ毎に前記第一カラムを切り替え可能に設定されている、請求項１から３のいずれかに記載のダイオキシン類の分析用試料抽出装置。
　前記第二処理部は、前記第二カラムを複数有し、前記第一カラム毎に前記第二カラムを切り替え可能に設定されている、請求項４に記載のダイオキシン類の分析用試料抽出装置。
　流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取したフイルタから、前記ダイオキシン類の分析用試料を抽出するための装置であって、
　前記フイルタを保持するためのフイルタ保持体と、
　前記フイルタ保持体に保持された前記フイルタに対してダイオキシン類の抽出用溶媒を供給するための抽出用溶媒供給部とを備え、
　前記抽出用溶媒供給部は、前記フイルタ保持体を挟んで配置された、抽出用溶媒供給路と抽出用溶媒排出路とを備えている、
ダイオキシン類の分析用試料抽出装置。
　流体試料中に含まれるダイオキシン類を捕捉して採取したフイルタから前記ダイオキシン類を抽出した第一抽出用溶媒を精製するための装置であって、
　前記ダイオキシン類を抽出した前記第一抽出用溶媒を供給可能に設定された、極性物質を捕捉可能でありかつ前記ダイオキシン類が通過可能な第一固定相が充填された第一カラムを有する第一処理部を備えた、
ダイオキシン類の分析用試料精製装置。
　前記第一カラムを通過した前記第一抽出用溶媒を引き続いて供給可能に設定された、前記ダイオキシン類を捕捉可能な第二固定相が充填された第二カラムを有する第二処理部と、前記第二カラムに対し、前記第一抽出用溶媒の供給方向とは逆方向に、前記ダイオキシン類を抽出可能な第二抽出用溶媒を供給可能な第二抽出用溶媒供給部とをさらに備えている、請求項７に記載のダイオキシン類の分析用試料精製装置。