塩素化有機化合物の採取器および塩素化有機化合物の採取用フィルター
（書誌＋要約＋請求の範囲）
(19)【発行国】日本国特許庁（ＪＰ）
(12)【公報種別】公開特許公報（Ａ）
(11)【公開番号】特開２００１−４５０１（Ｐ２００１−４５０１Ａ）
(43)【公開日】平成１３年１月１２日（２００１．１．１２）
(54)【発明の名称】塩素化有機化合物の採取器および塩素化有機化合物の採取用フィルター
(51)【国際特許分類第７版】
G01N 1/02
1/10
1/22
27/62
ZAB
【ＦＩ】
G01N 1/02 D
1/10 C
1/22 L
27/62 C
ZAB V
【審査請求】未請求
【請求項の数】１６
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】９
(21)【出願番号】特願平１１−１７２６０２
(22)【出願日】平成１１年６月１８日（１９９９．６．１８）
(71)【出願人】
【識別番号】０００１７５２７２
【氏名又は名称】三浦工業株式会社
【住所又は居所】愛媛県松山市堀江町７番地
(71)【出願人】
【識別番号】００００００２８４
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
【住所又は居所】大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号
(72)【発明者】
【氏名】本田 克久
【住所又は居所】愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】▲浜▼田 典明
【住所又は居所】愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】山下 正純
【住所又は居所】愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】中村 裕史
【住所又は居所】愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】梶川 修
【住所又は居所】大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】畑田 衛
【住所又は居所】大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】藤田 進
【住所又は居所】大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】松元 敦実
【住所又は居所】大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 富徳
【住所又は居所】大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内
(74)【代理人】
【識別番号】１０００９９８４１
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 恒彦
(57)【要約】
【課題】 流体中に含まれる粒子状態及びガス状態の塩素化有機化合物を同時に捕捉して採取することができる採取器を実現する。
【解決手段】 採取器３は、筒状の多孔質の採取用フイルター７と、その開口部７ａに対して着脱可能でありかつ流体を採取用フイルター７内に導入するための導入管８と、採取用フイルター７を被覆しかつ採取用フイルター７を通過する流体を外部に排出するための排出路１２ａを有するホルダー６とを備えている。採取用フイルター７は、極細繊維を含む多孔質の第１層７１と、その外側に積層された、炭素材を含む多孔質の第２層７２とを備えた２層構造に形成されている。導入管８を経由して送られて来た気体試料は、それに含まれる粒子状態およびガス状態の塩素化有機化合物が採取用フイルター７において捕捉されて取り除かれた後、排出路１２ａから外部に排出される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】流体中に含まれる塩素化有機化合物を採取するための採取器であって、前記塩素化有機化合物を捕捉して前記流体から取り除くための多孔質のフイルターと、前記流体を前記フイルター内に導入するための導入管と、前記フイルターを被覆しかつ前記フイルターを通過する前記流体を外部に排出するための排出路を有する被覆体とを備え、前記フイルターは、極細繊維を含む第１層と、炭素材を含む第２層とを有している、塩素化有機化合物の採取器。
【請求項２】前記フイルターは、一端が閉鎖されかつ他端に前記導入管を挿入可能な開口部を有する筒状に形成されており、厚さ方向に前記第１層と前記第２層とが積層されたものである、請求項１に記載の塩素化有機化合物の採取器。
【請求項３】前記第１層が内側に位置し、前記第２層が外側に位置している、請求項２に記載の塩素化有機化合物の採取器。
【請求項４】前記極細繊維は、平均繊維径が１０μｍ以下である、請求項１、２または３に記載の塩素化有機化合物の採取器。
【請求項５】前記第２層は、空隙率が８０％以上１００％未満に設定されている、請求項１、２、３または４に記載の塩素化有機化合物の採取器。
【請求項６】前記極細繊維は、ガラス繊維、シリカ繊維およびセルロース繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種である、請求項１、２、３、４または５に記載の塩素化有機化合物の採取器。
【請求項７】前記炭素材の比表面積が１〜２，０００ｍ2／ｇである、請求項１、２、３、４、５または６に記載の塩素化有機化合物の採取器。
【請求項８】前記第２層は、前記炭素材を０．０１〜３．０ｇ含んでいる、請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の塩素化有機化合物の採取器。
【請求項９】流体中に含まれる塩素化有機化合物を前記流体から取り除いて採取するためのフイルターであって、極細繊維を含む第１層と、炭素材を含む第２層とを備えた多孔質体からなる、塩素化有機化合物の採取用フイルター。
【請求項１０】一端が閉鎖されかつ他端に開口部を有する筒状に形成されており、厚さ方向に前記第１層と前記第２層とが積層されたものである、請求項９に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
【請求項１１】前記第１層が内側に位置し、前記第２層が外側に位置している、請求項１０に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
【請求項１２】前記極細繊維は、平均繊維径が１０μｍ以下である、請求項９、１０または１１に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
【請求項１３】前記第２層は、空隙率が８０％以上１００％未満に設定されている、請求項９、１０、１１または１２に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
【請求項１４】前記極細繊維は、ガラス繊維、シリカ繊維およびセルロース繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種である、請求項９、１０、１１、１２または１３に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
【請求項１５】前記炭素材の比表面積が１〜２，０００ｍ2／ｇである、請求項９、１０、１１、１２、１３または１４に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
【請求項１６】前記第２層は、前記炭素材を０．０１〜３．０ｇ含んでいる、請求項９、１０、１１、１２、１３、１４または１５に記載の塩素化有機化合物の採取用フイルター。
詳細な説明
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、塩素化有機化合物の採取器および採取用フイルター、特に、流体中に含まれる塩素化有機化合物を採取するための採取器および採取用フイルターに関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】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、ポリクロロビフェニル（ＰＣＢ）、クロロフェノール、クロロベンゼンなどの塩素化有機化合物が含まれている。
【０００３】ここで、ダイオキシン類は、ポリ塩化ジベンゾ・パラ・ダイオキシン類（ＰＣＤＤｓ）やポリ塩化ジベンゾフラン類（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が、その中でも四塩化ジベンゾダイオキシン（Ｔ4ＣＤＤｓ）は特に最強の毒性物質として知られている。一方、ポリクロロビフェニル、クロロフェノール、クロロベンゼンなどの塩素化有機化合物は、ダイオキシン類に比べて毒性は弱いが、一定の条件下、例えば、焼却炉内でフライアッシュ中の種々の元素を触媒として排気ガスの温度範囲でダイオキシン類に変化しやすいことが判明しているため、ダイオキシン類と同様に環境汚染物質として認識されている。このため、環境保全の観点から、上述のような各種の塩素化有機化合物を排気ガスや廃水などの流体中から除去するための方策の確立が緊急の課題となっており、同時にこのような流体中に含まれる塩素化有機化合物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。
【０００４】ところで、流体中に含まれる塩素化有機化合物を分析する際には、先ず、分析対象となる流体から精密かつ正確に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塩素化有機化合物を分析する場合は、排気ガスを含む空間、例えば排気ガスが流れる煙道から気体試料を一定量採取し、この気体試料中に含まれる各種の塩素化有機化合物を漏れなく確実に捕捉する必要がある。特に、上述のような環境汚染物質であるダイオキシン類は、気体試料中に含まれる量が極めて微量であり、また、粒子状態やガス状態などの各種の形態であって種類も多岐に渡るため、その精密な採取を無くしては信頼性の高い分析結果は期待できない。このため、我国、米国およびヨーロッパの各国は、分析結果の正確性を担保するために、ダイオキシン類をはじめとする塩素化有機化合物試料の採取方法を公的に規定しつつある。
【０００５】例えば、我国の厚生省は、公定法を定め、それにおいてダイオキシン類などの塩素化有機化合物を含む気体試料の採取装置を具体的に規定している。この採取装置は、例えば焼却装置の排気ガスが流れる煙道から気体試料を採取するための採取管、採取管により採取された気体試料中に含まれる主に粒子状態の塩素化有機化合物を捕捉するためのフイルター材を備えた第１捕捉器、および第１捕捉器で捕捉されないガス状態の塩素化有機化合物を捕捉するための第２捕捉器を主に備えている。ここで、第２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樹脂吸着材を備えた樹脂吸着部とからなり、第１捕捉器で捕捉されないガス状態の塩素化有機化合物をインピンジャー内の吸収液と樹脂吸着材とにより捕捉し得るように構成されている。
【０００６】このような採取装置は、第１捕捉器と第２捕捉器とを備えた複雑な構成を有し、しかもガラス製器具を多用していることから高価であるため、繰り返して利用する場合が多い。この場合、測定データの信頼性を確保するためにインピンジャーをはじめとする各部材を清浄に保つ必要があるので、気体試料を採取する前の洗浄操作等の準備操作が非常に煩雑になる。また、気体試料中に含まれるガス状態の塩素化有機化合物を第２捕捉器で捕捉する際には、第２捕捉器をドライアイス等の冷却材を用いて冷却する必要があり、試料の採取操作そのものも非常に煩雑になる。さらに、気体試料の採取後においては、第１捕捉器および第２捕捉器により捕捉された塩素化有機化合物を抽出する必要があるが、ここでは第１捕捉器および第２捕捉器に捕捉された塩素化有機化合物をそれぞれ個別に抽出する必要があるため、抽出操作そのものが煩雑であり、また、抽出操作の巧拙により分析結果の信頼性が左右される場合も多い。さらに、この採取装置は、第１捕捉器および第２捕捉器の２種類の捕捉器からなるため必然的に大型化し、しかもガラス器具を多用していることから破損し易いので、気体試料採取時の取扱いや運搬も困難である。
【０００７】一方、米国の環境保護庁(ＥＰＡ)およびヨーロッパ規格委員会(ＣＥＮ)もそれぞれ独自の公定法を定めているが、そこに示されている採取装置は、上述のような日本のものとは細部において異なるものの、構成の複雑さや取扱の困難性などの点においては大きな変わりはない。
【０００８】本発明の目的は、流体中に含まれる粒子状態およびガス状態の塩素化有機化合物を同時に捕捉して採取することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る塩素化有機化合物の採取器は、流体中に含まれる塩素化有機化合物を採取するためのものであり、塩素化有機化合物を捕捉して流体から取り除くための多孔質のフイルターと、流体をフイルター内に導入するための導入管と、フイルターを被覆しかつフイルターを通過する流体を外部に排出するための排出路を有する被覆体とを備えている。フイルターは、極細繊維を含む第１層と、炭素材を含む第２層とを有している。
【００１０】ここで、フイルターは、例えば、一端が閉鎖されかつ他端に導入管を挿入可能な開口部を有する筒状に形成されており、厚さ方向に第１層と第２層とが積層されたものである。この場合の好ましい形態によれば、第１層が内側に位置し、第２層が外側に位置している。
【００１１】また、第１層に含まれる極細繊維は、例えば、平均繊維径が１０μｍ以下である。一方、第２層は、例えば、空隙率が８０％以上１００％未満に設定されている。さらに、極細繊維は、例えば、ガラス繊維、シリカ繊維およびセルロース繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種である。さらに、第２層に含まれる炭素材の比表面積は、例えば１〜２，０００ｍ2／ｇである。さらに、第２層は、例えば炭素材を０．０１〜３．０ｇ含んでいる。
【００１２】本発明に係る塩素化有機化合物の採取用フイルターは、流体中に含まれる塩素化有機化合物を流体から取り除いて採取するためのものであり、極細繊維を含む第１層と、炭素材を含む第２層とを備えた多孔質体からなる。
【００１３】この採取用フイルターは、例えば、一端が閉鎖されかつ他端に開口部を有する筒状に形成されており、厚さ方向に第１層と第２層とが積層されたものである。この場合の好ましい形態によれば、第１層が内側に位置し、第２層が外側に位置している。
【００１４】また、第１層に含まれる極細繊維は、例えば、平均繊維径が１０μｍ以下である。一方、第２層は、例えば、空隙率が８０％以上１００％未満に設定されている。さらに、極細繊維は、例えば、ガラス繊維、シリカ繊維およびセルロース繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種である。さらに、第２層に含まれる炭素材の比表面積は、例えば１〜２，０００ｍ2／ｇである。さらに、第２層は、例えば、炭素材を０．０１〜３．０ｇ含んでいる。
【００１５】
【作用】本発明に係る塩素化有機化合物の採取器において、導入管からフイルター内に導入された流体は、フイルターを通過し、さらに被覆体の排出路を通じて外部に排出される。この際、流体中に含まれる塩素化有機化合物は、フイルターにより捕捉され、流体から取り除かれる。ここで、フイルターは、極細繊維を含む第１層により主として粒子状態の塩素化有機化合物を捕捉し、また、炭素材を含む第２層により主としてガス状態の塩素化有機化合物を捕捉する。すなわち、このフイルターは、粒子状態とガス状態の両方の塩素化有機化合物を同時に捕捉し、これらを流体中から取り除いて採取することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の採取器の一形態が採用された塩素化有機化合物採取装置の概略構成を示す。なお、この採取装置１は、流体のうち、排気ガスなどの気体試料に含まれる塩素化有機化合物を採取するためのものである。図において、採取装置１は、採取管２、採取器３（本発明に係る採取器の実施の一形態）および吸引器４を主に備えている。
【００１７】採取管２は、例えばガラス管であり、その内部を通過する気体試料を冷却するための冷却器５を有している。
【００１８】図２、図３（図２の縦断面図）および図４（図２のＩＶ−ＩＶ断面図）を参照して、採取器３の詳細を説明する。図において、採取器３は、ホルダー（被覆体の一例）６、ホルダー６内に配置された、気体試料中に含まれる塩素化有機化合物を捕捉して採取するための採取用フイルター７（フイルターの一例）、気体試料を採取用フイルター７内に導入するための導入管８および導入管８をホルダー６に対して装着するための装着体９を主に備えている。
【００１９】ホルダー６は、透明なガラスからなる概ね円筒状の容器であり、採取用フイルター７を収容可能な本体部１０と、装着体９を装着するための装着部１１と、気体試料を排出するための排出部１２とを有している。装着部１１は、本体部１０の端部に一体に設けられており、直径が本体部１０に比べて縮小されている。この装着部１１は、外周面に螺旋溝１１ａが形成されており、また、端部に開口部１１ｂを有している。
【００２０】排出部１２は、本体部１０の他方の端部に一体に設けられており、気体試料を外部に排出するための排出路１２ａと分岐路１２ｂとを有している。分岐路１２ｂは、排出部１２内を通過する気体試料の温度を測定するための温度計や熱電対などの測温器２７（図１）を排出部１２内に挿入するためのものである。
【００２１】採取用フイルター７は、一端が閉鎖されかつ他端に気体試料を導入するための開口部７ａを有する円筒状の通気性を有する多孔質の成形体、すなわち多孔質の筒状フイルターであり、開口部７ａ側が装着体９により支持されつつ、閉鎖端側が開口部１１ｂからホルダー６内に挿入されている。この採取用フイルター７は、通常、長さ５０〜１５０ｍｍ、開口部７ａ側の端部の外径１２〜３５ｍｍ、閉鎖端側の外径１０〜３０ｍｍ、厚さ３〜１０ｍｍに設定されており、閉鎖端側の外径が開口部７ａ側の端部の外径よりも小さく設定されたテーパー形状に形成されている。なお、採取用フイルター７の詳細についてはさらに後述する。
【００２２】導入管８は、ホルダー６と同じくガラスからなる管状の部材であり、採取用フイルター７の開口部７ａに対して着脱可能である。この導入管８は、一端に採取管２を連結するための連結部１３を有しており、また、他端が装着体９を貫通して採取用フイルター７の開口部７ａ内に着脱可能に挿入されている。
【００２３】装着体９は、採取用フイルター７をホルダー６内で支持するための第１支持体１４と、導入管８を第１支持体１４に対して装着するための第２支持体１５とを有している。第１支持体１４は、樹脂製または金属製の部材であり、採取用フイルター７の開口部７ａ側端部を支持するための穴部１４ａを有している。穴部１４ａの内周面には、螺旋溝１４ｂが形成されている。第１支持体１４は、その螺旋溝１４ｂによりホルダー６の装着部１１の螺旋溝１１ａに螺着されている。また、第１支持体１４は、図３の左方向に突出する突出部１６を有している。突出部１６は、導入管８の先端部を挿入可能な貫通孔１６ａを有しており、また、外周面に螺旋溝１６ｂが形成されている。
【００２４】一方、第２支持体１５は、第１支持体１４と同じく樹脂製または金属製の部材であって内周面に螺旋溝１５ａが形成された蓋状に形成されており、導入管８を挿入するための貫通孔１５ｂを有している。この第２支持体１５は、貫通孔１５ｂに導入管８が挿入された状態で螺旋溝１５ａにより第１支持体１４の突出部１６の螺旋溝１６ｂに螺着されている。
【００２５】このような採取器３に装着された採取用フイルター７は、ホルダー６から取り外すことができる。この場合は、装着体９の第２支持体１５を第１支持体１４から取り外し、導入管８を採取用フイルター７から抜き取る。そして、第１支持体１４をホルダー６から取り外すと、採取用フイルター７は第１支持体１４により支持されつつホルダー６から取り出される。
【００２６】吸引器４は、排気流路２０と吸引ポンプ２１とを備えている。排気流路２０は、一端が管状ジョイント２２を用いて採取器３の排出路１２ａに連結されており、また、採取器３側から冷却器２３とトラップ２４とをこの順に有している。吸引ポンプ２１は、排気流路２０の他端に取付けられている。
【００２７】次に、上述の採取器３において用いられる採取用フイルター７の詳細についてさらに説明する。本実施の形態に係る採取器３で利用可能な採取用フイルター７は、図３および図４に示すように、第１層７１と第２層７２とを備えている。第１層７１および第２層７２は、採取用フイルター７の厚さ方向に積層されており、第１層７１が内側に位置しており、第２層が外側に位置している。
【００２８】第１層７１は、極細繊維を含みかつ通気性を有する多孔質体からなる。ここで用いられる極細繊維は、塩素化有機化合物と反応し難いものが好ましく、このようなものとしては、例えば、ガラス繊維やシリカ繊維等の無機繊維およびセルロース繊維を挙げることができる。なお、このような極細繊維は、２種以上のものが併用されてもよい。
【００２９】第１層７１において用いられる上述の極細繊維は、平均繊維径が１０μｍ以下（好ましくは７μｍ以下）、例えば、０．１〜１０μｍ（好ましくは１〜７μｍ）のものである。この極細繊維の平均繊維径が１０μｍを超える場合は、気体試料中に含まれる粒子状態の塩素化有機化合物を捕捉して採取するのが困難になるおそれがある。因みに、この極細繊維の平均アスペクト比（残存平均アスペクト比）は、通常、１０，０００以下が好ましい。
【００３０】第１層７１は、上述のような極細繊維以外の他の材料を含んでいてもよい。ここで利用可能な他の材料としては、例えば、平均繊維径が１０μｍを超えるガラス繊維、シリカ繊維、セルロース繊維等の塩素化有機化合物と反応し難い繊維を挙げることができる。但し、第１層７１中において、上述の極細繊維は、少なくとも５重量％以上の割合で含まれているのが好ましく、少なくとも１０重量％以上の割合で含まれているのがより好ましい。極細繊維の割合が５重量％よりも小さい場合は、気体試料中に含まれる粒子状態の塩素化有機化合物を捕捉して採取するのが困難になるおそれがある。
【００３１】また、第１層７１は、上述のような極細繊維を含むものであれば特に限定されるものではないが、通常、空隙率が８０％以上１００％未満、好ましくは９０％以上１００％未満に設定されているのが好ましい。空隙率が８０％未満の場合は、後述する分析操作において、採取用フイルター７により捕捉された塩素化有機化合物を短時間で効率的に抽出するのが困難になるおそれがある。
【００３２】なお、ここでの空隙率は、採取用フイルター７の嵩密度（ｇ／ｃｍ3）と真比重（ｇ／ｃｍ3）とから下記の計算式に従って求められる値である。以下、空隙率と言う場合は、これと同様にして求められる値を言う。
【００３３】
【数１】
【００３４】一方、第２層７２は、炭素材を含みかつ通気性を有する多孔質体からなる。ここで用いられる炭素材は、特に限定されるものではないが、通常、ポリアクリロニトリル樹脂、フェノール樹脂またはレーヨンなどの合成樹脂、ピッチ若しくはタールなどの公知の各種の炭素前駆体を焼成して炭素化したもの、或いは賦活して活性を持たせたものである。また、この炭素材は、形状、形態が特に限定されるものではないが、通常は粒子状または繊維状のものである。
【００３５】このような炭素材は、比表面積が１〜２，０００ｍ2／ｇのものが好ましく、１０〜１，０００ｍ2／ｇのものがより好ましい。比表面積が１ｍ2／ｇ未満の場合は、気体試料中に含まれる塩素化有機化合物、特にガス状態の塩素化有機化合物が第２層７２に吸着されにくくなり、気体試料中に含まれるガス状態の塩素化有機化合物の一部が採取用フイルター７によって捕捉されずに採取器３の外部に排出されてしまうおそれがある。逆に、比表面積が２，０００ｍ2／ｇを超える場合は、第２層７２対する塩素化有機化合物の吸着性が強まり過ぎ、後述する分析操作において、採取用フイルター７により捕捉された塩素化有機化合物を短時間で効率的に抽出するのが困難になるおそれがある。
【００３６】なお、上述の比表面積は、例えば、常圧下の液体窒素の沸点における吸着側の窒素ガス吸着等温線に基づいて測定する公知の方法（Ｂ．Ｅ．Ｔ−Ｂ．Ｊ．Ｈ．法）に従って求めることができる値である。
【００３７】第２層に含まれる炭素材として好ましいものは、比表面積が上述の範囲にある炭素粒、活性炭粒、炭素繊維および活性炭素繊維である。これらの炭素材は、適宜２種以上のものが併用されてもよい。
【００３８】上述のような炭素材を含む第２層７２は、通常、空隙率が８０％以上１００％未満、好ましくは９５％以上１００％未満に設定されている。空隙率が９５％未満の場合は、後述する分析操作において、採取用フイルター７により捕捉された塩素化有機化合物を短時間で効率的に抽出するのが困難になるおそれがある。
【００３９】第２層７２は、上述のような炭素材の他に、他の材料を含んでいてもよい。但し、他の材料としては、例えば、ガラス繊維、シリカ繊維、セルロース繊維等の塩素化有機化合物と反応し難い繊維を用いるのが好ましい。
【００４０】上述の炭素材は、第２層７２において、０．０１〜３．０ｇ含まれているのが好ましく、０．１〜３．０ｇ含まれているのがより好ましい。炭素材の含有量が０．０１ｇ未満の場合は、気体試料中に含まれるガス状態の塩素化有機化合物を捕捉して採取するのが困難になるおそれがある。逆に、３．０ｇを超える場合は、後述する分析操作において、採取用フイルター７により捕捉された塩素化有機化合物を短時間で効率的に抽出するのが困難になるおそれがある。例えば、採取用フイルター７により採取された塩素化有機化合物をソックスレー抽出法により抽出する場合、第２層７２に含まれる炭素材の量が上述の範囲に設定されていると抽出に要する時間は通常１６時間程度であるが、含有量が４．０〜６．０ｇ程度になると、その数倍の時間（例えば２倍から６倍程度の時間）が必要になる場合がある。
【００４１】上述のような採取用フイルター７は、通常、一端が開口しかつ他端が閉鎖された円筒状の第１層７１および第２層７２を別々に形成し、第２層７２内に第１層７１を挿入して両者を一体化すると製造することができる。ここで、第１層７１は、上述の極細繊維および必要に応じて他の材料をバインダーと共に混合し、これにより得られた混合物を所定の筒状形状に成形すると得られる。一方、第２層７２は、上述の炭素材および必要に応じて他の材料をバインダーと共に混合し、これにより得られた混合物を所定の筒状形状に成形すると得られる。なお、第１層７１および第２層７２のいずれの場合も、バインダーとしては、例えば、セルロース系バインダーを用いることができる。
【００４２】次に、上述の採取装置１の使用方法、すなわち、上述の採取装置１を用いた塩素化有機化合物の採取方法について説明する。ここでは、廃棄物を焼却処理するための焼却施設の空間内、例えば煙道内を流れる排気ガス中に含まれるダイオキシン類などの塩素化有機化合物を分析するための気体試料を採取する場合について説明する。この場合、図１に示すように、採取装置１の採取管２の先端部を煙道２５に設けられた試料採取口２５ａから煙道２５内に挿入する。この際、採取管２にパッキン２６を装着し、採取管２と試料採取口２５ａとの隙間を気密に封止する。また、採取器３の分岐路１２ｂ内に温度計や熱電対などの測温器２７を装着する。
【００４３】この状態で吸引ポンプ２１を作動させると、煙道２５内を流れる排気ガスの一部が気体試料として採取装置１に向けて等速吸引され、採取管２内に流れ込む。採取管２内に流れ込んだ排気ガスは、冷却器５により冷却され、通常、ダイオキシン類の生成温度以下、例えば１２０℃前後の温度に冷却される。これにより、採取管２内では、ダイオキシン類の新たな発生が防止される。
【００４４】このようにして冷却された排気ガスは、採取管２から採取器３の導入管８を経由して採取用フイルター７内に流入する。採取用フイルター７内に流入した排気ガスは、図３に矢印で示すように、採取用フイルター７を通過してホルダー６の本体部１０内に流出し、さらに排出路１２ａを経由して吸引器４に向けて流れる。
【００４５】この際、排気ガス中に含まれる各種の煤塵や粒子状態の塩素化有機化合物は、主として採取用フイルター７の第１層７１により捕捉され、排気ガス中から採取される。因みに、排気ガス中に含まれる煤塵や粒子状態の塩素化有機化合物は、第１層７１中に含まれる極細繊維により捕捉されることになる。
【００４６】一方、排気ガス中に含まれるガス状態の塩素化有機化合物および第１層７１により捕捉された粒子状態の塩素化有機化合物が気化して発生するガス状態の塩素化有機化合物は、主として第２層７２に含まれる炭素材により捕捉され、排気ガス中から採取される。因みに、このようなガス状態の塩素化有機化合物は、第２層７２中に含まれる炭素材により吸着されて捕捉されることになる。
【００４７】以上の結果、排気ガスは、そこに含まれる煤塵並びに粒子状態およびガス状態の塩素化有機化合物が採取用フイルター７により同時に取り除かれ、排出路１２ａから吸引器４に向けて流れることになる。排出路１２ａを流れる排気ガス温度は、分岐路１２ｂに装着された測温器２７により測定され、管理される。
【００４８】排出路１２ａから排出された排気ガスは、排気流路２０内に流れ込み、その冷却器２３により再び冷却される。これにより、排気ガス中に含まれる水分が凝縮し、トラップ２４内に貯留される。このようにして水分が取り除かれた排気ガスは、吸引ポンプ２１から外部に排出される。なお、このような採取装置１による気体試料、すなわち排気ガスの採取は、通常、塩素化有機化合物の検出限界値から想定される排気ガス量に相当する時間（通常、排気ガス１〜３Ｎｍ3／３〜４時間）実施される。
【００４９】このようにして採取された排気ガス中に含まれる塩素化有機化合物濃度を分析する場合は、煙道２５から採取装置１を取り外し、また、採取装置１から採取器３を分離する。さらに、分離された採取器３から、採取用フイルター７を取り出す。
【００５０】次に、採取管２、導入管８およびホルダー６内を溶媒を用いて洗浄し、その際の洗浄液を確保する。また、採取器３の採取用フイルター７により捕捉された塩素化有機化合物を溶媒で抽出する。ここで、採取用フイルター７からの塩素化有機化合物の抽出操作は、例えば通常のソックスレー抽出器を用いて実施することができるが、この採取用フイルター７は、上述のような小型サイズに設定されているため、高速抽出器のセル内に収容することができ、当該高速抽出器を用いて速やかに抽出操作を実施することができる。しかも、当該採取用フイルター７は、通常、第２層７２の空隙率が上述の範囲に設定されており、また、第２層７２に含まれる炭素材の量が上述のような一定の範囲に設定されているため、抽出時間を短縮するための特殊な抽出条件を設定する必要がなく、捕捉した塩素化有機化合物を短時間で速やかに溶媒中に溶出させることができる。
【００５１】塩素化有機化合物を分析する際は、上述の洗浄液および上述のような抽出操作により得られた抽出液を合せ、これに対して分析操作を実施する。この場合の分析方法としては、例えば、厚生省生活衛生局水道環境部環境整備課編「廃棄物処理におけるダイオキシン類標準測定分析マニュアル」（平成９年３月：財団法人廃棄物研究財団発行）に記載された方法に従い、ガスクロマトグラフ質量分析法（ＧＣ／ＭＳ法）を採用することができる。
【００５２】採取装置１を用いて別の気体試料を採取する場合は、例えば、採取器３を新たなものに交換する。この場合、採取装置１は、採取管２のみを十分に洗浄するだけで次の気体試料採取用に供することができるので、気体試料採取前の準備作業が従来のものに比べて格段に軽減され、気体試料採取に要する時間を大幅に短縮することができる。また、この採取装置１は、従来の複雑な採取装置に比べて構成が簡素であるため、取扱いや持ち運びが容易である。
【００５３】なお、一度使用された採取器３は、ホルダー６と導入管８とを十分に洗浄し、採取用フイルター７を新たなものに取り替えると、繰返して再利用することができる。
【００５４】［他の実施の形態］
（１）上述の実施の形態では、採取用フイルター７として第１層７１が内側に位置し、第２層７２が外側に位置するように形成されたものを用いた場合について説明したが、炭素材を含む第２層７２が内側に位置し、極細繊維を含む第１層７１が外側に位置するように形成された採取用フイルター７を用いた場合も本発明を同様に実施することができる。
【００５５】（２）上述の実施の形態では、採取用フイルター７として多孔質の筒状のものを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、採取用フイルター７が極細繊維を含む円盤状の第１層と、炭素材を含む円盤状の第２層とを積層した多孔質の円盤状に形成されている場合も本発明を同様に実施することができる。この場合、当該円盤状の採取用フイルター７は、導入管８からの排気ガスが極細繊維を含む第１層を最初に通過し、次に炭素材を含む第２層を通過し得るように導入管８に対して装着して用いられるのが好ましい。
【００５６】（３）上述の実施の形態では、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などの塩素化有機化合物を採取する場合について説明したが、本発明の採取器は、排気ガス以外の流体中に含まれる塩素化有機化合物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塩素化有機化合物、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塩素化有機化合物を採取する場合についても本発明の採取器を同様に利用することができる。
【００５７】なお、工場廃水等の水中に含まれる塩素化有機化合物を採取する場合、採取試料は液体試料となる。この場合、当該液体試料は、粒子状態、気泡状態（すなわち気液混合状態）および溶解状態（すなわち液中に溶解した状態）の各種の状態の塩素化有機化合物を含む可能性があるが、採取用フイルター７は、このような各種の状態の塩素化有機化合物を同時に捕捉して液体試料中から採取することができる。
【００５８】
【実施例】実施例１平均繊維径が０．１μｍのシリカ繊維とセルロース系バインダーとを含む混合物を調製し、これを一端が閉鎖された円筒状に成形した。これにより、シリカ繊維を０．５ｇ含みかつ空隙率が９５％に設定された、開口端側の外径が１１ｍｍ、閉鎖端側の外径が１０ｍｍ、厚さが２ｍｍの円筒状の第１層を得た。
【００５９】また、比表面積が５００ｍ2／ｇでありかつ平均繊維径が２０μｍの活性炭素繊維、平均繊維径が２０μｍのガラス繊維およびセルロース系バインダーを含む混合物を調製し、これを一端が閉鎖された円筒状に成形した。これにより、炭素繊維を０．１５ｇ含みかつ空隙率が９５％に設定された、開口端側の外径が１９ｍｍ、閉鎖端側の外径が１８ｍｍ、厚さが４ｍｍの円筒状の第２層を得た。
【００６０】上述のようにして得られた円筒状の第２層中に円筒状の第１層を挿入して一体化し、多孔質の円筒状の採取用フイルターを得た。この採取用フイルターを用いて上述の実施の形態に係る採取器３を作成し、さらにこの採取器３を用いて上述の実施の形態に係る採取装置１を構成した。
【００６１】この採取装置１を用い、廃棄物を焼却処理中の焼却施設の煙道から気体試料、すなわち排気ガスを採取し、そこから採取された塩素化有機化合物を定量分析した。この際、排気ガスの採取および塩素化有機化合物の定量分析は、上述の「廃棄物処理におけるダイオキシン類標準測定分析マニュアル」に規定された方法に準じて実施した。塩素化有機化合物（ダイオキシン類）の定量分析結果は、同じ煙道から上述の「廃棄物処理におけるダイオキシン類標準測定分析マニュアル」に規定された従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果と略一致した。これより、この実施例の採取器は、排気ガス中に含まれる塩素化有機化合物を従来の採取装置と同様に採取できることが確認できた。
【００６２】実施例２活性炭素繊維に代えて比表面積が１０ｍ2／ｇでありかつ平均繊維径が２０μｍの炭素繊維を２．８ｇ用いて実施例１の場合と同様の第２層を形成し、その第２層を用いて実施例１の場合と同様に採取用フイルターを形成した。
【００６３】この採取用フイルターを用いて上述の実施の形態に係る採取器３を作成し、さらにこの採取器３を用いて上述の実施の形態に係る採取装置１を構成した。そして、この採取装置１を用いて実施例１の場合と同様にして廃棄物を焼却処理中の焼却施設の煙道から排気ガスを採取し、そこから採取された塩素化有機化合物を定量分析した。塩素化有機化合物（ダイオキシン類）の定量分析結果は、実施例１の場合と同じく従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果と略一致した。これより、この実施例の採取器は、排気ガス中に含まれる塩素化有機化合物を従来の採取装置と同様に採取できることが確認できた。
【００６４】比較例１第２層を形成するために用いる活性炭素繊維として比表面積が３，０００ｍ2／ｇでありかつ平均繊維径が１５μｍのものを用いた点を除いて実施例１と同様の採取用フイルターを作成し、これを用いて実施例１の場合と同様に排気ガス中に含まれる塩素化有機化合物を採取してその定量分析を実施したところ、従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果よりも小さな値が得られた。これは、活性炭素繊維の比表面積が大きいため、採取用フイルターにより採取された塩素化有機化合物が抽出されにくかったことに起因するものと推察される。
【００６５】比較例２第２層に含まれる活性炭素繊維の含有量を０．００５ｇに変更した点を除いて実施例１と同様の採取用フイルターを作成し、これを用いて実施例１の場合と同様に塩素化有機化合物を採取してその定量分析を実施したところ、従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果よりも小さな値が得られた。これは、炭素繊維の含有量が少ないため、排気ガス中の塩素化有機化合物、特にガス状態の塩素化有機化合物の一部が採取用フイルターにより捕捉されなかったことによるものと推察される。
【００６６】比較例３第２層に含まれる活性炭素繊維の含有量を５．０ｇに変更した点を除いて実施例１と同様の採取用フイルターを作成し、これを用いて実施例１の場合と同様に塩素化有機化合物を採取してその定量分析を実施したところ、従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果よりも小さな値が得られた。これは、炭素繊維の含有量が多すぎるため、採取用フイルターにより採取された塩素化有機化合物が抽出されにくかったことに起因するものと推察される。
【００６７】比較例４ガラス繊維の使用量を減らして第２層の空隙率を７５％に設定した点を除いて実施例１と同様の採取用フイルターを作成し、これを用いて実施例１の場合と同様に塩素化有機化合物を採取してその定量分析を実施したところ、従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果よりも小さな値が得られた。これは、採取用フイルターの第２層の空隙率が８０％未満であるため、採取用フイルターにより採取された塩素化有機化合物が抽出されにくかったことに起因するものと推察される。
【００６８】比較例５第１層を形成するために用いる極細のシリカ繊維に代えて平均繊維径が２０μｍのシリカ繊維を用いた点を除いて実施例１と同様の採取用フイルターを作成し、これを用いて実施例１の場合と同様に排気ガス中に含まれる塩素化有機化合物を採取してその定量分析を実施したところ、従来の採取装置を用いて採取された塩素化有機化合物の定量分析結果よりも小さな値が得られた。これは、第１層に含まれるシリカ繊維の平均繊維径が大き過ぎるため、排気ガス中の塩素化有機化合物、特に粒子状態の塩素化有機化合物の一部が第１層により捕捉されず、採取用フイルターを通過してしまったことによるものと推察される。
【００６９】
【発明の効果】本発明に係る塩素化有機化合物の採取器は、多孔質のフイルターが極細繊維を含む第１層と炭素材を含む第２層とを備えているため、流体中に含まれる粒子状態およびガス状態の塩素化有機化合物を同時に捕捉して採取することができる。
【００７０】また、本発明に係る塩素化有機化合物の採取用フイルターは、極細繊維を含む第１層と炭素材を含む第２層とを含む多孔質に形成されているため、流体中に含まれる粒子状態およびガス状態の塩素化有機化合物を同時に捕捉して採取することができる。
