環境測定のための最新分析技術

The Newest Analysis Technology For Environmental Measurements

［コードNo.2005T448］

■監修／	酒井忠雄，小熊幸一，本水昌二
■体裁／	Ｂ５判　３１５ページ
■発行／	２００５年　６月　(株)シーエムシー出版
■定価／	６８,２５０円（税込価格）

★	分析事業に参入しようとする企業必携の一書！
★	各分野で実績のある研究者，企業の方々による執筆！
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刊行にあたって
欧州連合(EU)による廃電気・電子機器指令(WEEE指令)，電気・電子機器における特定有害化学物質の使用禁止指令(RoHS指令)が2003年1月に交付され，日本国内でも大きな反響をよんだ。RoHS指令は2006年7月1日に実施され，水銀，鉛，6価クロム，カドミウム，ポリ臭化ビフェニル，ポリ臭化ジフェニルエーテルは電子機器への使用が禁止される。日本では，現在，これらの6物質を電子機器に使用することを認めているが，環境規制に適切に対応できなければ，世界市場から排除される恐れがある。そのため，欧州に進出している日本企業は，例えば無鉛ハンダの導入などの取り組みを進めている。企業によっては，全工場に禁止物質を検出できる測定器を整備し，納入部品の抜き取り調査さえ行っている。なお，EUでは，さらに包括的な化学物質規制（REACH）の導入が予定されている。一方，日本国内では,近年，土壌汚染問題が健康被害だけでなく土地取引への影響からも関心がもたれるようになってきた。このことを背景に，国民の健康保護を目的として土壌汚染対策法が2003年2月15日に施行された。この法律における土壌含有量の調査対象物質は，カドミウム及びその化合物，6価クロム化合物，シアン化合物，水銀およびその化合物，セレンおよびその化合物，鉛およびその化合物，砒素およびその化合物，ふっ素およびその化合物，ほう素およびその化合物である。また，土壌溶出量調査の対象物質には，上記の9項目に加えて，ベンゼン，有機塩素系化合物，農薬などが含まれる。 　以上の例にみられるように，新しく問題となった試料に対し，その特性によっては従来法が適用できるとは限らず，その際は各試料に応じた分析法が構築されねばならない。たとえばRoHS指令に対応するため合成樹脂を完全に溶液化するには，用いる酸の種類を始めとして分解法を工夫する必要がある。本書は，環境分析に携わっている研究者，技術者を対象として，環境分析一般に共通する基本的事項と最近の環境問題に対処するための化学分析法を解説したものである。本書が，環境保全，環境問題解決の一助になれば幸いである。
2005年5月　編者一同

執筆者一覧（執筆順）
野々村誠	東京都立産業技術研究所 製品開発部 資源環境科学グループ 主任研究員
中村進	(独)産業技術総合研究所 計測標準研究部門 主任研究員
恩田宣彦	(株)パーキンエルマージャパン 応用研究部 部長
大橋和夫	(株)パーキンエルマージャパン 応用研究部 専任部長
水石和子	東京都健康安全研究センター 微量分析研究科 主任研究員
功刀正行	国立環境研究所 化学環境研究領域 動態化学研究室 主任研究員
山根兵	山梨大学 教育人間科学部 教授
小熊幸一	千葉大学 工学部 共生応用化学科 教授
酒井忠雄	愛知工業大学 工学部 応用化学科 応用化学専攻 教授
手嶋紀雄	愛知工業大学 工学部 応用化学科 応用化学専攻 助教授
伊藤彰英	琉球大学 教育学部 理科教育講座 助教授
早川和一	金沢大学大学院 自然科学研究科(薬学部) 教授
藤本忠蔵	浜松医科大学 医学部 医学科 教授
本水昌二	岡山大学 大学院自然科学研究科 機能分子化学専攻 教授
樋口慶郎	(株)小川商会 フローインジェクション分析機器事業部 部長
樋上照男	信州大学 理学部 教授
須賀博之	名古屋市環境科学研究所 水質部長
大場和生	名古屋市環境科学研究所 主任研究員
前田恒昭	(独)産業技術総合研究所 ベンチャー開発戦略研究センター 開発戦略企画室 室長
柳澤雅明	(株)ユニケミー 技術本部 調査役
西川治光	岐阜県保健環境研究所 環境科学部 主任専門研究員
山口政俊	福岡大学 薬学部 教授
遠藤昌敏	山形大学 工学部 物質化学工学科 助教授
吉川裕泰	ＪＦＥテクノリサーチ(株) 営業企画部 部長

構成と内容

第1編	総論
第1章	環境汚染と公定分析法（野々村誠）
1.	大気汚染の動向とモニターシステム
1.1	大気汚染の動向
1.2	モニターシステム
1.3	大気および排ガス測定の公定分析法
2.	水質汚濁の動向とモニターシステム
2.1	水質汚濁の動向
2.2	モニターシステム
2.3	水質の公定分析法
3.	水道水質基準と分析法
3.1	水道水質基準の動向
3.2	水道水質基準
4.	土壌汚染対策法と分析法
4.1	土壌汚染の動向
4.2	土壌汚染の分析方法
第2章	測定規格の国際標準（中村進）
1.	信頼性を得るための規格と要求される項目
2.	有能な分析員
3.	立派な設備、施設および環境
4.	正しい試験・校正方法（分析のバリデーション）
5.	上記1〜4の項目をサポートする管理・品質システム
6.	解説1. トレーサビリテイとは
7.	解説2. 標準物質
8.	解説3. 特性（認証）値の認証と保持
9.	解説4. 国際度量衡委員会（CIPM）物質量諮問委員会（CCQM）における標準物質
10.	解説5. トレーサビリティにおける標準物質の役割
11.	解説6. 標準物質の使い方および種類
第3章	欧州規制と分析法
1.	ELV，WEEEおよびRoHS指令（恩田宣彦）
1.1	ELV指令
1.2	WEEE指令
1.3	RoHS指令
2.	化学物質対策法
3.	エコラベル
4.	4.　欧州規制と重金属分析法（大橋和夫）
4.1	Pb,Cd,全Cr,Cr(VI)
4.1.1	試料前処理
4.1.2	蛍光X線分析法
4.1.3	原子吸光光度法
4.1.4	ICP発光分光分析法
4.1.5	ICP質量分析
4.1.6	Cr(VI)
4.2	As，Se，Sb，Hg
4.2.1	前処理方法
4.2.2	原子吸光法
4.2.3	ICP発光分光分析
4.2.4	ICP質量分析
5.	欧州規制と有機化合物分析法（恩田宣彦）
5.1	臭素系難燃剤の分析
5.2	他の臭素化合物、PCB，ポリ塩化ナフタレン
5.3	塩素化パラフィン、有機スズ化合物、芳香族アミン化合物
第2編	試料の取り扱い
第1章	試料の採取
1.	大気採集（水石和子）
1.1	環境大気サンプリング
1.1.1	大気中のガス状物質のサンプリング
1.1.2	大気中の粒子状物質のサンプリング
1.2	排ガス試料採取方法
1.2.1	バッグ採取法
1.2.2	真空瓶採取法
1.2.3	キャニスタ採取法
1.2.4	固体吸着採取法
1.2.5	円筒型ろ紙法
1.3	シックハウス症候群原因化合物採取
2.	水質（功刀正行）
2.1	工場廃水
2.2	河川、湖沼、海洋
2.2.1	河川・湖沼
2.2.2	海水
3.	固体（山根兵）
3.1	土壌（工場用地）
3.1.1	土壌汚染調査の概要
3.1.2	試料採取を行うための区画の設定
3.1.3	試料採取方法
3.1.4	試料の作成
3.2	底質
3.2.1	サンプリング地点の選定
3.2.2	サンプリング
3.2.3	分析試料の調製
3.3	産業廃棄物
3.3.1	サンプリング方法の概要
3.3.2	試料の取扱い
3.3.3	サンプリングの種類
3.3.4	インクリメントの採取方法
3.3.5	試料の縮分
3.3.6	分析試料の調製
第2章	試料の前処理（小熊幸一）
1.	試料の分解
1.1	湿式分解法
1.1.1	開放系での湿式分解法
1.1.2	密閉系での湿式分解法（加圧分解法）
1.2	燃焼法
1.2.1	乾式灰化法
1.2.2	酸素フラスコ燃焼法
1.3	融解法
2.	分離・濃縮
2.1	溶媒抽出法
2.2	イオン交換法
2.3	共沈法
2.4	蒸発法
3.	成分の溶出
第3編	機器分析
第1章	原理・構成・特徴
1.	吸光光度法（酒井忠雄，手嶋紀雄）
1.1	Lambert-(Bouguer-)Beerの法則
1.2	吸光光度計の構成
1.3	環境成分定量の応用
1.3.1	大気中の窒素酸化物（NOx）の定量
1.3.2	環境水中の銅と鉄の逐次定量
2.	蛍光光度法
2.1	蛍光量子収率
2.2	試料濃度と蛍光強度
2.3	蛍光分光光度計の構成
2.4	環境汚染成分の蛍光検出
2.4.1	大気中ホルムアルデヒド（ホルマリン）の高感度検出法
2.4.2	溶存酸素の蛍光自動分析
3.	原子吸光分析法
3.1	原子吸光の原理
3.2	原子吸光分析装置の構成
3.3	フレーム原子吸光法
3.4	フレームレス原子吸光法
3.5	原子吸光法における干渉
4.	ICP発光分析法およびICP質量分析法（伊藤彰英）
4.1	ICP発光分析法(ICP-AES)
4.1.1	ICP-AESの装置及び測定原理
4.1.2	ICP-AESの分析化学的特徴
4.2	ICP質量分析法(ICP-MS)
4.2.1	四重極型ICP-MSの装置構成および測定原理
4.2.2	ICP-MSの分析化学的特徴
4.2.3	その他のICP-MS
5.	ガスクロマトグラフィー/質量分析法（早川和一）
5.1	装置の概要
5.2	各部の解説
5.2.1	ガスクロマトグラフ部
5.2.2	インターフェース部
5.2.3	イオン化部とイオン化法
5.2.4	質量分析部
5.3	操作と解析
5.3.1	トータルイオンクロマトグラム
5.3.2	マスクロマトグラム
5.3.3	選択イオン検出（selected ion monitoring, SIM）
5.3.4	内標準物質
5.3.5	標準試薬
6.	高速液体クロマトグラフィー/質量分析法（藤本忠蔵）
6.1	はじめに
6.2	LC/MSの装置構成
6.3	LC技術
6.4	大気圧イオン化法インターフェースの原理と特徴
6.4.1	ESI法
6.4.2	APCI法
6.5	大気圧イオン化法に適したLC技術と分離様式
6.6	おわりに
7.	イオンクロマトグラフィー（本水昌二）
7.1	はじめに
7.2	イオンクロマトグラフィー（IC）の特徴と利点
7.3	イオンクロマトグラフィー用装置構成
7.4	イオンクロマトグラフィーに用いるイオン性物質の分離モード
7.5	イオン交換クロマトグラフィーの原理
7.6	おわりに
8.	フローインジェクション分析法（オンライン濃縮・分離を含む）（本水昌二，樋口慶郎）
8.1	はじめに
8.2	フローインジェクション分析法（FIA）の基本概念・原理と特徴
8.2.1	細管内流動特性：試料の分散
8.2.2	FIAの基本概念
8.2.3	フローインジェクション分析法の特徴と利点
8.3	FIA測定システム
8.3.1	FIA装置構築の必須条件
8.3.2	フローインジェクション分析装置
8.4	フローインジェクション分析法による環境測定
8.4.1	亜硝酸イオン、硝酸イオン
8.4.2	アンモニア
8.4.3	オルトリン酸イオン
8.4.4	ホウ素（ホウ酸）のフローインジェクション分析
8.4.5	陰イオン界面活性剤のフローインジェクション分析
8.4.6	硫酸イオンのフローインジェクション分析
8.4.7	環境を対象としたその他のフローインジェクション分析
8.5	おわりに
9.	電気化学分析法（樋上照男）
9.1	はじめに
9.2	分析対象物質を電解して分析する方法
9.2.1	基礎
9.2.2	方法
9.2.3	測定
9.3	分析対象物質を電解しないで分析する方法
9.3.1	銀／塩化銀電極
9.3.2	イオン選択性電極（ion selective electrode）
9.4	おわりに
第2章	環境計測のための自動・連続計測法（大気・水質）（須賀博之，大場和生）
1.	大気自動計測器
1.1	二酸化硫黄（SO２）
1.2	二酸化窒素（NO２）および一酸化窒素（NO）
1.3	一酸化炭素（CO）
1.4	浮遊粒子状物質（SPM）
1.5	光化学オキシダント
1.6	炭化水素
1.7	その他
2.	水質自動計測器
2.1	水素イオン濃度（pH）
2.2	溶存酸素（DO）
2.3	化学的酸素要求量(COD)
2.4	全窒素
2.5	全燐
2.6	濁度
2.7	導電率
2.8	塩化物イオン
2.9	その他
第3章	データ解析のための技術（酒井忠雄・手嶋紀雄）
1.	信頼性を確保するために
2.	有効数字
3.	標準偏差と相対標準偏差
4.	Q検定
5.	F検定
6.	t検定
7.	最小二乗法
8.	相関係数
9.	ラウンドロビンテスト
第4編	新しい技術・装置
第1章	オンライン前処理デバイス
1.	パージ＆トラップ法（前田恒昭）
1.1	様々なガス抽出法とパージ＆トラップ法
1.2	パージ＆トラップ法の概要
1.3	パージ＆トラップ法による試料の回収
2.	ヘッドスペース法
2.1	概要
2.2	平衡ヘッドスペース法の原理と定量
2.3	測定操作
3.	レーザーアブレーション法（柳澤雅明）
3.1	はじめに
3.2	LA-ICPMS原理および装置
3.3	LA-ICPMS法による定量分析
3.4	試料からのエアロゾル生成過程における課題
3.4.1	UVレーザーの適用と元素分留効果の抑制
3.4.2	短時間（フェムト秒：fs）パルスによるアブレーションと生成エアロゾルの特性
3.5	エアロゾル輸送からイオン生成過程までにおける課題
3.5.1	エアロゾル粒子径分布と元素分留効果
3.5.2	試料の90％はICPMSによって分析されない現状
3.6	LA-ICP-TOF-MSの利点
3.7	応用例
第2章	誘導体化法
1.	GCにおける誘導体化法（西川治光）
1.1	アルデヒド類
1.1.1	オキシム誘導体化法
1.1.2	不飽和アルデヒドオキシム／臭素化法
1.1.3	システアミン法
1.2	カルボン酸
1.3	フェノール類
1.4	ビスフェノールA等
1.5	除草剤（塩素化フェノキシ酢酸系）
2.	HPLCにおける誘導体化法（山口政俊）
2.1	吸光および蛍光誘導体化
2.1.1	アミノ基用試薬
2.1.2	カルボキシル基用試薬
2.1.3	カルボニル基用試薬
2.1.4	水酸基用試薬
2.1.5	チオール基用試薬
2.1.6	その他
2.2	エキシマー蛍光誘導体化
2.3	質量分析誘導体化
2.4	おわりに
第3章	簡易測定法
1.	オンサイト分析（奥村稔）
1.1	はじめに
1.2	簡易分析法の概要と特徴
1.3	オンサイト分析としての簡易分析法
1.3.1	試験紙法
1.3.2	比色試験管法
1.3.3	検知管法
1.3.4	メンブランフィルター捕集法
2.	パックテスト
2.1	はじめに
2.2	パックテストの原理と特徴
2.3	パックテストによる簡易分析
2.4	簡易な現場型吸光光度計による測定
3.	色彩判別法（遠藤昌敏）
3.1	はじめに
3.2	色について
3.3	色を用いる分析法
3.4	色彩色差計測
3.4.1	表色系について
3.4.2	色彩色差計について
3.5	色彩化学計測の実施例
3.5.1	金属イオンの固相濃縮定量（単一成分）
3.5.2	色彩色差検量面を用いるニ成分同時定量
3.5.3	色彩変化を利用する測定系
3.5.4	金属イオン試験紙およびパックテストの応用
3.6	おわりに
第4章	オンラインおよびモニタリングシステム（吉川裕泰）
1.	環境分析におけるオンライン／オンサイト分析の現状と適用されている分析方法
1.1	オンラインおよびオンサイト分析の現状
1.2	適用されている分析方法
2.	オンラインおよびオンサイト分析の実例
3.	技術的課題と今後
索引

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