蛍光X線分析計(XRF)は極めて正確に重金属土壌汚染を検知することができます。最近、地盤探査および土壌汚染評価を専門とするフリーランスの土木技師であるジュリアン・プジナさんに話を伺いました。ジュリアンさんは過去20年以上にわたって、700箇所を超える汚染現場を調査してきました。現在、汚染評価のプロセスにおいて、Vanta™ポータブルXRF分析計を使用する可能性を探っているそうです。
土壌汚染評価にVanta分析計をどのように使用されたのですか？
バークシャー（英国）の建設現場でVantaポータブルXRF分析計を使用する機会があり、その際に野原で鉛汚染を検出しました。野原は粘土で覆われ、鉛は上層の表土でのみ見つかりました。廃棄物処理に利用されている地域で多くの実包が埋まっているのが見つかったので、鉛は散弾銃の使用によるものとの疑いをもちました。
野原の表土をシャベルで掘り起こし、40か所でVanta XRF分析計を使用しました。その結果は以前に判明した結果と一致しており、野原を横切る溝の端の近くに汚染の中心があることを確認しました。
3つの比較試料を採取し、XRF分析計を使用して走査し、密封してから実験室分析に送りました。結果は、人体に害をもたらすかどうかの評価で非常に優れた精度を示し、分析計が示したエラー値の範囲内でした。実験室分析では土壌の水分含有量が約50％だということも分かりました。
| 試験番号 | 試料 | Vanta XRF | 実験室DW | 水分量 | 実験室WW |
| 33 | s1 | 49 | 71 | 50.3 | 47.2 |
| 37 | s2 | 47 | 69 | 56.4 | 44.1 |
| 41 & 42 | s3 平均 | 77.5 | 118 | 63.6 | 72.12 |
| mg/kg (ppm)の値DW＝乾燥重量濃度WW＝湿潤重量濃度 | |||||
この種の土壌汚染は現在どのように分析されていますか？
一般的に、ほとんどの分析は代表試料を回収して実験室で分析が行われます。通常、金属の分析は最も毒性の高い重金属(ヒ素(As)、カドミウム(Cd)、クロム(Cr)、銅(Cu)、水銀(Hg)、鉛(Pb)、ニッケル(Ni)、アンチモン(Sb)、バナジウム(V)、および亜鉛(Zn))に限定されます。
実験室分析は通常、試料の王水分解に基づいて行い、それから質量分析計を使用して分析します。通常、結果が出るまでに約10作業日かかります。1日か2日、早くすることもできますが、順番に割り込むにはかなりの追加費用がかかります。
もちろん、分析は、汚染の兆候が分かっていて、しかも地盤や汚染物質が移動または蓄積していそうな場所を理解している経験豊富な評価者による適切なサンプリングにかかっています。
XRFテクノロジーは土壌汚染評価にどのように貢献できるのでしょうか？
この写真（右）では、埋まっている金属廃棄物のすじが見えます。そのすじは腐食した鉄の茶色っぽいオレンジまたは錆びた色で見つけやすいです。腐食した鉄の汚染物質が土壌の下層に広がっているかどうかの問題は目視確認できません。
この例では、実験室分析により錆茶色の層で非常に高濃度のヒ素、バリウム、カドミウム、クロム、銅、鉛、およびニッケルが示されました。しかし同時に、この分析により下の土壌に含まれているこれらの金属は非常に低い濃度であることが分かりました。金属で汚染された層は後で除去されました。
XRF分析計であれば、最初の現場調査で、腐食した金属層の含有物や、その下の土壌は影響を受けていないことが分かったでしょう。この現場では、実験結果を待つ間、すべての作業が2週間以上中断されてしまいました。
今やXRF装置は新しい可能性を展開しています。上記のように、2週間後ではなく、現場で結果を得ることができ、これは大きなメリットです。他の大きなメリットとして、検査できる地域の数および低木の茎と根、発掘により露出した塊茎、木になっている果物でさえも直接検査できることがあります。
データがこのように増加することにより、人体への吸収の予測で使用するモデルの正確さを向上できるので、汚染地盤の評価の信頼性がますます高まります。
