原油センサー水質モニタリング

なぜ原油を測定したいのか？

「原油」とは、未加工の天然石油の総称である。原油には様々な種類があり、それぞれの化学組成は微妙に異なっている。水中の原油のすべてが人為的な原油流出の結果というわけではなく、多くの水域には少量の原油が浸透している。ある資料によると、メキシコ湾には毎年50万バレルの原油が1,000近い浸透地点から浸透していると推定されている。

高濃度の原油は、さまざまな水生生物にとって危険である。特に鳥類は重油にまみれてしまうことがある。魚類は多くの場合、問題から泳いで逃れることができる。化学組成が大きく異なるため、低濃度の原油が小さな生物に与える毒性を推定することは困難である。しかし、ある研究では急性毒性レベル（96時間LC50）を次のように示している：

• 幼虫および卵 0.1～100 mg/l
• 外洋性甲殻類（エビなど） 100～40,000 mg/l
• 底生甲殻類（ロブスターなど） 56 mg/l
• 二枚貝（カキなど） 100～100,000 mg/l
• 魚 88～18,000 mg/l

原油の長期的な傾向の変化は、水とその汚染源について、より詳細な化学的調査が必要であることを示すものである。

原油の測定方法

ソリンスト・エウレカの原油センサーは 蛍光センサー.蛍光は、分子がある波長で光エネルギーを吸収し、異なる波長でそのエネルギーを放出するときに起こる。蛍光センサーは、ある波長の光を放出し、その見返りとして非常に特定の異なる波長の光を探す。原油を測定する際に問題となるのは、蛍光反応の範囲が、原油の産地によって非常に広いことである（下表参照）。

反応範囲が広いため、原油センサーを校正する正確な方法はありません。おそらく最良の校正方法は、既知の重量濃度の標準試料を用意することであろう。標準液は、現場で予想される油の種類を、現場で予想される濃度に近い濃度で使用する。

さらなる問題は、原油が「風化」することである。油のサンプルが水面に浮いている様子を想像してみると、油の軽い部分（BXT：ベンゼン、キシレン、トルエンなど）が大気中に揮発することが容易にわかる（それゆえ油膜の臭いがする）。このことから、最良の校正方法は、サンプルの種類に適した実験室での分析方法を用いて、複数の現場サンプルの油分を分析することである。その後、現場サンプルを数回希釈して原油センサーで分析し、その結果が直線的であれば、センサーの校正は1回で十分である。しかし、結果が直線的でない場合は、センサーの読み取り値を現場で発生する可能性のある濃度に一致させるための校正表を作成することができる。

現場での原油測定について知っておくべきことは？

汚れは蛍光センサーにとって最大の現場問題である。センサーの活性表面に蓄積した異物は、放出光量か受光量、あるいはその両方を減少させる。また、異物が原油と同じ波長で蛍光を発することで、誤った信号を発することもある。通常、異物の付着が問題になるのは長期的な配備の場合だけで、日常的な調査では問題にならない。しかし、原油は浮遊層を形成する傾向があるため、センサーを水中に導入する際には、センサーを油でコーティングしないように注意しなければならない。