JP2000171456A - 土壌中の間隙水のpH測定用成形体およびそれを用いるpH測定方法 - Google Patents
土壌中の間隙水のpH測定用成形体およびそれを用いるpH測定方法Info
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Abstract
圧密物質中の微量間隙水のpH測定、汚泥・汚物・懸濁
物質等の多い溶液のpH測定、高温・多湿な条件におけ
るpH測定を簡便かつ効果的に行うことができるpH測
定用成形体、およびこの成形体を用いてpHを測定する
方法を提供する。 【解決手段】吸着剤粒子にpH指示薬を吸着せしめた発
色粒子を、透析膜からなる保護シート内に密封してpH
測定用成形体とする。このpH測定用成形体を測定対象
物中に放置せしめた後、保護シート内の発色粒子を取り
出し、発色粒子の色の変化からpH値を求める。好まし
くは、発色粒子の色の変化を測色計により反射率として
測定し、この反射率に対応するpH値を、予め作成して
おいた反射率−pH値の検量線から求める。
Description
験紙によるpH測定が困難な条件でのpH測定に使用す
ることができる、新規かつ改良されたpH測定技術に関
するものである。さらに詳しくは、かようなpH測定に
使用するpH測定用成形体、およびこの成形体を用いる
pH測定方法に関するものである。
ラス電極と参照電極からなるpH計を測定溶液中に浸漬
して、電極間の起電力を測定することによりpH値を求
める方法や、pHの変化に伴い変色するpH指示薬を濾
紙に浸み込ませて乾燥させたpH試験紙に測定溶液を浸
ませ、試験紙の呈色と標準色調表とを比較してpHを読
みとる方法が、従来から広く用いられている。
汚物・懸濁物質等を多量に含む廃水や、高温・多湿の条
件等においては、従来のpH計やpH試験紙等によるp
H測定方法を適用するのが難しい。
る場合には、地下環境での圧密度の高い土壌や、土壌と
構造物とが接している境界面等のpHを測定する必要が
あるが、かような土壌中あるいは境界面中に存在する間
隙水が極々微量であり、遠心分離機により間隙水を絞り
出すことができたとしても、従来のpH計やpH試験紙
を用いてpHを測定することは極めて困難である。
用する従来の方法では測定の難しい条件、例えば圧密度
の高い土壌中や、土壌と構造物との境界面での微量の間
隙水のpHを測定することができる新規かつ改良された
pH測定用成形体、およびこの成形体を用いてpHを測
定する方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。
H測定用成形体は、吸着剤粒子にpH指示薬を吸着せし
めた発色粒子を、透析膜からなる保護シート内に密封し
てなることを特徴とするものである。
のごとき構成の本発明のpH測定用成形体を、pH測定
対象物中に放置せしめた後、保護シート内の発色粒子を
取り出し、発色粒子の色の変化からpH値を求めること
を特徴とするものである。
ば汚泥中や、土壌と構造物との境界面に挿入して所定時
間放置しておく間に、汚泥や間隙水の溶液のみが成形体
の透析膜からなる保護シートを通って成形体内部に浸透
し、懸濁物粒子等は保護シートにより浸透を阻止され
る。保護シートを浸透した溶液は成形体内部の発色粒子
と接触して、溶液のpHに応じて発色粒子に吸着されて
いるpH指示薬を変色させる。かくして変色した発色粒
子を保護シート内部から取り出して、発色粒子の色の変
化からpH値を求めることができる。
た標準色調表と発色粒子の呈色とを比較してpHを読み
とる方法も採用できるが、より正確にpH値を求めるに
は、発色粒子の色の変化を測色計により反射率として測
定し、この反射率に対応するpH値を求める方法を採用
することが好ましい。
入しやすいように、成形体の形状をチューブ状、扁平袋
状、カプセル状等の種々の形状に成形することができ
る。
下の方法により製造することができる。pH指示薬の選
定は、変色範囲を考慮して例えば表1に示す指示薬の中
から選定すればよい。選定したpH指示薬は、エチルア
ルコールに過飽和状態となるように溶解してpH指示薬
溶解液を調製する。
吸着するとともに、耐薬品性が高く、使用温度範囲で良
好な吸着性能を維持するものを選定する。かような吸着
剤としては、モレキュラーシーブやアンバーライトのX
ADシリーズ等の合成吸着剤、ダウエックスやアンバー
ライトのIRシリーズ等のイオン交換樹脂が好ましく使
用できる。吸着剤を選定した後、この吸着剤をエチルア
ルコールで洗浄し、ゴミ等の不純物を取り除く。
と洗浄済の吸着剤粒子とを混合して、pH指示薬溶解液
を吸着剤に含浸させて吸着させる。含浸時間はpH指示
薬が吸着剤粒子に吸着するのに十分な時間とすればよ
く、一般的には12時間以上とする。その後、上澄み液
を蒸留水に取り替える操作を10回以上行い、エチルア
ルコールを完全に蒸留水に置換する。かくして得られた
発色粒子は蒸留水中に保存する。
出し、表面が濡れた状態のまま保護シート内に密封して
成形体とする。保護シートは、pH測定対象物中の汚泥
や懸濁物等から発色粒子を保護する機能を有し、測定対
象物中のこれら粒子の通過は阻止して、測定対象物中の
溶液のみを成形体内部に通過させて発色粒子と接触させ
るものである。かような機能を有する保護シートは、半
透膜等の透析膜が使用でき、例えば、セルロース誘導体
からなる膜や、ミリポアフィルターのようなメンブラン
フィルター等が好ましく使用できる。
じて、対象物中に挿入しやすい形状とすることができ
る。例えば測定対象物が汚泥等の場合には、チューブ状
やカプセル状の成形体が使用しやすいし、土壌とコンク
リートの境界面や亀裂面等の場合には、扁平状の成形体
が差し込みやすい。
てpH測定対象物中の溶液が浸透するのに十分な時間に
わたってpH測定対象物中に成形体を放置した後、保護
シートが破損しないように、プラスチック製ピンセット
等を用いて慎重に成形体をpH測定対象物中から取り出
した後、保護シート内部の発色粒子の色の変化を調べ
る。
の色変化を測定するのと同じように予め作成しておいた
標準色調表と色調を比較し、この色調に対応したpH値
を求めることもできるが、測色計を用いて発色粒子の色
の変化を測定することにより、一層精度良くpH値を測
定することができる。測色計は、色を数値化する機器で
あり、例えば400〜700nmといった範囲の各波長
の光に対する反射率(%)を測定できるものである。こ
の測色計を用いて、予めpHが既知の溶液と接触させた
発色粒子の色の変化を反射率として測定し、pH値と反
射率との関係を検量線として作成しておく。次いで、p
H測定対象物中に放置した後の成形体から保護シート内
部の発色粒子を取り出し、この発色粒子の色の変化を同
様に測色計を用いて反射率として測定し、測定した反射
率に対応するpH値を、予め作成しておいた検量線を用
いて求めることができる。
の関係を示すグラフ)の作成についてさらに詳述する。
先ず、蒸留水中の発色粒子を既知pH溶液と接触させ、
このときの発色粒子の色の変化を反射率として測色計を
用いて測定する。図1は、pH指示薬のブロムキシレノ
ールブルーを吸着剤のアンバーライトXAD−4に吸着
させた発色粒子をpH6.5〜10.0の既知pH溶液
と接触させたときの発色粒子の色の変化を、測色計を用
いて波長400〜700nmの範囲で波長を変化させた
光の反射率として測定したときの、波長と反射率の関係
を示している。
いて各pHに対する反射率の変化幅が最も顕著となって
いる。そこで、波長620nmを検量線作成用の波長と
し、pH値と反射率との関係をプロットすることによ
り、図2に示すような検量線が作成できる。図2には、
同様にして得られた他のpH指示薬についての検量線も
併せて示してある。かような検量線を利用すれば、pH
測定対象物中に設置しておいたpH測定用成形体の内部
から発色粒子を取り出し、その色の変化を反射率として
測色計で測定し、この測定反射率に対応するpH値を求
めることができる。
キシレノールブルーの場合には620nmであったが、
この最適波長はpH指示薬によりそれぞれ異なる。図2
に示したpH指示薬についての検量線作成用最適波長を
表2に示す。その他のpH指示薬についても同様の方法
により最適波長から検量線を作成することができる。
線に相当する多項式近似による数式を作成し、この数式
を用いてpH値を算出することもできる。
を用い、エチルアルコールに過飽和状態となるように溶
解してpH指示薬溶解液を調製した。吸着剤としてアン
バーライトXAD−4(粒径400〜700μm、オル
ガノ(株)製)を用い、これをエチルアルコールで洗浄
した後、上記のpH指示薬溶解液中に12時間含浸し、
pH指示薬溶解液を吸着剤粒子に吸着させた。次いで、
上澄み液を蒸留水で完全に置換して発色粒子を調製し、
蒸留水中で保存した。
し、表面が濡れた状態のまま、予め蒸留水1リットルで
24時間洗浄した透析用セルロースチューブ(透析膜U
C20−32−100、VISKASE SALES CORP.社製)か
らなる保護シート中に充填し、チューブ両端を糸で縛っ
て密封し、チューブ状のpH測定用成形体(長さ10m
m、直径5mm)を作製した。ここで用いた透析用セル
ロースは、化学的に処理した天然セルロースからビスコ
ース法により再生した再生セルロース、すなわちα−セ
ルロースを主成分とするものである。
定対象物である汚泥中に入れて1週間放置した後、成形
体内部の発色粒子を取り出し、分光測色計(CM−20
22、ミノルタ(株)製)を用いて、400〜700n
mの波長による反射率を測定した。このときの波長と反
射率の関係を図3のグラフに示す。
ブロムキシレノールブルーの検量線作成用波長620n
mとの交点から、反射率10%が求められる。この反射
率の値を基に、図2のブロムキシレノールブルーの検量
線から、この反射率10%に対応するpH値8.5を読
みとることができる。
によれば、これまで困難とされていた圧密物質中の微量
間隙水のpH測定、汚泥・汚物・懸濁物質等の多い溶液
のpH測定、高温・多湿な条件におけるpH測定を簡便
かつ効果的に行うことが可能となる。
剤粒子に吸着させた発色粒子を既知pH溶液と接触させ
たときの発色粒子の色の変化を反射率として測色計を用
いて測定した場合の、波長と反射率の関係を示すグラフ
である。
でのpH値と反射率との関係をプロットした検量線を示
すグラフである。各種pH指示薬について、同様にして
得られた検量線も併せて示す。
射率として測色計を用いて測定した場合の、波長と反射
率の関係を示すグラフである。
4)
よびそれを用いるpH測定方法
験紙によるpH測定が困難な土壌中の間隙水のpH測定
に使用することができる、新規かつ改良されたpH測定
技術に関するものである。さらに詳しくは、かようなp
H測定に使用するpH測定用成形体、およびこの成形体
を用いるpH測定方法に関するものである。
用する従来の方法では測定の難しい圧密度の高い土壌中
や、土壌と構造物との境界面での微量の間隙水のpHを
測定することができる新規かつ改良されたpH測定用成
形体、およびこの成形体を用いてpHを測定する方法を
提供することを目的としてなされたものである。
H測定用成形体は、吸着剤粒子にpH指示薬を吸着せし
めた発色粒子を、透析膜からなる保護シート内に密封し
てなることを特徴とするものである。
測定方法は、上記のごとき構成の本発明のpH測定用成
形体を土壌中に挿入して所定時間放置せしめた後、保護
シート内の発色粒子を取り出し、発色粒子の色の変化か
らpH値を求めることを特徴とするものである。
土壌中や、土壌と構造物との境界面に挿入して所定時間
放置しておく間に、間隙水の溶液のみが成形体の透析膜
からなる保護シートを通って成形体内部に浸透し、間隙
水中の汚泥等の懸濁粒子等は保護シートにより浸透を阻
止される。保護シートを浸透した溶液は成形体内部の発
色粒子と接触して、溶液のpHに応じて発色粒子に吸着
されているpH指示薬を変色させる。かくして変色した
発色粒子を保護シート内部から取り出して、発色粒子の
色の変化からpH値を求めることができる。
挿入しやすい形状とすることができ、例えばチューブ状
やカプセル状の成形体が使用しやすいし、土壌とコンク
リートの境界面や亀裂面等の場合には、扁平状の成形体
が差し込みやすい。
によれば、これまで困難とされていた土壌中の微量間隙
水のpH測定を簡便かつ効果的に行うことが可能とな
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 吸着剤粒子にpH指示薬を吸着せしめた
発色粒子を、透析膜からなる保護シート内に密封してな
ることを特徴とするpH測定用成形体。 - 【請求項2】 前記発色粒子をチューブ状の保護シート
の内部に密封してなることを特徴とする請求項1記載の
pH測定用成形体。 - 【請求項3】 前記発色粒子を扁平袋状の保護シートの
内部に密封してなることを特徴とする請求項1記載のp
H測定用成形体。 - 【請求項4】 前記発色粒子をカプセル形状の保護シー
トの内部に密封してなることを特徴とする請求項1記載
のpH測定用成形体。 - 【請求項5】 請求項1記載のpH測定用成形体をpH
測定対象物中に放置せしめた後、前記保護シート内の発
色粒子を取り出し、発色粒子の色の変化からpH値を求
めることを特徴とするpH測定方法。 - 【請求項6】 前記発色粒子の色の変化を測色計により
反射率として測定し、この反射率に対応するpH値を求
めることを特徴とする請求項5記載のpH測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34985198A JP3208122B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 土壌中の間隙水のpH測定用成形体およびそれを用いるpH測定方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102519959A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-06-27 | 上海馨晟试化工科技有限公司 | 一种高灵敏度的pH试纸及其制备方法 |
CN102879393A (zh) * | 2012-09-20 | 2013-01-16 | 江苏大学 | 一种基于图像处理的ph值检测方法和装置 |
JP2021085787A (ja) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 株式会社吉野工業所 | 水素イオン濃度インジケーター及びこれを備えた容器 |
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---|---|---|---|---|
CN104713996A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种测定土壤pH值的方法 |
-
1998
- 1998-12-09 JP JP34985198A patent/JP3208122B2/ja not_active Expired - Lifetime
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