JP2003075424A - Nitrogen compound analysis method and apparatus - Google Patents
Nitrogen compound analysis method and apparatusInfo
- Publication number
- JP2003075424A JP2003075424A JP2001265018A JP2001265018A JP2003075424A JP 2003075424 A JP2003075424 A JP 2003075424A JP 2001265018 A JP2001265018 A JP 2001265018A JP 2001265018 A JP2001265018 A JP 2001265018A JP 2003075424 A JP2003075424 A JP 2003075424A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample solution
- sample
- sensor
- ion
- sample liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、環境中、例えば酸
性雨、海や河川水中などに存在するアンモニウムイオ
ン、硝酸イオンおよび亜硝酸イオンなどの窒素化合物イ
オンの濃度を測定する方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for measuring the concentration of nitrogen compound ions such as ammonium ion, nitrate ion and nitrite ion existing in the environment such as acid rain, sea water and river water.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、水質環境状態を把握するために全
窒素の濃度を測定することが行われており、地球環境を
維持するために、水に含まれるアンモニウムイオン、硝
酸イオンおよび亜硝酸イオンなどの全窒素化合物の濃度
に規制を加えることが考えられている。ところが、従来
より、アンモニウムイオン、硝酸イオンおよび亜硝酸イ
オンなどの窒素化合物を測定することは困難であり、各
イオン濃度をそれぞれ個々のセンサによって別々の方法
で測定していた。2. Description of the Related Art In recent years, the concentration of total nitrogen has been measured to grasp the state of water quality environment, and in order to maintain the global environment, ammonium ion, nitrate ion and nitrite ion contained in water have been measured. It has been considered to regulate the concentration of total nitrogen compounds such as. However, conventionally, it has been difficult to measure nitrogen compounds such as ammonium ion, nitrate ion, and nitrite ion, and each ion concentration has been measured by each sensor by a different method.
【０００３】図４は従来より考えられている硝酸イオン
センサ、アンモニウムイオンセンサおよび亜硝酸センサ
の例および窒素化合物の測定方法の一例を示している。
図４において、２１，２２，２３はそれぞれ硝酸イオ
ン，亜硝酸イオン，アンモニウムイオンの測定用の容
器、Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 は各容器２１，２２，２３に収容
された測定対象サンプル液Ｓを測定に適切なイオン強度
やｐＨになるように調整した溶液、２４，２５，２６は
各溶液Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 に浸漬した電極でありそれぞれ
液膜式硝酸イオン電極，隔膜式亜硝酸イオン電極，隔膜
式アンモニウムイオン電極、２７は各イオン電極２４〜
２６に接続されて全窒素化合物の濃度を算出する演算処
理部である。FIG. 4 shows an example of a nitrate ion sensor, an ammonium ion sensor and a nitrite sensor which have been conventionally considered, and an example of a method for measuring a nitrogen compound.
In FIG. 4, reference numerals 21, 22, and 23 denote containers for measuring nitrate ions, nitrite ions, and ammonium ions, and S 1 , S 2 , and S 3 denote sample liquids to be measured contained in the respective containers 21, 22, and 23. A solution in which S is adjusted to have an ionic strength or pH suitable for measurement, 24, 25, and 26 are electrodes immersed in the solutions S 1 , S 2 , and S 3 , respectively, a liquid membrane type nitrate ion electrode and a diaphragm type. Nitrite ion electrode, diaphragm type ammonium ion electrode, 27 is each ion electrode 24 ~
An arithmetic processing unit connected to 26 to calculate the concentration of all nitrogen compounds.
【０００４】溶液Ｓ1 はサンプル液Ｓに支持塩として硫
酸ナトリウムを添加してなり、溶液Ｓ2 はサンプル液Ｓ
を酸性とするための硫酸などの強酸を添加してなり、溶
液Ｓ 3 はサンプル液Ｓをアルカリ性とするための強アル
カリを添加してなる。つまり、従来は３つの容器２１，
２２，２３のうち２つの容器２２，２３にそれぞれ硫酸
酸性処理および強アルカリによるアルカリ処理によっ
て、それぞれ酸性およびアルカリ性にしたサンプル液Ｓ
2 ，Ｓ3 を収容した後に、同一構造で内部液の異なる２
つの隔膜式イオン電極２５，２６（下地電極はｐＨ電
極）を各容器２２，２３に浸漬することにより、それぞ
れ亜硝酸イオンおよびアンモニウムイオンを測定してい
た。Solution S1Is a supporting salt in the sample liquid S.
Sodium acid is added to the solution S2Is the sample liquid S
It is made by adding a strong acid such as sulfuric acid to make the
Liquid S 3Is a strong alkali for making the sample solution S alkaline.
It is made by adding potassium. That is, conventionally, three containers 21,
Sulfuric acid is put in two containers 22 and 23 of 22 and 23, respectively.
By acid treatment and alkali treatment with strong alkali
Sample solution S made acidic and alkaline respectively
2, S32 with different internal liquids with the same structure
Two diaphragm type ion electrodes 25, 26
By immersing the poles in the containers 22 and 23, respectively.
Measuring nitrite and ammonium ions
It was
【０００５】また、各イオン電極２４〜２６を用いて測
定された硝酸イオン、亜硝酸イオン、アンモニウムイオ
ンの濃度は、演算処理部２７によって求められると共
に、その合計からサンプル液Ｓに含まれる全窒素化合物
の濃度が求められていた。Further, the concentrations of nitrate ions, nitrite ions, and ammonium ions measured by using the respective ion electrodes 24 to 26 are obtained by the arithmetic processing unit 27, and the total concentration of the total nitrogen contained in the sample liquid S is calculated from the total of the concentrations. The concentration of compound was sought.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法では、サンプル液Ｓに含まれる全窒素化合物の測定
を行なうための前処理として、強酸および強アルカリに
よる処理を必要としているので、測定後の溶液Ｓ1 〜Ｓ
3 を排出する際には各々の溶液Ｓ1 〜Ｓ3 に中和処理を
施す必要があり、これが測定手順の煩雑化を招いてい
た。また、測定後の酸性の溶液Ｓ2 とアルカリの溶液Ｓ
3 とを混合して中和処理を簡便に行うことも考えられる
が、この場合も酸とアルカリの強度がどの程度であるか
を確認しながら混合する必要があり、手間がかかること
は避けられなかった。However, in the above-mentioned method, since the pretreatment for measuring the total nitrogen compounds contained in the sample liquid S requires the treatment with a strong acid and a strong alkali, the measurement after the measurement is performed. Solution S 1 ~ S
It was necessary to neutralize each of the solutions S 1 to S 3 when discharging 3 , which made the measurement procedure complicated. In addition, after the measurement, the acidic solution S 2 and the alkaline solution S
It is possible to mix 3 with 3 to perform the neutralization treatment simply, but in this case as well, it is necessary to check the strength of the acid and alkali before mixing, and it is possible to avoid taking time and effort. There wasn't.
【０００７】また、全窒素化合物を測定するための別の
分析法としては、イオン電極法吸光光度法や簡易比色法
などがあるが、これは発色の際に有害物質を含有させる
必要があり、環境上好ましくなかった。Further, as another analytical method for measuring the total nitrogen compounds, there are an ion electrode method, an absorptiometric method, a simple colorimetric method and the like. However, it is necessary to include a harmful substance in coloring. , Not environmentally friendly.
【０００８】例えば、カドミウム還元ゲンチシン法、銅
−カドミウム還元ナフチルエチレンジアミン法などによ
って硝酸イオンを測定する方法や、ナフチルアミン法、
ジアゾ化法、ナフチルエチレンジアミン法などによって
亜硝酸イオンを測定する方法、さらに、インドフェニー
ル青法、サリチル酸法などによってアンモニウムイオン
を測定する方法がある。しかしながら、前記何れの場合
にも測定後の溶液は、環境汚染の観点から見てこれを簡
単に処理して破棄することができなかった。このため、
測定後の溶液は適切な無害化処理を施した後に、これを
排出する必要があり、測定後の後処理に多大の手間を掛
ける必要があった。For example, a method for measuring nitrate ion by a cadmium reducing gentisine method, a copper-cadmium reducing naphthylethylenediamine method, a naphthylamine method,
There are a method for measuring nitrite ion by a diazotization method, a naphthylethylenediamine method and the like, and a method for measuring ammonium ion by an indophenyl blue method and a salicylic acid method. However, in any of the above cases, the solution after measurement could not be easily treated and discarded from the viewpoint of environmental pollution. For this reason,
The solution after the measurement had to be appropriately detoxified and then discharged, which required a great deal of time and effort for the post-treatment after the measurement.
【０００９】加えて、上記何れの方法においても全窒素
化合物の濃度測定のためには複数種の薬剤を常に確保す
る必要があるので、ランニングコストの引き上げやメン
テナンスにかかるコストが増大する原因となっていた。In addition, in any of the above methods, it is necessary to always secure a plurality of types of chemicals for measuring the concentration of total nitrogen compounds, which causes an increase in running cost and maintenance cost. Was there.
【００１０】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的は、水質汚濁の指標である水中に含ま
れるアンモニウムイオン、硝酸イオンおよび亜硝酸イオ
ンといった全窒素化合物を簡便に測定すると共に、有害
な物質を用いることなく測定を行って測定後の溶液に特
別な処理を施す必要がない窒素化合物分析方法および窒
素化合物分析装置を提供することである。The present invention has been made in view of the above matters, and an object thereof is to easily measure total nitrogen compounds such as ammonium ion, nitrate ion and nitrite ion contained in water which are indicators of water pollution. At the same time, it is to provide a nitrogen compound analysis method and a nitrogen compound analysis device that perform measurement without using harmful substances and do not require special treatment of the solution after measurement.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の窒素化合物分析方法は、サンプル液に支持
塩を添加した後に硝酸イオンセンサを用いて硝酸イオン
の濃度を測定する一方、支持塩が添加されたサンプル液
を電気分解してサンプル液を酸性とアルカリ性に分離し
た後に、酸性のサンプル液を亜硝酸センサで測定すると
共にアルカリ性のサンプル液をアンモニアセンサで測定
し、両サンプル液を再び混合することを特徴としている
（請求項１）。In order to achieve the above object, the nitrogen compound analysis method of the present invention comprises measuring the concentration of nitrate ion using a nitrate ion sensor after adding a supporting salt to a sample solution, while After electrolyzing the sample solution to which salt was added to separate the sample solution into acidic and alkaline, measure the acidic sample solution with a nitrite sensor and the alkaline sample solution with an ammonia sensor. It is characterized by mixing again (Claim 1).
【００１２】本発明の窒素化合物分析装置は、サンプル
液に支持塩を添加するイオン活量調整部と、支持塩が添
加されたサンプル液に浸漬してこれに含まれる硝酸イオ
ンの濃度を測定する硝酸イオンセンサと、支持塩が添加
されたサンプル液を電気分解によって酸性のサンプル液
とアルカリ性のサンプル液に分離してそれぞれ収容する
２つの部屋を有するｐＨ分離部と、酸性のサンプル液を
収容する部屋に設けられた亜硝酸センサと、アルカリ性
のサンプル液を収容する部屋に設けられたアンモニアセ
ンサと、分離されたサンプル液を再び混合する混合部
と、前記各センサからの出力を用いてサンプル液に含ま
れる硝酸イオン、亜硝酸イオン、アンモニウムイオンの
各濃度をそれぞれ求める演算処理部とを有することを特
徴としている（請求項２）。The nitrogen compound analyzer of the present invention measures the concentration of nitrate ions contained in a sample liquid added with a supporting salt and an ion activity adjusting section for adding a supporting salt to the sample liquid. A nitrate ion sensor, a pH separation unit having two chambers for respectively accommodating an acidic sample solution and an alkaline sample solution by electrolyzing the sample solution added with a supporting salt, and an acidic sample solution A nitrite sensor provided in the room, an ammonia sensor provided in the room containing the alkaline sample solution, a mixing section for remixing the separated sample solution, and a sample solution using the output from each sensor And an arithmetic processing unit for determining the respective concentrations of nitrate ions, nitrite ions, and ammonium ions contained in 2).
【００１３】酸性の電解水となったサンプル液に含まれ
る亜硝酸イオンは、以下の式（１）に示すように反応し
て、亜硝酸を生成し、この亜硝酸が亜硝酸センサによっ
て検出される。
ＮＯ2 - ＋Ｈ+ →ＨＮＯ2 … 式（１）The nitrite ion contained in the sample liquid which has become the electrolyzed acidic water reacts as shown in the following formula (1) to produce nitrous acid, which is detected by the nitrite sensor. It NO 2 − + H + → HNO 2 ... Formula (1)
【００１４】アルカリ性の電解水となったサンプル液に
含まれるアンモニウムイオンは、以下の式（２）に示す
ように反応して、アンモニアガスを生成し、このアンモ
ニアガスがアンモニアセンサによって検出される。
ＮＨ4 - ＋ＯＨ- →ＮＨ3 ＋Ｈ2 Ｏ … 式（２）Ammonium ions contained in the sample liquid that has become alkaline electrolyzed water react as shown in the following equation (2) to produce ammonia gas, which is detected by the ammonia sensor. NH 4 − + OH − → NH 3 + H 2 O ... Formula (2)
【００１５】前記本発明を実施することにより、サンプ
ル液（試料）の前処理として強酸、強アルカリの試薬
（溶液）を添加する必要がなくなり、取扱い性が著しく
向上する。また、測定の度に強酸および強アルカリの試
薬を使用することがないので、ランニングコストおよび
メンテナンスコストを低減することができる。By carrying out the present invention, it is not necessary to add a strong acid or strong alkaline reagent (solution) as a pretreatment of the sample liquid (sample), and the handling property is remarkably improved. Further, since a strong acid or strong alkali reagent is not used for each measurement, running cost and maintenance cost can be reduced.
【００１６】また、測定に先立ったサンプル液の前処理
として、酸性およびアルカリ性のサンプル液を電気分解
にて生成させるので、理論的には酸およびアルカリの濃
度は確実に等量となる。したがって、測定後は酸および
アルカリの強度が等量であることを確認するまでもな
く、酸性およびアルカリ性に分離されたサンプル液を再
び混合することにより、極めて容易に元のｐＨのサンプ
ル液となり、測定後のサンプル液に廃液のための特別な
処理が不要となる。つまり、環境に優しい全窒素化合物
分析を行なうことができる。As a pretreatment of the sample liquid prior to the measurement, acidic and alkaline sample liquids are generated by electrolysis, so that theoretically, the concentrations of acid and alkali are surely equal. Therefore, after the measurement, it is not necessary to confirm that the strengths of the acid and the alkali are equal, and by remixing the sample solution separated into acidic and alkaline, it becomes a sample solution of the original pH extremely easily, No special treatment for waste liquid is required for the sample liquid after measurement. That is, it is possible to perform environmentally friendly analysis of total nitrogen compounds.
【００１７】なお、サンプル液に添加される支持電解質
として硫酸ナトリウムを用いることにより、イオン強度
を一定に保つと共に電気分解する際にサンプル液の抵抗
値を下げることができて、低イオン強度の河川水等にお
いても電気分解が可能となる。また、硫酸ナトリウムは
酸およびアルカリの生成時にガス化されにくく、正確に
目的イオンの測定を行うことができる。硝酸イオンの濃
度測定は支持電解質が添加された状態のサンプル液であ
れば、電気分解する前のサンプル液において行っても、
アンモニアおよび亜硝酸の濃度を測定した後のサンプル
液において行ってもよいが、電気分解する前のサンプル
液において行う方が、より正確な測定結果を期待するこ
とができる。By using sodium sulfate as the supporting electrolyte added to the sample solution, the ionic strength can be kept constant and the resistance value of the sample solution during electrolysis can be lowered, and the river of low ionic strength can be obtained. It becomes possible to electrolyze even in water or the like. Further, sodium sulfate is not easily gasified when acids and alkalis are generated, and the target ion can be accurately measured. If the concentration of nitrate ion is measured in a sample solution in which a supporting electrolyte is added, even if it is performed in the sample solution before electrolysis,
The measurement may be performed on the sample solution after measuring the concentrations of ammonia and nitrous acid, but more accurate measurement results can be expected when the sample solution before electrolysis is performed.
【００１８】さらに、従来の簡易比色法などを実施する
場合のように、地球環境に有害な物質を一切用いること
なく、全窒素化合物の濃度分析を行うことができるの
で、それだけ地球環境に優しい全窒素化合物分析を行な
うことができる。Furthermore, unlike the conventional simple colorimetric method, it is possible to analyze the concentration of all nitrogen compounds without using any substances harmful to the global environment. Total nitrogen compound analysis can be performed.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の窒素化合物分析
装置１の一つの構成を示すものである。図１において、
２は測定対象試料となるサンプル液Ｓに支持塩を添加す
るイオン活性調整部、３は支持塩が添加されたサンプル
液Ｓ’に浸漬してこれに含まれる硝酸イオン（Ｎ
Ｏ3 - ）の濃度を測定する硝酸イオンセンサ、４は前記
サンプル液Ｓ’を電気分解によって酸性のサンプル液Ｓ
ａとアルカリ性のサンプル液Ｓｂに分離してそれぞれ収
容する２つの部屋４ａ，４ｂを有するｐＨ分離部、５は
部屋４ａに設けられた亜硝酸センサ、６は部屋４ｂに設
けられたアンモニアセンサ、７は分離されたサンプル液
Ｓａ，Ｓｂを再び混合する混合部、８は前記各センサ
３，５，６からの出力を用いてサンプル液Ｓに含まれる
硝酸イオン（ＮＯ3 - ）、亜硝酸イオン（ＮＯ2 - ）、
アンモニウムイオン（ＮＨ4 - ）の各濃度をそれぞれ求
める演算処理部、９は前記イオン活性調整部２に投入す
る支持塩Ｎとして例えば硫酸ナトリウムを収容する容器
である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows one constitution of a nitrogen compound analyzer 1 of the present invention. In FIG.
Reference numeral 2 denotes an ionic activity adjusting unit for adding a supporting salt to the sample liquid S to be measured, and reference numeral 3 denotes a nitrate ion (N) contained in the supporting liquid-added sample liquid S ′.
A nitrate ion sensor for measuring the concentration of O 3 − ), 4 is an acidic sample solution S obtained by electrolyzing the sample solution S ′.
a, a pH separation part having two chambers 4a and 4b which are separately stored into an alkaline sample solution Sb, 5 is a nitrous acid sensor provided in the room 4a, 6 is an ammonia sensor provided in the room 4b, 7 Is a mixing section for mixing the separated sample liquids Sa and Sb again, and 8 is a nitrate ion (NO 3 − ) and a nitrite ion (NO 3 − ) contained in the sample liquid S by using the outputs from the sensors 3, 5 and 6. NO 2 -),
An arithmetic processing unit for obtaining each concentration of ammonium ion (NH 4 − ), and 9 is a container for containing, for example, sodium sulfate as the supporting salt N to be introduced into the ion activity adjusting unit 2.
【００２０】また、１０，１１，１２はそれぞれ硫酸ナ
トリウム，サンプル液Ｓａ，サンプル液Ｓｂの流れを調
整するための電磁弁であり、１３はサンプル液Ｓ’をく
み上げるポンプである。前記演算処理部８は各電磁弁１
０，１１，１２およびポンプ１３を制御して支持塩Ｎや
サンプル液Ｓ’，Ｓａ，Ｓｂを適宜流すと共に各センサ
３，５，６の出力を用いてサンプル液Ｓに含まれる全窒
素化合物の量を算出する。Further, 10, 11, 12 are solenoid valves for adjusting the flow of sodium sulfate, the sample solution Sa, and the sample solution Sb, respectively, and 13 is a pump for drawing up the sample solution S '. The arithmetic processing unit 8 is for each solenoid valve 1
0, 11, 12 and the pump 13 are controlled to appropriately flow the supporting salt N and the sample liquids S ′, Sa, Sb, and the outputs of the sensors 3, 5, 6 are used to determine the total nitrogen compounds contained in the sample liquid S. Calculate the amount.
【００２１】１４は前記ｐＨ分離部４を前記２つの部屋
４ａ，４ｂを隔てる境界面を形成する例えばアルミナや
シリカの素焼きセラミックなどの隔膜、１５，１６はこ
の隔膜１４の表面と裏面に形成した例えばチタンなどの
金属よりなる電極、１７は各電極１５，１６間に電圧を
印加する電源である。すなわち、前記電極１５，１６間
に電圧を印加することにより、ｐＨ分離部４内のサンプ
ル液Ｓ’を酸性のサンプル液Ｓａとアルカリ性のサンプ
ル液Ｓｂに分離することができる。Reference numeral 14 is a diaphragm that forms a boundary surface that separates the two chambers 4a and 4b from the pH separation unit 4, and is a diaphragm made of unglazed ceramic such as alumina or silica. Reference numerals 15 and 16 are formed on the front and back surfaces of the diaphragm 14. For example, an electrode made of a metal such as titanium, 17 is a power source for applying a voltage between the electrodes 15 and 16. That is, by applying a voltage between the electrodes 15 and 16, the sample solution S ′ in the pH separation section 4 can be separated into an acidic sample solution Sa and an alkaline sample solution Sb.
【００２２】図２は、例えば図１に示した前記窒素化合
物分析装置１を用いて窒素化合物の濃度を分析する方法
を示す流れを示す図である。したがって、以下、図１，
２を参照しながら、本発明の窒素化合物分析方法を説明
する。図２において、Ｓ１はサンプル液Ｓと支持塩Ｎを
混合する手順を示している。つまり、前記演算処理部８
が電磁弁１０を開くことにより、作業者が容器２に注入
するサンプル液Ｓに対して適宜の量の支持塩Ｎを混合す
る。FIG. 2 is a flow chart showing a method for analyzing the concentration of a nitrogen compound using the nitrogen compound analyzer 1 shown in FIG. 1, for example. Therefore, in the following, FIG.
The nitrogen compound analysis method of the present invention will be described with reference to 2. In FIG. 2, S1 shows a procedure for mixing the sample solution S and the supporting salt N. That is, the arithmetic processing unit 8
By opening the solenoid valve 10, the operator mixes an appropriate amount of the supporting salt N with the sample solution S to be injected into the container 2.
【００２３】なお、この支持塩Ｎとしてサンプル液Ｓに
添加される支持電解質は、例えば硫酸ナトリウム（Ｎａ
2 ＳＯ4 ）を用いることが可能であり、イオン強度を一
定に保つと共に電気分解する際にサンプル液Ｓ’の抵抗
値を下げることができて、後述の電気分解を促進するこ
とができる。加えて、硫酸ナトリウムは酸およびアルカ
リの生成時にガス化されにくく、正確に目的イオンの測
定を行うことができる。しかしながら、本発明は使用す
る支持塩Ｎの種類を限定するものではない。The supporting electrolyte added to the sample solution S as the supporting salt N is, for example, sodium sulfate (Na).
2 SO 4 ) can be used, the ionic strength can be kept constant, and the resistance value of the sample solution S ′ can be lowered during electrolysis, and the electrolysis described below can be promoted. In addition, sodium sulfate is less likely to be gasified when acids and alkalis are generated, and the target ions can be accurately measured. However, the present invention does not limit the type of supporting salt N used.
【００２４】次いで、Ｓ２はサンプル液Ｓ’に含まれる
硝酸イオンの濃度を測定する手順を示している。ここ
で、サンプル液Ｓ’に浸漬した硝酸イオンセンサ３は例
えば液膜式硝酸イオン電極からなり、硝酸イオンに対し
て直接的に反応し、その濃度を測定することができる。
なお、本例の場合、硝酸イオンの濃度測定を電気分解す
る前のサンプル液Ｓ’において行う例を示しているが、
本発明はこの点を限定するものではない。Next, S2 shows a procedure for measuring the concentration of nitrate ions contained in the sample solution S '. Here, the nitrate ion sensor 3 immersed in the sample solution S ′ is composed of, for example, a liquid film type nitrate ion electrode, and directly reacts with nitrate ions to measure its concentration.
In the case of this example, the concentration of nitrate ion is measured in the sample solution S ′ before electrolysis,
The present invention does not limit this point.
【００２５】本例の場合は硝酸イオンの濃度測定を終え
た後、演算処理部８がポンプ１３を制御して、イオン活
性調整部２に収容されているサンプル液Ｓ’をｐＨ分離
部４内に注入する。In the case of this example, after the nitrate ion concentration measurement is completed, the arithmetic processing unit 8 controls the pump 13 so that the sample solution S ′ contained in the ion activity adjusting unit 2 is stored in the pH separating unit 4. Inject.
【００２６】Ｓ３はサンプル液Ｓ’を電気分解する手順
を示している。すなわち、電極１５，１６の間に電源１
７から例えば２Ｖなどの所定の直流電圧を印加すること
により、サンプル液Ｓ’を酸性のサンプル液Ｓａとアル
カリ性のサンプル液Ｓｂに分離することができる。ここ
で、２つの部屋４ａ，４ｂを隔てる境界面を隔膜１４と
しているので、隔膜１４を通ってサンプル液Ｓ’がほぼ
自由に流動することができ、一方の部屋４ａに流入した
サンプル液Ｓ’が他方の部屋４ｂにも流れ込み、同水位
となる。S3 shows a procedure for electrolyzing the sample solution S '. That is, the power source 1 is placed between the electrodes 15 and 16.
By applying a predetermined DC voltage such as 2 V from 7 to 7, the sample solution S ′ can be separated into the acidic sample solution Sa and the alkaline sample solution Sb. Here, since the boundary surface that separates the two chambers 4a and 4b is the diaphragm 14, the sample solution S ′ can flow almost freely through the diaphragm 14 and the sample solution S ′ that has flowed into one chamber 4a. Flows into the other room 4b and reaches the same water level.
【００２７】Ｓ４は前記電気分解によって酸性のサンプ
ル液Ｓａとアルカリ性のサンプル液Ｓｂとを生成する段
階を示している。なお、電気分解によって生じた酸やア
ルカリの量は理論上必ず等量になるからサンプル液Ｓ
ａ，Ｓｂは何れも同程度に酸性のサンプル液Ｓａおよび
アルカリ性のサンプル液Ｓｂとなる。S4 represents a step of producing an acidic sample solution Sa and an alkaline sample solution Sb by the electrolysis. It should be noted that since the amounts of acid and alkali generated by electrolysis are theoretically always equal, the sample solution S
Both a and Sb become the acidic sample solution Sa and the alkaline sample solution Sb.
【００２８】また、前記サンプル液Ｓａを収容する部屋
４ａにおいては、前述の式（１）に示す反応が起こり、
部屋４ａ内には、亜硝酸（ＨＮＯ2 ）が発生する。な
お、式（１）に示す反応は可逆反応であるので、幾らか
の亜硝酸が逆に反応して亜硝酸イオン（ＮＯ2 - ）に変
換される。Further, in the chamber 4a containing the sample liquid Sa, the reaction represented by the above-mentioned formula (1) occurs,
Nitrite (HNO 2 ) is generated in the room 4a. Since the reaction represented by the formula (1) is a reversible reaction, some nitrous acid reacts in reverse and is converted into nitrite ion (NO 2 − ).
【００２９】一方、前記サンプル液Ｓｂを収容する部屋
４ｂにおいては、以下の式（２）に示す反応が起こり、
部屋４ｂ内には、アンモニアガス（ＮＨ3 ）が発生す
る。また、この式（２）に示す反応も可逆反応であるか
ら、幾らかのアンモニアが逆に反応してアンモニウムイ
オン（ＮＨ4 + ）に変換される。On the other hand, in the chamber 4b containing the sample solution Sb, the reaction represented by the following formula (2) occurs,
Ammonia gas (NH 3 ) is generated in the room 4b. Further, since the reaction represented by the formula (2) is also a reversible reaction, some ammonia reacts in the opposite manner and is converted into ammonium ion (NH 4 + ).
【００３０】Ｓ５は各部屋４ａ，４ｂ内において、亜硝
酸センサ５，アンモニアセンサ６を用いて亜硝酸（ＨＮ
Ｏ2 ），アンモニアガス（ＮＨ3 ）の濃度測定を行なう
段階を示している。すなわち、ここで発生した亜硝酸お
よびアンモニアガスの濃度がサンプル液Ｓに含まれる亜
硝酸イオンおよびアンモニウムイオンに相関関係があ
る。In step S5, the nitrous acid sensor 5 and the ammonia sensor 6 are used in the rooms 4a and 4b, respectively.
It shows a stage of measuring the concentrations of O 2 ) and ammonia gas (NH 3 ). That is, the concentrations of the nitrous acid and ammonia gas generated here have a correlation with the nitrite ions and ammonium ions contained in the sample liquid S.
【００３１】次いで、演算処理部８は各センサ３，５，
６を用いて測定した各測定値を用いて、サンプル液Ｓに
含まれる硝酸イオン、亜硝酸イオン、アンモニウムイオ
ンの濃度を測定し、これらを用いて窒素化合物の濃度を
算出する。なお、測定結果は表示部８ａに表示される。
このとき、表示部８ａには各成分（ＮＯ3 - ，Ｎ
Ｏ2 - ，ＮＨ4 - ）の濃度をそれぞれ表示するようにし
ても、水質の酸化還元状態を把握できる点で有用であ
る。また、測定値は通信などによって出力されてもよ
い。Next, the arithmetic processing section 8 causes the respective sensors 3, 5,
Using each measurement value measured using 6, the sample liquid S
Nitrate ion, nitrite ion, ammonium ion contained
Concentration of nitrogen compounds and use these to determine the concentration of nitrogen compounds.
calculate. The measurement result is displayed on the display unit 8a.
At this time, each component (NO3 -, N
O2 -, NHFour -) Concentration of each
However, it is useful in understanding the redox state of water quality.
It Also, the measured value may be output by communication etc.
Yes.
【００３２】Ｓ６は測定後のサンプル液Ｓａ，Ｓｂを混
合によって中和する段階を示している。すなわち、演算
処理部８は前記電磁弁１１，１２を開くことにより、サ
ンプル液Ｓａ，Ｓｂを等量づつ混合して、サンプル液Ｓ
ａ，Ｓｂを中和することができる。このとき、サンプル
液Ｓａ，Ｓｂは元々一つのサンプル液Ｓ’であり、電気
分解によって等量の酸性またはアルカリ性に分離された
ものであるから、これらを再び混合することにより元の
サンプル液Ｓ’に確実に戻すことができる。S6 shows a step of neutralizing the sample liquids Sa and Sb after measurement by mixing. That is, the arithmetic processing unit 8 opens the solenoid valves 11 and 12 to mix the sample liquids Sa and Sb in equal amounts, and the sample liquid S is mixed.
It is possible to neutralize a and Sb. At this time, since the sample liquids Sa and Sb are originally one sample liquid S ′ and have been separated into the same amount of acid or alkaline by electrolysis, the original sample liquid S ′ can be mixed again. Can be reliably returned to.
【００３３】したがって、既に詳述した硝酸イオンの濃
度測定は前記アンモニウムイオンおよび亜硝酸イオンの
濃度を測定した後のサンプル液Ｓ’において行ってもよ
い。この場合、前記硝酸イオンセンサ３は電磁弁１１，
１２および混合部７の下流側に配置することができる。
しかしながら、より好ましくは硝酸イオンの濃度測定を
電気分解する前のサンプル液において行う方が、より正
確な測定結果を期待することができる。Therefore, the concentration measurement of the nitrate ion described in detail above may be carried out in the sample solution S'after the concentration measurement of the ammonium ion and the nitrite ion. In this case, the nitrate ion sensor 3 has a solenoid valve 11,
12 and downstream of the mixing section 7.
However, more preferably, the more accurate measurement result can be expected when the nitrate ion concentration is measured in the sample liquid before electrolysis.
【００３４】なお、本例の場合は、全窒素化合物の分析
において、地球環境に悪影響を及ぼす物質や、有害物質
を一切用いる必要がないので、測定後のサンプル液Ｓ’
はそのまま排出することが可能である。しかしながら、
測定後のサンプル液Ｓ’から支持塩としてサンプル液Ｓ
に添加した硫酸ナトリウムを取り除く処理を施してから
排出することがより望ましいことは言うまでもない。In the case of this example, it is not necessary to use any substance that adversely affects the global environment or a toxic substance in the analysis of all nitrogen compounds.
Can be discharged as is. However,
From the sample solution S'after the measurement, the sample solution S as a supporting salt
It is needless to say that it is more desirable to carry out the treatment for removing the sodium sulfate added to the above and then to discharge.
【００３５】また、本例の場合はアンモニウムイオンお
よび亜硝酸イオンの測定後にサンプル液Ｓａ，Ｓｂを混
合する手順を説明しやすいように、図１において、各部
屋４ａ，４ｂにそれぞれ連通する排水管および電磁弁１
１、１２を開示しているが、本例の場合は両部屋４ａ，
４ｂを隔てている壁面が隔膜１４であるから、一方の配
水管および電磁弁１１または１２を設けるだけで両サン
プル液Ｓａ，Ｓｂを混合して排出することが可能であ
る。Further, in the case of this example, in order to facilitate explaining the procedure of mixing the sample liquids Sa and Sb after the measurement of ammonium ions and nitrite ions, in FIG. 1, the drain pipes communicating with the chambers 4a and 4b, respectively. And solenoid valve 1
Although 1 and 12 are disclosed, in the case of this example, both rooms 4a,
Since the wall surface separating 4b is the diaphragm 14, both sample liquids Sa and Sb can be mixed and discharged only by providing one water pipe and the electromagnetic valve 11 or 12.
【００３６】さらに、前記部屋４ａ，４ｂの形状は、本
例に示したものに限られるものではなく、種々の形状が
考えられる。例えば、図３に示すように、円筒状のｐＨ
分離部４内に同芯円状に隔膜１４による壁面を形成し、
この隔膜１４によって囲まれた内部と、その外側にそれ
ぞれ電極１５，１６を設けてもよい。この場合、電極１
５，１６間に電圧を印加することにより、サンプル液
Ｓ’を隔膜１４の中と外において酸性のサンプル液Ｓａ
とアルカリ性のサンプル液Ｓｂに分離することができ
る。その他の詳細な説明は、上述の説明と同じであるか
ら省略する。Further, the shapes of the chambers 4a and 4b are not limited to those shown in this example, and various shapes can be considered. For example, as shown in FIG.
A wall surface formed by the diaphragm 14 is formed concentrically in the separating portion 4,
Electrodes 15 and 16 may be provided inside and outside of the diaphragm 14, respectively. In this case, electrode 1
By applying a voltage between 5 and 16, the sample solution S ′ is changed to an acidic sample solution Sa inside and outside the diaphragm 14.
And alkaline sample liquid Sb can be separated. Since the other detailed description is the same as the above description, it is omitted.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水質汚濁の指標である水中に含まれるアンモニウムイオ
ン、硝酸イオンおよび亜硝酸イオンといった全窒素化合
物を簡便に精度よく測定することができ、かつ、強酸や
強アルカリといった試薬を用いずに測定可能であるか
ら、自然に優しい分析を行うことができると共にランニ
ングコストやメンテナンスにかかる手間を可及的に抑え
ることができる。As described above, according to the present invention,
All nitrogen compounds such as ammonium ion, nitrate ion and nitrite ion contained in water, which is an indicator of water pollution, can be easily and accurately measured, and can be measured without using reagents such as strong acid and strong alkali. Therefore, it is possible to perform a natural analysis and to reduce the running cost and maintenance work as much as possible.
【図１】本発明の窒素化合物分析装置の全体的な構成を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a nitrogen compound analyzer of the present invention.
【図２】窒素化合物分析方法の例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a nitrogen compound analysis method.
【図３】前記窒素化合物分析装置の変形例を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the nitrogen compound analyzer.
【図４】従来の窒素化合物分析方法を説明する図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional nitrogen compound analysis method.
１…窒素化合物分析装置、２…イオン活量調整部、３…
硝酸イオンセンサ、４…ｐＨ分離部、４ａ，４ｂ…部
屋、５…亜硝酸センサ、６…アンモニアセンサ、７…混
合部、８…演算処理部、１４…隔膜、１５，１６…電
極、Ｎ…支持塩、Ｓ，Ｓ’，Ｓａ，Ｓｂ…サンプル液。1 ... Nitrogen compound analyzer, 2 ... Ion activity adjustment unit, 3 ...
Nitrate ion sensor, 4 ... pH separation unit, 4a, 4b ... Room, 5 ... Nitrite sensor, 6 ... Ammonia sensor, 7 ... Mixing unit, 8 ... Arithmetic processing unit, 14 ... Diaphragm, 15, 16 ... Electrode, N ... Supporting salt, S, S ', Sa, Sb ... Sample liquid.
Claims (3)
イオンセンサを用いて硝酸イオンの濃度を測定する一
方、支持塩が添加されたサンプル液を電気分解してサン
プル液を酸性とアルカリ性に分離した後に、酸性のサン
プル液を亜硝酸センサで測定すると共にアルカリ性のサ
ンプル液をアンモニアセンサで測定し、両サンプル液を
再び混合することを特徴とする窒素化合物分析方法。1. The concentration of nitrate ion is measured using a nitrate ion sensor after adding a supporting salt to the sample liquid, and the sample liquid added with the supporting salt is electrolyzed to separate the sample liquid into acidic and alkaline. After that, an acidic sample solution is measured with a nitrous acid sensor, an alkaline sample solution is measured with an ammonia sensor, and both sample solutions are mixed again.
量調整部と、支持塩が添加されたサンプル液に浸漬して
これに含まれる硝酸イオンの濃度を測定する硝酸イオン
センサと、支持塩が添加されたサンプル液を電気分解に
よって酸性のサンプル液とアルカリ性のサンプル液に分
離してそれぞれ収容する２つの部屋を有するｐＨ分離部
と、酸性のサンプル液を収容する部屋に設けられた亜硝
酸センサと、アルカリ性のサンプル液を収容する部屋に
設けられたアンモニアセンサと、分離されたサンプル液
を再び混合する混合部と、前記各センサからの出力を用
いてサンプル液に含まれる硝酸イオン、亜硝酸イオン、
アンモニウムイオンの各濃度をそれぞれ求める演算処理
部とを有することを特徴とする窒素化合物分析装置。2. An ion activity adjusting unit for adding a supporting salt to a sample solution, a nitrate ion sensor for immersing the sample solution in which the supporting salt is added to measure the concentration of nitrate ions contained therein, and a supporting salt. And a nitrous acid provided in the chamber for storing the acidic sample liquid, and a pH separation unit having two chambers for respectively storing the acidic and liquid sample liquid by electrolysis. A sensor, an ammonia sensor provided in a room containing an alkaline sample solution, a mixing section for mixing the separated sample solution again, and nitrate ions contained in the sample solution using the output from each sensor, Nitrate ion,
A nitrogen compound analyzer comprising: an arithmetic processing unit for determining each concentration of ammonium ions.
あり、この隔膜の表面と裏面との間に電圧を印加するこ
とにより電気分解を行なう電極を有する請求項２に記載
の窒素化合物分析装置。3. The nitrogen compound analysis according to claim 2, wherein a boundary surface separating the two chambers is a diaphragm, and an electrode for electrolyzing by applying a voltage between a front surface and a back surface of the diaphragm. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001265018A JP2003075424A (en) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | Nitrogen compound analysis method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001265018A JP2003075424A (en) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | Nitrogen compound analysis method and apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075424A true JP2003075424A (en) | 2003-03-12 |
Family
ID=19091541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001265018A Pending JP2003075424A (en) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | Nitrogen compound analysis method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003075424A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006052285A (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Hitachi Chem Co Ltd | Debromination method of bromine-containing organic compound |
| CN114207424A (en) * | 2019-07-16 | 2022-03-18 | 日本特殊陶业株式会社 | Water quality measuring system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05219861A (en) * | 1992-02-08 | 1993-08-31 | Sanshin Ind Co Ltd | Device for cleaning water in water tank |
| JPH08262005A (en) * | 1995-03-20 | 1996-10-11 | Nippon Steel Corp | Method and apparatus for determination of ammonia in solution |
| JPH11226576A (en) * | 1997-12-10 | 1999-08-24 | Toshiba Corp | Method and apparatus for treating wastewater |
| JPH11347558A (en) * | 1998-06-11 | 1999-12-21 | Ebara Corp | Method and apparatus for electrolytic treatment of nitrogen oxide-containing water |
| JP2000140572A (en) * | 1998-11-11 | 2000-05-23 | Nkk Corp | Carrier-packed biological deodorization apparatus and deodorization using the same |
-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001265018A patent/JP2003075424A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05219861A (en) * | 1992-02-08 | 1993-08-31 | Sanshin Ind Co Ltd | Device for cleaning water in water tank |
| JPH08262005A (en) * | 1995-03-20 | 1996-10-11 | Nippon Steel Corp | Method and apparatus for determination of ammonia in solution |
| JPH11226576A (en) * | 1997-12-10 | 1999-08-24 | Toshiba Corp | Method and apparatus for treating wastewater |
| JPH11347558A (en) * | 1998-06-11 | 1999-12-21 | Ebara Corp | Method and apparatus for electrolytic treatment of nitrogen oxide-containing water |
| JP2000140572A (en) * | 1998-11-11 | 2000-05-23 | Nkk Corp | Carrier-packed biological deodorization apparatus and deodorization using the same |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006052285A (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Hitachi Chem Co Ltd | Debromination method of bromine-containing organic compound |
| CN114207424A (en) * | 2019-07-16 | 2022-03-18 | 日本特殊陶业株式会社 | Water quality measuring system |
| EP4001909A4 (en) * | 2019-07-16 | 2023-08-23 | Niterra Co., Ltd. | Water quality measuring system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9091674B2 (en) | Means and method for determining chemical oxygen demand | |
| Johnson et al. | Coulometric total carbon dioxide analysis for marine studies: assessment of the quality of total inorganic carbon measurements made during the US Indian Ocean CO2 Survey 1994–1996 | |
| CN106442511A (en) | Water quality phosphate rapid detection kit and detection method | |
| JP3495994B2 (en) | Method and apparatus for measuring chemical oxygen demand | |
| NEEFUS et al. | The determination of fluoride in urine using a fluoride-specific ion electrode | |
| Ostapczuk et al. | Determination of cadmium, lead and copper in wine by potentiometric stripping analysis | |
| EP0899570A1 (en) | Method for determining formaldehyde present in air | |
| JP3321289B2 (en) | Mixed acid analysis method and pickling solution management method | |
| Sekerka et al. | Simultaneous determination of sodium, potassium, and ammonium ions by automated direct potentiometry | |
| JP2003075424A (en) | Nitrogen compound analysis method and apparatus | |
| Beinrohr et al. | Flow-through stripping chronopotentiometry for the monitoring of mercury in waste waters | |
| EP0285628B1 (en) | Method for determination of total carbonate content especially in biological fluids | |
| US4278507A (en) | Method for amperometric measurement of the free-chlorine content in a solution | |
| GB1569026A (en) | Method and instrument for amperometric measurement of the free chlorine content in a solution | |
| CA2229446A1 (en) | Determination of aqueous fluid surfactant concentration | |
| Jakumnee et al. | Determination of cadmium, copper, lead and zinc by flow voltammetric analysis | |
| US5300441A (en) | Method for measuring and determining nitrogen content in a sample and providing an output data of total nitrogen and selected constituent nitrogen compounds including nitrate and nitrite | |
| US20210033590A1 (en) | Method for determining a chemical intake capacity of a process medium in a measuring point and measuring point for determining a chemical intake capacity of a process medium | |
| EP3472597B1 (en) | A method for measuring the concentration of a chemical species using a reagent baseline | |
| Cukrowski | Modeling of a CdII–N‐(2‐hydroxyethyl) ethylenediamine system and optimization of stability constants by the use of complex formation curves. A polarographic study at a fixed L: M ratio and varied pH | |
| EP0670491A2 (en) | Method and device of measuring the concentration of total ammonium in a liquid medium | |
| JPS588744B2 (en) | Ammonia nitrogen analysis method in water | |
| KR100537647B1 (en) | The method of analysis for Chemical Oxygen Demand by Potassium Permanganate Method | |
| JP2003090836A (en) | Method and device for measuring nitrogenous compound | |
| KR20030003849A (en) | Copper electrode-based electrochemical sensor for measurement of COD and the method of measuring of COD and the automatic analyzer thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071225 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100219 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100629 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101102 |