JP2004257916A - Method and instrument for measuring total phosphorus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オルトリン酸、縮合リン酸(加水分解性リン)、有機形態のリン等の種々の形態のリンを含む試料水中の全リンを信頼性高く定量分析するための紫外線酸化分解法による全リン測定方法及び全リン測定装置に関する。本発明は、より詳しくは、紫外線酸化分解及びその後の発色定量をそれぞれ最適な硫酸濃度において行う全リン測定方法及び全リン測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水中のリン化合物は、オルトリン酸、縮合リン酸、有機形態のリン等の種々の形態で存在する。種々の形態で存在する試料水中の全リンを測定するには、まず、試料水中の縮合リン酸、有機形態のリンを酸化分解してオルトリン酸に変化させ、次に、オルトリン酸をモリブデン吸光光度法により発色定量する。
【0003】
試料水中のリン化合物を酸化分解する手法としては、試料水に酸化剤を添加した後、試料水をオートクレーブ加水分解槽で、加圧下120℃で30分保持するオートクレーブ法がよく知られており、この方法を採用した全リン自動測定装置が実用化されている。しかしながら、この方法では、オートクレーブに高い耐熱性、耐圧性、耐薬品性等が求められるため、セラミックや特殊金属合金材料等の特殊な材料が用いられ、装置が高価となり、寿命が短いという難点がある。
【0004】
また、試料水中のリン化合物を、後工程のオルトリン酸の発色定量に適した0. 4N硫酸酸性下で、常圧下95℃に加熱し45分間紫外線を照射して酸化分解する方法もあり、この方法を採用した全リン自動測定装置が実用化されている。この紫外線酸化分解法では、分解容器の耐熱性や耐圧性の負担はオートクレーブ法に比べ軽減されるが、縮合リン酸の酸化分解反応に長時間を要する。
【0005】
【特許文献1】
特許第3316664号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、試料中の縮合リン酸を含む全リンを信頼性高く定量分析することのできる紫外線酸化分解による全リン測定方法及び装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、試料水中の縮合リン酸を含むリン化合物をオルトリン酸に変化させる酸化分解工程と、吸光光度法によりオルトリン酸を発色定量する定量工程とは、最適な硫酸濃度が互いに異なり、従って、酸化分解と発色定量との間に試料水の中和を行うことにより、酸化分解及び発色定量の双方をそれぞれ最適な硫酸濃度で行うことができることに着目し、本発明に到達した。
【0008】
本発明は、(1) 試料水に酸化剤及び硫酸を添加した後、加熱条件下で紫外線を照射して試料水中の縮合リン酸を含むリン化合物を酸化分解してオルトリン酸に変化させる酸化分解工程と、
(2) 酸化分解工程で得られたオルトリン酸を含む試料水にアルカリを添加して中和する中和工程と、
(3) 前記オルトリン酸を含む中和された試料水に、還元剤、硫酸及び発色剤を添加して吸光光度法により前記オルトリン酸を定量する定量工程
とを含むことを特徴とする全リン測定方法である。
【0009】
本発明は、酸化分解工程(1) において、試料水中における硫酸濃度が0.8N以上となるように硫酸を添加する、前記の全リン測定方法である。
【0010】
本発明は、酸化分解工程(1) において、20分〜30分間紫外線を照射する、前記の全リン測定方法である。
【0011】
本発明は、中和工程(2) において、アルカリとして水酸化ナトリウムを添加する、前記の全リン測定方法である。
【0012】
本発明は、定量工程(3) において、試料水中における硫酸濃度が0.2〜0.6Nとなるように硫酸を添加する、前記の全リン測定方法である。
【0013】
本発明は、定量工程(3) において、試料水に還元剤を添加し、その後、試料水中における硫酸濃度が0.2〜0.6Nとなるように、硫酸及び発色剤の混合溶液を添加する、前記の全リン測定方法である。
【0014】
また、本発明は、試料水に酸化剤及び硫酸を添加する手段と、
酸化剤及び硫酸が添加された試料水を加熱しながら試料水に紫外線を照射して、試料水中の縮合リン酸を含むリン化合物を酸化分解してオルトリン酸に変化させる酸化分解反応槽と、
酸化分解されたオルトリン酸を含む試料水にアルカリを添加して試料水を中和する手段と、
前記オルトリン酸を含む中和された試料水に、還元剤、硫酸及び発色剤を添加して発色反応させる手段と、
発色させられた試料水の吸光度を測定する測定定量手段とを備えることを特徴とする全リン測定装置である。
【0015】
また、本発明は、試料水に所定の種々試薬を添加するためのシリンジと、
シリンジと流路で結ばれた第1ポートバルブと、
第1ポートバルブとそれぞれ流路で結ばれた酸化剤用タンク及び硫酸用タンクと、
第1ポートバルブと流路で結ばれたアルカリ用タンクと、
第1ポートバルブとそれぞれ流路で結ばれた還元剤用タンク及び硫酸・発色剤混合溶液用タンクと、
第1ポートバルブと流路で結ばれた第2ポートバルブと、
第2ポートバルブと流路で結ばれた反応槽であって、酸化剤及び硫酸が添加された試料水を加熱するための手段と試料水に紫外線を照射するための紫外線ランプとを備える酸化分解反応槽と、
第2ポートバルブと流路で結ばれた測定セルであって、アルカリ中和後に還元剤、硫酸及び発色剤の添加により発色させられた試料水の吸光度を測定する測定セルとを備えることを特徴とする全リン測定装置である。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の全リン測定方法に用いることのできる全リン自動測定装置を図1を参照して説明する。
【0017】
図1は、全リン自動測定装置の概略構成図である。図1において、試料水に所定の種々試薬を添加するためのシリンジ11は流路によって第1ポートバルブ10の中央ポートと結ばれている。シリンジ11は流路を介して攪拌ポンプ18を備えている。第1ポートバルブ10の第6ポートに酸化剤用タンク16、第7ポートに硫酸用タンク17、第5ポートにアルカリ用タンク15、第4ポートに還元剤用タンク14、第3ポートに硫酸及び発色剤混合溶液用タンク13がそれぞれ流路によって結ばれている。なお、第2ポートには予備タンク12が流路によって結ばれている。
【0018】
第1ポートバルブ10の第1ポートは流路19によって第2ポートバルブ20の中央ポートと結ばれている。第2ポートバルブ20の第4ポートに酸化分解反応槽30が流路によって結ばれている。酸化分解反応槽30は温度センサを備え、その内部に反応槽中の試料水に紫外線を照射するための紫外線ランプ31を備え、その外部に試料水を加熱するためのヒータ32を備えている。反応槽30の底部には排出口が設けられ、流路及び排出ポンプ33を介して、廃液口34へと繋がっている。
【0019】
第2ポートバルブ20の第7ポートに測定セル40の入口41が流路によって結ばれており、測定セル40において、発色させられた試料水の吸光度を測定定量できるようにされている。測定セル40の出口42は流路を介して廃液口34へと繋がっており、測定セル40を出た測定後の試料水は排出されるようにされている。
【0020】
第2ポートバルブ20の第1ポートはオフライン試料導入口21と流路によって結ばれており、オフライン試料が導入されるようにされ、第2ポートはオンライン試料導入口22と流路によって結ばれており、オンライン試料が導入されるようにされている。
【0021】
第2ポートバルブ20の第3ポートにスパン液用タンク23、第6ポートに希釈水用タンク26がそれぞれ流路によって結ばれており、第8ポートに切替えバルブ28を介して2つの標準試料用タンク29A,29Bが流路によって結ばれている。第2ポートバルブ20の第5ポートにドレイン切替えバルブ25が結ばれ、バルブ25に2つの流路が接続され、一方の流路は廃液口34へと繋がっており、他方の流路は排水口35へと繋がっている。タンク23のスパン液は、装置の測定レンジの最高濃度に合わせて調製した標準液であり、このスパン液を用いて装置のスパン値を校正する。タンク29A,29Bの標準試料は、装置の回収率をチェックするために使用するものであるが、必ず使用する訳ではない。
【0022】
図1に例示の装置では、各工程における試料水への所定の種々試薬の添加、すなわち、酸化分解工程(1) における酸化剤及び硫酸の添加、中和工程(2) におけるアルカリの添加、及び定量工程(3) における還元剤、硫酸及び発色剤の添加をすべてシリンジ11内で行うように構成されている。もちろん、各工程毎に異なるシリンジ又は容器を用いるように構成することも差し支えない。
【0023】
次に、本発明の全リン測定方法を図1に例示の装置を用いる場合について、図2の本発明の全リン測定フロー図を参照しながら説明する。
【0024】
本発明の全リン測定方法では、まず、酸化分解工程(1) を行う。酸化分解工程では、試料水に酸化剤及び硫酸を添加した後、加熱条件下で紫外線を照射して試料水中の縮合リン酸を含むリン化合物を酸化分解してオルトリン酸に変化させる。
【0025】
オフライン試料導入口21又は通常はオンライン試料導入口22、第2ポートバルブ20、流路19及び第1ポートバルブ10を順次介して、一定量の試料水をシリンジ11に計量採取し、必要に応じて希釈水26で希釈する。シリンジ11内の試料水に酸化剤16(例えば、ペルオキソ二硫酸カリウム水溶液)と硫酸17を添加し前処理を行う。この際、試料水中における硫酸濃度が0.8N以上、好ましくは0.8N以上2.0N以下、例えば1.0N程度となるように硫酸を添加する。従って、硫酸17は高規定度のものが好ましく、例えば、9N硫酸とする。
【0026】
次に、前処理された試料水を、第1ポートバルブ10、流路19及び第2ポートバルブ20を順次介して、酸化分解反応槽30に導入する。反応槽30内において、試料水を常圧下でヒータ32により90℃以上100℃未満、例えば95℃に加熱した状態で、5〜30分間、例えば20分間試料水に紫外線ランプ30から紫外線を照射し、試料水中に含まれる縮合リン酸、有機形態のリン等の種々の形態のリン化合物をオルトリン酸に変化させる。
【0027】
リン化合物をオルトリン酸に酸化分解するこの過程は加水分解であるが、前処理段階の硫酸添加により、試料水は加水分解に適した硫酸濃度0.8N以上2.0N以下、例えば1.0N程度となっているので、分解速度は大きくなり、20〜30分間、例えば20分間という短い時間の紫外線照射で縮合リン酸を含むリン化合物の酸化分解が可能となる。
【0028】
図3は、酸化分解工程(1) において、温度95℃、紫外線照射時間20分間の条件で、試料水の硫酸濃度(規定度:N)を変化させた場合の全リン(TP)回収率(%)を示すグラフである。このグラフより、試料水の硫酸濃度を0.8N以上1.0N以下とすることにより、加水分解反応が速くなり全リン回収率が92%以上と高くなり、特に硫酸濃度を1.0Nとすることにより、全リン回収率が98.4%と非常に高くなることが明らかとなった。後工程のオルトリン酸の発色定量に適した0. 4N硫酸濃度では、全リン回収率が81.6%と低く、信頼性の高い定量が行われない。
【0029】
図4は、酸化分解工程(1) において、温度95℃、試料水の硫酸濃度0. 4Nの条件で、紫外線照射(酸化分解)時間を変化させた場合の全リン(TP)回収率(%)を示すグラフである。このグラフより、試料水の硫酸濃度0. 4Nでは、45分間の紫外線照射を行っても、全リン回収率は92.0%にとどまる。従って、後工程のオルトリン酸の発色定量に適した0. 4N硫酸濃度では、ある程度の信頼性で定量を行おうしても、それ程高い全リン回収率は得られず、加水分解反応に時間を要する。
【0030】
次に、中和工程(2) を行う。中和工程(2) では、酸化分解工程(1) で得られたオルトリン酸を含む試料水にアルカリを添加して中和する。
【0031】
酸化分解反応槽30内の酸化分解後の試料水を所定量計量し、第2ポートバルブ20、流路19及び第1ポートバルブ10を順次介して、シリンジ11に導入する。シリンジ11内の試料水にアルカリとして水酸化ナトリウム水溶液15を添加し、試料水を中和する。水酸化ナトリウム水溶液の濃度は、5Nとする。
【0032】
次に、モリブデンブルー吸光光度法により定量工程(3) を行う。定量工程(3) では、中和工程(2) で得られたオルトリン酸を含む中和された試料水に、還元剤、硫酸及び発色剤を添加して吸光光度法により前記オルトリン酸を定量する。
【0033】
中和後のシリンジ11内の試料水に、還元剤アスコルビン酸水溶液14を添加し、続いて、モリブデン酸アンモニウム・酒石酸アンチモニルカリウム・硫酸混合水溶液13を添加し、モリブデンブルーを発生させる。この際、試料水中における硫酸濃度が0.2〜0.6N、好ましくは0.3〜0.5N、最適には0.4N程度となるように混合水溶液13を添加する。混合水溶液の硫酸濃度は、例えば6Nとする。
【0034】
モリブデンブルー吸光光度法は硫酸酸性化で行われるが、モリブデンブルーの発色反応では硫酸濃度とモリブデン酸アンモニウム濃度が相互に影響するため、本発明ではモリブデンブルーの発色反応に最適な硫酸濃度0.4Nとすることが最も好ましい。
【0035】
シリンジ11内の還元剤、発色剤及び硫酸が添加された試料水を、第1ポートバルブ10、流路19及び第2ポートバルブ20を順次介して、測定セル40に導入する。測定セル40において、モリブデンブルー発色した試料水の880nmの吸光度を測定し、縮合リン酸を含む全リン濃度を求める。吸光度測定後、試料水を廃液口34から排出する。
【0036】
以上の測定法により、試料水中の縮合リン酸を含むリン化合物をオルトリン酸に変化させる酸化分解工程を、酸化分解に最適な0.8N以上という高い硫酸濃度で行うことにより、短時間での定量的な酸化分解が得られ、且つ、硫酸濃度の影響を受けやすいオルトリン酸の発色定量も、好適な硫酸濃度0.2〜0.6Nで行うことにより、高精度の発色定量が可能となる。
【0037】
図1に示した装置を用いて、本発明の全リン測定を次の条件で実施した。
酸化分解工程(1) において、試料水の硫酸濃度:1.0N、温度:95℃、紫外線照射時間:20分間
定量工程(3) において、試料水の硫酸濃度:0.4N
【0038】
リン濃度10mg/Lのフェニルリン酸/ATP混合液について、全リン測定を実施したところ、全リン測定結果:9.7mg/L(回収率:97%)が得られた。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、紫外線酸化分解及びその後の発色定量をそれぞれ最適な硫酸濃度において行うので、短時間での定量的な酸化分解が得られ、且つ、高精度の発色定量が可能となる。従って、オルトリン酸、縮合リン酸、有機形態のリン等の種々の形態のリンを含む試料水中の全リンを信頼性高く定量分析するための紫外線酸化分解法による全リン測定方法及び全リン測定装置が提供される。本発明による全リン自動測定装置では、容器に耐圧性が不要となり、また耐熱性も緩和されることとなるので、オートクレーブ法による従来装置に比べてコストは安くなり、保守性も高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全リン自動測定装置の概略構成図である。
【図2】本発明の全リン測定フロー図である。
【図3】酸化分解工程における、試料水の硫酸濃度と全リン回収率との関係を示すグラフである。硫酸濃度(規定度:N) VS 全リン回収率(%)
【図4】酸化分解工程における、酸化分解時間と全リン回収率との関係を示すグラフである。酸化分解時間(分) VS 全リン回収率(%)
【符号の説明】
10:第1ポートバルブ
11:シリンジ
12:予備タンク
13:硫酸及び発色剤混合溶液用タンク
14:還元剤用タンク
15:アルカリ用タンク
16:酸化剤用タンク
17:硫酸用タンク
18:攪拌ポンプ
19:流路
20:第2ポートバルブ
21:オフライン試料導入口
22:オンライン試料導入口
23:スパン液用タンク
26:希釈水用タンク
29A,29B:標準試料用タンク
30:酸化分解反応槽
31:紫外線ランプ
32:ヒータ
40:測定セル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a UV-oxidative decomposition method for reliably and quantitatively analyzing total phosphorus in sample water containing various forms of phosphorus such as orthophosphoric acid, condensed phosphoric acid (hydrolyzable phosphorus), and organic phosphorus. The present invention relates to a phosphorus measuring method and a total phosphorus measuring device. More specifically, the present invention relates to a total phosphorus measuring method and a total phosphorus measuring apparatus for performing ultraviolet oxidative decomposition and subsequent color development determination at an optimum sulfuric acid concentration.
[0002]
[Prior art]
Phosphorus compounds in water exist in various forms such as orthophosphoric acid, condensed phosphoric acid, and organic forms of phosphorus. To measure the total phosphorus in the sample water present in various forms, firstly, the condensed phosphoric acid in the sample water and the organic form of phosphorus are oxidatively decomposed to orthophosphoric acid, and then the orthophosphoric acid is converted to molybdenum spectrophotometry. Quantitative color development by the method.
[0003]
As a method of oxidatively decomposing a phosphorus compound in a sample water, an autoclave method in which an oxidizing agent is added to the sample water, and the sample water is held at 120 ° C. for 30 minutes under pressure in an autoclave hydrolysis tank, An automatic total phosphorus measuring device employing this method has been put to practical use. However, in this method, high heat resistance, pressure resistance, chemical resistance, etc. are required for the autoclave, and special materials such as ceramics and special metal alloy materials are used, so that the equipment becomes expensive and the life is short. is there.
[0004]
In addition, the phosphoric acid compound in the sample water was added to a 0.1 ppm solution suitable for color determination of orthophosphoric acid in the subsequent step. There is also a method of heating to 95 ° C. under normal pressure under 4N sulfuric acid acidity and irradiating with ultraviolet rays for 45 minutes to oxidatively decompose. A total phosphorus automatic measuring apparatus employing this method has been put to practical use. In this ultraviolet oxidative decomposition method, the load on the heat resistance and pressure resistance of the decomposition vessel is reduced as compared with the autoclave method, but the oxidative decomposition reaction of the condensed phosphoric acid requires a long time.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3316664 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring total phosphorus by ultraviolet oxidative decomposition, which can reliably and quantitatively analyze total phosphorus including condensed phosphoric acid in a sample.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors, the oxidative decomposition step of converting the phosphorus compound containing condensed phosphoric acid in the sample water to orthophosphoric acid, and the quantitative step of colorimetric determination of orthophosphoric acid by a spectrophotometric method, the optimal sulfuric acid concentration is different, Therefore, the present inventors have focused on the fact that by performing the neutralization of the sample water between the oxidative decomposition and the colorimetric determination, it is possible to perform both the oxidative decomposition and the colorimetric determination at the optimum sulfuric acid concentration, and arrived at the present invention.
[0008]
The present invention provides (1) an oxidative decomposition in which a phosphoric acid compound containing condensed phosphoric acid in a sample water is oxidatively decomposed into orthophosphoric acid by adding an oxidizing agent and sulfuric acid to the sample water and then irradiating the sample water with ultraviolet light under heating conditions. Process and
(2) a neutralization step of adding an alkali to the sample water containing orthophosphoric acid obtained in the oxidative decomposition step to neutralize the sample water;
(3) a step of adding a reducing agent, sulfuric acid, and a color former to the neutralized sample water containing orthophosphoric acid, and quantifying the orthophosphoric acid by a spectrophotometric method. Is the way.
[0009]
The present invention is the above method for measuring total phosphorus, wherein sulfuric acid is added in the oxidative decomposition step (1) such that the concentration of sulfuric acid in the sample water is 0.8 N or more.
[0010]
The present invention is the above-described total phosphorus measurement method, wherein ultraviolet light is irradiated for 20 to 30 minutes in the oxidative decomposition step (1).
[0011]
The present invention is the above method for measuring total phosphorus, wherein sodium hydroxide is added as an alkali in the neutralization step (2).
[0012]
The present invention is the above-described method for measuring total phosphorus, wherein sulfuric acid is added in the quantification step (3) such that the sulfuric acid concentration in the sample water is 0.2 to 0.6N.
[0013]
According to the present invention, in the quantification step (3), a reducing agent is added to sample water, and then a mixed solution of sulfuric acid and a color former is added so that the concentration of sulfuric acid in the sample water becomes 0.2 to 0.6N. And the method for measuring total phosphorus.
[0014]
Also, the present invention provides a means for adding an oxidizing agent and sulfuric acid to a sample water,
An oxidative decomposition reaction tank that irradiates the sample water with ultraviolet rays while heating the sample water to which the oxidizing agent and sulfuric acid have been added, and oxidatively decomposes a phosphorus compound containing condensed phosphoric acid in the sample water to convert it into orthophosphoric acid;
Means for neutralizing the sample water by adding an alkali to the sample water containing the oxidatively decomposed orthophosphoric acid,
Means for adding a reducing agent, sulfuric acid and a color former to a neutralized sample water containing orthophosphoric acid to cause a color reaction,
A total phosphorus measuring device, comprising: a measuring and quantifying means for measuring the absorbance of the colored sample water.
[0015]
Further, the present invention provides a syringe for adding predetermined various reagents to sample water,
A first port valve connected to the syringe by a flow path,
An oxidizing agent tank and a sulfuric acid tank connected to the first port valve by respective flow paths;
An alkali tank connected to the first port valve by a flow path;
A tank for the reducing agent and a tank for the mixed solution of sulfuric acid and the coloring agent, each connected to the first port valve by a flow path,
A second port valve connected to the first port valve by a flow path;
Oxidative decomposition, comprising a means for heating a sample water to which an oxidizing agent and sulfuric acid are added and an ultraviolet lamp for irradiating the sample water with ultraviolet light, the reaction tank being connected to a second port valve by a flow path. A reaction tank,
A measurement cell connected to the second port valve by a flow path, wherein the measurement cell measures the absorbance of a sample water colored by adding a reducing agent, sulfuric acid, and a coloring agent after alkali neutralization. Is a total phosphorus measuring device.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An apparatus for automatically measuring total phosphorus that can be used in the method for measuring total phosphorus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0017]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a total phosphorus automatic measuring device. In FIG. 1, a
[0018]
The first port of the
[0019]
An
[0020]
The first port of the
[0021]
A
[0022]
In the apparatus illustrated in FIG. 1, various predetermined reagents are added to the sample water in each step, that is, an oxidizing agent and sulfuric acid are added in the oxidative decomposition step (1), an alkali is added in the neutralization step (2), and The addition of the reducing agent, sulfuric acid, and the coloring agent in the determination step (3) is all performed in the
[0023]
Next, the case of using the apparatus illustrated in FIG. 1 for the method for measuring total phosphorus according to the present invention will be described with reference to the flowchart for measuring total phosphorus according to the present invention in FIG.
[0024]
In the method for measuring total phosphorus of the present invention, first, an oxidative decomposition step (1) is performed. In the oxidative decomposition step, after adding an oxidizing agent and sulfuric acid to the sample water, the sample is irradiated with ultraviolet light under heating conditions to oxidatively decompose the phosphorus compound containing condensed phosphoric acid in the sample water to convert it to orthophosphoric acid.
[0025]
A certain amount of sample water is weighed and collected into the
[0026]
Next, the pretreated sample water is introduced into the oxidative
[0027]
This process of oxidatively decomposing a phosphorus compound into orthophosphoric acid is hydrolysis. However, by adding sulfuric acid in the pretreatment stage, the sample water has a sulfuric acid concentration suitable for hydrolysis of 0.8N or more and 2.0N or less, for example, about 1.0N. Therefore, the decomposition rate is increased, and the oxidative decomposition of the phosphorus compound containing condensed phosphoric acid becomes possible by irradiation with ultraviolet rays for a short time of 20 to 30 minutes, for example, 20 minutes.
[0028]
FIG. 3 shows the total phosphorus (TP) recovery rate when the sulfuric acid concentration (normality: N) of the sample water was changed at the temperature of 95 ° C. and the ultraviolet irradiation time of 20 minutes in the oxidative decomposition step (1). %). According to this graph, by setting the sulfuric acid concentration of the sample water to 0.8N or more and 1.0N or less, the hydrolysis reaction is accelerated, and the total phosphorus recovery rate is increased to 92% or more. This revealed that the total phosphorus recovery rate was as high as 98.4%. Suitable for color determination of orthophosphoric acid in the subsequent step. At a 4N sulfuric acid concentration, the total phosphorus recovery is as low as 81.6%, and reliable quantification is not performed.
[0029]
FIG. 4 shows that in the oxidative decomposition step (1), the temperature was 95 ° C. and the sulfuric acid concentration of the sample water was 0. It is a graph which shows the total phosphorus (TP) recovery rate (%) at the time of changing the ultraviolet irradiation (oxidative decomposition) time on condition of 4N. According to this graph, the sulfuric acid concentration of the sample water was 0.1. At 4N, the total phosphorus recovery rate is only 92.0% even if the ultraviolet irradiation is performed for 45 minutes. Therefore, 0.1 suitable for the colorimetric determination of orthophosphoric acid in the subsequent step. At a 4N sulfuric acid concentration, even if the quantification is performed with a certain degree of reliability, a very high total phosphorus recovery rate cannot be obtained, and the hydrolysis reaction requires time.
[0030]
Next, a neutralization step (2) is performed. In the neutralization step (2), alkali is added to the sample water containing orthophosphoric acid obtained in the oxidative decomposition step (1) for neutralization.
[0031]
A predetermined amount of the sample water after the oxidative decomposition in the oxidative
[0032]
Next, a quantitative step (3) is performed by molybdenum blue absorptiometry. In the quantification step (3), a reducing agent, sulfuric acid and a coloring agent are added to the neutralized sample water containing orthophosphoric acid obtained in the neutralization step (2), and the orthophosphoric acid is quantified by an absorption spectrophotometry. .
[0033]
A reducing agent ascorbic acid
[0034]
Molybdenum blue absorption spectrophotometry is carried out by acidification with sulfuric acid. However, in the color reaction of molybdenum blue, the concentration of sulfuric acid and the concentration of ammonium molybdate affect each other. Is most preferable.
[0035]
The sample water in the
[0036]
By the above measurement method, the oxidative decomposition step of converting the phosphorus compound containing condensed phosphoric acid in the sample water to orthophosphoric acid is performed at a high sulfuric acid concentration of 0.8 N or more, which is optimal for oxidative decomposition, so that quantification can be performed in a short time. Coloration determination of orthophosphoric acid, which is highly oxidatively decomposed and is easily affected by the sulfuric acid concentration, can be performed at a suitable sulfuric acid concentration of 0.2 to 0.6 N, thereby enabling highly accurate coloring determination.
[0037]
Using the apparatus shown in FIG. 1, the total phosphorus measurement of the present invention was carried out under the following conditions.
In the oxidative decomposition step (1), the sulfuric acid concentration of the sample water: 1.0 N, the temperature: 95 ° C., the ultraviolet irradiation time: 20 minutes In the quantitative step (3), the sulfuric acid concentration of the sample water: 0.4 N
[0038]
When the total phosphorus measurement was performed on the phenyl phosphate / ATP mixed solution having a phosphorus concentration of 10 mg / L, a total phosphorus measurement result: 9.7 mg / L (recovery rate: 97%) was obtained.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the ultraviolet oxidative decomposition and the subsequent color determination are each performed at the optimum sulfuric acid concentration, quantitative oxidative decomposition can be obtained in a short time, and high-precision color determination can be achieved. Therefore, a total phosphorus measuring method and a total phosphorus measuring apparatus by an ultraviolet oxidative decomposition method for reliably and quantitatively analyzing total phosphorus in a sample water containing various forms of phosphorus such as orthophosphoric acid, condensed phosphoric acid, and organic form phosphorus. Is provided. In the automatic total phosphorus measuring apparatus according to the present invention, the container does not need to have pressure resistance and the heat resistance is also alleviated, so that the cost is lower and the maintainability is higher than in the conventional apparatus based on the autoclave method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automatic total phosphorus measuring apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for measuring total phosphorus according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a sulfuric acid concentration of sample water and a total phosphorus recovery rate in an oxidative decomposition step. Sulfuric acid concentration (normality: N) VS Total phosphorus recovery rate (%)
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the oxidative decomposition time and the total phosphorus recovery rate in the oxidative decomposition step. Oxidation decomposition time (min) VS Total phosphorus recovery rate (%)
[Explanation of symbols]
10: first port valve 11: syringe 12: reserve tank 13: tank for mixed solution of sulfuric acid and coloring agent 14: tank for reducing agent 15: tank for alkali 16: tank for oxidizing agent 17: tank 18 for sulfuric acid 18: stirring pump 19 : Flow path 20: 2nd port valve 21: Offline sample inlet 22: Online sample inlet 23: Span liquid tank 26:
Claims (8)
(2) 酸化分解工程で得られたオルトリン酸を含む試料水にアルカリを添加して中和する中和工程と、
(3) 前記オルトリン酸を含む中和された試料水に、還元剤、硫酸及び発色剤を添加して吸光光度法により前記オルトリン酸を定量する定量工程
とを含むことを特徴とする全リン測定方法。(1) an oxidative decomposition step of adding an oxidizing agent and sulfuric acid to the sample water, and then irradiating ultraviolet rays under heating conditions to oxidatively decompose the phosphorus compound containing condensed phosphoric acid in the sample water to convert it to orthophosphoric acid;
(2) a neutralization step of adding an alkali to the sample water containing orthophosphoric acid obtained in the oxidative decomposition step to neutralize the sample water;
(3) a step of adding a reducing agent, sulfuric acid, and a color former to the neutralized sample water containing orthophosphoric acid, and quantifying the orthophosphoric acid by a spectrophotometric method. Method.
酸化剤及び硫酸が添加された試料水を加熱しながら試料水に紫外線を照射して、試料水中の縮合リン酸を含むリン化合物を酸化分解してオルトリン酸に変化させる酸化分解反応槽と、
酸化分解されたオルトリン酸を含む試料水にアルカリを添加して試料水を中和する手段と、
前記オルトリン酸を含む中和された試料水に、還元剤、硫酸及び発色剤を添加して発色反応させる手段と、
発色させられた試料水の吸光度を測定する測定定量手段とを備えることを特徴とする全リン測定装置。Means for adding an oxidizing agent and sulfuric acid to the sample water;
An oxidative decomposition reaction tank that irradiates the sample water with ultraviolet rays while heating the sample water to which the oxidizing agent and sulfuric acid have been added, and oxidatively decomposes a phosphorus compound containing condensed phosphoric acid in the sample water to convert it into orthophosphoric acid;
Means for neutralizing the sample water by adding an alkali to the sample water containing the oxidatively decomposed orthophosphoric acid,
Means for adding a reducing agent, sulfuric acid and a color former to a neutralized sample water containing orthophosphoric acid to cause a color reaction,
A measuring and quantifying means for measuring the absorbance of the colored sample water;
シリンジと流路で結ばれた第1ポートバルブと、
第1ポートバルブとそれぞれ流路で結ばれた酸化剤用タンク及び硫酸用タンクと、
第1ポートバルブと流路で結ばれたアルカリ用タンクと、
第1ポートバルブとそれぞれ流路で結ばれた還元剤用タンク及び硫酸・発色剤混合溶液用タンクと、
第1ポートバルブと流路で結ばれた第2ポートバルブと、
第2ポートバルブと流路で結ばれた反応槽であって、酸化剤及び硫酸が添加された試料水を加熱するための手段と試料水に紫外線を照射するための紫外線ランプとを備える酸化分解反応槽と、
第2ポートバルブと流路で結ばれた測定セルであって、アルカリ中和後に還元剤、硫酸及び発色剤の添加により発色させられた試料水の吸光度を測定する測定セルとを備えることを特徴とする全リン測定装置。A syringe for adding predetermined various reagents to the sample water,
A first port valve connected to the syringe by a flow path,
An oxidizing agent tank and a sulfuric acid tank connected to the first port valve by respective flow paths;
An alkali tank connected to the first port valve by a flow path;
A tank for the reducing agent and a tank for the mixed solution of sulfuric acid and the coloring agent, each connected to the first port valve by a flow path,
A second port valve connected to the first port valve by a flow path;
Oxidative decomposition, comprising a means for heating a sample water to which an oxidizing agent and sulfuric acid are added and an ultraviolet lamp for irradiating the sample water with ultraviolet light, the reaction tank being connected to a second port valve by a flow path. A reaction tank,
A measurement cell connected to the second port valve by a flow path, wherein the measurement cell measures the absorbance of a sample water colored by adding a reducing agent, sulfuric acid, and a coloring agent after alkali neutralization. Total phosphorus measurement device.
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