JP2005134277A - Method of regulating liquid sample for fluorescent x-ray analysis - Google Patents
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本発明は、河川水などの環境分析に係る液体試料に含まれる分析対象元素(含有成分)を蛍光X線分析するときに使用される、点滴法による蛍光X線分析用液体試料の調整方法に関するものである。 The present invention relates to a method for preparing a liquid sample for X-ray fluorescence analysis by the drip method, which is used when X-ray fluorescence analysis is performed on an analysis target element (containing component) contained in a liquid sample for environmental analysis such as river water. Is.
従来から、液体試料を前処理して含有成分を蛍光X線分析するための技術として、ろ紙に液体試料を滴下して乾燥させることにより含有成分を濃縮し、かつ保持させる点滴法が知られている。 Conventionally, as a technique for fluorescent X-ray analysis of contained components by pretreatment of a liquid sample, a drip method is known in which the contained components are concentrated and retained by dropping the liquid sample onto a filter paper and drying. Yes.
ところで、液体試料に含まれる分析対象元素が揮散しやすいもの、例えば、HCl(塩酸)溶液中の塩素やH2SO4(硫酸)溶液中の硫黄の場合には、ろ紙への点滴後に乾燥させてから蛍光X線強度を測定するときに、前記塩素や硫黄が揮散してしまい、正確な分析が困難なことから、ろ紙に点滴される塩素や硫黄に反応して不揮発性生成物を作る安定化剤をろ紙に点滴させることが知られている(例えば、特許文献1)。
しかし、例えば河川水などの環境分析に係る液体試料に含まれる分析対象元素が、乾燥時に揮散しやすい+イオンの重金属のヒ素(As)などや−イオンのフッ素(F)である場合に、現状では、点滴法による蛍光X線分析用液体試料の安定な調整方法は実現されていない。 However, for example, when the analysis target element contained in a liquid sample related to environmental analysis such as river water is arsenic (As) of a + ion heavy metal that is easily volatilized during drying, or -ion fluorine (F). However, a stable adjustment method of a liquid sample for fluorescent X-ray analysis by the drip method has not been realized.
他方、液体試料が飛散するのを防止するために、試料室内などをHe置換することも知られているが、分析の度にHe置換する必要があり、分析作業が煩雑になる。 On the other hand, in order to prevent the liquid sample from scattering, it is also known to perform He substitution in the sample chamber and the like, but it is necessary to perform He substitution for each analysis, which complicates the analysis work.
本発明は、前記の問題点を解決して、乾燥時に揮散しやすい+イオンの重金属のヒ素などや−イオンのフッ素であっても、点滴法により蛍光X線分析できる蛍光X線分析用液体試料の調整方法を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-mentioned problems, and a liquid sample for fluorescent X-ray analysis that can be analyzed by fluorescent X-ray analysis by the drip method even if it is + ion heavy metal arsenic or -ion fluorine that is easily volatilized during drying. The purpose is to provide an adjustment method.
前記目的を達成するために、本発明の一構成は、液体試料を液体吸収材に点滴し乾燥させて含有成分を蛍光X線分析するための蛍光X線分析用液体試料を調整する方法であって、乾燥時に揮散しやすい+イオンの重金属のヒ素(As)、鉛(Pb)またはクロム(Cr)の溶液である液体試料を前記液体吸収材に点滴すると同時に、硝酸溶液を滴下して、溶液乾燥時に前記+イオンの重金属の揮散を防止するものである。 In order to achieve the above object, one configuration of the present invention is a method of preparing a liquid sample for fluorescent X-ray analysis for instilling a liquid sample onto a liquid absorbent material and drying it to perform X-ray fluorescence analysis of the contained components. In addition, a liquid sample which is a solution of ionic heavy metal arsenic (As), lead (Pb) or chromium (Cr), which is easily volatilized at the time of drying, is dropped on the liquid absorbent, and at the same time, a nitric acid solution is dropped. It prevents volatilization of the heavy metal of the + ions during drying.
この構成によれば、点滴された重金属を含んでいる溶液に対して、強い酸化作用のある濃硝酸を滴下することにより、重金属の+イオンの価数をより大きな価数にすることができる。この反応により、液体吸収材上で乾燥時に揮散しにくい+イオンを生成させる。したがって、点適法では問題であった乾燥時の揮散を防ぎ、蛍光X線により重元素の分析を安定に行うことができる。 According to this configuration, by adding concentrated nitric acid having a strong oxidizing action to a solution containing heavy metal that has been instilled, the valence of + ions of heavy metal can be increased. By this reaction, + ions that are difficult to be volatilized when dried on the liquid absorbent material are generated. Therefore, volatilization at the time of drying, which was a problem in the point application method, can be prevented, and analysis of heavy elements can be performed stably by fluorescent X-rays.
本発明の他の構成は、液体試料を液体吸収材に点滴し乾燥させて含有成分を蛍光X線分析するための蛍光X線分析用液体試料を調整する方法であって、乾燥時に揮散しやすい−イオンのフッ素(F)の溶液である液体試料を前記液体吸収材に点滴すると同時に、水酸化ナトリウム溶液を滴下して、溶液乾燥時に前記−イオンのフッ素の揮散を防止するものである。 Another configuration of the present invention is a method of preparing a liquid sample for X-ray fluorescence analysis for instilling a liquid sample onto a liquid absorbent and drying to analyze the contained components by X-ray fluorescence analysis, and is easy to evaporate during drying. -A liquid sample, which is a solution of ionic fluorine (F), is dropped on the liquid absorbent, and at the same time, a sodium hydroxide solution is dropped to prevent volatilization of the-ion fluorine during solution drying.
この構成によれば、点滴された溶液中のフッ素(F)と水酸化ナトリウム(NaOH)とが化学反応して不揮発性生成物であるNaFをつくるので、フッ素を固定化させてその揮散を防止することができるから、乾燥時に揮散しやすいフッ素を点滴法により蛍光X線分析できる。 According to this configuration, fluorine (F) and sodium hydroxide (NaOH) in the instilled solution are chemically reacted to form a non-volatile product NaF, so that fluorine is fixed to prevent its volatilization. Therefore, X-ray fluorescence analysis can be performed by drip method on fluorine which is easily volatilized during drying.
好ましくは、前記蛍光X線分析用液体試料の調整方法を前記液体吸収材を保持する試料保持具を用いて行うものであって、前記試料保持具は、輪状の台座と、その台座に保持される周辺部およびX線を透過させるための透過部を有する厚さ10μm未満の疎水性フィルムと、その疎水性フィルムの透過部に貼付された厚さ1μm以上100μm以下のシート状の液体吸収材とを備え、その液体吸収材に前記液体試料および溶液が滴下されて乾燥されることにより、前記含有成分を保持してなるものである。 Preferably, the method for preparing the liquid sample for X-ray fluorescence analysis is performed using a sample holder that holds the liquid absorbent, and the sample holder is held on a ring-shaped base and the base. A hydrophobic film having a thickness of less than 10 μm having a peripheral part and a transmission part for transmitting X-rays, and a sheet-like liquid absorbent material having a thickness of 1 μm or more and 100 μm or less attached to the transmission part of the hydrophobic film; The liquid sample and the solution are dropped onto the liquid absorbent material and dried to hold the contained component.
この場合には、1次X線が照射される疎水性フィルムおよび液体吸収材はいずれも十分に薄いので、散乱線を減少させてバックグラウンドを抑制できる一方、疎水性フィルムに貼付された適切な厚さの液体吸収材で、十分な量の液体試料を保持して均一に凝縮できるので、より大きい強度の蛍光X線を均一に発生させることができる。これにより、液体試料中の含有成分が微量であっても検出感度を十分に向上できる。 In this case, since both the hydrophobic film and the liquid absorbent that are irradiated with the primary X-rays are sufficiently thin, the background can be suppressed by reducing the scattered radiation, while the appropriate film attached to the hydrophobic film is used. Since a sufficient amount of liquid sample can be held and condensed uniformly with the liquid absorbent material having a thickness, fluorescent X-rays with higher intensity can be generated uniformly. Thereby, even if the content component in a liquid sample is a trace amount, detection sensitivity can fully be improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る蛍光X線分析用液体試料の調整方法を示す構成図である。この蛍光X線分析用液体試料の調整方法は、河川水の環境分析に係る液体試料1を試料保持具7に設けられた液体吸収材4に点滴し乾燥させて含有成分を蛍光X線分析するために用いられるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a method for preparing a fluorescent X-ray analysis liquid sample according to the first embodiment of the present invention. In this method of preparing a liquid sample for fluorescent X-ray analysis, the
液体試料1は、乾燥時に揮散しやすい3価のヒ素(As3+)のような+イオンをもつ重金属の溶液(例えば、As2O3溶液)である。図1に示すように、この調整方法は、例えば500μlの液体試料1を液体吸収材4に点滴するのと同時に、例えば30μlの硝酸溶液5を滴下する。液体試料1と硝酸溶液5を滴下することにより、液体吸収材4上で混合液体試料10となる。混合液体試料10の硝酸濃度は例えば5〜10wt%である。
The
点滴された混合液体試料10中でヒ素と硝酸とが混合し、硝酸の酸化作用により3価のヒ素(As3+)をより大きな価数の5価のヒ素(As5+)にすることができる。そうすると、液体吸収材4に対してヒ素が安定し固定化するので、点滴後の溶液乾燥時にヒ素の揮散を防止することができる。
Arsenic and nitric acid are mixed in the infused mixed
図3は、本調整方法でなされたヒ素(1ppm含有)の試料について蛍光X線分析したときの定性スペクトルを示すもので、本調整方法によるヒ素溶液と硝酸溶液を同時に滴下した場合が図示αである。図示βはヒ素溶液のみを滴下した場合、図示γは原子吸光用標準溶液であって当初から揮散しないように処理したものを滴下した場合である。図示αの定性スペクトルは図示βの定性スペクトルとほぼ同一であり、ヒ素の揮散が防止されていることがわかる。 FIG. 3 shows a qualitative spectrum when a fluorescent X-ray analysis is performed on a sample of arsenic (containing 1 ppm) made by the present adjustment method, and the case where an arsenic solution and a nitric acid solution are dropped simultaneously by the present adjustment method is shown in FIG. is there. In the figure, β is when only an arsenic solution is dropped, and in the figure, γ is a standard solution for atomic absorption, which is treated so as not to be volatilized from the beginning. The qualitative spectrum of α shown in the figure is almost the same as the qualitative spectrum of β shown in the figure, and it can be seen that volatilization of arsenic is prevented.
このように、ヒ素と硝酸による酸化反応により、ヒ素を安定させ固定化させてその揮散を防止することができるから、乾燥時に揮散しやすいヒ素を点滴法により蛍光X線分析できる。 Thus, the arsenic and nitric acid can be stabilized and immobilized to prevent volatilization of the arsenic, so that arsenic that is easily volatilized during drying can be analyzed by the fluorescent X-ray analysis by the drip method.
この実施形態では、+イオンの重金属としてヒ素(As)を用いているが、鉛(Pb)、クロム(Cr)等であってもよい。 In this embodiment, arsenic (As) is used as the heavy metal of + ions, but lead (Pb), chromium (Cr), or the like may be used.
この調整方法は図1に示す試料保持具7を用いて行われる。この試料保持具7は、疎水性フィルムを安定に保持するための例えばポリエチレン、ポリスチレンなどの樹脂材料からなる輪状の台座2と、その台座2に保持される周辺部3aおよびX線を透過させるための透過部3bを有する厚さ10μm未満の疎水性フィルム3と、その疎水性フィルムの透過部3bに貼付された厚さ1μm以上100μm以下のシート状の液体吸収材4とを備え、その液体吸収材4に液体試料1と硝酸溶液5が滴下されて乾燥されることにより、液体試料1の含有成分Asを濃縮し、保持する。
This adjustment method is performed using the
図2に図1の縦断面図を示すが、ここでは、疎水性フィルム3は、厚さ1.5μmのポリエチレンテレフタレートからなり、直径が台座2の外径とほぼ同径の円形(図示と理解の容易のため、図では小さめに表している)で、周辺部3aが台座2に密着して保持されている。周辺部3aを除いた部分は、X線を透過させるための透過部3bである。図1では、台座2の内周は、疎水性フィルム3の下に隠れるので破線で示しているが、実際には透けて見える。また、ここでは、液体吸収材4は、あぶらとり紙のようにタルクを含有する厚さ数μmの紙からなり、直径1.8cmの円形で、例えばスプレーのり(成分はアクリルゴム(10%)、有機溶剤(54%)およびイソヘキサンガス(36%)で、噴射用高圧ガスはジメチルエーテル)を液体吸収材4の裏に吹き付けて、疎水性フィルム3の中央部に貼付する。貼付に用いる接着剤は、このスプレーのりに限らず、分析の障害とならないものであればよい。
FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of FIG. 1. Here, the
図1のように液体吸収材4に液体試料1と硝酸溶液5を滴下すると、液体吸収材4の下および周囲には、疎水性フィルム3があるので、液体試料1と硝酸溶液5が混合された混合液体試料10は、液体吸収材4から下方や周囲に染み出すことがなく、かつ表面張力を利用して200μl以上600μl程度まで滴下することができる。そして、液体試料1と硝酸溶液5を滴下した試料保持具7を乾燥させることにより、液体試料1の含有成分Asを液体吸収材4に吸着させて保持させる。この状態の試料保持具7を、従来のろ紙と同様に試料ホルダ(従来用いられているAl またはTi 製の中空カップで、下地からの散乱線の影響がないもの)に装着し、液体吸収材4の部位に1次X線を照射して蛍光X線分析を行う。
When the
このように、この試料保持具7を用いることにより、1次X線が照射される疎水性フィルム3および液体吸収材4がいずれも十分に薄いので、散乱線を減少させてバックグラウンドを抑制できる。一方、疎水性フィルム3に貼付された適切な厚さの液体吸収材4で、十分な量の液体試料1を保持して均一に凝縮できるので、より大きい強度の蛍光X線を均一に発生させることができる。したがって、液体試料1中の含有成分Asが微量であっても検出感度を十分に向上できる。
Thus, by using this
なお、液体吸収材4は、疎水性フィルム3に貼り付けられることにより常に一定のテンションがかかっているので、例えば含有成分がきわめて微量である場合に、滴下、乾燥を繰り返して含有成分を多く凝縮させても、均一かつ安定に保持できる。また、従来の小面積の蒸着膜では、結晶化などにより十分均一に含有成分を凝縮させることは容易でないが、この試料保持具7では、適切な厚さ、面積のシート状の液体吸収材4により、含有成分を十分均一に凝縮させることができるので、後述するフッ素(F)のような軽元素についても十分安定した定量分析が可能である。
In addition, since the liquid absorbent 4 is always applied with a certain tension by being attached to the
次に、第2実施形態に係る蛍光X線分析用液体試料の調整方法について説明する。この蛍光X線分析用液体試料を調整する方法は、第1実施形態と異なり、乾燥時に揮散しやすい−イオンのフッ素(F)の溶液(例えば、HF溶液等)である液体試料の例えば500μlを液体吸収材4に点滴するのと同時に、例えば30μlの1wt%の水酸化ナトリウム(NaOH)溶液を滴下して、溶液乾燥時に前記−イオンのフッ素の揮散を防止する。その他の構成は第1実施形態と同様である。 Next, a method for preparing a liquid sample for fluorescent X-ray analysis according to the second embodiment will be described. Unlike the first embodiment, this method of preparing a liquid sample for X-ray fluorescence analysis is easy to evaporate at the time of drying-for example, 500 μl of a liquid sample that is a solution of ionic fluorine (F) (for example, HF solution). At the same time that the liquid absorbent material 4 is instilled, for example, 30 μl of a 1 wt% sodium hydroxide (NaOH) solution is dropped to prevent volatilization of the − ion fluorine during solution drying. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
点滴された溶液中のフッ素(F)と水酸化ナトリウム(NaOH)とは、NaOH+HF→NaF+H2Oのように化学反応して、不揮発性生成物であるNaFをつくり、液体吸収材4上に沈殿する。この際、水酸化ナトリウムをやや過多に入れることにより反応がより促進する。その後、乾燥されて蛍光X線分析用の試料となる。 Fluorine (F) and sodium hydroxide (NaOH) in the instilled solution chemically react like NaOH + HF → NaF + H 2 O to produce non-volatile product NaF, which is precipitated on the liquid absorbent 4 To do. At this time, the reaction is further promoted by adding a little excess of sodium hydroxide. Thereafter, it is dried to become a sample for fluorescent X-ray analysis.
図4は、本調整方法でなされたフッ素の試料についてフッ素0〜100ppm含有における定性スペクトルの各ピークをプロットしたときの検量線を示す。図4のように、定量分析に十分に使用できる検量線を作成できたことから、フッ素の揮散が防止されていることがわかる。 FIG. 4 shows a calibration curve when plotting each peak of the qualitative spectrum at a fluorine content of 0 to 100 ppm for a fluorine sample made by this adjustment method. As shown in FIG. 4, since a calibration curve that can be used sufficiently for quantitative analysis was created, it can be seen that volatilization of fluorine was prevented.
このように、フッ素と水酸化ナトリウムとの化学反応により、フッ素を安定させ固定化させてその揮散を防止することができるから、乾燥時に揮散しやすいフッ素を点滴法により蛍光X線分析できる。 Thus, the chemical reaction between fluorine and sodium hydroxide can stabilize and immobilize the fluorine to prevent its volatilization, so that fluorine that tends to volatilize during drying can be analyzed by fluorescent X-ray analysis by the drip method.
1:液体試料
4:液体吸収材
5:硝酸溶液
7:試料保持具
1: Liquid sample 4: Liquid absorbent material 5: Nitric acid solution 7: Sample holder
Claims (3)
乾燥時に揮散しやすい+イオンの重金属のヒ素(As)、鉛(Pb)またはクロム(Cr)の溶液である液体試料を前記液体吸収材に点滴すると同時に、硝酸溶液を滴下して、溶液乾燥時に前記+イオンの重金属の揮散を防止する蛍光X線分析用液体試料の調整方法。 A method of preparing a liquid sample for fluorescent X-ray analysis for instilling a liquid sample onto a liquid absorbent and drying to analyze the contained components by fluorescent X-ray analysis,
A liquid sample, which is a ionic arsenic (As), lead (Pb) or chromium (Cr) solution that easily evaporates during drying, is instilled into the liquid absorbent, and at the same time, a nitric acid solution is added dropwise. A method for preparing a liquid sample for X-ray fluorescence analysis which prevents volatilization of the heavy metal of the + ion.
乾燥時に揮散しやすい−イオンのフッ素(F)の溶液である液体試料を前記液体吸収材に点滴すると同時に、水酸化ナトリウム溶液を滴下して、溶液乾燥時に前記−イオンのフッ素の揮散を防止する蛍光X線分析用液体試料の調整方法。 A method of preparing a liquid sample for fluorescent X-ray analysis for instilling a liquid sample onto a liquid absorbent and drying to analyze the contained components by fluorescent X-ray analysis,
Easy to volatilize during drying-Drop a liquid sample, which is a solution of ionic fluorine (F), onto the liquid absorbent and simultaneously drop a sodium hydroxide solution to prevent volatilization of the-ion fluorine during solution drying. A method for preparing a liquid sample for fluorescent X-ray analysis.
前記試料保持具は、輪状の台座と、その台座に保持される周辺部およびX線を透過させるための透過部を有する厚さ10μm未満の疎水性フィルムと、その疎水性フィルムの透過部に貼付された厚さ1μm以上100μm以下のシート状の液体吸収材とを備え、その液体吸収材に前記液体試料および溶液が滴下されて乾燥されることにより、前記含有成分を保持してなるものである蛍光X線分析用液体試料の調整方法。
The method for preparing a liquid sample for fluorescent X-ray analysis according to claim 1 or 2 is performed using a sample holder that holds the liquid absorbent,
The sample holder is attached to a ring-shaped pedestal, a peripheral part held by the pedestal, a hydrophobic film having a thickness of less than 10 μm having a transmission part for transmitting X-rays, and a transmission part of the hydrophobic film. And a liquid absorbent material in the form of a sheet having a thickness of 1 μm or more and 100 μm or less, and the liquid sample and the solution are dropped onto the liquid absorbent material and dried to hold the contained components. A method for preparing a liquid sample for fluorescent X-ray analysis.
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