JP2005181161A

JP2005181161A - 全窒素測定方法

Info

Publication number: JP2005181161A
Application number: JP2003423972A
Authority: JP
Inventors: Akane Nakanishi; 亜加音中西; Kazuhiro Miya; 一普宮
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】試料中の溶解性窒素成分と固形性窒素成分との両方を測定でき、かつ簡便で、迅速な測定が可能な全窒素測定方法を提供する。
【解決手段】試料に過酸化水素またはオゾンを添加する工程（Ｓ２）、試料にアルカリ性ペルオキソニ硫酸カリウムを添加する工程（Ｓ３）、試料を加熱し、窒素化合物を分解する工程（Ｓ４）、塩酸によりｐＨを調整する工程（Ｓ５）、及び試料に紫外線を照射して所定波長（２２０ｎｍ）の吸光度を測定する工程（Ｓ５）を施すことにより、全窒素量を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は試料中に含まれる全窒素量を測定する全窒素測定方法に関するものである。

従来の全窒素測定方法としては、紫外線を用いて全窒素量を測定する紫外線吸光光度法（例えば、非特許文献１及び特許文献１参照。）や、硫酸を用いて全窒素量を測定するケルダール法があった（例えば、非特許文献２参照。）。上記紫外線吸光光度法は、試料にアルカリ性ペルオキソ二硫酸カリウムを加えて加熱し、試料中に含まれる窒素化合物を硝酸イオン（ＮＯ₃ ^-）に変換させると共に、有機物を分解し、その後、この試料のｐＨを調整して、紫外線を照射し、基本測定波長（２２０ｎｍ）における吸光度を測定し、その測定結果に基づいて試料中の全窒素量を測定している。また、上記ケルダール法は、試料に濃硫酸および分解促進剤を加えて強熱・分解し、試料に含まれる窒素化合物を硫酸アンモニウムに変換し、逆滴定により全窒素量を測定している。

特許第３２２７３３２号広報（第２頁、図１）「ＪＩＳハンドブック環境測定２（水質）」（日本規格協会２００１年版Ｋ０１０２Ｐ．４６５〜４６７頁）「上水試験方法」（日本水道協会１９７８年版Ｐ．２７５頁）

上記紫外線吸光光度法は特定の波長領域における吸光度を測定することにより、試料中の溶解性窒素成分を効率よく、高精度に測定することは可能であるが、汚泥などのような固形性窒素成分を測定することができないという問題点があった。汚泥等の固形性窒素成分を測定する方法としては、一般に、前述のケルダール法が用いられており、該ケルダール法は良好な測定精度が得られる。しかしながら、ケルダール法は、硫酸処理後、長時間煮沸処理を行なわねばならないといった問題があった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、試料中の溶解性窒素成分と固形性窒素成分との両方を精度よく測定でき、かつ簡便で、迅速な測定が可能な全窒素測定方法を提供することを目的としている。

この発明に係る全窒素測定方法は、試料に過酸化水素またはオゾンを添加した後、アルカリ性ペルオキソニ硫酸カリウムを添加し、加熱した後、上記試料に紫外線を照射して所定波長の吸光度を測定し、全窒素量を測定するものである。

この発明は、紫外線吸光光度法の前処理として、過酸化水素処理工程またはオゾン処理工程を付け加えたので、溶解性窒素成分と固形性窒素成分とを同時に測定することが可能となる。また、上記過酸化水素処理工程またはオゾン処理工程は、後段工程の紫外線吸光光度法におけるアルカリ性処理工程を阻害することがないので、簡便、かつ迅速に全窒素量の測定が可能となる。

実施の形態１．
紫外線吸光光度法は、前述のように試料中の溶解性窒素成分を効率よく、高精度に測定することは可能であるが、汚泥などのような固形性窒素成分を測定することができないという問題があった。そこで、上記固形性窒素成分を高精度に測定することが可能なケルダール法と上記紫外線吸光光度法とを組み合わせ、前処理としてケルダール法により試料中の固形性窒素成分を溶解させておき、後処理で紫外線吸光光度法により、試料中の溶解性窒素成分と固形性窒素成分との両方を同時に測定する方法が考えられる。しかしながら、上記ケルダール法は硫酸等を用い、酸性の基で行われる方法であるのに対し、紫外線吸光光度法はアルカリ性ペルオキソニ硫酸カリウムを加えて加熱分解処理を行う方法であるため、紫外線吸光光度法の前処理としてケルダール法を適用すると、ケルダール法において用いる酸が紫外線吸光光度法における分解反応を阻害して精度の良い測定ができなくなるという問題がある。また、ケルダール法においては銅などの酸化促進剤を用いており、紫外線吸光光度法の前処理としてケルダール法を適用すると、上記酸化促進剤が紫外線吸光光度法における反応を阻害して精度の良い測定ができなくなるという問題がある。さらに、上記ケルダール法は、前述のように硫酸処理後、長時間煮沸処理を行なわねばならず、前処理としても能率の悪い方法であるといった問題があった。
本発明による全窒素測定方法は、紫外線吸光光度法の前処理として、過酸化水素処理またはオゾン処理を行うものであり、このような測定方法により、溶解性窒素成分と固形性窒素成分とを同時に、かつ高精度に測定できるようになる。
図１は本発明の実施の形態１による全窒素測定方法を示すフローチャートである。なお、本実施の形態においては、固形性試料を用いて全窒素の測定を行った。ステップＳ１において、試料を準備し、ステップＳ２にて固形性試料に過酸化水素水溶液を添加して固形性窒素成分を分解する。約１０分間静置後、ステップＳ３にてアルカリ性ペルオキソニ硫酸カリウム溶液を加え、ステップＳ４にて、例えばオートクレーブ内にて、約１２０℃で３０分間、加熱することにより、分解して溶液中に溶解した窒素化合物を硝酸イオン（ＮＯ₃ ^-）に変換する。その後ステップＳ５にて塩酸を加えて、ｐＨをｐＨ２〜３にした後、ステップＳ６にて、ＮＯ₃ ^-の基本測定波長（２２０ｎｍ）における吸光度を測定し、測定された吸光度より全窒素量を定量する。

また、図２は本発明の実施の形態１による他の全窒素測定方法を示すフローチャートである。図２に示す測定方法においては、固形性試料に過酸化水素水溶液を添加し、約１０分間静置後、アルカリ性ペルオキソニ硫酸カリウムを加え（ステップＳ１〜３）、ステップＳ７にて、６０℃に加熱し、紫外線を照射することにより、溶液中に溶解した窒素化合物を硝酸イオン（ＮＯ₃ ^-）に変換する。ステップＳ８にて、ＮＯ₃ ^-の基本測定波長（２２０ｎｍ）の吸光度Ｙと４００〜６００ｎｍの間の波長（第２測定波長）における吸光度Ｚとを測定し、
Ｘ＝Ｙ−ａＺ
（ａは試料の種類の如何によらず、設定した第２測定波長に対して常に一定に定まる係数）
なる演算式に基づいて、全窒素量Ｘを定量する。

上記各方法により、紫外線吸光光度法ではＮＯ₃ ^-まで充分に分解されない有機物等の固形性窒素成分が、過酸化水素水によりＮＯ₃ ^-まで充分に分解され、また、基本測定波長２２０ｎｍの紫外領域に吸収スペクトルを持ち測定誤差の原因となっていた有機物等の固形性窒素成分が、過酸化水素水により溶解または分解されるので、溶解された硝酸イオン（ＮＯ₃ ^-）を測定することにより、全窒素長を正確に測定することが可能となる。また、上記各方法を用いた場合、いずれも１時間程度で測定可能であるため、迅速に測定することができる。

なお、図１、２に示す各測定方法において、ステップ２における処理は過酸化水素による処理の替りにオゾンによる処理であってもよい。

図３は図１に示す本実施の形態１による全窒素測定方法を実施するための全窒素測定装置を示す構成図である。図１において、高圧蒸気滅菌器２は滅菌器２を加熱する加熱手段（図示を省略）を備えると共に、サンプル投入部１および薬品投入部３が設けられている。また、高圧蒸気滅菌器２には移動管６が設置され、移動管６上に設置されたポンプ４により高圧蒸気滅菌器２内の溶液を石英セル７に移動できるようにしている。また、移動管６にはろ過膜５がついており、ろ過された溶液が石英セル７に移動する。石英セル７の周囲には紫外線発生器８と検出器１０とが配置されている。紫外線発生器８からは分光された波長２２０ｎｍの紫外線９が出射し、上記紫外線９が石英セル内７を通過後、検出器１０に入射するように配置されている。また、石英セル７には廃液通路１２が設けられ、廃液通路１２に設けられたポンプ１１により石英セル７内の溶液（廃液）が排出される。

次に動作を説明する。サンプル投入部１から高圧蒸気滅菌器２に固形性試料を添加し、薬品投入部３から過酸化水素水溶液（またはオゾン）を添加する。その状態で１０分間静置後、ペルオキソニ硫酸カリウムのアルカリ水溶液を薬品投入部３から添加する。その後、高圧蒸気滅菌器２内を加熱手段により１２０℃にして３０分間加熱し、試料を加熱分解する。その後、さらに薬品投入部３から塩酸を加えて、ｐＨをｐＨ２〜３にし、ポンプ４により高圧蒸気滅菌器２内の溶液を石英セル７に移動させる。その際、移動管６にはろ過膜５がついており、溶液はろ過される。紫外線発生器８から発生した紫外線９が石英セル７に照射され、上記紫外線９は石英セル７内に移動したろ過液を通過後、検出器１０に入射する。波長２２０ｎｍの紫外線９の吸光度を検出器１０で検出し、全窒素量を定量する。定量後は、ポンプ１１により廃液通路１２から廃液が除去される。

図４は図１に示す本実施の形態１による全窒素測定方法を実施するための他の全窒素測定装置を示す構成図である。この装置は、同時多サンプル測定装置であり、偶数（図４では２つ）の石英セル窓付き高圧蒸気滅菌器２０を遠心分離機１３に取り付けており、各滅菌器２０に試料および薬品を入れ、測定できる構造になっている。
図４において、遠心分離機１３に取り付けられた２つの石英セル窓付き高圧蒸気滅菌器２０は滅菌器２０を加熱する加熱手段（図示を省略）を備えると共に、それぞれサンプル投入部１および薬品投入部３が設けられている。また、遠心分離機１３の所定個所には紫外線発生器８と検出器１０が設けられている。紫外線発生器８からは分光された波長２２０ｎｍの紫外線９が出射し、上記紫外線９が高圧蒸気滅菌器２０に取り付けられた石英セル窓２０ａを通過後、検出器１０に入射するように設置されている。

次に動作を説明する。サンプル投入部１から石英セル窓付き高圧蒸気滅菌器２０に固形性試料を添加し、薬品投入部３から過酸化水素水溶液（またはオゾン）を添加する。その状態で１０分間静置後、ペルオキソニ硫酸カリウムのアルカリ水溶液を薬品投入部３から添加し、上記高圧蒸気滅菌器２０内を加熱手段により１２０℃にして３０分間加熱し、試料を加熱分解する。その後、薬品投入部３から塩酸を加えて、ｐＨをｐＨ２〜３にした後、高圧蒸気滅菌器２０を回転させ、遠心分離を行い、残留固形物成分を沈殿させる。その後、各高圧蒸気滅菌器２０を順に紫外線発生器８の設置位置に移動して、紫外線発生器８から発生した紫外線９を高圧蒸気滅菌器２０に取り付けられた石英セル窓２０ａに照射する。上記紫外線９は上記石英セル窓２０ａを通り、上澄み液を通過後、検出器１０に入射する。波長２２０ｎｍの紫外線９の吸光度を検出器１０で検出し、各高圧蒸気滅菌器２０内に投入された試料の全窒素量をそれぞれ定量する。

図５は図２に示す本実施の形態１による全窒素測定方法を実施するための全窒素測定装置を示す構成図である。図５において、加熱容器２１は容器２１を加熱する加熱手段（図示を省略）を備えると共に、サンプル投入部１および薬品投入部３が設けられている。また、加熱容器２１の外側には紫外線発生器８１が設けられ、紫外線発生器８１から発生した紫外線９１は加熱容器２１を透過して、容器内の試料を照射するように配置されている。なお、加熱容器２１は、図３、図４に示した滅菌器２、２０のように加圧容器や石英セル窓付き容器でなくてもよく、ガラス等で構成されたものでよい。また、上記紫外線発生器８１としては、例えば中圧Ｚｎ−Ｃｄ−Ｈｇランプ（７５Ｗ）、高圧水銀アークランプ（３８０〜１２００Ｗ）、水銀ランプ（５５０Ｗ）等を用いると良い。また、加熱容器２１には移動管６が設置され、移動管６上に設置されたポンプ４により加熱容器２１内の溶液を石英セル７に移動できるようにしている。また、移動管６にはろ過膜５がついており、ろ過された溶液が石英セル７に移動する。石英セル７の周囲には紫外線・可視光発生器８０と検出器１００とが配置されている。紫外線・可視光発生器８０からは波長２２０ｎｍの紫外線と波長４００〜６００ｎｍの間のいずれかの波長の可視光とからなる光９０が分光されて出射し、上記紫外線・可視光発生器８０から発生した光（紫外線・可視光）９０が石英セル内７を通過後、検出器１００に入射するように配置されている。また、石英セル７には廃液通路１２が設けられ、廃液通路１２に設けられたポンプ１１により石英セル７内の溶液（廃液）が排出される。

次に動作を説明する。サンプル投入部１から加熱容器２１に固形性試料を添加し、薬品投入部３から過酸化水素水溶液（またはオゾン）を添加する。その状態で１０分間静置後、ペルオキソニ硫酸カリウムのアルカリ水溶液を薬品投入部３から添加する。その後、加熱手段により加熱容器２１内を６０℃に加熱すると共に、紫外線発生器８１からの紫外線９１を試料に照射することにより、試料を加熱分解する。その後、さらに薬品投入部３から塩酸を加えて、ｐＨをｐＨ２〜３にし、ポンプ４により加熱容器２１内の溶液を石英セル７に移動させる。その際、移動管６にはろ過膜５がついており、溶液はろ過される。紫外線・可視光発生器８０から発生した光９０が石英セル７に照射され、上記光９０は石英セル７内に移動したろ過液を通過後、検出器１００に入射する。検出器１００では波長２２０ｎｍの紫外線の吸光度、および波長４００〜６００ｎｍの間の所定の波長の吸光度を検出し、各吸光度より全窒素量を定量する。定量後は、ポンプ１１により廃液通路１２から廃液が除去される。

図３、４、５に示す測定装置は、ペルオキソニ硫酸カリウムのアルカリ水溶液を投入する薬品投入部３から過酸化水素またはオゾンを投入するようにしており、今までの紫外線吸光光度法による測定装置の薬品投入部を過酸化水素投入部またはオゾン投入部として利用できるので、容易に過酸化水素処理またはオゾン処理による前段処理ができるようになる。

実施例１．
汚泥１ｍｇに対し、３０％過酸化水素水を０．１２５ｍｌ／ｍｇ添加し（過酸化水素添加量としては０．０３７５ｍｌ／ｍｇ）、さらにイオン交換水で５０ｍｌに調整して、約１０分間静置する。この汚泥混合液を加圧分解容器にとり、水酸化ナトリウム・ペルオキソニ硫酸カリウム溶液１０ｍｌを加え、直ちに密栓し混合する。なお、上記水酸化ナトリウム・ペルオキソニ硫酸カリウム溶液は、蒸留水５００ｍｌに水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）２０ｇを溶かした後、ペルオキソニ硫酸カリウム（Ｋ₂Ｓ₂Ｏ₈）１５ｇを溶かしたものである。汚泥を含まず、イオン交換水のみのものに対しても同様に、加圧分解容器にとり、上記水酸化ナトリウム・ペルオキソニ硫酸カリウム溶液１０ｍｌを加え、空試験用試料とする（空試験では、汚泥を含まない空試験用試料の２２０ｎｍでの吸光度を測定する。汚泥を含んだ試料の実験結果から空試験により得た結果を引いたものが、正しい測定値となる。）。上記加圧分解容器をオートクレーブに入れて加熱し、約１２０℃に達してから３０分間加熱し、その後取り出して放冷する。得られた溶液の上澄み液２５ｍｌを三角フラスコ（５０ｍｌ）に分取し、溶液に適したｐＨ調整液（水酸化物の沈殿を生じない場合には塩酸（１＋１６）を用いる。）５ｍｌを加えてｐＨ２〜３に調整する。この調整した溶液の一部を吸収セル（１０ｍｍまたは５０ｍｍ）に移し、波長２２０ｎｍにおける吸光度を測定する。測定した吸光度と、下記のようにして予め作成した検量線とを比較して硝酸性窒素濃度を測定することにより、全窒素量を測定する。上記検量線は、硝酸態窒素４ｍｇ／ｌ溶液を、１００ｍｌメスフラスコに、それぞれ１ｍｌ、５ｍｌ、１０ｍｌ、２０ｍｌ、５０ｍｌ、正確に取り、水を満たして、それぞれが１００ｍｌになるようにし、そのうちの２５ｍｌを三角フラスコに分取し、ｐＨ調整のために塩酸（１＋５００）５ｍｌを加えたものを吸収セル（１０ｍｍまたは５０ｍｍ）に移し、波長２２０ｎｍにおける吸光度を測定することにより、作成した。

実施例２．
汚泥１ｍｇに対し、３０％過酸化水素水を０．２５ｍｌ／ｍｇ添加し（過酸化水素添加量としては０．０７５ｍｌ／ｍｇ）、さらにイオン交換水で５０ｍｌに調整して、約１０分間静置する。この汚泥混合液を加圧分解容器にとり、以下、実施例１と同様の工程を施して、波長２２０ｎｍにおける吸光度を測定し、測定した吸光度と、予め作成した検量線とを比較して硝酸性窒素濃度を測定することにより、全窒素量を測定する。

実施例３．
汚泥１ｍｇに対し、４０ｍｌ程度のイオン交換水を加え、攪拌後、オゾン１ｍｇを加え、全量を５０ｍｌに調整する。この汚泥混合液を加圧分解容器にとり、以下、実施例１と同様の工程を施して、波長２２０ｎｍにおける吸光度を測定し、測定した吸光度と、予め作成した検量線とを比較して硝酸性窒素濃度を測定することにより、全窒素量を測定する。

実施例４．
汚泥１ｍｇに対し、４０ｍｌ程度のイオン交換水を加え、攪拌後、オゾン５ｍｇを加え、全量を５０ｍｌに調整する。この汚泥混合液を加圧分解容器にとり、以下、実施例１と同様の工程を施して、波長２２０ｎｍにおける吸光度を測定し、測定した吸光度と、予め作成した検量線とを比較して硝酸性窒素濃度を測定することにより、全窒素量を測定する。

比較例１．
汚泥０．１ｇと、硫酸カリウムと硫酸銅とからなる分解促進剤（ＣｕＳＯ₄：ＫＳＯ₄＝１：９）３ｇとを、２００ｍｌのケルダールフラスコに入れ、濃硫酸１０ｍｌをフラスコ側面に付着した試料を流し込むようにしながら加え、試料全体によく行き渡らせる。上記ケンダールフラスコをドラフトチャンバー内でバーナによって直火で加熱する。その際最初は弱火で加熱し、次に強熱する。溶液の色は分解が進むに従って、帯黄色から帯緑色になる。その後、さらに３０分〜１時間加熱した後、放冷する。冷却後、蒸留水３０〜５０ｍｌを徐々に加えて、内容物を溶解し再度放冷する。その後、硫酸中に溶液中のアンモニアを蒸留し、蒸留した溶液を水酸化ナトリウムで逆摘定により、アンモニア性窒素量を測定する。上記アンモニア性窒素量に基づいて全窒素量を得る。なお、汚泥を入れない試料に対する空試験も行い、汚泥を入れた試料の滴定量から空試験の滴定量を引き、正確な窒素量を測定する。

比較例２．
汚泥１ｍｇをイオン交換水で５０ｍｌに懸濁させた汚泥混合液を加圧分解容器にとり、水酸化ナトリウム・ペルオキソニ硫酸カリウム溶液１０ｍｌを加え、直ちに密栓し混合する。汚泥を含まず、イオン交換水のみのものに対しても同様に、加圧分解容器にとり、上記水酸化ナトリウム・ペルオキソニ硫酸カリウム溶液１０ｍｌを加え、空試験用試料とする（空試験では、汚泥を含まない空試験用試料の２２０ｎｍでの吸光度を測定する。汚泥を含んだ試料の実験結果から空試験により得た結果を引いたものが、正しい測定値となる。）。上記加圧分解容器をオートクレーブに入れて加熱し、約１２０℃に達してから３０分間加熱し、その後取り出して放冷する。得られた溶液の上澄み液２５ｍｌを三角フラスコ（５０ｍｌ）に分取し、溶液に適したｐＨ調整液（水酸化物の沈殿を生じない場合には塩酸（１＋１６）を用いる。）５ｍｌを加えてｐＨ２〜３に調整する。この調整した溶液の一部を吸収セル（１０ｍｍまたは５０ｍｍ）に移し、波長２２０ｎｍにおける吸光度を測定する。測定した吸光度と、予め作成した検量線とを比較して硝酸性窒素濃度を測定することにより、全窒素量を測定する。なお、上記水酸化ナトリウム・ペルオキソニ硫酸カリウム溶液、上記ｐＨ調整液、および上記検量線は、上記実施例で用いたものと同じものである。

比較例３．
汚泥１０ｍｇと、硫酸カリウムと硫酸銅とからなる分解促進剤（ＣｕＳＯ₄：ＫＳＯ₄＝１：９）０．３ｇとを、２００ｍｌのケルダールフラスコに入れ、濃硫酸１０ｍｌをフラスコ側面に付着した試料を流し込むようにしながら加え、試料全体によく行き渡らせる。上記ケンダールフラスコをドラフトチャンバー内でバーナによって直火で加熱する。その際最初は弱火で加熱し、次に強熱する。溶液の色は分解が進むに従って、帯黄色から帯緑色になる。その後、さらに３０分〜１時間加熱した後、放冷する。得られた溶液の上澄み液２５ｍｌを１００倍に希釈し、希釈した溶液５０ｍｌに水酸化ナトリウム・ペルオキソニ硫酸カリウム溶液１０ｍｌを加え、直ちに密栓し混合する。上記加圧分解容器をオートクレーブに入れて加熱し、約１２０℃に達してから３０分間加熱し、その後取り出して放冷する。その後、２５ｍｌを三角フラスコ（５０ｍｌ）に分取し、溶液に適したｐＨ調整液５ｍｌを加えてｐＨ２〜３に調整する。この調整した溶液の一部を吸収セル（１０ｍｍまたは５０ｍｍ）に移し、波長２２０ｎｍにおける吸光度を測定する。測定した吸光度と、予め作成した検量線とを比較して硝酸性窒素濃度を測定することにより、全窒素量を測定する。なお、上記水酸化ナトリウム・ペルオキソニ硫酸カリウム溶液、上記検量線は、上記ｐＨ調節液、上記実施例で用いたものと同じものである。なお、汚泥を入れない試料で空試験を行い、汚泥を入れた試料の滴定量から空試験の滴定量を引き、正確な窒素量を測定する。

表１に、紫外線吸光光度法の前処理として過酸化水素処理を行った場合の全窒素量の測定値（実施例１、２）と、紫外線吸光光度法の前処理としてオゾン処理を行った場合の全窒素量の測定値（実施例３、４）と、ケルダール法により測定された全窒素量（比較例１）と、前処理を行わず、紫外線吸光光度法のみにより測定された全窒素量（比較例２）と、紫外線吸光光度法の前処理としてケルダール処理を行った場合の全窒素量の測定値（比較例３）とを示す。表１における全窒素測定量は汚泥１ｇに対する窒素量（ｍｇ）であり、測定試料は凍結乾燥試料を用いた。また、表１には各全窒素測定方法による測定時間を合わせて示す。

表１において、ケルダール法による測定結果（比較例１）と、紫外線吸光光度法の前処理として過酸化水素処理を行った場合の測定結果（実施例１、２）、および紫外線吸光光度法の前処理としてオゾン処理を行った場合の測定結果（実施例３，４）とは、同程度の測定値を示しており、紫外線吸光光度法では分解されない固形性窒素成分を精度良く測定することが可能なことがわかる。なお、前処理なしによる紫外線吸光光度法の測定結果（比較例２）が高くなる理由は、紫外線吸光光度法では分解しきれていない有機物等の固形性窒素成分の吸光スペクトルが２２０ｎｍにあるためである。また、前処理としてケルダール処理をした紫外線吸光光度法の測定結果（比較例３）が著しく高くなる理由は、酸およびＣｕ²⁺などの促進酸化剤による阻害があるためである。
また、表１において、各全窒素測定方法による測定時間は、ケルダール法による測定時間が６時間であるのに対して、紫外線吸光光度法の前処理として過酸化水素処理を行った場合、および紫外線吸光光度法の前処理としてオゾン処理を行った場合の測定時間は１時間であり、本実施の形態のものは、迅速に、かつ高精度に窒素測定が可能になることがわかる。

以上のように、本実施の形態による全窒素測定方法では、紫外線吸光光度法に、過酸化水素処理工程またはオゾン処理工程を前段工程として付け加えたので、固形性全窒素成分も高精度に測定可能になり、また迅速に固形性窒素成分が測定でき、溶解性および固形性窒素成分を同時に測定できる、といった従来にない顕著な効果を奏する。また、前段工程で用いた過酸化水素またはオゾンは酸化物質であるとともに、硫酸などとは異なり、自己分解型物質であるため、紫外線吸光光度法自体を阻害しないので、簡便、かつ速やかに測定できる。

表１において、紫外線吸光光度法の前処理として過酸化水素処理を行った場合（実施例１、２）、過酸化水素の添加量によって多少の測定値のばらつきがあることがわかる。また、紫外線吸光光度法の前処理としてオゾン処理を行った場合（実施例３，４）においても、オゾンの添加量によって多少の測定値のばらつきがあることがわかる。使用する過酸化水素添加量の最適値を実験により求めた。測定方法は、実施例１、２と同様の方法により行い、過酸化水素添加量を変化させて行った。試料としては凍結乾燥汚泥を用いた。結果を表２に示す。なお、表２において、過酸化水素量は汚泥１ｍｇに対する量である。

表２において、汚泥１ｍｇに対し、過酸化水素添加量が０．０７５ｍｌ／ｍｇの時（実施例２）、ケンダール法で測定した結果と一致しており、上記添加量が最も好ましいが、測定器の検出感度より一割程度の誤差を考慮すると、過酸化水素添加量は０．０３７５ｍｌ／ｍｇ以上がよい。また、有機物を迅速に溶解・分解するために過酸化水素は多いほうが良いが、自己酸化分解により紫外線吸光光度法に与える影響が出来るだけ少なくなるよう、添加する量は多すぎないほうがよい。

オゾンの最適注入濃度についても、実施例３、４と同様の方法によりオゾン添加量を変化させて実験を行った。その結果、汚泥１ｍｇに対し、１．０ｍｇ／ｍｇ以上の添加量が望ましいことがわかった。

本発明の実施の形態１による全窒素測定方法を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１による他の全窒素測定方法を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１による全窒素測定方法を実施するための全窒素測定装置を示す構成図である。本発明の実施の形態１による全窒素測定方法を実施するための他の全窒素測定装置を示す構成図である。本発明の実施の形態１による全窒素測定方法を実施するための他の全窒素測定装置を示す構成図である。

符号の説明

１サンプル投入部、２高圧蒸気滅菌器、３薬品投入部、４，１１ポンプ、５ろ過膜、６移動管、７石英セル、８，８１紫外線発生器、９，９１紫外線、１０，１００検出器、１２廃液通路、１３遠心分離機、２０石英セル窓付き高圧蒸気滅菌器、２０ａ石英セル窓、２１加熱容器、８０紫外線・可視光発生器、９０光（紫外線・可視光）。

Claims

試料に過酸化水素またはオゾンを添加した後、アルカリ性ペルオキソニ硫酸カリウムを添加し、加熱した後、上記試料に紫外線を照射して所定波長の吸光度を測定し、全窒素量を測定したことを特徴とする全窒素測定方法。
汚泥中の全窒素量を測定するに際して、汚泥１ｍｇに対し、過酸化水素を０．０３７５ｍｌ／ｍｇ以上添加したことを特徴とする請求項１記載の全窒素測定方法。
汚泥中の全窒素量を測定するに際して、汚泥１ｍｇに対し、オゾンを１．０ｍｇ／ｍｇ以上添加したことを特徴とする請求項１記載の全窒素測定方法。