JP2005274564A - 発色試薬および濃度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保存性が高く、特に残留塩素濃度の測定に適する発色試薬および該発色試薬を用いた濃度測定方法を提供する。
【解決手段】Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチル−p−フェニレンジアミンやＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−p−フェニレンジアミンを含有する発色試薬であって、この発色試薬を検水に添加し、検水の発色強度を基に例えば残留塩素の濃度を測定する。
【効果】保存性が高く、常温でも長期間劣化なく保存でき、特に残留塩素濃度の測定に適する。
【選択図】図８

Description

本発明は、発色試薬および濃度測定方法に関し、さらに詳しくは、保存性が高く、特に残留塩素濃度の測定に適する発色試薬および濃度測定方法に関する。

従来、残留塩素、溶存二酸化塩素、溶存オゾン等の酸化剤の濃度測定に用いられる発色試薬として、Ｎ，Ｎ−ジエチル−p−フェニレンジアミン（以下、ＤＰＤという）を含有する発色試薬（以下、ＤＰＤ試薬という）が知られている（例えば特許文献１，２，３参照）。

特開２００４−３８８０号公報 特開２０００−１１１５４１号公報 特開平７−３３３１５３号公報

ＤＰＤ試薬には、次の問題点がある。
（１）ＤＰＤが酸化されやすいため、保存性が低い。特に液体ＤＰＤ試薬は、粉末ＤＰＤ試薬に比べ、保存性が低い。特許文献１に記載されているように、ＤＰＤを高い酸濃度の液体に溶解すれば保存性が改善される。しかし、高い酸濃度により安全性が低下したり、使用時のｐＨ調整が難しくなる。
（２）ＤＰＤ試薬を用いた遊離残留塩素濃度測定方法においては、検水にＤＰＤを添加して遊離残留塩素を測定した後、ヨウ化カリウムを添加して結合塩素を発色させることで全残留塩素濃度を測定する。そして、測定した全残留塩素濃度から測定した遊離残留塩素濃度を減じて、結合残留塩素濃度を求めている。しかし、検水の結合塩素濃度が高い場合、ＤＰＤのみで結合塩素による発色が起こり、結合塩素が遊離残留塩素として測定されてしまう。
そこで、本発明の目的は、保存性が高く、特に残留塩素濃度の測定に適する（結合塩素による発色の妨害が少ない）発色試薬および濃度測定方法を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、

（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、アルキル基）
または前記化合物のベンゼン環の３−または３，５−位置をメチル基に置換した化合物を発色成分として含有することを特徴とする発色試薬を提供する。
上記構成において、アルキル基は、メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基，ペンチル基などが挙げられる。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が、これらの１種のみであってもよいし、これらの２種以上を混合して含んでもよい。
上記第１の観点による発色試薬は、ＤＰＤ試薬に比較して、劣化しにくく、長期間保存できる。なお、発色試薬は、粉末や錠剤のような固体の状態でもよいし、溶液の状態でもよい。溶液の状態とする場合は、酸により液体のｐＨを低くするほど、保存性が高くなる。

第２の観点では、本発明は、上記第１の観点による発色試薬において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が、エチル基であることを特徴とする発色試薬を提供する。
上記第２の観点による発色試薬は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチル−p−フェニレンジアミン（以下、ＴＥＰＤという）を含有する発色試薬（以下、ＴＥＰＤ試薬という）であるが、ＤＰＤ試薬に比較して、劣化しにくく、長期間保存でき、結合塩素によって発色しにくい。

第３の観点では、本発明は、上記第１の観点による発色試薬において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が、メチル基であることを特徴とする発色試薬を提供する。
上記第３の観点による発色試薬は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−p−フェニレンジアミン（以下、ＴＭＰＤという）を含有する発色試薬（以下、ＴＭＰＤ試薬という）であるが、ＤＰＤ試薬に比較して、劣化しにくく、長期間保存できる。

第４の観点では、本発明は、上記第２による観点による発色試薬において、所定量の検水に単独で又はｐＨ調整剤と共に添加した後のｐＨが２.８から６.２になるように調製したことを特徴とする発色試薬を提供する。
上記第４の観点による発色試薬は、ｐＨが２.８以上６.２以下で好適に発色し、かつ発色後の発色強度が変化しにくくなる。なお、ｐＨ調整剤は、測定対象物質と反応しないものを選択する。

第５の観点では、本発明は、上記第３の観点による発色試薬において、所定量の検水に単独で又はｐＨ調整剤と共に添加した後のｐＨが２.１から５.９になるように調製したことを特徴とする発色試薬を提供する。
上記第５の観点による発色試薬は、ｐＨが２.１以上５.９以下で好適に発色し、かつ発色後の発色強度が変化しにくくなる。なお、ｐＨ調整剤は、測定対象物質と反応しないものを選択する。

第６の観点では、本発明は、上記構成の発色試薬を検水に添加し、検水の発色強度を基に測定対象物質の濃度を測定することを特徴とする濃度測定方法を提供する。
上記第６の観点による濃度測定方法では、測定対象物質である酸化剤（塩素，オゾン，二酸化塩素など）の濃度に応じた強度で呈色するので、発色強度を光度計で測定または肉眼で比色して、測定対象の濃度を測定できる。そして、発色試薬の保存性がよいため、継続的かつ定期的に濃度を測定するのに好適である。

第７の観点では、本発明は、上記構成の濃度測定方法において、前記測定対象物質が残留塩素、溶存二酸化塩素、溶存オゾンであることを特徴とする濃度測定方法を提供する。
上記第７の観点による濃度測定方法では、発色試薬が検水中の残留塩素、溶存二酸化塩素、溶存オゾンと反応し、青色を呈色する。この青色の濃さが残留塩素、溶存二酸化塩素、溶存オゾンの濃度と一定の関係を持つため、青色の濃さを光度計で測定または肉眼で比色して残留塩素、溶存二酸化塩素、溶存オゾンの濃度を知ることが出来る。そして、発色試薬の保存性がよいため、継続的かつ定期的に残留塩素、溶存二酸化塩素、溶存オゾンの濃度を測定するのに好適である。

本発明の発色試薬は、保存性が高く、特に残留塩素濃度の測定に適する。また、本発明の濃度測定方法は、発色試薬の保存性がよいため、継続的かつ定期的に測定対象物質の濃度を測定するのに好適である。

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

［ＴＥＰＤ試薬の調製］
約８０ｍＬの蒸留水に、硫酸を０.４２ｍＬ、ＴＥＰＤ硫酸塩を０.６２ｇ、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム二水和物（ＥＤＴＡ２Ｎａ）を０.０３８ｇ添加して溶解し、蒸留水を加えて全量を１００ｍＬとし、ＴＥＰＤ試薬を調製した。
なお、ＴＥＰＤ硫酸塩およびキレート剤の濃度は検水量に対するＴＥＰＤ試薬や緩衝液の添加量に応じて適宜設定してもよい。

［ＴＭＰＤ試薬の調製］
約８０ｍＬの蒸留水に、硫酸を０.４２ｍＬ、ＴＭＰＤ硫酸塩を０.４６ｇ、ＥＤＴＡ２Ｎａを０.０３８ｇ添加して溶解し、蒸留水を加えて全量を１００ｍＬとし、ＴＭＰＤ試薬を調製した。
なお、ＴＭＰＤ硫酸塩およびキレート剤の濃度は検水量に対するＴＭＰＤ試薬や緩衝液の添加量に応じて適宜設定してもよい。

［ＤＰＤ試薬の調製］
比較のため、約８０ｍＬの蒸留水に、硫酸を０.４２ｍＬ、ＤＰＤ硫酸塩を０.５０ｇ、ＥＤＴＡ２Ｎａを０.０３８ｇ添加して溶解し、蒸留水を加えて全量を１００ｍＬとし、ＤＰＤ試薬を調製した。

［ＤＭＰＤ試薬の調製］
比較のため、約８０ｍＬの蒸留水に、硫酸を０.４２ｍＬ、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン（ＤＭＰＤという）硫酸塩を０.４５ｇ、ＥＤＴＡ２Ｎａを０.０３８ｇ添加して溶解し、蒸留水を加えて全量を１００ｍＬとし、ＤＭＰＤ試薬を調製した。
上記発色試薬は、発色成分が同じモル濃度となるように調整した。

［第１ｐＨ調整液の調製］
約１５０ｍＬの蒸留水に、ＫＨ₂ＰＯ₄を２９.０ｇ、１，２−シクロヘキサンジアミン四酢酸一水和物（ＣｙＤＴＡ）を０.４１ｇ添加して溶解し、蒸留水を加えて全量を２００ｍＬとし、第１ｐＨ調整液を調製した。

［第２ｐＨ調整液の調製］
約１５０ｍＬの蒸留水に、Ｎa₂ＨＰＯ₄を３０.２ｇ、ＣｙＤＴＡを０.４１ｇ添加して溶解し、蒸留水を加えて全量を２００ｍＬとし、第２ｐＨ調整液を調製した。

［検水の調製］
蒸留水に次亜塩素酸ナトリウム溶液を添加し、遊離残留塩素濃度約０ｍｇ／Ｌ〜約２.８ｍｇ／Ｌの検水を調製した。

［第１の測定：波長と吸光度］
ガラス容器にＴＥＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約５.２になるようにｐＨ調整液を加えた）、次に遊離残留塩素濃度約１ｍｇ／Ｌの検水４０ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセル（吸光度の測定はすべての実施例において１０ｍｍセルを使用した）を用いて１分経過後に分光光度計で吸光度を測定した。
また、ガラス容器にＴＭＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約４.２になるようにｐＨ調整液を加えた）、次に遊離残留塩素濃度約０.９４ｍｇ／Ｌの検水４０ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分経過後に分光光度計で吸光度を測定した。
さらに、比較のために、ＴＥＰＤ試薬またはＴＭＰＤ試薬の代わりにＤＰＤ試薬を用いて同様に吸光度を測定した（但し、発色後の検水のｐＨが６.２になるようにｐＨ調整液を加えた）。

図１に、第１の測定の結果を示す。
ＴＥＰＤ試薬およびＴＭＰＤ試薬の吸収曲線は、５６０ｎｍ付近と６１０ｎｍ付近に極大を持つている。一方、ＤＰＤ試薬の吸収曲線は、５１０ｎｍ付近と５５０ｎｍ付近に極大を持つている。

［第２の測定：濃度と吸光度］
ガラス容器にＴＥＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約５.２になるようにｐＨ調整液を加えた）、次に遊離残留塩素濃度約０ｍｇ／Ｌ〜約２.８ｍｇ／Ｌの検水４０ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分経過後に分光光度計で５３０ｎｍ，５６０ｎｍ，５８５ｎｍ，６１０ｎｍでの吸光度を測定した。検水の残留塩素濃度の測定は、ＤＰＤ法によって行った。なお、検水の残留塩素濃度の測定は、すべての実施例において、ＤＰＤ法によって確認した。
また、ガラス容器にＴＭＰＤ試薬を０.１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を０.１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約４.２になるようにｐＨ調整液を加えた）、次に遊離残留塩素濃度約０ｍｇ／Ｌ〜約２.８ｍｇ／Ｌの検水４ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分経過後に分光光度計で５６５ｎｍでの吸光度を測定した。

図２に、ＴＥＰＤ試薬を用いた第２の測定の結果を示す。
ＴＥＰＤ試薬による発色強度が、各波長において残留塩素濃度と比例している。吸光度の勾配は、図１で吸光度が高かった５６０ｎｍ，６１０ｎｍが大きく、これらの波長で測定することが好ましい。
また、図３に、ＴＭＰＤ試薬を用いた第２の測定の結果を示す。
ＴＭＰＤ試薬による発色強度が、残留塩素濃度と比例している。

［第３の測定：ｐＨと吸光度］
ガラス容器にＴＥＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約１.７〜約７.６になるようにｐＨ調整液を加えた。ｐＨを３未満にする場合はｐＨ調整液の他に１mol／Ｌの硫酸を添加してｐＨを調整した）、次に遊離残留塩素濃度約０.９４ｍｇ／Ｌの検水４０ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分経過後に分光光度計で５６０ｎｍでの吸光度を測定した。
また、ガラス容器にＴＭＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約１.７〜約７.６になるようにｐＨ調整液を加えた。ｐＨを３未満にする場合はｐＨ調整液の他に１mol／Ｌの硫酸を添加してｐＨを調整した）、次に遊離残留塩素濃度約１ｍｇ／Ｌの検水４０ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分経過後に分光光度計で５６０ｎｍでの吸光度を測定した。

図４に、第３の測定の結果を示す。
ＴＥＰＤ試薬の場合、ｐＨが約３以上で吸光度はほぼ一定となった。
ＴＭＰＤ試薬の場合、ｐＨが約２以上で吸光度はほぼ一定となった。
また、ＴＥＰＤ試薬でもＴＭＰＤ試薬でも、ｐＨが約６以上で吸光度が徐々に高くなる傾向があった。

［第４の測定：経過時間と吸光度］
ガラス容器にＴＥＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約１.７〜約７.６になるようにｐＨ調整液を加えた。ｐＨを３未満にする場合はｐＨ調整液の他に１mol／Ｌの硫酸を添加してｐＨを調整した）、次に遊離残留塩素濃度約０.９４ｍｇ／Ｌの検水４０ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分おきに分光光度計で５６０ｎｍでの吸光度を測定した。
また、ガラス容器にＴＭＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約１.７〜約７.６になるようにｐＨ調整液を加えた。ｐＨを３未満にする場合はｐＨ調整液の他に１mol／Ｌの硫酸を添加してｐＨを調整した）、次に遊離残留塩素濃度約０.９４ｍｇ／Ｌの検水４０ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分おきに分光光度計で５６０ｎｍでの吸光度を測定した。

図５に、ＴＥＰＤ試薬を用いた第４の測定の結果を示す。
ＴＥＰＤ試薬の場合、吸光度の経時的変化は、ｐＨが２.８３から６.１８の範囲で少なかった。
図６に、ＴＭＰＤ試薬を用いた第４の測定の結果を示す。
ＴＭＰＤ試薬の場合、吸光度の経時的変化は、ｐＨが２.０６から５.９１の範囲で少なかった。

［第５の測定：結合塩素による発色］
遊離残留塩素濃度が約０.９４ｍｇ／Ｌの検水に塩化アンモニウム水溶液を添加し（アンモニア性窒素濃度が約０.９ｍｇ／Ｌになるように添加した）、遊離残留塩素を結合残留塩素クロラミンに転換した検水を調製した。
ガラス容器にＴＥＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約３から約６になるようにｐＨ調整液を加えた）、次に遊離残留塩素を結合残留塩素クロラミンに転換した検水を４０ｍＬを添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分おきに分光光度計で５６０ｎｍでの吸光度を測定し、５分経過後にヨウ化カリウムの粉末を発色後の検水１０ｍＬに対して０.１ｇの割合で添加して全残留塩素を発色させ、さらに吸光度の変化を測定した。そして、測定した吸光度の値から換算によって残留塩素濃度を求めた。
また、ガラス容器にＴＭＰＤ試薬を１ｍＬ、第１ｐＨ調整液および第２ｐＨ調整液を所定の割合で混合したｐＨ調整液を１ｍＬ入れ（発色後の検水のｐＨが約３から約６になるようにｐＨ調整液を加えた）、次に遊離残留塩素を結合残留塩素クロラミンに転換した検水を４０ｍＬ添加して攪拌し、１０ｍｍセルを用いて１分おきに分光光度計で５６０ｎｍでの吸光度を測定し、５分経過後にヨウ化カリウムの粉末を発色後の検水１０ｍＬに対して０.１ｇの割合で添加して全残留塩素を発色させ、さらに吸光度の変化を測定した。そして、測定した吸光度の値から換算によって残留塩素濃度を求めた。
さらに、比較のために、ＴＥＰＤ試薬またはＴＭＰＤ試薬の代わりにＤＰＤ試薬を用いて同様に吸光度を測定した（但し、発色後の検水のｐＨが約６.２になるようにｐＨ調整液を加え、５５０ｎｍでの吸光度を測定した）。

図７に、第５の測定の結果を示す。
ＴＥＤＰ試薬を用いた場合は、ＤＰＤ試薬を用いた場合に比べて、結合塩素による発色の速度が小さく、結合塩素による影響が小さいことが判る。
ＴＭＰＤ試薬を用いた場合は、ＤＰＤ試薬を用いた場合に比べて、結合塩素による発色の速度が大きく、結合塩素による影響が大きい。また、発色後の検水のｐＨが高いほど、結合塩素の影響が小さい。結合塩素の影響を小さくするためには、検水を添加してからなるべく早く測定すればよい。例えば、溶液の状態とした発色試薬は、固体の状態とした発色試薬のように溶解する必要が無く、早く測定できるので、結合塩素の影響を小さくすることが出来る。

［第６の測定：保存性］
ＴＥＰＤ試薬をプラスチック製の容器に入れ密閉し、４０℃の恒温室で暗所に保存し、適宜取り出して、残留塩素濃度が約０.９４ｍｇ／Ｌの検水および蒸留水を発色させ、分光光度計で吸光度を測定した（但し、発色後の検水のｐＨが約５.２になるようにｐＨ調整液を加え、５６０ｎｍでの吸光度を測定した）。
また、ＴＭＰＤ試薬をプラスチック製の容器に入れ密閉し、４０℃の恒温室で暗所に保存し、適宜取り出して、残留塩素濃度が約０.９４ｍｇ／Ｌの検水および蒸留水を発色させ、分光光度計で吸光度を測定した（但し、発色後の検水のｐＨが約４.２になるようにｐＨ調整液を加え、５６０ｎｍでの吸光度を測定した）。
さらに、比較のために、ＴＥＰＤ試薬またはＴＭＰＤ試薬の代わりにＤＰＤ試薬またはＤＭＰＤ試薬を用いて同様に吸光度を測定した（但し、発色後の検水のｐＨが約６.２になるようにｐＨ調整液を加え、５５０ｎｍでの吸光度を測定した）。

図８に、第６の測定の結果を示す。
測定した検水の吸光度から測定した蒸留水の吸光度を減じた値を検水の残留塩素濃度で除したものを発色強度とし、保存開始時の発色強度を１００％として保存後の測定結果を表した。また、保存時間の経過とともに発色試薬が着色するかどうかを目視により確認した。着色した発色試薬を使用すると、検水の残留塩素濃度が実際の濃度よりも高く測定される。長期間保存しても発色強度が１００％付近で安定しており、着色しない発色試薬が測定に適した発色試薬である。
ＴＥＰＤ試薬およびＴＭＰＤ試薬は、ＤＰＤ試薬に比べ、発色強度が長期間低下しないことが判る。一方、ＤＭＰＤ試薬は、ＤＰＤ試薬よりも、発色強度が速く低下してしまうことが判る。

［保存性に対する酸添加の効果］
異なる酸濃度のＴＥＰＤ試薬（硫酸酸濃度以外は実施例１と同様の濃度とした）を調製し、プラスチック製の容器に入れ密閉し、４０℃の恒温室で暗所に保存し、経時的に残留塩素濃度約０.９４ｍｇ／Ｌの検水を測定し発色強度の変化を調べた。
また、異なる酸濃度のＴＭＰＤ試薬（硫酸酸濃度以外は実施例１と同様の濃度とした）を調製し、プラスチック製の容器に入れ密閉し、４０℃の恒温室で暗所に保存し、経時的に残留塩素濃度約０.９４ｍｇ／Ｌの検水を測定し発色強度の変化を調べた。

図９に、ＴＥＰＤ試薬の酸濃度及びｐＨと保存期間との関係を示す。
測定した検水の吸光度から測定した蒸留水の吸光度を減じた値を検水の残留塩素濃度で除したものを発色強度とし、保存開始時の発色強度を１００％として保存後の測定結果を表した。
酸濃度に関わらず、１４週間内にＴＥＰＤ試薬の発色強度の低下は認められなかった。但し、硫酸濃度０.０Ｎの発色試薬では１２週間保存後に着色が認められた。
図１０に、ＴＭＰＤ試薬の酸濃度及びｐＨと保存期間との関係を示す。
酸濃度０.０５Ｎ以下では、発色強度の低下が速かった。発色強度が低下した発色試薬は青く着色していた。

なお、検水の発色強度を測定する際に用いる緩衝液として、発色試薬とともに検水に添加した時にｐＨ３からｐＨ６となるような濃度のクエン酸三カリウム水溶液またはクエン酸三カリウムとクエン酸の混合水溶液に、キレート剤としてＣｙＤＴＡを実施例１と同濃度となるように添加した水溶液を使用した。詳しくは、硫酸濃度が０.１５Ｎの発色試薬の場合、０.１０５mol／Ｌのクエン酸三カリウム水溶液を緩衝液調製に使用した。また、硫酸濃度が０.１５Ｎより低い発色試薬の場合、０.１０５mol／Ｌのクエン酸三カリウム溶液に、発色試薬とともに検水に添加した時にｐＨ３からｐＨ６となるようにクエン酸を添加した混合水溶液を緩衝液調製に使用した。さらに、硫酸濃度が０.１５Ｎより高い発色試薬の場合、硫酸のモル濃度の約１.４倍のモル濃度としたクエン酸三カリウム水溶液を緩衝液調製に使用した。

上記のような緩衝液の外に、クエン酸／ＮａＯＨ緩衝液、Ｄ（＋）酒石酸／ＮａＯＨ緩衝液、コハク酸／ＮａＯＨ緩衝液、酢酸／酢酸ナトリウム緩衝液などを用いてもよい。一般に、ＴＥＰＤまたはＴＭＰＤの適性ｐＨ域で高い緩衝性を有し、残留塩素と反応しない緩衝液を使用することが望ましい。

実施例１で用いたリン酸緩衝液は中性付近で緩衝性が高いが、ＴＥＰＤまたはＴＭＰＤの適性ｐＨ域は酸性側にあるため、上記の緩衝液を用いることが出来る。そして、上記の緩衝液は、リン酸を含まないため、排水した際のリンによる環境負荷を減らすことが出来る。

なお、緩衝液の濃度を適宜高めて緩衝性を高めることにより、広いｐＨ範囲の検水および緩衝性の高い検水に対応できる。

［発色試薬のみの使用による測定］
ＤＰＤを含む液体試薬の保存性を高めるためには、酸を添加してｐＨを下げればよいことが判っているが、ＤＰＤ法の適正ｐＨは６.５付近であるため、酸濃度の高いＤＰＤ試薬を用いて残留塩素を測定する場合、ｐＨを調整するための緩衝液を添加する必要がある。
ＴＥＰＤ試薬およびＴＭＰＤ試薬は、ＤＰＤ試薬より低い酸濃度で、ＤＰＤ試薬より長く保存することが出来る。ＴＥＰＤ試薬では、発色の適正ｐＨが２.８から６.２である。ＴＭＰＤ試薬では、発色の適正ｐＨが２.１から５.９である。このようにＴＥＰＤ試薬およびＴＭＰＤ試薬では、発色の適正ｐＨがＤＰＤ試薬より低いため、検水に添加したときに適正ｐＨ範囲となるような酸濃度に予めしておくか、検水に添加したときに適正ｐＨ範囲となるようにｐＨ緩衝剤を予め加えておけば、発色試薬と緩衝液とを分けること無く、１液で測定できる。蒸留水に次亜塩素酸ナトリウムを添加した検水の残留塩素濃度の測定をＴＥＰＤ試薬およびＴＭＰＤ試薬を用いて行ったところ、緩衝液を加えた場合と加えない場合とで同じ測定結果となった。

［溶存二酸化塩素濃度の測定］
蒸留水に二酸化塩素ガスを溶解させて調整した検水の溶存二酸化塩素濃度をヨウ素滴定法（上水試験方法２００１年版）で測定するとともに、同じ検水４ｍＬに実施例１と同じＴＥＰＤ試薬またはＴＭＰＤ試薬を０.１ｍＬとクエン酸緩衝液（クエン酸三カリウム０.１０５mol／Ｌ）０.１ｍＬとを加えて５６５ｎｍの吸光度を測定した。
図１１に示すように、溶存二酸化塩素濃度と吸光度とは比例しており、ＴＥＰＤ試薬またはＴＭＰＤ試薬によって溶存二酸化塩素濃度を測定することが出来る。

［オゾン濃度の測定］
蒸留水にオゾンガスを溶解させて調整した検水の溶存オゾン濃度をヨウ素滴定法（上水試験方法２００１年版）で測定するとともに、同じ検水４ｍＬに実施例１と同じＴＥＰＤ試薬またはＴＭＰＤ試薬を０.１ｍＬとクエン酸緩衝液（クエン酸三カリウム０.１０５mol／Ｌ）０.１ｍＬとを加えて５６５ｎｍの吸光度を測定した。
図１２に示すように、溶存オゾン濃度と吸光度とは比例しており、ＴＥＰＤ試薬またはＴＭＰＤ試薬によって溶存オゾン濃度を測定することが出来る。

先述の実施例では、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が、エチル基のみ（ＴＥＰＤ試薬）又はメチル基のみ（ＴＭＰＤ試薬）としたが、Ｒ１，Ｒ２がエチル基で、Ｒ３，Ｒ４がメチル基としてもよい。
ＴＥＰＤ試薬は、ＴＭＰＤ試薬よりも結合塩素による影響が小さく、遊離残留塩素のみを測定するのにＴＭＰＤ試薬よりも適している。一方、残留塩素を含む検水にＴＭＰＤ試薬を緩衝液とともに添加すると１秒程度で発色強度が安定になるが、ＴＭＰＤ試薬を使用するとＴＥＰＤ試薬よりも約２秒から１０数秒長くかかり、それだけ長く測定者が測定値を読むのを待たなくてはならず、不便である。これに対して、Ｒ１，Ｒ２がエチル基でＲ３，Ｒ４がメチル基のものを使用すれば、結合塩素による影響が小さく且つ検水に添加した後の発色強度の安定が速くなる。

先述の実施例では、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が、エチル基のみ（ＴＥＰＤ試薬）又はメチル基のみ（ＴＭＰＤ試薬）又はエチル基とメチル基の混合としたが、エチル基やメチル基以外の１種のアルキル基のみとしてもよいし、複数種のアルキル基を混合して含んでもよい。

先述の実施例の発色成分におけるベンゼン環の３−または３，５−位置をメチル基に置換してもよい。

本発明の発色試薬および濃度測定方法は、水道水やプール水等の残留塩素濃度等の測定に利用できる。

ＴＥＰＤ試薬で発色させた検水とＴＭＰＤ試薬で発色させた検水とＤＰＤ試薬で発色させた検水の吸収曲線を示した図である。 ＴＥＰＤ試薬で発色させた検水の残留塩素濃度と吸光度の関係を示した図である。 ＴＭＰＤ試薬で発色させた検水の残留塩素濃度と吸光度の関係を示した図である。 ＴＥＰＤ試薬で発色させた検水とＴＭＰＤ試薬で発色させた検水のｐＨと吸光度の関係を示した図である。 検水をＴＥＰＤ試薬で発色させた後の経過時間（発色時間）と吸光度の関係を示した図である。 検水をＴＭＰＤ試薬で発色させた後の経過時間（発色時間）と吸光度の関係を示した図である。 結合塩素を含む検水をＴＥＰＤ試薬またはＴＭＰＤ試薬またはＤＰＤ試薬で発色させた後の経過時間（発色時間）と残留塩素濃度の関係を示した図である。 ＴＥＰＤ試薬とＴＭＰＤ試薬とＤＰＤ試薬とＤＭＰＤ試薬の保存性を比較した図である。 ＴＥＰＤ試薬の酸濃度と保存性の関係を示した図である。 ＴＭＰＤ試薬の酸濃度と保存性の関係を示した図である。 溶存二酸化塩素を含む検水にＴＥＰＤ試薬を添加した時の溶存二酸化塩素濃度と吸光度の関係および溶存二酸化塩素を含む検水にＴＭＰＤ試薬を添加した時の溶存二酸化塩素濃度と吸光度の関係を示す図である。 溶存オゾンを含む検水にＴＥＰＤ試薬を添加した時の溶存オゾン濃度と吸光度の関係および溶存オゾンを含む検水にＴＭＰＤ試薬を添加した時の溶存オゾン濃度と吸光度の関係を示す図である。

Claims (7)

1. 

   （Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、アルキル基）
   または前記化合物のベンゼン環の３−または３，５−位置をメチル基に置換した化合物を発色成分として含有することを特徴とする発色試薬。
2. 請求項１に記載の発色試薬において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が、エチル基であることを特徴とする発色試薬。
3. 請求項１に記載の発色試薬において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が、メチル基であることを特徴とする発色試薬。
4. 請求項２に記載の発色試薬において、所定量の検水に単独で又はｐＨ調整剤と共に添加した後のｐＨが２.８から６.２になるように調製したことを特徴とする発色試薬。
5. 請求項３に記載の発色試薬において、所定量の検水に単独で又はｐＨ調整剤と共に添加した後のｐＨが２.１から５.９になるように調製したことを特徴とする発色試薬。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発色試薬を検水に添加し、検水の発色強度を基に測定対象物質の濃度を測定することを特徴とする濃度測定方法。
7. 請求項６に記載の濃度測定方法において、前記測定対象物質が残留塩素、溶存二酸化塩素、溶存オゾンであることを特徴とする濃度測定方法。

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