JP2005291968A

JP2005291968A - セレンの定量分析方法

Info

Publication number: JP2005291968A
Application number: JP2004108382A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kubota; 宏久保田; Shinji Fukunaga; 真嗣福永; Emiko Nishiyama; 笑子西山
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chuden Kankyo Technos Co Ltd
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chuden Kankyo Technos Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】試料に含まれるセレンの定量を精度よく、かつ迅速に行うことが可能な、試料に含まれるセレンの定量分析方法を提供すること。
【解決手段】液体試料に含まれる不純物を除去する工程と、不純物を除去した前記液体試料を加熱濃縮しないで、前記液体試料に過酸化物を添加して加熱分解する工程と、加熱分解した前記液体試料を放冷する工程と、放冷した前記液体試料に還元剤を添加した混合溶液を煮沸還元する工程と、煮沸還元した前記混合溶液を放冷する工程と、放冷した前記混合溶液に含まれるセレンを測定する工程と、を含むセレンの定量分析方法により、液体試料に含まれるセレンの定量を精度よく、かつ迅速に分析することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、セレンの定量分析方法に関する。

従来、液体試料に含まれるセレンの定量分析としては、例えば、以下の工程からなる水素化合物発生原子吸光法が用いられている（非特許文献１参照）。
１．液体試料の不純物を除去する。
２．不純物を除去した前記液体試料に、硝酸、硫酸、及び過塩素酸を添加した混合溶液を乾固寸前（過塩素酸又は硫酸の白煙がわずかにでる程度）まで加熱濃縮する。
３．放冷後、さらに塩酸を添加して煮沸還元する。
４．放冷後、さらに塩酸を添加して生成された水素化物セレンを水素化物発生原子吸光法により測定する。
工業排水試験方法（ＪＩＳＫ０１０２の６７．３），社団法人日本工業用水協会，１９９８年４月２０日

しかしながら、上述の水素化合物発生原子吸光法では、不純物を除去した液体試料に、硝酸、硫酸、及び過塩素酸を添加し、乾固寸前（過塩素酸又は硫酸の白煙がわずかにでる程度）まで加熱濃縮して、水素化セレンの発生を妨害する硝酸を十分に除去する必要がある。他方では、加熱濃縮しすぎるとセレンの定量分析の精度が悪くなったり、低濃度レベルのセレンを定量分析する場合には、標準液の分析感度を適正に調製したり、また、硝酸の除去を十分に行ったりする必要がある。そのため、煩雑な操作を要し、セレンの定量分析に時間がかかるという問題がある。

そこで、本発明は、簡便かつ迅速にセレンの定量分析を精度よく行うことができる、液体試料に含まれるセレンの定量分析方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく、不純物を除去した液体試料（発電所から排出される各種排水、ＥＰ（Electro Particle）灰溶出液、石膏溶出液、汚泥溶出液など）を加熱濃縮しないで、前記液体試料に過酸化物を添加して加熱分解し、放冷後、加熱分解した液体試料に還元剤（塩酸）を添加した混合溶液を煮沸還元し、放冷後、原子吸光分光光度計を用いた水素化物発生原子吸光法により、混合溶液に含まれるセレンを測定したところ、ＪＩＳＫ０１０２に準拠した水素化合物発生原子吸光法と同程度の精度で、かつ前記水素化合物発生原子吸光法より迅速にセレンを定量分析できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係る方法は、液体試料に含まれるセレンの定量分析方法であって、前記液体試料に含まれる不純物を除去する工程と、不純物を除去した前記液体試料を加熱濃縮しないで、前記液体試料に過酸化物を添加して加熱分解する工程と、加熱分解した前記液体試料を放冷する工程と、放冷した前記液体試料に還元剤を添加した混合溶液を煮沸還元する工程と、煮沸還元した前記混合溶液を放冷する工程と、放冷した前記混合溶液に含まれるセレンを測定する工程と、を含むことを特徴とするが、これらの工程のみからなることとしてもよい。

なお、前記過酸化物としては過マンガン酸カリウムであることが好ましい。

本発明によれば、簡便かつ迅速にセレンの定量分析を精度よく行うことができる、液体試料に含まれるセレンの定量分析方法を提供することができる。

上記知見に基づき完成した本発明を実施するための形態を、実施例を挙げながら詳細に説明する。

本発明に係る、液体試料に含まれるセレンの定量分析方法では、まず、液体試料に含まれる不純物を、例えば、フィルターを用いた濾過法や遠心分離法により除去する処理を行う。この処理により、不純物によるデータのバラツキを抑制し、セレンの定量分析を精度よく行うことが可能になる。

なお、前記液体試料としては、例えば、灰、石膏、又は汚泥などの固形物（粉末を含む）を水又は塩酸などに混合した溶液や、排水又は汚泥などの溶液を用いることができる。

次に、不純物を除去した液体試料に対し、加熱濃縮しないで過酸化物を添加して加熱分解する処理を行う。この処理により、液体試料に含まれる有機物を分解することができ、有機物の存在によるセレンの定量精度の低下を防止することができる。また、上記処理により、液体試料に含まれるセレンを酸化させることができるので、液体試料中のセレンの揮散を防止することが可能になると考えられる。従って、この処理を行うことにより、液体試料中のセレンの定量分析を精度よく行うことができるようになる。

なお、前記過酸化物としては、例えば、過マンガン酸カリウム、過酸化水素、過酸化ナトリウムなどを用いることができるが、安全性の面から過マンガン酸カリウムを用いることが好ましい。

次に、加熱分解した液体試料を放冷後、還元剤を添加した混合溶液を煮沸還元する処理を行う。この煮沸還元処理により、セレンを４価に還元しやすくすることができる。従って、セレンの定量分析を精度よく行うことができるようになる。なお、前記還元剤としては、セレンを４価に還元することができるものであればどのようなものでもよく、例えば、塩酸、臭化カリウム、又はこれら還元剤の混合物などを用いることができる。また、煮沸還元処理は、９０〜１００℃で１０分間以上行うことが好ましい。これにより、液体試料に含まれる全てのセレンを４価に還元することができると考えられる。なお、本発明に係る方法において、不純物を除去した前記液体試料を加熱濃縮する必要がないのは、過酸化物による酸化処理によるものと考えられる。

次に、煮沸還元した混合溶液を放冷した後、混合溶液を、例えば、原子吸光分光光度計や水素化物発生装置を用いた水素化物発生原子吸光法又は水素化物発生ＩＣＰ発光分析法で測定することにより、セレンの濃度を定量することが可能になる。

以下に本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、これらの実施例は本発明を説明するためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

石炭火力発電所から排出された各排水（表１の液体試料１〜７）、及び、石炭火力発電所から排出された５０ｇのＥＰ灰、石膏、又は汚泥を純水（ｐＨ５．８〜６．３）５００ｍｌに懸濁し、２時間振盪することにより得られた各溶出液（表１の液体試料８〜１２）を用いて、それらの各液体試料に含有するセレンの定量分析を行った。なお、振盪処理は振盪回数１８０〜２２０回／分，振盪幅４〜５ｃｍの条件で行った。

各液体試料５００ｍｌを濾過して不純物を除去した。なお、液体試料１〜７は０．４５μｍのフィルター（東ソー製；マイショリディスクW-25-5）を用いて濾過し、液体試料８〜１３は０．４５μｍのミリポアフィルター（MILLIPORE製）を用いて濾過した。

その後、得られた濾液を１００ｍｌのビーカーに、セレンとしての含有量が０．１〜０．５μｇとなるよう１５ｍｌ以下を分取し（分取量が１５ｍｌ以下である場合には、純水を加えて１５ｍｌにする。）、３％ＫＭｎＯ_４を試料液が着色するまで滴下し、着色した後、さらに３％ＫＭｎＯ_４を１〜２滴滴下した。その後、着色した溶液が入ったビーカーを９０〜１００℃のウォータバスに浸し、１０分間加熱分解した。放冷後、同量（１５ｍｌ）の１２Ｎ−ＨＣｌを添加し、再度ビーカーを９０℃〜１００℃のウォータバスに浸し、１０分間煮沸還元した。

放冷後、純水を加えてメスフラスコで５０ｍｌに定容し、水素化物発生装置（ＨＶＧ−１；島津製作所製）と、原子吸光分光光度計（ＡＡ−６８００；島津製作所製）と、オートサンプラ（ＡＳＣ−６１００；島津製作所製）とを用いた水素化物発生原子吸光法により、５０ｍｌに定容した溶液の吸光度（波長１９６ｎｍ）を測定し、予め作成した検量線を用いて５０ｍｌに定容した溶液に含まれるセレンの含有量を求め、液体試料５００ｍｌに含まれるセレンの含有量を算出し、液体試料１Ｌ（ＥＰ灰、石膏、及び汚泥の溶出液においては、１００ｇの試料を用いた場合に相当する。）に含まれるセレンの含有量を算出した（手法１）。また、同じ試料に含まれるセレンの定量をＪＩＳＫ０１０２の６７．３に準拠した方法（手法２）により行った。なお、吸光度の測定における条件として、フレームは空気−アセチレンフレームを用い、セルは加熱吸収セルを用い、水素化物の発生には０．４％ＮａＢＨ_４と５ＮＨＣｌを用いた。それらの結果を表１に示す。

なお、表１における手法１の回収率は、手法２のセレンの回収率を１００％とした時の値を示す。

表１に示すように、液体試料１１においてはセレンがほとんど含有されておらず、両手法においてセレンの定量を行うことができなかったが、その他の液体試料を用いた結果から、手法１は手法２と同様の精度を有していることがわかった。また、手法２は試料中のセレンの定量分析に４時間も要していたが、手法１では２時間とより短時間で試料中のセレンの定量分析を行うことができた。さらに、手法１では、塩酸の使用量を減らすと共に、硝酸、硫酸、過塩素酸を使用しないことから環境面において優れていると言える。また、過塩素酸を扱うには特別のドラフトチャンバーを必要とするが、手法１ではこれを要しないというメリットがある。

Claims

液体試料に含まれるセレンの定量分析方法であって、前記液体試料に含まれる不純物を除去する工程と、不純物を除去した前記液体試料を加熱濃縮しないで、前記液体試料に過酸化物を添加して加熱分解する工程と、加熱分解した前記液体試料を放冷する工程と、放冷した前記液体試料に還元剤を添加した混合溶液を煮沸還元する工程と、煮沸還元した前記混合溶液を放冷する工程と、放冷した前記混合溶液に含まれるセレンを測定する工程と、を含むことを特徴とするセレンの定量分析方法。
前記過酸化物が過マンガン酸カリウムであることを特徴とする請求項１に記載のセレンの定量分析方法。