JP2008196873A - Phosphorus measuring method and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶解性のりん酸イオン態りんをクーロメトリックタイプのフローセルを用いた電気化学測定法を検出系としたフローインジェクション分析法に関する。 The present invention relates to a flow injection analysis method using an electrochemical measurement method of soluble phosphate ion phosphorus using a coulometric type flow cell as a detection system.
水質総量規制制度は産業の集中、人口の増加等の影響で汚濁の著しい東京湾等の広域な閉鎖性水域を対象に、環境基準の確保を図るため、当該水域に流入する上流県等の内陸部からの負荷、生活排水等を含めた汚濁源について、汚濁負荷量の総量を統一的且つ効果的に削減することを目的として制定された。 The total water quality regulation system is inland in upstream prefectures, etc. that flow into the water area in order to secure environmental standards for wide-area closed water areas such as Tokyo Bay, which are highly polluted due to industrial concentration and population growth. It was established for the purpose of uniformly and effectively reducing the total amount of pollution load for pollution sources, including loads from the department and domestic wastewater.
この制度は、昭和53年の水質汚濁防止法の改正により導入され、昭和55年から化学的酸素要求量(Chemical Oxygen Demand:COD)を対象項目とし、4次にわたり実施されてきた。 This system was introduced by the amendment of the Water Pollution Control Law in 1978, and has been implemented for four times with the subject of chemical oxygen demand (COD) since 1975.
その結果、東京湾に係る汚濁負荷量は着実に削減されてきたが、CODの環境基準の達成率は満足できる状況にはなく、また、赤潮等の窒素及びりんに起因する富栄養化に伴う問題も発生していることから、従来のCODに加えて新たに窒素含有量及びりん含有量も対象とした第5次の総量規制(目標年度:平成16年度)を実施することになった。 As a result, the pollution load related to Tokyo Bay has been steadily reduced, but the achievement rate of COD environmental standards is not satisfactory, and accompanying eutrophication caused by nitrogen and phosphorus such as red tide Due to problems, the fifth total amount regulation (target year: FY2004) was newly implemented in addition to the conventional COD, which also covers nitrogen and phosphorus contents.
りんは地中に広く存在する元素であるため、自然水中にも含まれているが、水中にりんが増加するのは、し尿、洗剤、肥料等に多量に含まれているため、生活排水、工場排水、農業排水等の混入に由来する場合が多い。 Phosphorus is an element that is widely present in the ground, so it is also contained in natural water. However, the amount of phosphorus in the water is increased in human waste, detergent, fertilizer, etc. In many cases, it is derived from contamination of factory effluent and agricultural effluent.
りんは生物の増殖活動に重要な役割を果たしており、下水の生物処理において必須の元素である。しかし、りんは、湖沼、海域等の富栄養化を促進する一因とされており、水中のりん化合物の増加は好ましくない。 Phosphorus plays an important role in the growth activity of organisms and is an essential element in the biological treatment of sewage. However, phosphorus is considered to be a cause of promoting eutrophication of lakes and marine areas, and an increase in phosphorus compounds in water is not preferable.
水中のりんはオルトりん酸塩、メタりん酸塩、ピロりん酸塩、ポリりん酸塩等の無機性りん酸塩や、りん酸エステル、りん脂質等の有機性りん化合物等の様々な形態で存在する。 Phosphorus in water is in various forms such as inorganic phosphates such as orthophosphate, metaphosphate, pyrophosphate and polyphosphate, and organic phosphorus compounds such as phosphate esters and phospholipids. Exists.
りんの形態を分析方法に基づいて分類すると、りん酸イオン態りん、加水分解性りん及び全りんの3種類に分けられる。これはさらに溶解性と不溶解性に分類される。 When the forms of phosphorus are classified based on the analysis method, they are divided into three types: phosphate ion phosphorus, hydrolyzable phosphorus and total phosphorus. This is further classified as soluble and insoluble.
特に、りん酸イオン態りんの測定法としては、非特許文献1である日本下水道協会編「下水試験方法」にはモリブデン青吸光度法が記載されている。
In particular, as a method for measuring phosphate ion-type phosphorus, a
この方法はりん酸イオンがモリブデン酸アンモニウム及び酒石酸アンチモニルカリウムと反応して生成するヘテロポリ化合物をアスコルビン酸で還元し、生成したモリブデン青の吸光度を測定して、りん酸イオン態りん(P)を定量する方法である。多量の塩類を含む試料や、前処理によって多量の塩類を生じた試料に適している。 In this method, phosphate ions react with ammonium molybdate and potassium antimonyl tartrate to reduce the heteropoly compound produced by ascorbic acid. It is a method of quantification. It is suitable for samples containing a large amount of salts and samples that produced a large amount of salts by pretreatment.
(1)式に示したように、試料水(りん)をモリブデン酸アンモニウム溶液とアスコルビン酸の体積比が5:1になるように混合した混合液と反応させ、880nmの吸光度を測定する。前記モリブデン酸アンモニウム溶液はモリブデン酸アンモニウム四水和物と酒石酸アンチモニルカリウムと硫酸とアミド硫酸アンモニウムを含んでいる。空実験として試料水の代わりに水についても同様に880nmの吸光度が測定される。そして、試料水の吸光度の値から前記空実験で測定された吸光度の値が差し引かれ、検量線から試料水中のりんの量a(mg)が算出された後に、(2)式に基づき試料水中のりん酸イオン態りん濃度P(mg/L)が算出される。「りん酸イオン態りん」は水中のりん酸イオンをそのりん(P)の量で表したものである。(2)式記載のbは試料量(mL)を意味する。 As shown in the formula (1), sample water (phosphorus) is reacted with a mixed solution in which the volume ratio of ammonium molybdate solution and ascorbic acid is 5: 1, and the absorbance at 880 nm is measured. The ammonium molybdate solution contains ammonium molybdate tetrahydrate, potassium antimonyl tartrate, sulfuric acid and ammonium amidosulfate. As a blank experiment, the absorbance at 880 nm is similarly measured for water instead of sample water. Then, after subtracting the absorbance value measured in the blank experiment from the absorbance value of the sample water and calculating the amount of phosphorus a (mg) in the sample water from the calibration curve, the sample water is calculated based on the equation (2). The phosphate ion phosphorus concentration P (mg / L) is calculated. “Phosphate ion phosphorus” is a phosphate ion in water expressed by the amount of phosphorus (P). (2) b in the formula means the sample amount (mL).
りん + (モリブデン酸アンモニウム溶液+アスコルビン酸) → 光(吸光度880nm) …(1)
P=a×(1000/b)…(2)
一方、電気化学測定法は電極上での酸化還元反応に伴う電流変化及び電圧変化を測定する方法で、無機化学、分析化学、有機化学、生物学、医学等の幅広い分野で利用されている。
Phosphorus + (ammonium molybdate solution + ascorbic acid) → light (absorbance 880 nm) (1)
P = a × (1000 / b) (2)
On the other hand, the electrochemical measurement method is a method for measuring a current change and a voltage change associated with an oxidation-reduction reaction on an electrode, and is used in a wide range of fields such as inorganic chemistry, analytical chemistry, organic chemistry, biology, and medicine.
電気化学測定法は高感度測定が可能である反面、電極表面の汚染等により再現性が低下する問題がある。クーロメトリー測定法は試料水中の対象成分の全量を検出するため、再現性が低下する問題点が改善される特徴がある。 The electrochemical measurement method is capable of high-sensitivity measurement, but has a problem that reproducibility is reduced due to contamination of the electrode surface. Since the coulometric measurement method detects the total amount of the target component in the sample water, it has a feature that the problem that the reproducibility is lowered is improved.
フローインジェクション分析法は試薬溶液を一定流速で流して容量計測を行い、一定量の試料水を流れに注入して、テフロン(登録商標)等の配管をフラスコやビーカー等の反応容器に見立てて両液の混合と反応を行なう方法である。 In the flow injection analysis method, volume is measured by flowing a reagent solution at a constant flow rate, a fixed amount of sample water is injected into the flow, and both pipes such as Teflon (registered trademark) are regarded as reaction vessels such as flasks and beakers. This is a method of mixing and reacting liquids.
試薬溶液と測定に影響を与えない蒸留水等のキャリアー液を2本の流路を設け、試料水をキャリアー液の流れに導入する方式が一般的な構成である。 A system in which a reagent solution and a carrier liquid such as distilled water that does not affect the measurement are provided with two flow paths and sample water is introduced into the carrier liquid flow is a common configuration.
これに対して、試薬溶液の代わりに試料水とキャリアー液を一定流速で流し、試薬溶液をキャリアー液の流れに導入する逆フローインジェクション分析法と呼ばれる方法や、高価な試薬を使用する場合には、試薬溶液をキャリアー液の流れに導入した後、検出器のところで一端、流れを停止するストップトフロー方式や単一の試料水流路に対して複数のキャリアー液、試薬溶液の流路を設けて多成分の分析を行なう方法等さまざまな方法が提案されている(非特許文献2)。 On the other hand, in the case of using a method called reverse flow injection analysis method in which sample water and carrier liquid are flowed at a constant flow rate instead of the reagent solution and the reagent solution is introduced into the carrier liquid flow, or an expensive reagent is used. After introducing the reagent solution into the carrier liquid flow, at the detector, provide a stopped-flow system that stops the flow, and a plurality of carrier liquid and reagent solution flow paths for a single sample water flow path. Various methods such as a method of analyzing multiple components have been proposed (Non-Patent Document 2).
フローインジェクション分析法は可動部分が少なく、動くのは溶液の方というのが特徴であるため装置化が容易である。
りん酸イオン態りんを吸光度法で測定する場合、アスコルビン酸が不安定であるため、着色ガラス瓶に入れて保存する等、試薬の品質を保持するための維持管理が煩わしい。また、試料水(りん)とモリブデン酸アンモニウム溶液とアスコルビン酸の混合液との反応に15分間程度の反応時間が必要であるため、少なくとも15分以上の測定間隔が確保されないと測定できない。さらに、硝酸や亜硝酸の影響を受けるため、毒性の強い酒石酸アンチモニルカリウムやアミド硫酸アンモニウムの試薬が必要である等の問題がある。 When measuring phosphate ion-type phosphorus by the absorbance method, ascorbic acid is unstable, and maintenance and maintenance for maintaining the quality of the reagent, such as storing it in a colored glass bottle, is troublesome. In addition, since a reaction time of about 15 minutes is required for the reaction between the sample water (phosphorus), the ammonium molybdate solution, and the ascorbic acid mixture, measurement cannot be performed unless a measurement interval of at least 15 minutes is secured. Furthermore, since it is influenced by nitric acid and nitrous acid, there are problems such as the need for highly toxic reagents such as potassium antimonyl tartrate and ammonium amidosulfate.
本発明は以上の事情に鑑みなされたもので、その目的は連続的に精度良く且つ安全に自動測定できるりん測定方法とその装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a phosphorus measuring method and apparatus capable of automatic measurement continuously and accurately and safely.
そこで、請求項1のりん測定方法は、試薬溶液としてモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液が供されるフローインジェクション分析によって試料水中のりん酸イオン態りん濃度を電気化学的に測定するりん測定方法であって、前記混合液のモリブデン酸アンモニウム濃度は8〜10g/Lであり、前記混合液の硫酸濃度は16〜24mL/Lであることを特徴とする。
Accordingly, the phosphorus measurement method of
請求項2のりん測定方法は、請求項1のりん測定方法において、前記フローインジェクション分析はクーロメトリーを利用した電気化学的検出工程を有し、この電気化学的検出工程の印加電圧は290〜320mVであることを特徴とする。
The phosphorus measurement method according to
請求項3のりん測定方法は、請求項2のりん測定方法において、前記電気化学的検出工程に供される作用電極の長さは20mm以上であることを特徴とする。
The phosphorus measuring method according to
請求項4のりん測定方法は、請求項3のりん測定方法において、前記試薬溶液、試料水及びキャリアー液の流速は0.05〜0.5mL/分であることを特徴とする。
The phosphorus measurement method according to
請求項5のりん測定方法は、請求項4のりん測定方法において、前記フローインジェクション分析の試料量は100〜500μLであることを特徴とする。
The phosphorus measurement method according to
請求項6のりん測定方法は、請求項1から5のいずれかのりん測定方法において、試料水をクーロメトリータイプのフローセルによって試料水中の妨害物質を還元処理した後にフローインジェクション分析に供することを特徴とする。
The phosphorus measurement method according to
請求項7のりん測定方法は、請求項1から5のいずれかのりん測定方法において、前記試薬溶液をクーロメトリータイプのフローセルによって試薬溶液中の妨害物質を還元処理した後にフローインジェクション分析に供することを特徴とする。
The phosphorus measurement method according to
請求項8のりん測定方法は、請求項1から5のいずれかのりん測定方法前記キャリアー液をクーロメトリータイプのフローセルによってキャリアー液中の妨害物質を還元処理した後にフローインジェクション分析に供することを特徴とする。
The phosphorus measuring method according to
請求項9のりん測定装置は、試薬溶液としてモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液が供されるフローインジェクション分析手段によって試料水中のりん酸イオン態りん濃度を電気化学的に測定するりん測定装置であって、前記フローインジェクション分析手段は、キャリアー液に前記試薬溶液または試料水を注入するための注入手段と、前記キャリアー液と前記試薬溶液と前記試料水とを混合させる混合器と、前記混合器から供給された試薬溶液と試料水との反応に基づく電流変化を検出するフローセルとを備え、前記試薬溶液または混合液のモリブデン酸アンモニウム濃度は8〜10g/Lであり、前記試薬溶液または混合液の硫酸濃度は16〜24mL/Lであることを特徴とする。
The phosphorus measuring device according to
請求項10のりん測定装置は、請求項9のりん測定装置において、前記フローインジェクション分析手段はクーロメトリーを利用した電気化学的検出手段を備え、この電気化学的検出手段の印加電圧は290〜320mVであることを特徴とする。
The phosphorus measuring apparatus according to
請求項11のりん測定装置は、請求項10のりん測定装置において、前記電気化学的検出手段に係る作用電極の長さは20mm以上であることを特徴とする。
The phosphorus measuring apparatus according to
請求項12のりん測定装置は、請求項11のりん測定装置において、前記試薬溶液、試料水及びキャリアー液の流速は0.05〜0.5mL/分であることを特徴とする。
The phosphorus measuring device according to
請求項13のりん測定装置は、請求項12のりん測定装置において、前記フローインジェクション分析の試料量は100〜500μLであることを特徴とする。 A phosphorus measuring apparatus according to a thirteenth aspect is the phosphorus measuring apparatus according to the twelfth aspect, wherein a sample amount of the flow injection analysis is 100 to 500 μL.
請求項14のりん測定装置は、請求項9から13のいずれかのりん測定装置において、前記試料水を前記注入手段に供給する流路にクーロメトリータイプのフローセルが具備され、前記フローセルが前記試料水に含まれる妨害物質を還元処理することを特徴とする。 A phosphorus measuring device according to a fourteenth aspect is the phosphorus measuring device according to any one of the ninth to thirteenth aspects, wherein a coulometric flow cell is provided in a flow path for supplying the sample water to the injection means, and the flow cell is the sample water. The interfering substance contained in is reduced.
請求項15のりん測定装置は、請求項9から13のいずれかのりん測定装置において、前記試薬溶液を前記混合器に供給する流路にクーロメトリータイプのフローセルが具備され、前記フローセルが前記試薬溶液中の妨害物質を還元処理することを特徴とする。
The phosphorus measuring device according to
請求項16のりん測定装置は、請求項9から13のいずれかのりん測定装置において、前記キャリアー液を前記注入手段に供給する流路にクーロメトリータイプのフローセルが具備され、前記フローセルが前記キャリアー液に含まれる妨害物質を還元処理することを特徴とする。 A phosphorus measuring device according to a sixteenth aspect is the phosphorus measuring device according to any one of the ninth to thirteenth aspects, wherein a coulometric flow cell is provided in a flow path for supplying the carrier liquid to the injecting means, and the flow cell is the carrier liquid. The interfering substance contained in is reduced.
請求項1〜16の発明によると、試料水中の溶解性のりん酸イオン態りんを希釈なしに0〜100mg/Lの範囲で測定できることが確認されている。前記試料水中の溶解性のりん酸イオン態りんは1.3〜2.3分間隔で連続測定できることが確認されている。前記排水中の溶解性のりん酸イオン態りんは変動係数が2%以内の精度で測定できることが確認されている。特に、請求項6〜8及び14〜16の発明によれば、妨害物質が還元処理されるので、より一層精度良く測定できる。また、公定法の吸光度法で必要とされる不安定なアスコルビン酸や毒性の強いアミド硫酸アンモニウムの試薬が不要である。さらに、硝酸や亜硝酸の影響を受けないので、公定法の吸光度法で必要とされるアミド硫酸アンモニウムの試薬が不要となる。また、水温が変化しても測定値が安定であることも確認されている。これにより、測定毎に標準液の調製に係る煩わしい手間や標準液による校正が必要でなくなる。
According to the inventions of
請求項1〜16の発明によればりん酸イオン態りんを連続的に精度よく安全に自動測定できる。 According to the first to sixteenth aspects, phosphate ion-type phosphorus can be continuously and accurately automatically measured with high accuracy.
図1は本発明のりん測定方法の一実施形態を示した概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the phosphorus measuring method of the present invention.
本発明の一実施形態であるりん測定装置1はフローインジェクション分析によってりん酸イオン態りんを測定する。前記フローインジェクション分析は試薬溶液とキャリアー液を一定方向に流し、この流れの中に測定対象の試料水を導入して測定する方法である。試料水としては例えば下水処理場や食品製造業、繊維工業、化学工業等の製造業から排出された排水が挙げられる。
The
りん測定装置1は試薬溶液としてモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液が供されるフローインジェクション分析手段2aによって試料水中のりん酸イオン態りん濃度を電気化学的に測定する。フローインジェクション分析手段2aは、インジェクションバルブ3と混合器4とフローセル5とを備える。
The
インジェクションバルブ3はキャリアー液と試薬溶液または試料水とを注入するための注入手段である。図示されたインジェクションバルブ3は六方ロータリーバルブタイプである。インジェクションバルブ3には流路として細管31〜35が接続されている。細管31はポンプP2によって供給されたキャリアー液を注入するための流路を構成する管である。細管32はポンプP3によって供給された試料水を注入するための流路を構成する管である。細管33はサンプルループを構成した管である。細管34は試料水を含んだキャリアー液を混合器4に供給するための流路を構成した管である。細管35はサンプルループからオーバーフローした試料水をドレイン部であるドレイン瓶7に移送するための管である。
The
インジェクションバルブ3は、キャリアー液と試料水とを注入する形態となっているが、キャリアー液と試薬溶液とを注入するような形態にしてもよい。また、前記注入手段の形態は、インジェクションバルブ3のような六方ロータリーバルブタイプに限定されず、例えば注射器タイブや比例インジェクタータイプ等が挙げられる。
The
混合器4は前記キャリアー液と前記試薬溶液と前記試料水とを混合する。混合器4としては電気化学検出を用いたフローインジェクション分析に供されている既知の混合器を用いればよい。混合器4には細管34と細管41,42が接続されている。細管41はポンプP1によって供給された試薬溶液を注入するための流路を構成する管である。細管42は混合器4から供給された試料水及び試薬を含んだキャリアー液をフローセル5に注入するための流路を構成する管である。
The
フローセル5は混合器4から供給されたキャリアー液に含まれた試薬溶液と試料水との反応に基づく電流変化を検出する。フローセル5には細管42を介して供されたキャリアー液等をドレイン瓶7に移送するための細管51が接続されている。フローセル5における電流変化を検出するための印加電圧は例えば290〜320mVに設定される。フローセル5は内部に作用電極と参照電極と対極とを備える。作用電極と参照電極と対極としてはクーロメトリータイプ(全量検出)の分析に供されているフローセルに具備されている既知の電極を採用すればよい。作用電極としてはカーボン繊維からなるものが例示される。カーボン繊維からなる作用電極としては例えば長さが20mm以上である100本以上の束が内径5mmのバイコールガラス管内に収納されたものが採用される。前記参照電極としてはAg/AgClからなるものが例示される。前記対極としてはステンレス(SUS316)からなるものが例示される。
The
前記試薬溶液のモリブデン酸アンモニウムの濃度は8〜10g/Lに調製される。一方、硫酸の濃度は16〜24mL/Lに調製される。前記キャリアー液としては試料水及び試薬溶液に対して不活性なものを使用すればよい。例えば蒸留水が挙げられる。前記試料水、試薬溶液及びキャリアー液の流速はそれぞれ0.05〜0.5mL/分に設定するとよい。また、前記フローインジェクション分析法の試料量は100〜500μLに設定するとよい。 The concentration of ammonium molybdate in the reagent solution is adjusted to 8 to 10 g / L. On the other hand, the concentration of sulfuric acid is adjusted to 16 to 24 mL / L. What is necessary is just to use what is inactive with respect to sample water and a reagent solution as said carrier liquid. An example is distilled water. The flow rates of the sample water, the reagent solution, and the carrier liquid may each be set to 0.05 to 0.5 mL / min. Moreover, the sample amount of the said flow injection analysis method is good to set to 100-500 microliters.
りん測定装置1の動作例について図1を参照しながら説明する。試薬溶液、キャリアー液及び試料水はそれぞれポンプP1,P2及びP3により、一定速度でドレイン部(ドレイン瓶7)まで送液される。サンプル瓶6内の試料水はポンプP3によって細管32を介してインジェクションバルブ3に供給される。インジェクションバルブ3で定量された試料水は細管31を介して供されたキャリアー液の流れに乗って細管33,34を介して混合器4に供給される。このとき、前記試料水に含まれるりん成分は細管41を介して注入された試薬溶液中のモリブデン酸アンモニウムと反応してモリブドリン酸を生成させる。前記生成したモリブドリン酸は細管42を介してフローセル5に到達すると、前記モリブドリン酸の還元反応に伴う電流変化が作用電極によって測定される。前記検出された還元電流値はポテンショスタット8を介して端末(PC)に送信されてデータ処理に供される。フローセル5を経由した試薬溶液及び試料水を含んだキャリアー液は細管51を介して廃液としてドレイン瓶7に導かれる。
An example of the operation of the
図2はフローインジェクション分析法で測定された還元電流のパターンを示した特性図である。図2は試料水としてリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)を用い、同一濃度のリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)を繰り返し3回づつ測定した結果である。測定値のパラメータは測定された還元電流の最大電流や電気量(電流積分値)である。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing a reduction current pattern measured by a flow injection analysis method. FIG. 2 shows the results of measurement using a phosphorus standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) as sample water, and repeatedly measuring the same concentration of phosphorus standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) three times. The parameter of the measured value is the maximum current and the amount of electricity (current integrated value) of the measured reduction current.
還元電流のパターンは反応液の流速が速くなるとシャープになり、前記流速が遅くなるとブロードになる。したがって、フローインジェクション分析法では一般に反応液の流速が測定値の感度等を左右し、最適な反応液の流速の設定が必要である。 The reduction current pattern becomes sharp when the flow rate of the reaction solution is increased, and becomes broader when the flow rate of the reaction solution is decreased. Therefore, in the flow injection analysis method, the flow rate of the reaction solution generally affects the sensitivity of the measurement value and the like, and it is necessary to set the optimum flow rate of the reaction solution.
(1)最適なモリブデン酸アンモニウム濃度
図3〜図8には試薬溶液中のモリブデン酸アンモニウムの最適濃度について検討された結果が示されている。図3〜図8に係る実験では図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表1に示された条件でモリブデン酸アンモニウム濃度が5〜10g/Lになるように、モリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液が試薬溶液として調製された。試料水にはりん酸イオン態りん濃度60mg/Lに調製されたリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が用いれらた。この試料水は200μLと400μLの試料量でりん測定システム1のインジェクションバルブからキャリアー液に注入された。そして、電気量、最大電流及びバックグラウンド電流が測定された。
(1) Optimum Ammonium Molybdate Concentration FIGS. 3 to 8 show the results of studies on the optimum concentration of ammonium molybdate in the reagent solution. 3 to 8, the ammonium molybdate was adjusted so that the ammonium molybdate concentration was 5 to 10 g / L under the conditions shown in Table 1 in the experimental system comprising the components of the
図3は電気量に対するモリブデン酸アンモニウム濃度依存性(試料量200μm)を示した特性図であり。図4は最大電流に対するモリブデン酸アンモニウム濃度依存性(試料量200μm)を示した特性図である。図5はバックグラウンド電流に対するモリブデン酸アンモニウム濃度依存性(試料量200μm)を示した特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the ammonium molybdate concentration dependence on the amount of electricity (
図3の特性図から明らかなように、試料量が200μLである場合、モリブデン酸アンモニウム濃度が6μL以上で電気量が一定となることが確認された。図4の特性図から明らかなように、モリブデン酸アンモニウム濃度が増加するに伴って最大電流は上昇するが、図5の特性図に示されたように、モリブデン酸アンモニウム濃度が8g/L付近からバックグラウンド電流が急激に上昇することが確認できる。これはモリブデン酸アンモニウムの最適濃度が8g/L付近であることを示唆するものである。 As is clear from the characteristic diagram of FIG. 3, it was confirmed that when the sample amount was 200 μL, the amount of electricity was constant when the ammonium molybdate concentration was 6 μL or more. As apparent from the characteristic diagram of FIG. 4, the maximum current increases as the ammonium molybdate concentration increases, but as shown in the characteristic diagram of FIG. 5, the ammonium molybdate concentration starts from around 8 g / L. It can be confirmed that the background current increases rapidly. This suggests that the optimum concentration of ammonium molybdate is around 8 g / L.
一方、図6は電気量に対するモリブデン酸アンモニウム濃度依存性(試料量400μm)を示した特性図である。図7は最大電流に対するモリブデン酸アンモニウム濃度依存性(試料量400μm)を示した特性図である。図8はバックグラウンド電流に対するモリブデン酸アンモニウム濃度依存性(試料量400μm)を示した特性図である。
On the other hand, FIG. 6 is a characteristic diagram showing the ammonium molybdate concentration dependency (
試料量が400μLである場合、図6の特性図から明らかなように、モリブデン酸アンモニウム濃度が7g/L以上で電気量が一定となることが確認された。また、図7の特性図から明らかなように、試料量が200μLである場合と異なり、最大電流はモリブデン酸アンモニウム濃度が8g/L付近から一定となることが確認された。バックグラウンド電流は図8の特性図から明らかなようにモリブデン酸アンモニウム濃度が7〜8g/Lから急激に上昇するため、モリブデン酸アンモニウム濃度は8g/L付近が適していることが示された。 When the sample amount was 400 μL, as is clear from the characteristic diagram of FIG. 6, it was confirmed that the amount of electricity was constant when the ammonium molybdate concentration was 7 g / L or more. Further, as apparent from the characteristic diagram of FIG. 7, it was confirmed that the maximum current was constant from the vicinity of 8 g / L of ammonium molybdate, unlike the case where the sample amount was 200 μL. As apparent from the characteristic diagram of FIG. 8, the ammonium molybdate concentration rapidly increased from 7 to 8 g / L, indicating that an appropriate ammonium molybdate concentration is around 8 g / L.
図9〜図12には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表2に示された条件で0〜100mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が測定された結果が示されている。
9 to 12 show a 0 to 100 mg / L phosphorus standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) measured under the conditions shown in Table 2 in the experimental system comprising the components of the
図9は試薬溶液のモリブデン酸アンモニウム濃度が4g/Lである場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図10は試薬溶液のモリブデン酸アンモニウム濃度が6g/Lである場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図11は試薬溶液のモリブデン酸アンモニウム濃度が8g/Lである場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図12は試薬溶液のモリブデン酸アンモニウム濃度が10g/Lである場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。 FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the ammonium molybdate concentration of the reagent solution is 4 g / L. FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorous standard solution concentration and the amount of electricity when the ammonium molybdate concentration of the reagent solution is 6 g / L. FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorous standard solution concentration and the amount of electricity when the ammonium molybdate concentration of the reagent solution is 8 g / L. FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorous standard solution concentration and the quantity of electricity when the ammonium molybdate concentration of the reagent solution is 10 g / L.
図9〜図12の特性図から明らかなように、モリブデン酸アンモニウム濃度が8〜10g/Lの場合、0〜100mg/Lのリン標準液が測定できることが確認できるが、試薬量は少量であることが望ましいことを考慮すると、モリブデン酸アンモニウム濃度は8g/Lが最適であることがわかる。尚、図9〜図12に表記された回帰直線のパラメータyは電気量(mC)を意味し、パラメータxはリン標準液濃度(mg/L)を意味する。 As is clear from the characteristic diagrams of FIGS. 9 to 12, it can be confirmed that a phosphorous standard solution of 0 to 100 mg / L can be measured when the ammonium molybdate concentration is 8 to 10 g / L, but the reagent amount is small. In view of this, it is understood that the optimum concentration of ammonium molybdate is 8 g / L. In addition, the parameter y of the regression line described in FIGS. 9 to 12 represents the electric quantity (mC), and the parameter x represents the phosphorus standard solution concentration (mg / L).
(2)最適な硫酸濃度
図13には試薬溶液中の硫酸の最適濃度について検討された結果が示されている。
(2) Optimum sulfuric acid concentration FIG. 13 shows the results of studies on the optimum concentration of sulfuric acid in the reagent solution.
図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表3に示された条件で硫酸濃度が4〜56mL/Lとなるようにモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液が試薬として調製された。試料水としては4mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)がインジェクションバルブから注入され、最大電流が測定された。
In the experimental system comprising the components of the
図13の特性図から明らかなように硫酸濃度は16〜24mL/Lが最適であることがわかる。 As is apparent from the characteristic diagram of FIG. 13, it is understood that the sulfuric acid concentration is optimal at 16 to 24 mL / L.
(3)最適な印加電圧
印加電圧はバックグラウンドや感度等を左右するので、最適な印加電圧が設定されなけらばならない。図14には最適な印加電圧について検討された結果が示されている。
(3) Optimum applied voltage Since the applied voltage affects the background and sensitivity, the optimum applied voltage must be set. FIG. 14 shows the result of study on the optimum applied voltage.
図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表4に示された条件でモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液を試薬溶液とし、インジェクションバルブから試料水として10mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が注入された。印加電圧は400mV〜290mVまで変化され、ハイドロダイナミックボルタグラムが求められた。また、図15に印加電圧とバックグラウンド電流との関係を示した特性図を開示した。
In the experimental system comprising the components of the
図14の特性図から明らかなように、印加電圧は変動がほとんどなくなる320mV以下が適値であることが確認できる。また、図15の特性図から印加電圧の減少に伴ってバックグラウンド電流が上昇することが確認できる。以上のことから印加電圧は290〜320mVが適していることが示された。 As is apparent from the characteristic diagram of FIG. 14, it can be confirmed that the applied voltage has an appropriate value of 320 mV or less at which the fluctuation hardly occurs. Further, it can be confirmed from the characteristic diagram of FIG. 15 that the background current increases as the applied voltage decreases. From the above, it was shown that an applied voltage of 290 to 320 mV is suitable.
図16〜図19には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表5に示された条件のもと290〜320mVの印加電圧で10〜50mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が測定された結果が示されている。
FIGS. 16 to 19
図16は印加電圧が290mVである場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図17は印加電圧が300mVである場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図18は印加電圧が310mVである場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図19は印加電圧が320mVである場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。 FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the applied voltage is 290 mV. FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the applied voltage is 300 mV. FIG. 18 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the applied voltage is 310 mV. FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the applied voltage is 320 mV.
図16〜図19に示された決定係数(R2)がいずれもR2>0.9であるので、表4及び表5の条件において、印加電圧が290〜320mVの範囲であれば精度よく測定できることを示している。図16〜図19に表記された回帰直線のパラメータyは電気量(mC)を意味し、パラメータxはリン標準液濃度(mg/L)を意味する。印加電圧は例えば試薬濃度等の条件が異なると最適印加電圧は変動するので、条件を変化した時には、その都度、ハイドロダイナミックボルタグラムを求めて最適な印加電圧を求める必要がある。 Since the determination coefficients (R 2 ) shown in FIGS. 16 to 19 are all R 2 > 0.9, if the applied voltage is in the range of 290 to 320 mV under the conditions of Tables 4 and 5, it is accurate. It shows that it can be measured. The regression line parameters y shown in FIGS. 16 to 19 indicate the quantity of electricity (mC), and the parameter x indicates the phosphorus standard solution concentration (mg / L). Since the optimum applied voltage fluctuates when conditions such as reagent concentration differ, for example, it is necessary to obtain the optimum applied voltage by obtaining a hydrodynamic voltagram each time the conditions are changed.
(4)カーボン繊維の長さの影響
カーボン繊維の長さはモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液と試料水(りん)との反応により生成したモリブドリン酸の還元反応率に影響する。流速が速く、モリブドリン酸がフローセル内に滞留する時間が短くなるため、全電解できず測定値が低くなる可能性がある。
(4) Effect of length of carbon fiber The length of carbon fiber affects the reduction reaction rate of molybdophosphoric acid produced by the reaction of a mixed solution of ammonium molybdate and sulfuric acid and sample water (phosphorus). Since the flow rate is high and the time during which molybdophosphoric acid stays in the flow cell is shortened, total electrolysis cannot be performed and the measured value may be low.
図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表6に示された条件で50mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)の電気量が測定された。
In the experimental system comprising the components of the
図20はモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液を試薬溶液とし、インジェクションバルブから試料水として50mg/Lのリン酸標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が注入され、作用電極の長さと流速を変化させて電気量を測定した結果を示す。 Figure 20 shows a mixed solution of ammonium molybdate and sulfuric acid as a reagent solution, and 50 mg / L phosphoric acid standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) is injected from the injection valve as sample water, and the working electrode length and flow rate are changed. The result of measuring the amount of electricity is shown.
図20の特性図によれば、モリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液と50mg/L以下の濃度のリン酸標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)は作用電極の長さが20mm以上あれば流速が0.2〜1.0mL/分の範囲で完全に電気分解できることが確認できる。 According to the characteristic diagram of FIG. 20, a mixed solution of ammonium molybdate and sulfuric acid and a phosphoric acid standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) having a concentration of 50 mg / L or less have a flow rate if the length of the working electrode is 20 mm or more. It can be confirmed that complete electrolysis can be performed in the range of 0.2 to 1.0 mL / min.
(5)流速の影響
図2の還元電流のパターンから明らかなように、反応液の流速が速くなるとシャープになり、前記流速が遅くなるとブロードになる。フローインジェクション分析法では一般に流速は測定値の感度等を左右するので、最適な流速を設定しなければならない。
(5) Effect of flow rate As is clear from the reduction current pattern in FIG. In the flow injection analysis method, since the flow rate generally affects the sensitivity of the measured value, an optimum flow rate must be set.
前記流速は混合器内においてモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液と試料水(りん)との反応により生成するモリブドリン酸の生成率を左右すると共にフローセル内の作用電極上での還元反応率に影響する。 The flow rate affects the rate of formation of molybdophosphoric acid produced by the reaction of a mixed solution of ammonium molybdate and sulfuric acid and sample water (phosphorus) in the mixer, and also affects the reduction reaction rate on the working electrode in the flow cell. .
図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表7に示された条件で0〜50mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)の電気量が測定された。
In the experimental system consisting of the components of the
図21〜図28にはモリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液を試薬溶液とし、インジェクションバルブから試料水として0〜50mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が注入され、流速が0.05〜0.5mL/分に変化されて電気量が測定された結果が示されている。 21 to 28, a mixed solution of ammonium molybdate and sulfuric acid is used as a reagent solution, and 0 to 50 mg / L phosphorus standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) is injected from the injection valve as sample water. The results are shown in which the amount of electricity was measured while changing from 0.05 to 0.5 mL / min.
図21は流速が0.5mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図22は流速が0.4mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図23は流速が0.3mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図24は流速が0.25mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図25は流速が0.2mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図26は流速が0.15mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図27は流速が0.1mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図28は流速が0.05mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。尚、図21〜図28に表記された回帰直線のパラメータyは電気量(mC)を意味し、パラメータxはリン標準液濃度(mg/L)を意味する。 FIG. 21 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.5 mL / min. FIG. 22 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.4 mL / min. FIG. 23 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.3 mL / min. FIG. 24 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.25 mL / min. FIG. 25 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.2 mL / min. FIG. 26 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.15 mL / min. FIG. 27 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.1 mL / min. FIG. 28 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.05 mL / min. In addition, the parameter y of the regression line described in FIGS. 21 to 28 means the electric quantity (mC), and the parameter x means the phosphorus standard solution concentration (mg / L).
図21〜図27に示された決定係数(R2)がいずれもR2>0.9であることから、流速が0.1〜0.5mL/分の範囲で、0〜50mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)の測定が可能であることがわかる。 Since the determination coefficients (R 2 ) shown in FIGS. 21 to 27 are all R 2 > 0.9, the flow rate is in the range of 0.1 to 0.5 mL / min, and 0 to 50 mg / L. It turns out that the measurement of a phosphorus standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) is possible.
(6)試料量
図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表8に示された条件で試料水として0〜50mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)がインジェクションバルブから100μL、200μL、500μLの試料量で注入されたときの電気量が測定された。
(6) Sample volume In the experimental system comprising the components of the
図29は流速が0.3mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。図30は流速が0.6mL/分である場合のリン標準液濃度と電気量との関係を示した特性図である。これらの特性図から試料量は100〜500μLの範囲で試薬溶液(モリブデン酸アンモニウムと硫酸の混合液)と反応して完全に電気分解できることが示された。 FIG. 29 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.3 mL / min. FIG. 30 is a characteristic diagram showing the relationship between the phosphorus standard solution concentration and the amount of electricity when the flow rate is 0.6 mL / min. From these characteristic diagrams, it was shown that the sample amount can be completely electrolyzed by reacting with a reagent solution (mixture of ammonium molybdate and sulfuric acid) in the range of 100 to 500 μL.
(7)温度の影響
図31には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表9に示された条件で試料水温度を恒温槽によって5〜40℃に変化させて、試料水として20mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が200μLの試料量でインジェクションバルブ3から注入されたときの電気量を測定した結果が示されている。
(7) Effect of temperature FIG. 31 shows a sample system in which the temperature of the sample water is changed to 5 to 40 ° C. in a thermostatic bath under the conditions shown in Table 9 in the experimental system comprising the components of the
図31の特性図から明らかなように試料水は5〜40℃の範囲で水温が変化しても測定値には影響しないことが確認された。 As is clear from the characteristic diagram of FIG. 31, it was confirmed that the sample water did not affect the measured value even when the water temperature changed in the range of 5 to 40 ° C.
(8)測定感度
図32には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表10に示された条件で0〜4mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)の電気量を測定した結果が示されている。尚、図示された回帰直線のパラメータyは電気量(mC)を意味し、パラメータxはリン標準液濃度(mg/L)を意味する。
(8) Measurement Sensitivity FIG. 32 shows a 0 to 4 mg / L phosphorous standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) under the conditions shown in Table 10 in the experimental system comprising the components of the
図32の特性図から明らかなようにリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)濃度が0.5mg/Lの場合の電気量と、0mg/Lの場合の電気量との差異が1mC以上であるので、少なくとも測定感度は0.5mg/L以下まで測定可能であると判断できる。 As is clear from the characteristic diagram of FIG. 32, the difference between the amount of electricity when the phosphorous standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) concentration is 0.5 mg / L and the amount of electricity when the concentration is 0 mg / L is 1 mC or more. Therefore, it can be determined that at least the measurement sensitivity can be measured to 0.5 mg / L or less.
(9)測定範囲
図33には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表11に示された条件で0〜100mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)の電気量を測定した結果が示されている。尚、図示された回帰直線のパラメータyは電気量(mC)を意味し、パラメータxはリン標準液濃度(mg/L)を意味する。
(9) Measurement range FIG. 33 shows a 0 to 100 mg / L phosphorous standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) under the conditions shown in Table 11 in the experimental system comprising the components of the
図33の特性図から明らかなようにリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)濃度が100mg/Lまで測定可能であることが示されており、測定範囲はリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)濃度で0〜100mg/Lであると判断できる。 As is apparent from the characteristic diagram of FIG. 33, it is shown that the concentration of the phosphor standard solution (aqueous potassium dihydrogen phosphate solution) can be measured up to 100 mg / L, and the measurement range is the phosphor standard solution (potassium dihydrogen phosphate). It can be judged that it is 0-100 mg / L in the aqueous solution concentration.
(10)測定精度
図34には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表12に示された条件で下水処理場の曝気槽下水のろ過水を15分間隔でりん濃度(mg/L)を7時間連続測定した結果が示されている。
(10) Measurement accuracy FIG. 34 shows the concentration of phosphorus in the sewage treatment plant aeration tank sewage water at 15-minute intervals under the conditions shown in Table 12 in the experimental system comprising the components of the
図34の特性図から明らかなように29回の測定値の変動係数は1.4%となり良好な再現性で測定できることが示された。 As apparent from the characteristic diagram of FIG. 34, the coefficient of variation of the 29 measurements was 1.4%, indicating that the measurement can be performed with good reproducibility.
また、表12の条件で別の日に採水した下水処理場の曝気槽下水のろ過水を15分間隔で6時間連続的に測定した結果を図35に示した。図35の特性図から明らかなように25回の測定値の変動係数は0.6%となり良好な再現性で測定できることが示された。 Moreover, the result of having continuously measured the filtered water of the aeration tank sewage of the sewage treatment plant sampled on another day under the conditions of Table 12 at intervals of 15 minutes is shown in FIG. As is clear from the characteristic diagram of FIG. 35, the coefficient of variation of the 25 measurements was 0.6%, indicating that measurement can be performed with good reproducibility.
(11)測定間隔
図36には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表13に示された条件のもとモリブデン酸アンモニウムと硫酸とが混合されて試薬溶液が調製され、試料水として60mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が5分間隔でインジェクションバルブからキャリアー液に注入されて還元電流が測定された結果が示されている。
(11) Measurement interval In FIG. 36, a reagent solution is prepared by mixing ammonium molybdate and sulfuric acid under the conditions shown in Table 13 in the experimental system comprising the components of the
図36の特性図から明らかなように測定間隔が5分でも直前に測定した試料の影響を受けずに測定できることが示された。 As is clear from the characteristic diagram of FIG. 36, it was shown that even if the measurement interval was 5 minutes, measurement was possible without being affected by the sample measured immediately before.
また、図37〜図40には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表14に示された条件のもとモリブデン酸アンモニウムと硫酸とが混合されて試薬溶液が調製され、試料水として60mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)が1.3分〜2.3分間隔でインジェクションバルブからキャリアー液に注入されて還元電流が測定された結果が示されている。
37 to 40, an ammonium molybdate and sulfuric acid are mixed under the conditions shown in Table 14 in the experimental system comprising the components of the
図37〜図40の特性図から明らかなように測定間隔が1.3分〜2.3分でも直前に測定した試料の影響を受けずに測定できることが示された。 As is apparent from the characteristic diagrams of FIGS. 37 to 40, it was shown that measurement can be performed without being affected by the sample measured immediately before even at a measurement interval of 1.3 to 2.3 minutes.
さらに、図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表15に示された条件のもとモリブデン酸アンモニウムと硫酸とが混合されて試薬溶液が調製され、試料水として60mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)400μLと蒸留水400μLが交互に2.3分間隔で繰り返し3回インジェクションバルブからキャリアー液に注入され、その直前に測定された60mg/Lのリン標準液(りん酸二水素カリウム水溶液)の影響が蒸留水の測定値に影響するか、いわゆるテーリングの影響があるかについて試験された。
Further, in the experimental system comprising the components of the
図41は前記試験の結果を示す。この特性図から明らかなように直前に測定した試料の影響を受けずに測定できることが示された。 FIG. 41 shows the results of the test. As is clear from this characteristic diagram, it was shown that measurement can be performed without being affected by the sample measured immediately before.
(12)公定法との相関性
図42には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表16に示された条件で下水処理場の曝気槽下水のろ過水を公定法(吸光度法)と本測定法で測定した値の相関関係が示されている。尚、図示された回帰直線のパラメータyは電気量(mC)を意味し、パラメータxはリン標準液濃度(mg/L)を意味する。
(12) Correlation with the official method FIG. 42 shows the official method of the filtered water from the aeration tank sewage treatment plant under the conditions shown in Table 16 in the experimental system comprising the components of the
図42の特性図から明らかなように決定係数R2は0.9992、回帰直線の傾きが0.9964で1に近い値を示しており、公定法と同等の測定精度が実現することが確認された。 As is clear from the characteristic diagram of FIG. 42, the coefficient of determination R 2 is 0.9992 and the slope of the regression line is 0.9964, indicating a value close to 1, confirming that measurement accuracy equivalent to the official method is achieved. It was done.
(13)標準曲線(検量線)
図43には図1のりん測定システム1の構成要素からなる実験系において表17に示された条件で0〜50mg/Lのリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)の電気量を4回、測定日を変えて測定した結果が示されている。
(13) Standard curve (calibration curve)
FIG. 43 shows the amount of electricity of a phosphorous standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) of 0 to 50 mg / L four times under the conditions shown in Table 17 in the experimental system comprising the components of the
表18には測定結果の回帰式と相関係数が示されている。表に示された回帰直線のパラメータyは電気量(mC)を意味し、パラメータxはリン標準液濃度(mg/L)を意味する。また、表19にはリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)の各濃度に対する電気量がそれぞれの検量線から算出された場合の電気量の変動係数が示されている。 Table 18 shows the regression equation of the measurement result and the correlation coefficient. The parameter y of the regression line shown in the table means the quantity of electricity (mC), and the parameter x means the phosphorus standard solution concentration (mg / L). Table 19 shows the coefficient of variation of the electric quantity when the electric quantity with respect to each concentration of the phosphorous standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) is calculated from each calibration curve.
表19に示されたようにリン標準液(リン酸二水素カリウム水溶液)濃度に対する電気量は測定日が異なっていても変動係数は1%程度で、ほとんど変動がなく、測定毎に標準液の測定を行なわなくてもよいことが示されている。 As shown in Table 19, the quantity of electricity with respect to the concentration of the phosphorus standard solution (potassium dihydrogen phosphate aqueous solution) has a coefficient of variation of about 1% even when the measurement date is different, and there is almost no change. It has been shown that the measurement need not be performed.
以上のように検量線が安定しているので、測定ごとに標準液の調製にかかる煩わしい操作や標準液の校正が必要でないことが示された。 As described above, since the calibration curve is stable, it has been shown that troublesome operations for the preparation of the standard solution and calibration of the standard solution are not required for each measurement.
図44は本発明のりん測定方法の一実施形態に係るりん測定装置の概略構成図である。 FIG. 44 is a schematic configuration diagram of a phosphorus measuring apparatus according to an embodiment of the phosphorus measuring method of the present invention.
りん測定装置10のフローインジェクション分析手段2bはりん測定装置1に係るフローインジェクション分析手段2aの構成要素にクーロメトリックタイプのフローセル11が具備されている。フローセル11はポンプP3とインジェクションバルブ3とを連結している細管32に具備されている。
The flow injection analyzing means 2b of the
フローセル11はフローセル5と同様に作用電極と参照電極と対極とを備える。フローセル11は作用電極、参照電極及び対極の間で起こる酸化還元反応によって試料水に含まれる次亜塩素酸イオン等に例示される妨害物質を還元処理する。フローインジェクション分析手段2bは、フローセル11で妨害物質を測定するシステムを例示しているが、妨害物質を測定するために試薬が必要な場合には、ポンプP3とフローセル11とを連結している細管32の間に混合容器を具備し、前記試薬を導入できるようにすることもできる。また、試薬溶液中に妨害物質が含まれているおそれがある場合には細管41にフローセル11と同タイプのクーロメトリックタイプのフローセルが具備される。さらに、キャリアー液中に妨害物質が含まれているおそれがある場合には細管31にフローセル11と同タイプのクーロメトリックタイプのフローセルが具備される。以上のように試料水、試薬溶液及びキャリアー液に含まれる妨害物質はインジェクションバルブ3または混合器4に供給する前に還元除去されて、試料水中のりん酸イオン態りん濃度が精度よく測定される。
Like the
図44に示されたりん測定装置10の動作例について説明する。試薬溶液、キャリアー液及び試料水はそれぞれポンプP1,P2及びP3により、一定速度でドレイン部(ドレイン瓶7)まで送液される。サンプル瓶6内の試料水はポンプP3によって細管32を介してインジェクションバルブ3に供給される。この過程でフローセル11は試料水に含まれる妨害物質を還元除去する。インジェクションバルブ3で定量された試料水は細管31を介して供されたキャリアー液の流れにのって細管33,34を介して混合器4に供給される。このとき、前記試料水に含まれるりん成分は細管41を介して注入された試薬溶液中のモリブデン酸アンモニウムと反応してモリブドリン酸を生成させる。前記生成したモリブドリン酸は細管42を介してフローセル5に到達すると、前記モリブドリン酸の還元反応に伴う電流変化が作用電極によって測定される。前記検出された還元電流値はポテンショスタット8を介して端末(PC)に送信されてデータ処理に供される。フローセル5を経由した試薬溶液及び試料水を含んだキャリアー液は細管51を介して廃液としてドレイン瓶7に導かれる。
An operation example of the
1,10…りん測定装置
2a,2b…フローインジェクション分析手段
3…インジェクションバルブ
4…混合器
5,11…フローセル
6…サンプル瓶
7…ドレイン瓶
8…ポテンショスタット
9…端末(PC)
31〜35,41,42,51…細管
DESCRIPTION OF
31-35, 41, 42, 51 ... capillary
Claims (16)
前記混合液のモリブデン酸アンモニウム濃度は8〜10g/Lであり、
前記混合液の硫酸濃度は16〜24mL/Lであること
を特徴とするりん測定方法。 A phosphorus measurement method for electrochemically measuring a phosphate ion-phosphorus concentration in a sample water by flow injection analysis in which a mixed solution of ammonium molybdate and sulfuric acid is provided as a reagent solution,
The ammonium molybdate concentration of the mixed solution is 8 to 10 g / L,
The method for measuring phosphorus, wherein the mixed solution has a sulfuric acid concentration of 16 to 24 mL / L.
を特徴とする請求項1記載のりん測定方法。 The phosphorus measurement method according to claim 1, wherein the flow injection analysis includes an electrochemical detection step using coulometry, and an applied voltage in the electrochemical detection step is 290 to 320 mV.
を特徴とする請求項2記載のりん測定方法。 The phosphorus measuring method according to claim 2, wherein a length of the working electrode used for the electrochemical detection step is 20 mm or more.
を特徴とする請求項3記載のりん測定方法。 The phosphorus measurement method according to claim 3, wherein flow rates of the reagent solution, the sample water, and the carrier liquid are 0.05 to 0.5 mL / min.
を特徴とする請求項4記載のりん測定方法。 The phosphorus measurement method according to claim 4, wherein a sample amount of the flow injection analysis is 100 to 500 μL.
を特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のりん測定方法。 The phosphorus measurement method according to any one of claims 1 to 5, wherein the sample water is subjected to a flow injection analysis after reducing interference substances in the sample water by a coulometric flow cell.
を特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のりん測定方法。 The phosphorus measurement method according to any one of claims 1 to 5, wherein the reagent solution is subjected to flow injection analysis after reducing the interfering substances in the reagent solution by a coulometric flow cell.
を特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のりん測定方法。 The phosphorus measurement method according to any one of claims 1 to 5, wherein the carrier liquid is subjected to a flow injection analysis after reducing interference substances in the carrier liquid by a coulometric flow cell.
前記フローインジェクション分析手段は、キャリアー液に前記試薬溶液または試料水を注入するための注入手段と、前記キャリアー液と前記試薬溶液と前記試料水とを混合させる混合器と、前記混合器から供給された試薬溶液と試料水との反応に基づく電流変化を検出するフローセルとを備え、
前記試薬溶液または混合液のモリブデン酸アンモニウム濃度は8〜10g/Lであり、
前記試薬溶液または混合液の硫酸濃度は16〜24mL/Lであること
を特徴とするりん測定装置。 A phosphorus measuring device for electrochemically measuring a phosphate ion-phosphorus concentration in a sample water by a flow injection analysis means in which a mixed solution of ammonium molybdate and sulfuric acid is provided as a reagent solution,
The flow injection analysis means is supplied from an injection means for injecting the reagent solution or sample water into a carrier liquid, a mixer for mixing the carrier liquid, the reagent solution, and the sample water, and the mixer. A flow cell for detecting a change in current based on the reaction between the reagent solution and the sample water,
The ammonium molybdate concentration of the reagent solution or the mixed solution is 8 to 10 g / L,
The phosphoric acid measuring apparatus, wherein the reagent solution or the mixed solution has a sulfuric acid concentration of 16 to 24 mL / L.
を特徴とする請求項9記載のりん測定装置。 The phosphorus measuring apparatus according to claim 9, wherein the flow injection analysis means includes an electrochemical detection means using coulometry, and an applied voltage of the electrochemical detection means is 290 to 320 mV.
を特徴とする請求項10記載のりん測定装置。 The length of the working electrode which concerns on the said electrochemical detection means is 20 mm or more. The phosphorus measuring device of Claim 10 characterized by the above-mentioned.
を特徴とする請求項11記載のりん測定装置。 The phosphorus measuring apparatus according to claim 11, wherein flow rates of the reagent solution, the sample water, and the carrier liquid are 0.05 to 0.5 mL / min.
を特徴とする請求項12記載のりん測定装置。 The phosphorus measuring apparatus according to claim 12, wherein a sample amount of the flow injection analysis is 100 to 500 μL.
前記フローセルが前記試料水に含まれる妨害物質を還元処理すること
を特徴とする請求項9から13のいずれか1項に記載のりん測定装置。 A flow cell for supplying the sample water to the injection means is provided with a coulometric type flow cell,
The phosphorus measuring device according to any one of claims 9 to 13, wherein the flow cell performs a reduction treatment of an interfering substance contained in the sample water.
前記フローセルが前記試薬溶液中の妨害物質を還元処理すること
を特徴とする請求項9から13のいずれか1項に記載のりん測定装置。 The flow path for supplying the reagent solution to the mixer is provided with a coulometric type flow cell,
The phosphorus measuring device according to any one of claims 9 to 13, wherein the flow cell reduces the interfering substance in the reagent solution.
前記フローセルが前記キャリアー液に含まれる妨害物質を還元処理すること
を特徴とする請求項9から13のいずれか1項に記載のりん測定装置。 A flow cell for supplying the carrier liquid to the injection means is provided with a coulometric type flow cell,
The phosphorus measuring apparatus according to any one of claims 9 to 13, wherein the flow cell performs a reduction treatment of an interfering substance contained in the carrier liquid.
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CN102072930A (en) * | 2010-11-11 | 2011-05-25 | 四川大学 | Flow injection serially connected microelectrode electrochemical automatic method and device for simultaneous measurement of various electrolytes in blood sample |
CN112204098A (en) * | 2018-04-27 | 2021-01-08 | 陶氏环球技术有限责任公司 | Phosphate enhanced heat resistant ethylene/alpha-olefin interpolymer compositions |
CN112946047A (en) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | Electrochemical method for rapidly detecting inorganic phosphorus in water body dissolved state |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6287847A (en) * | 1985-10-15 | 1987-04-22 | Fuji Electric Co Ltd | Method for measuring phosphoric acid |
JPH041564A (en) * | 1990-04-17 | 1992-01-07 | Fuji Electric Co Ltd | Potentiostat for analyzer |
JP2000258391A (en) * | 1999-03-11 | 2000-09-22 | Toray Eng Co Ltd | Method and device for determining quantity of phosphor compound in solution |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6287847A (en) * | 1985-10-15 | 1987-04-22 | Fuji Electric Co Ltd | Method for measuring phosphoric acid |
JPH041564A (en) * | 1990-04-17 | 1992-01-07 | Fuji Electric Co Ltd | Potentiostat for analyzer |
JP2000258391A (en) * | 1999-03-11 | 2000-09-22 | Toray Eng Co Ltd | Method and device for determining quantity of phosphor compound in solution |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102072930A (en) * | 2010-11-11 | 2011-05-25 | 四川大学 | Flow injection serially connected microelectrode electrochemical automatic method and device for simultaneous measurement of various electrolytes in blood sample |
CN112204098A (en) * | 2018-04-27 | 2021-01-08 | 陶氏环球技术有限责任公司 | Phosphate enhanced heat resistant ethylene/alpha-olefin interpolymer compositions |
JP2021528508A (en) * | 2018-04-27 | 2021-10-21 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | Phosphoric acid fortified heat resistant ethylene / alpha-olefin interpolymer composition |
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CN112204098B (en) * | 2018-04-27 | 2023-11-14 | 陶氏环球技术有限责任公司 | Phosphate enhanced heat resistant ethylene/alpha-olefin interpolymer compositions |
CN112946047A (en) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | Electrochemical method for rapidly detecting inorganic phosphorus in water body dissolved state |
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