JP2010169675A - 水の評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の水の評価方法は、水の発光スペクトルまたは励起スペクトルを測定することにより、当該水を評価する。
【選択図】なし
Description
本発明に係る水の評価方法は、水の発光スペクトルまたは励起スペクトルを測定することを特徴としている。
本発明に係る水の評価方法では、溶存する光学的不純物と水との相互作用を上記発光スペクトルまたは励起スペクトルの変化により検出することができると考えられるため、水の光学的純度を評価することができる。
実施例1では、発光測定用の石英セル(F15-SQF-10、GLサイエンス社製)を用いて超純水の詰め替え前後における蛍光スペクトルを測定することにより、水を評価できるかを確認した。
実施例2では、詰め替え後の超純水に紫外光を照射し、紫外光照射前後における蛍光スペクトルおよびラマン光強度を測定することにより、水を評価できるかを確認した。
実施例3では、異なる種類の水であっても評価できるかを確認した。具体的には、水としてミリポアsimplicity(MILLIPORE社製)を用いて作製した超純水を用いた以外は、実施例2と同様の方法により、詰め替えおよび紫外光照射を行ったときの蛍光スペクトルを測定した。尚、上記ミリポアsimplicityは、超純水中に混入した微生物の数を低減し、且つ有機物を分解・除去する目的のため、超純水製造工程において紫外光照射した超純水が得られる。結果を図5に示す。図5中、290〜360nmの範囲の波長域の蛍光スペクトルは、270nmの紫外光励起における超純水の蛍光スペクトルを表し、380〜550nmの範囲の波長域の蛍光スペクトルは、320nmの紫外光励起における超純水の蛍光スペクトルを表す。尚、図5に示す、詰め替え後の試料の蛍光スペクトルおよび詰め替え後紫外光を照射した試料の蛍光スペクトルは、ラマン光の影響を排除する目的で、それぞれの蛍光スペクトルから詰め替え前の蛍光スペクトル(ラマン光のスペクトル)を除いた蛍光スペクトルを表している。
実施例4では、ガスの混入を検出できるかを確認した。具体的には、採取した超純水を密封し、窒素、酸素、または二酸化炭素のそれぞれの高純度ガスを用いて18時間、超純水をバブリング後、254nmの紫外光を100分間照射したときの270nmおよび320nmの紫外光励起における超純水の蛍光スペクトルを測定した。結果を図7〜図9に示す。図7〜図9中、290〜360nmの範囲の波長域の蛍光スペクトルは、270nmの紫外光励起における超純水の蛍光スペクトルを表し、380〜550nmの範囲の波長域の蛍光スペクトルは、320nmの紫外光励起における超純水の蛍光スペクトルを表す。尚、図7〜図9に示す、高純度ガスをバブリングした後の試料の蛍光スペクトルおよび高純度ガスをバブリングした後紫外光を照射した試料の蛍光スペクトルは、ラマン光の影響を排除する目的で、それぞれの蛍光スペクトルから高純度ガスをバブリングする前の蛍光スペクトル(ラマン光のスペクトル)を除いた蛍光スペクトルを表している。
実施例5では、イオンの溶存が検出できるかを確認した。超純水と、それぞれの水溶液の濃度が10−6molのNaCl水溶液およびCaCl2水溶液とを用い、5回の詰め替え後に320nmの紫外光励起における蛍光スペクトル、および460nmでモニターした発光の励起スペクトルを測定した以外は、実施例1と同様の方法により測定を行った。
実施例6では、市販のミネラルウォーターの識別が可能かを確認した。水として市販のミネラルウォーターを用い、5回の詰め替え後に320nmの紫外光励起における蛍光スペクトル、および460nmでモニターした発光の励起スペクトルを測定した以外は、実施例1と同様の方法により測定を行った。上記ミネラルウォーターとしては、市販のクリスタルガイザー(登録商標)、ボルビック(登録商標)、エビアン(登録商標)を用いた。
実施例7では、種々の水においてアルゴンガスを18時間バブリングした後の試料について、254nmの紫外光照射に伴う蛍光強度の時間的な変化(紫外光応答特性)を調べた。具体的には、水として、超純水、ルミナゾールおよび市販のクリスタルガイザー(登録商標)を用い、高純度のアルゴンガスを18時間バブリングした後に、320nmの紫外光励起における蛍光スペクトルを測定した。尚、アルゴンガスバブリング後の試料における発光特性は、実施例4の窒素バブリング後のものとほぼ同様であった。
実施例8では、超純水について、アルゴンガスのバブリングおよび/または紫外光照射による蛍光強度の変化を調べた。具体的には、以下のそれぞれの試料について、320nmの紫外光励起における蛍光ピーク強度(ブルーバンドのスペクトル)を比較した。尚、実施例8では、高純度のアルゴンガスを18時間バブリングを行い、254nmの紫外光を照射した。
試料2:超純水においてアルゴンガスをバブリングした後、紫外光を照射した試料
試料3:超純水において紫外光を照射した試料
試料4:紫外光を照射した後、アルゴンガスをバブリングした試料
結果を図13に示す。図13は、本発明の実施形態を示すものであり、アルゴンガスをバブリングしたおよび/または紫外光を照射した各試料の320nmの紫外光励起における蛍光ピーク強度を示すグラフである。尚、図13に示す、各試料の蛍光スペクトルは、ラマン光の影響を排除する目的で、それぞれの蛍光スペクトルから処理前の蛍光スペクトル(ラマン光のスペクトル)を除いた蛍光スペクトルを表している。グラフの縦軸は、各試料の最大の蛍光強度を1としたときの、蛍光ピーク強度を相対値で示している。
実施例9では、沸騰による水の蛍光の変化を調べた。具体的には、超純水を石英セルに詰め、スクリューキャップで石英セルを密封した状態で、沸騰した湯を用いて超純水を5分間煮沸した。その後、超純水を室温まで自然冷却し、320nmの紫外光励起における蛍光スペクトルを測定した。比較のために、煮沸前の超純水、および高純度のアルゴンガスを18時間バブリングした超純水についても320nmの紫外光励起における蛍光スペクトルを測定した。
以上の結果から、本発明の水の評価方法を用いれば、水分子に起因する発光(蛍光)を測定することができるので、水分子の特性を直接評価することができることが確認できた。一般に、水は無色透明であり、従来、可視域における分光的な性質について議論されることは殆どなかった。しかし、本発明者によって、水へのガスの溶解に伴い、水において近紫外域から可視域における発光が誘導されることが新たに明らかになった。
Claims (9)
- 水の発光スペクトルまたは励起スペクトルを測定することにより、当該水を評価することを特徴とする水の評価方法。
- 紫外光励起による水の発光スペクトルを測定することにより、当該水を評価することを特徴とする、請求項1に記載の水の評価方法。
- 励起する上記紫外光の波長は、200〜400nmであることを特徴とする、請求項2に記載の水の評価方法。
- 測定する上記発光スペクトルの波長は、200〜850nmであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の水の評価方法。
- 測定する上記発光スペクトルは、蛍光スペクトルであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の水の評価方法。
- 200〜850nmでモニターした発光の励起スペクトルを測定することにより、当該水を評価することを特徴とする、請求項1に記載の水の評価方法。
- 測定する上記励起スペクトルの波長は、200〜400nmであることを特徴とする請求項1または6に記載の水の評価方法。
- 水の光学的純度を評価する方法であることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の水の評価方法。
- 上記水は、超純水であることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の水の評価方法。
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