JP2018119885A - Total phosphorus automatic measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モリブデン青吸光光度法により試料水中のリン酸イオン濃度を測定する全リン自動測定装置に関する。 The present invention relates to a total phosphorus automatic measuring apparatus for measuring a phosphate ion concentration in a sample water by molybdenum blue absorptiometry.
リンは、湖沼等における富栄養化を促進する要因となるため、水中のリン濃度の測定が必要とされる。リン濃度の測定法として、モリブデン青吸光光度法が知られている。モリブデン青吸光光度法は、水中のリン酸イオンとモリブデン酸との化合物をL−アスコルビン酸で還元することで、モリブデン青を生成させ、このモリブデン青の吸光度を測定することにより、リン酸イオンを定量する方法である。 Since phosphorus is a factor that promotes eutrophication in lakes and the like, it is necessary to measure the phosphorus concentration in water. As a method for measuring phosphorus concentration, molybdenum blue absorptiometry is known. Molybdenum blue absorptiometry produces molybdenum blue by reducing a compound of phosphate ion and molybdate in water with L-ascorbic acid, and measuring the absorbance of this molybdenum blue gives phosphate ion. It is a method of quantification.
例えば、モリブデン青吸光光度法を利用して、定期的にリン濃度を自動測定する全リン自動測定装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。このような装置は、湖沼、河川の自然水、及び工場等からの排水のリン濃度を、長期間にわたり定期的に監視する用途に用いられている。 For example, an all-phosphorus automatic measuring apparatus that automatically measures a phosphorus concentration periodically using a molybdenum blue absorptiometry is known (see, for example, Patent Document 1). Such an apparatus is used for the purpose of regularly monitoring the phosphorus concentration of lakes and marshes, natural water of rivers, and wastewater from factories and the like over a long period of time.
モリブデン青吸光光度法の試薬として用いられるL−アスコルビン酸溶液は劣化し易いため、長期の保存が困難であった。そのため、従来の全リン自動測定装置では、試薬の劣化時期を見計らってL−アスコルビン酸溶液を交換する必要があった。 Since the L-ascorbic acid solution used as a reagent for molybdenum blue absorptiometry is easily deteriorated, long-term storage is difficult. Therefore, it has been necessary to replace the L-ascorbic acid solution in the conventional all-phosphorus automatic measuring apparatus in anticipation of the reagent deterioration time.
ところで、全リン自動測定装置は、その用途から、気温変化の大きい環境に設置される場合が多い。このような環境では、L−アスコルビン酸溶液の劣化が促進されるため、試薬の交換頻度が増大する。これは、全リン自動測定装置の運用性向上を図る上で大きな問題となる。 By the way, the all-phosphorus automatic measuring device is often installed in an environment with a large temperature change because of its use. In such an environment, since the deterioration of the L-ascorbic acid solution is promoted, the frequency of reagent replacement increases. This is a major problem in improving the operability of the all phosphorus automatic measuring apparatus.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、試薬の交換頻度の増大を抑え、運用性を向上させることができる全リン自動測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an all-phosphorus automatic measurement apparatus that can suppress an increase in reagent replacement frequency and improve operability.
上記課題を解決するための本発明に係る全リン自動測定装置の特徴構成は、
モリブデン青吸光光度法により試料水中のリン酸イオン濃度を繰り返し測定する全リン自動測定装置であって、
測定セルと、
所定の周期で所定量の試料水を前記測定セルに供給する第1供給手段と、
前記所定の周期でL−アスコルビン酸溶液を前記測定セルに供給する第2供給手段と、
前記所定の周期でモリブデン酸溶液を前記測定セルに供給する第3供給手段と、
前記測定セルに供給された試料水とL−アスコルビン酸溶液とモリブデン酸溶液との混合液における呈色反応が完了した後に、前記混合液の吸光度を測定する測定部と、
吸光度の測定後に前記測定セル内の前記混合液を排出する排出手段と、
を備え、
前記第2供給手段は、L−アスコルビン酸溶液を貯留する褐色ガラス製の貯留容器と、前記貯留容器からL−アスコルビン酸溶液を所定量吸引して前記測定セルに供給するポンプ部とを有することにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the characteristic configuration of the total phosphorus automatic measuring device according to the present invention is as follows:
A total phosphorus automatic measuring device that repeatedly measures phosphate ion concentration in sample water by molybdenum blue absorptiometry,
A measuring cell;
First supply means for supplying a predetermined amount of sample water to the measurement cell at a predetermined cycle;
Second supply means for supplying an L-ascorbic acid solution to the measurement cell at the predetermined cycle;
Third supply means for supplying the molybdic acid solution to the measurement cell at the predetermined cycle;
A measurement unit for measuring the absorbance of the mixed solution after completion of the color reaction in the mixed solution of the sample water, the L-ascorbic acid solution, and the molybdic acid solution supplied to the measurement cell;
Discharging means for discharging the mixed liquid in the measurement cell after measuring the absorbance;
With
The second supply means has a brown glass storage container that stores an L-ascorbic acid solution, and a pump unit that sucks a predetermined amount of the L-ascorbic acid solution from the storage container and supplies the L-ascorbic acid solution to the measurement cell. It is in.
液中のリン濃度を連続して自動測定する従来の測定装置では、使用する試薬に腐食性等がなく、その貯留に耐薬品性が求められない限り、装置内での試薬の貯留に安価な樹脂製容器が用いられている。特段の注意なく取り扱えるL−アスコルビン酸溶液についても、従来の測定装置内での貯留には、褐色のポリエチレンタンク等の樹脂製容器が用いられていた。 In conventional measuring devices that continuously and automatically measure the phosphorus concentration in the liquid, unless the reagent used is corrosive and chemical resistance is required for its storage, it is inexpensive to store the reagent in the device. A resin container is used. For the L-ascorbic acid solution that can be handled without any special care, a resin container such as a brown polyethylene tank has been used for storage in a conventional measuring apparatus.
本構成の全リン自動測定装置によれば、貯留容器が褐色ガラス製であるため容器壁面における空気の透過を抑えることができる。そのため、樹脂製容器を用いる従来の測定装置に比べて、装置内に貯留されるL−アスコルビン酸溶液の劣化が進行し難く、呈色反応を阻害する化合物(呈色阻害化合物)の経時的な増加を抑制することができる。これにより、L−アスコルビン酸溶液の交換周期を延長することが可能となり、全リン自動測定装置の運用性を向上させることができる。 According to the all phosphorus automatic measuring device of this structure, since the storage container is a product made from brown glass, permeation | transmission of the air in a container wall surface can be suppressed. Therefore, compared with the conventional measuring apparatus using a resin container, the deterioration of the L-ascorbic acid solution stored in the apparatus does not easily progress, and the compound (color inhibiting compound) that inhibits the color reaction over time. Increase can be suppressed. This makes it possible to extend the exchange period of the L-ascorbic acid solution and improve the operability of the all-phosphorus automatic measuring device.
本発明に係る全リン自動測定装置において、
前記貯留容器は、蓋部を有し、
前記ポンプ部は、前記貯留容器からL−アスコルビン酸溶液を吸引する第1ポンプと、前記第1ポンプが吸引したL−アスコルビン酸溶液を計量する計量配管と、前記第1ポンプの動作により前記計量配管に充填されたL−アスコルビン酸溶液を吸引し、前記測定セルに吐出する第2ポンプとを有し、
前記蓋部は、前記第1ポンプの吸引配管が挿入された流出孔と、前記計量配管が接続され、前記第1ポンプの吸引量が前記計量配管の容積を超えた場合に、前記計量配管から前記貯留容器にL−アスコルビン酸溶液を還流させる還流孔と、前記貯留容器の内圧変動を抑制する吸気孔とを備えることが好ましい。
In the total phosphorus automatic measuring apparatus according to the present invention,
The storage container has a lid,
The pump unit includes the first pump for sucking the L-ascorbic acid solution from the storage container, the metering pipe for metering the L-ascorbic acid solution sucked by the first pump, and the metering by the operation of the first pump. A second pump that sucks the L-ascorbic acid solution filled in the pipe and discharges it to the measurement cell;
The lid part is connected to the outflow hole into which the suction pipe of the first pump is inserted and the metering pipe, and when the suction amount of the first pump exceeds the volume of the metering pipe, It is preferable that the storage container includes a reflux hole for refluxing the L-ascorbic acid solution and an intake hole that suppresses fluctuations in the internal pressure of the storage container.
本構成の全リン自動測定装置によれば、計量時に第1ポンプが過剰に吸い上げたL−アスコルビン酸溶液が貯留容器に還流されるため、簡易な構成でL−アスコルビン酸溶液を計量して測定セルへ供給しつつ、貯留容器に貯留されたL−アスコルビン酸溶液を無駄なく有効に使用できる。このため、貯留容器にL−アスコルビン酸溶液を頻繁に追加する必要がなく、全リン自動測定装置を効率的に運用することができる。 According to the total phosphorus automatic measuring device of this configuration, since the L-ascorbic acid solution excessively sucked up by the first pump during measurement is returned to the storage container, the L-ascorbic acid solution is measured and measured with a simple configuration. The L-ascorbic acid solution stored in the storage container can be effectively used without waste while being supplied to the cell. For this reason, it is not necessary to add an L-ascorbic acid solution frequently to a storage container, and an all-phosphorus automatic measuring apparatus can be operated efficiently.
また、第2ポンプの動作時に吸気孔から貯留容器内部への空気の流入が生じるが、貯留容器が褐色ガラス製であるため容器壁面から容器内への空気の透過は抑制され、壁面に接するL−アスコルビン酸溶液が壁面を透過する空気により酸化されることがない。このため、L−アスコルビン酸溶液の酸化は液面を介したものに限定され、L−アスコルビン酸溶液における呈色阻害化合物の経時的な増加速度を緩和することができる。 In addition, air flows into the storage container from the intake hole during the operation of the second pump. However, since the storage container is made of brown glass, the permeation of air from the container wall surface into the container is suppressed, and L that contacts the wall surface -The ascorbic acid solution is not oxidized by the air passing through the wall surface. For this reason, the oxidation of the L-ascorbic acid solution is limited to that via the liquid surface, and the rate of increase of the color-inhibiting compound in the L-ascorbic acid solution over time can be reduced.
本発明に係る全リン自動測定装置において、
5℃以上、40℃以下の環境に設置されることが好ましい。
In the total phosphorus automatic measuring apparatus according to the present invention,
It is preferable to be installed in an environment of 5 ° C or higher and 40 ° C or lower.
本構成の全リン自動測定装置によれば、河川の自然水、又は工場からの排水等を検査対象とする用途においても、適切な使用環境で使用することができる。 According to the all phosphorus automatic measuring apparatus of this structure, it can be used in an appropriate use environment also in the use which examines the natural water of a river, the drainage from a factory, etc.
本発明に係る全リン自動測定装置において、
前記第1供給手段は、前記所定の周期で水源からリンを含有する検査対象水を取得し、取得した検査対象水に酸化剤を添加してリン酸イオンを含む前記試料水を生成することが好ましい。
In the total phosphorus automatic measuring apparatus according to the present invention,
The first supply means acquires the test target water containing phosphorus from the water source at the predetermined cycle, and adds the oxidizing agent to the acquired test target water to generate the sample water containing phosphate ions. preferable.
本構成の全リン自動測定装置によれば、検査対象水の取得から排水までを周期的に繰り返し、液中に含まれる全リン量を連続して測定することがきる。そのため、河川の自然水、又は工場からの排水等を検査対象水として、高い運用性でその水質を常時監視することができる。 According to the total phosphorus automatic measuring apparatus of this structure, it can repeat from acquisition of test object water to drainage periodically, and can measure the total phosphorus amount contained in a liquid continuously. Therefore, it is possible to constantly monitor the water quality with high operability by using natural water of a river or waste water from a factory as water to be inspected.
初めに、本発明を着想した経緯について説明する。全リン自動測定装置の運用では、L−アスコルビン酸溶液が経時的に濃度低下するため、定期的な試薬交換が必要となる。一般的に、全リン自動測定装置では、新規に交換する試薬のL−アスコルビン酸濃度を15g/L程度に調整することが多い。 First, the background of the present invention will be described. In the operation of the total phosphorus automatic measuring device, the concentration of the L-ascorbic acid solution decreases with time, so that periodic reagent replacement is necessary. Generally, in an all-phosphorus automatic measuring apparatus, the L-ascorbic acid concentration of a reagent to be newly replaced is often adjusted to about 15 g / L.
ここで、L−アスコルビン酸濃度を15g/Lに調整した試薬を用いた場合と、L−アスコルビン酸濃度を8g/Lに調整した試薬を用いた場合とで、モリブデン青吸光光度法による比較実験を行ったところ、双方の吸光度に有意な差は見られなかった。つまり、L−アスコルビン酸濃度を8g/Lに調整した試薬でも呈色反応のために必要な還元性を有していた。このことから、全リン自動測定装置の運用中に試薬の劣化により、L−アスコルビン酸濃度が8g/L程度まで低下したとしても、十分な実用性があると予測される。 Here, a comparative experiment using a molybdenum blue absorptiometry between a case where a reagent whose L-ascorbic acid concentration was adjusted to 15 g / L was used and a case where a reagent whose L-ascorbic acid concentration was adjusted to 8 g / L was used. As a result, no significant difference was observed in the absorbance between the two. That is, even a reagent having an L-ascorbic acid concentration adjusted to 8 g / L had reducibility necessary for the color reaction. From this, even if the L-ascorbic acid concentration is reduced to about 8 g / L due to the deterioration of the reagent during operation of the total phosphorus automatic measuring apparatus, it is predicted that there is sufficient practicality.
しかし、発明者らが全リン自動測定装置の運用実績を詳細に検討したところ、全リン自動測定装置の設置環境においてL−アスコルビン酸溶液の濃度が15g/Lから8g/Lまで低下することが予測される期間よりも短い間隔で、試薬の交換が必要になっていることが判明した。また、L−アスコルビン酸溶液をバブリングして酸化を促進しながら吸光度を測定したところ、溶液濃度が15g/Lから約20%低下し、約12g/Lになったところで測定に影響が出ることを確認した。これらの事実から、全リン自動測定装置の運用中に呈色反応が十分に進まなくなる原因は、単にL−アスコルビン酸溶液の濃度低下によるものではなく、L−アスコルビン酸の酸化反応等の化学反応により生じた化合物が呈色反応を阻害していることに関係していると推測される。 However, when the inventors examined the operation results of the total phosphorus automatic measuring device in detail, the concentration of the L-ascorbic acid solution may decrease from 15 g / L to 8 g / L in the installation environment of the total phosphorus automatic measuring device. It was found that reagent replacement was required at intervals shorter than the expected period. In addition, when the absorbance was measured while bubbling the L-ascorbic acid solution to promote oxidation, it was found that the solution concentration dropped from 15 g / L by about 20%, and the measurement was affected when the solution concentration reached about 12 g / L. confirmed. From these facts, the reason why the color reaction does not sufficiently progress during the operation of the total phosphorus automatic measuring apparatus is not simply due to the decrease in the concentration of the L-ascorbic acid solution, but the chemical reaction such as the oxidation reaction of L-ascorbic acid. It is presumed that the compound produced by the above is related to the inhibition of the color reaction.
この新たな知見に基づいて、発明者らは、装置内に貯留するL−アスコルビン酸溶液において、呈色反応を阻害していると考えられる化合物(以下、「呈色阻害化合物」)の経時的増加を抑えることができる全リン自動測定装置を検討した。 Based on this new knowledge, the inventors of the L-ascorbic acid solution stored in the apparatus over time of a compound that is considered to inhibit the color reaction (hereinafter, “color-inhibiting compound”). We examined an automatic measuring device for total phosphorus that can suppress the increase.
以下、本発明の全リン自動測定装置に関する実施形態を、図1〜図4に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。 Hereinafter, an embodiment relating to an automatic measurement apparatus for total phosphorus of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described in the embodiments and drawings described below.
<全リン自動測定装置>
本発明に係る全リン自動測定装置100は、工業排水等の検査対象水中のリン濃度を、所定の周期(例えば、約1時間毎)で繰り返し測定するために用いられる。そのため、全リン自動測定装置100は、好適には、5℃以上、40℃以下の環境下で設置され、運用される。図1は、全リン自動測定装置100のブロック図である。全リン自動測定装置100は、測定セル1、試料水供給部2、L−アスコルビン酸溶液供給部3、モリブデン酸溶液供給部4、吸光光度計5、及び排出部6を備え、さらに任意の構成として、セル洗浄部7を備えている。試料水供給部2、L−アスコルビン酸溶液供給部3、モリブデン酸溶液供給部4、吸光光度計5、排出部6、及びセル洗浄部7の各動作は、制御部8により制御される。
<All phosphorus automatic measuring device>
The total phosphorus
測定セル1は、石英ガラス等の透明材料で形成された容器である。
試料水供給部2は、試料水生成部21、試料水計量器22、第1バルブ23、及び第2バルブ24を備え、配管が測定セル1に接続されている。試料水生成部21は、工場の排水管等を水源として検査対象水を取水し、検査対象水にペルオキソ二硫酸カリウム溶液等の酸化剤を添加し、これを加熱する分解処理により、全リンをリン酸イオンとした試料水を生成する。試料水計量器22は、シリンジ等からなり、試料水生成部21において生成された試料水から、1回のモリブデン青吸光光度法による測定に用いる量(例えば、5ml)の試料水を計量する。第1バルブ23は、試料水生成部21から試料水計量器22へ試料水を導入し、第2バルブ24は、計量された試料水を試料水計量器22から測定セル1へ導入する。試料水供給部2は、各構成要素が制御部8によって制御され、1時間毎に適正量の試料水を測定セル1へ供給することで、本発明の第1供給手段として機能する。
The
The sample water supply unit 2 includes a sample water generation unit 21, a
L−アスコルビン酸溶液供給部3は、貯留容器31と、ポンプ部32とを備え、配管が測定セル1に接続されている。図2を参照して、L−アスコルビン酸溶液供給部3の詳細を説明する。容器本体33及び蓋部34は、貯留容器31を構成する。第1ポンプ35、第2ポンプ36、吸引配管37、計量配管38、及び供給配管39は、ポンプ部32を構成する。
The L-ascorbic acid
全リン自動測定装置100では、容器本体33として褐色ガラス製の瓶を使用することに特徴がある。容器本体33の容量は、例えば、約1L(リットル)に設定され、容器本体33内にL−アスコルビン酸溶液Lが収容されている。全リン自動測定装置100の運用では、試薬交換直後の時点で容器本体33内に空気層Vが確保されるように、L−アスコルビン酸溶液Lの量が調節されている。試薬交換直後の時点での容器本体33内のL−アスコルビン酸溶液Lの量は、例えば、800ml(ミリリットル)である。この量であれば、次の試薬交換直前まで容器本体33内にL−アスコルビン酸溶液Lが十分に残り、運用中のL−アスコルビン酸溶液Lの蒸発による呈色阻害化合物の濃縮が軽減される。
The all-phosphorus
蓋部34は、例えば、円筒部分の内側に螺旋溝を有し、容器本体33の開口端部の外側に設けられた螺旋溝に螺合するように構成される。また、蓋部34は、容器本体33の開口端面と接する面にパッキンを設け、容器本体33の開口端面と密着させることが好ましい。蓋部34の天板には、流出孔34a、還流孔34b、及び吸気孔34cの3つの貫通孔が設けられている。流出孔34aには、吸引配管37が挿入され、還流孔34bには、計量配管38が挿入されている。流出孔34aから容器本体33内部に挿入された吸引配管37の端部は、その先端が容器本体33の内側底面の近傍に位置するように、L−アスコルビン酸溶液Lの液中に浸け入れられている。吸引配管37の他方の端部は、第1ポンプ35の吸入口に接続されている。
The
第1ポンプ35は、チューブポンプであって、第1ポンプ35の吐出口には、計量配管38の一方の端部が接続されている。計量配管38の他方の端部は、試薬交換直後の時点、即ち、L−アスコルビン酸溶液Lの液面が最高位にある状態で、その先端38bが空気層Vに留まるように、還流孔34bを介して容器本体33内部に挿入されている。計量配管38の分岐38aから容器本体33内部に挿入された先端38bまでの容積(以下、「計量容積」)は、測定セル1に導入される試料水の量に応じてモリブデン青吸光光度法において必要となるL−アスコルビン酸溶液の量と一致するように構成されている。例えば、測定セル1に導入される試料水が5mlである場合、計量容積は、約0.35mlとなるように調整されている。
The
第2ポンプ36は、チューブポンプであって、計量配管38から分岐した配管が吸入口に接続されており、吐出口に供給配管39の一方の端部が接続されている。供給配管39の他方の端部は、図外の測定セル1に接続されている。
The
第1ポンプ35及び第2ポンプ36が制御部8によって制御されることで、L−アスコルビン酸溶液供給部3は、測定セル1へ試料水が注水される毎にL−アスコルビン酸溶液を測定セル1へ供給する。これによりL−アスコルビン酸溶液供給部3は、本発明の第2供給手段として機能する。
By controlling the
具体的には、測定セル1へのL−アスコルビン酸溶液の供給動作では、先ず、第1ポンプ35の駆動により、L−アスコルビン酸溶液が容器本体33から吸い上げられ、計量配管38へ吐出される。過剰に吸い上げられたL−アスコルビン酸溶液は、計量配管38を経て容器本体33へ還流するので、第1ポンプ35の駆動時に吸気孔34cを介した容器本体33内外での空気の過剰な出入りは発生しない。一定時間の駆動により計量配管38の全体にL−アスコルビン酸溶液が充填された後に、第1ポンプ35は停止する。そのとき、計量配管38内に充填されたL−アスコルビン酸溶液は漏れ出ることなく、そのまま計量配管38内に保持された状態となる。計量配管38のうち、分岐38aから容器本体33内部に挿入された先端38bまでの流路に保持されるL−アスコルビン酸溶液の量は、計量容積によって規定される。
Specifically, in the supply operation of the L-ascorbic acid solution to the
第1ポンプ35の停止後に第2ポンプ36が駆動することにより、分岐38aから容器本体33内部に挿入された先端38bまでの間に保持されたL−アスコルビン酸溶液が吸い上げられ、供給配管9へ吐出される。この第2ポンプ36の駆動中は、吸気孔34cを介して容器外部から貯留容器33内へ空気が流入することで容器本体33の内圧変動が抑制される。一定時間の駆動により第2ポンプ36の吸入側及び吐出側の配管に滞留するL−アスコルビン酸溶液が無くなり、吸入側及び吐出側の配管全体に空気が充填された後に、第2ポンプ36は停止する。これにより、計量配管38内に保持されていた計量容積分のL−アスコルビン酸溶液の全てが、供給配管39を経て測定セル1へ導入される。
When the
以上の供給動作により、正確に計量されたL−アスコルビン酸溶液を、測定セル1へ供給することができる。
With the above supply operation, the accurately weighed L-ascorbic acid solution can be supplied to the
図1に戻って全リン自動測定装置100の説明を続ける。モリブデン酸溶液供給部4は、貯留容器41と、ポンプ部42とからなり、ポンプ部42の吐出側配管が測定セル1に接続されている。モリブデン酸溶液供給部4は、L−アスコルビン酸溶液供給部3と同様に、ポンプ部42が制御部8によって制御され、測定セル1へ試料水が注水される毎にモリブデン酸溶液を測定セル1へ供給する。これによりモリブデン酸溶液供給部4は、本発明の第3供給手段として機能する。モリブデン酸溶液供給部4の詳細な構成は、図2を用いて説明したL−アスコルビン酸溶液供給部3のものと同様であり、その詳細な説明は省略する。
Returning to FIG. 1, the description of the all phosphorus
吸光光度計5は、光源51と測定部52とを有する。光源51には、例えば、モリブデン青吸光光度法において使用される波長の光(例えば、880nm付近にピークを有する光)を射出するランプ、LED等を用いることができる。光源51と測定部52とは、光源51から射出された光が測定セル1を透過して、測定部52の受光窓に入射するようにそれぞれ配されている。光源51と測定部52とは、測定セル1に試料水、L−アスコルビン酸溶液、及びモリブデン酸溶液が導入された後、これらの混合液において呈色反応が完了するのに十分な時間(例えば、10分〜15分)が経過した後に、光の射出、及び吸光度の計測を行うように制御部8によって制御される。
The
排出部6は、制御部8の制御に従って動作するバルブであって、本発明の排出手段として機能する。具体的には、排出部6は、試料水、L−アスコルビン酸溶液、及びモリブデン酸溶液が測定セル1に導入され、吸光光度計5による吸光度測定が完了するまでの間、閉じるよう制御され、吸光度測定が完了した後に開くように制御される。これにより、吸光度の測定後に測定セル1内の混合液を、速やかに排出することができる。
The
セル洗浄部7は、制御部8の制御に従って動作するバルブである。セル洗浄部7は、洗浄水供給口に接続されており、混合液が排出された後の測定セル1へ洗浄水を導入し、測定セル1を洗浄する。洗浄水としては、イオン交換樹脂等を用いて上水から精製した純水を用いることができる。これにより、呈色反応で生じたモリブデン青を測定セル1内に残留させることなく、次の試料水に対する吸光度測定を実施することができる。
The
制御部8は、CPU、メモリ、ストレージ等を有するコンピュータである。制御部8は、メモリに記録されているプログラムをCPUが読み出して全リン自動測定処理を実行することで、上述した各構成要素を制御して吸光度測定を実行させる機能と、測定された吸光度から試料水中のリン濃度を算出する機能と、算出したリン濃度をストレージに記録する機能とを実現する。なお、制御部8は、電線、通信線等を介して信号の入力を受け付けることで、遠隔操作による全リン自動測定装置100の運転開始、及び停止を制御することも可能である。
The control unit 8 is a computer having a CPU, a memory, a storage, and the like. The control unit 8 reads out the program recorded in the memory and executes the all-phosphorus automatic measurement process, thereby controlling each of the above-described components and executing the absorbance measurement, and the measured absorbance. A function of calculating the phosphorus concentration in the sample water and a function of recording the calculated phosphorus concentration in the storage are realized. In addition, the control part 8 can also control the start and stop of the total phosphorus
制御部8が実行する全リン自動測定処理の詳細を説明する。図3は、制御部8による制御手順を示すフローチャートである。全リン自動測定処理において制御部8は、周期タイマのセット(ステップS1)、検査対象水の取水、及び試料水の生成の制御(ステップS2)、測定セル1への試料水、及び試薬の導入制御(ステップS3)、呈色反応(ステップS4)、吸光度測定制御(ステップS5)、吸光度測定値からリン濃度の算出(ステップS6)、ストレージへの算出値の記録(ステップS7)、測定セル1からの混合液の排出制御(ステップS8)、及び各部洗浄制御(ステップS9)の各手順を順に実行する。その後、制御部8は、周期タイマのタイムアウトを待ち(ステップS10)、タイムアウト通知イベントが発生した場合(ステップS10:Yes)、ステップS1からステップS9までの手順を繰り返すことで、周期的なリン濃度の自動測定を可能とする。
The details of the all phosphorus automatic measurement process executed by the control unit 8 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure by the control unit 8. In the all-phosphorus automatic measurement process, the control unit 8 sets a periodic timer (step S1), controls the intake of water to be inspected and the generation of sample water (step S2), introduces sample water and reagents into the
なお、ステップS1の周期タイマのセットとは、具体的には、設定した時間の経過時にタイムアウト通知イベントを発生させる一般的なタイマ関数に、所定の待機時間(例えば、約1時間)を設定する制御である。また、ステップS2における制御は、試料水生成部21に対する制御である。ステップS3における制御は、測定セル1へ試料水を導入させる試料水供給部2に対する制御と、測定セル1へ試薬を導入させるL−アスコルビン酸溶液供給部3、及びモリブデン酸溶液供給部4に対する制御である。ステップS4は、ステップS3で測定セル1に導入された試料水、及び試薬の混合液で呈色反応が完了するのに十分な時間(例えば、10分〜15分)の間、タイマ関数等を用いて待機する処理である。ステップS9の制御は、セル洗浄部7に対する制御に加え、全リン自動測定装置100の各配管及び配管が接続された構成要素等を洗浄する機能を制御するものである。
The setting of the periodic timer in step S1 specifically sets a predetermined waiting time (for example, about 1 hour) in a general timer function that generates a timeout notification event when a set time has elapsed. Control. Further, the control in step S <b> 2 is control for the sample water generating unit 21. The control in step S3 includes control for the sample water supply unit 2 for introducing the sample water into the
ステップS2、ステップS3、ステップS5、ステップS8、及びステップS9における各制御は、試料水供給部2、L−アスコルビン酸溶液供給部3、モリブデン酸溶液供給部4、吸光光度計5、排出部6、及びセル洗浄部7に関する説明の中で、既に詳細を説明しているため、ここでの説明は省略する。
Each control in step S2, step S3, step S5, step S8, and step S9 includes a sample water supply unit 2, an L-ascorbic acid
以上の構成により、全リン自動測定装置100は、工業排水等の検査対象水中のリン濃度を、所定の周期(例えば、約1時間毎)で繰り返して自動測定することができる。
With the above configuration, the all-phosphorus
なお、本発明は、褐色ガラス製の瓶を貯留容器31の容器本体33として、L−アスコルビン酸溶液を貯留する全リン自動測定装置100において、図3に示すフローチャートの処理手順により、検査対象水におけるリン濃度を連続して測定する全リン自動測定方法としてもよい。あるいは、図3に示すフローチャートの処理手順で全リン自動測定装置100を動作させるプログラムコードを含むコンピュータプログラムとしてもよい。また、本発明は、前記コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−ROM、MO、DVD、DVD−ROM、DVD−RAM、BD(Blu−ray(登録商標) Disc)、半導体メモリなど、に記録したものとしてもよい。
Note that the present invention uses a brown glass bottle as the
次に、具体的実施例に基づいて、本発明に係る全リン自動測定装置を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Next, although the total phosphorus automatic measuring apparatus according to the present invention will be described in more detail based on specific examples, the present invention is not limited to these.
〔試験1〕
(実施例1,2)
L−アスコルビン酸を、イオン交換水を用いて濃度を15g/Lに調整し、貯留容器に貯留した。貯留容器の容器本体には褐色ガラス製の瓶を使用し、45℃の環境下で20日間保存した。数日ごとに貯留容器からL−アスコルビン酸溶液を採取して、モリブデン青吸光光度法により既知濃度のリン試料の吸光度を測定した。測定は、同条件で二回実施した(実施例1,2)。測定結果は、測定時点で新たに調整した15g/LのL−アスコルビン酸溶液を標準試薬として、標準試薬使用時の吸光度に対する吸光度比(%)に換算した。吸光度比の算出は、下記の式に従う。
吸光度比(%) = 貯留容器から採取した試薬使用時の吸光度/標準試薬使用時の吸光度 × 100
[Test 1]
(Examples 1 and 2)
L-ascorbic acid was adjusted to a concentration of 15 g / L using ion-exchanged water and stored in a storage container. A brown glass bottle was used for the container body of the storage container, and the container was stored in an environment of 45 ° C. for 20 days. Every few days, an L-ascorbic acid solution was collected from the storage container, and the absorbance of a phosphorus sample with a known concentration was measured by molybdenum blue absorptiometry. The measurement was carried out twice under the same conditions (Examples 1 and 2). The measurement results were converted to an absorbance ratio (%) relative to the absorbance when using the standard reagent, using a 15 g / L L-ascorbic acid solution newly prepared at the time of measurement as the standard reagent. The absorbance ratio is calculated according to the following formula.
Absorbance ratio (%) = absorbance when using reagent collected from storage container / absorbance when using standard reagent × 100
(比較例1,2)
貯留容器の容器本体として、褐色ポリエチレンタンクを使用し、吸光度の測定を同条件で二回実施した(比較例1,2)。その他の構成は、実施例1及び2と同様とした。
(Comparative Examples 1 and 2)
A brown polyethylene tank was used as the container body of the storage container, and the absorbance was measured twice under the same conditions (Comparative Examples 1 and 2). Other configurations were the same as those in Examples 1 and 2.
(比較例3)
貯留容器の容器本体として、乳白色ポリエチレンタンクを使用し、吸光度の測定を一回実施した(比較例3)。その他の構成は、実施例1及び2と同様とした。
(Comparative Example 3)
As the container body of the storage container, a milky white polyethylene tank was used, and the absorbance was measured once (Comparative Example 3). Other configurations were the same as those in Examples 1 and 2.
試験の結果、実施例1及び2の容器本体に褐色ガラス製の瓶を使用したL−アスコルビン酸溶液は、試験期間を通じて吸光度比に大きな変動は見られず、長期間にわたり試薬として使用可能であることを示した。このことから、全リン自動測定装置において、容器本体に褐色ガラス製瓶を用いることで、L−アスコルビン酸溶液中における経時的な呈色阻害化合物の増加を抑制し得ることが認められた。 As a result of the test, the L-ascorbic acid solution using the bottle made of brown glass for the container body of Examples 1 and 2 does not show a large change in the absorbance ratio throughout the test period, and can be used as a reagent for a long period of time. Showed that. From this, it was recognized that the increase in the color-inhibiting compound over time in the L-ascorbic acid solution can be suppressed by using a brown glass bottle for the container body in the total phosphorus automatic measuring device.
これに対し、容器本体に褐色ポリエチレンタンクを使用した比較例1のL−アスコルビン酸溶液は、試験開始後17日後以降に、吸光度比が顕著に低下した。試験開始から20日後には、吸光度比は93.5%であった。容器本体に褐色ポリエチレンタンクを使用した比較例2のL−アスコルビン酸溶液は、試験開始から17日後以降に、吸光度比がより顕著に低下した。試験開始から20日後には、吸光度比は91.5%以下であった。容器本体に乳白色ポリエチレンタンクを使用した比較例3のL−アスコルビン酸溶液は、試験開始から20日後の吸光度比が91.0%であった。このことから、比較例1乃至3の何れにおいても、経時的な呈色阻害化合物の増加を抑制する効果は十分ではなかった。また、比較例1及び2と比較例3との間で、試験開始から20日後の吸光度比に、大きな差が無いことから、ポリエチレンタンクの色を変えるだけでは、貯留した試薬の使用可能期間を延ばす効果は少ないことが確認された。 On the other hand, the L-ascorbic acid solution of Comparative Example 1 using a brown polyethylene tank for the container body had a significantly reduced absorbance ratio after 17 days from the start of the test. After 20 days from the start of the test, the absorbance ratio was 93.5%. In the L-ascorbic acid solution of Comparative Example 2 using a brown polyethylene tank for the container body, the absorbance ratio decreased more significantly after 17 days from the start of the test. After 20 days from the start of the test, the absorbance ratio was 91.5% or less. The L-ascorbic acid solution of Comparative Example 3 using a milky white polyethylene tank for the container body had an absorbance ratio of 91.0% after 20 days from the start of the test. Therefore, in any of Comparative Examples 1 to 3, the effect of suppressing the increase in the coloration inhibiting compound over time was not sufficient. In addition, since there is no significant difference in the absorbance ratio after 20 days from the start of the test between Comparative Examples 1 and 2 and Comparative Example 3, simply changing the color of the polyethylene tank increases the usable period of the stored reagent. It was confirmed that the extension effect was small.
〔試験2〕
(実施例3,4,5)
L−アスコルビン酸を、イオン交換水を用いて濃度を15g/Lに調整し、貯留容器に貯留した。貯留容器の容器本体には褐色ガラス製の瓶を使用し、本発明に係る全リン自動測定装置の蓋部を取り付けた。貯留容器は、周囲温度の日間変動がある全リン自動測定装置の使用環境を模して、周囲温度を12時間ごとに32℃と40℃とに変更した。また、貯留容器において、一定時間ごとに吸気孔を介してポンプによる通気を行った。数日ごとに貯留容器からL−アスコルビン酸溶液を採取し、モリブデン青吸光光度法により既知濃度のリン試料の吸光度を測定した。測定は、同条件で三回実施した(実施例3,4,5)。測定結果は、試験1に準じて吸光度比に換算した。
[Test 2]
(Examples 3, 4, and 5)
L-ascorbic acid was adjusted to a concentration of 15 g / L using ion-exchanged water and stored in a storage container. A brown glass bottle was used for the container body of the storage container, and the lid of the total phosphorus automatic measuring apparatus according to the present invention was attached. The storage container changed the ambient temperature to 32 ° C. and 40 ° C. every 12 hours, imitating the usage environment of the all-phosphorus automatic measuring apparatus in which the ambient temperature varied daily. In addition, the storage container was ventilated by a pump through the intake holes at regular intervals. Every few days, an L-ascorbic acid solution was collected from the storage container, and the absorbance of a phosphorus sample having a known concentration was measured by molybdenum blue absorptiometry. The measurement was carried out three times under the same conditions (Examples 3, 4, and 5). The measurement result was converted into an absorbance ratio according to
(比較例4,5,6)
貯留容器の容器本体として、乳白色ポリエチレンタンクを使用し、吸光度の測定を同条件で三回実施した(比較例4,5,6)。その他の構成は、実施例3乃至5と同様とした。
(Comparative Examples 4, 5, 6)
A milk white polyethylene tank was used as the container body of the storage container, and the absorbance was measured three times under the same conditions (Comparative Examples 4, 5, 6). Other configurations were the same as those in Examples 3 to 5.
図4の(a)は、実施例3乃至5における吸光度比の経時変化を示すグラフであり、(b)は、比較例4乃至6における吸光度比の経時変化を示すグラフである。 4A is a graph showing the change with time in the absorbance ratio in Examples 3 to 5, and FIG. 4B is a graph showing the change with time in the absorbance ratio in Comparative Examples 4 to 6. FIG.
試験の結果、容器本体に褐色ガラス製の瓶を使用した実施例3及び5では、試験開始から28日後に吸光度比が大きく低下し99%以下になった。実施例4では、試験開始から37日後に吸光度比が大きく低下し99%以下になった。容器本体に褐色ガラス製の瓶を使用することで、おおむね4週間にわたり貯留したL−アスコルビン酸溶液を試薬として使用可能であることが示された。このことから、実施例3乃至5において、L−アスコルビン酸溶液中における経時的な呈色阻害化合物の増加を抑制し得ることが認められた。貯留容器に褐色ガラス製の瓶を用いる本発明に係る全リン自動測定装置では、おおむね4週間程度で試薬交換が必要になると考えられる。 As a result of the test, in Examples 3 and 5 in which a brown glass bottle was used for the container body, the absorbance ratio greatly decreased to 99% or less after 28 days from the start of the test. In Example 4, the absorbance ratio greatly decreased to 99% or less after 37 days from the start of the test. It was shown that the L-ascorbic acid solution stored for about 4 weeks can be used as a reagent by using a brown glass bottle for the container body. From this, in Examples 3 to 5, it was confirmed that an increase in the color-inhibiting compound over time in the L-ascorbic acid solution could be suppressed. In the total phosphorus automatic measuring apparatus according to the present invention using a brown glass bottle as a storage container, it is considered that reagent replacement is required in about 4 weeks.
これに対して、容器本体に乳白色ポリエチレンタンクを使用した比較例4では、試験開始から8日後以降、吸光度比の顕著な減少傾向を示し、9日後に吸光度比が99%以下になった。比較例5では、試験開始から11日後以降、吸光度比の顕著な減少傾向を示し、16日後に吸光度比が99%以下になった。比較例6では、試験開始から14日後に吸光度比が大きく低下し99%以下になった。貯留容器に乳白色ポリエチレンタンクを用いる従来の全リン自動測定装置では、おおむね2週間程度で試薬交換が必要になると考えられる。 On the other hand, in Comparative Example 4 using a milky white polyethylene tank for the container body, the absorbance ratio showed a remarkable decreasing tendency after 8 days from the start of the test, and the absorbance ratio became 99% or less after 9 days. In Comparative Example 5, after 11 days from the start of the test, the absorbance ratio showed a remarkable decreasing tendency, and after 16 days, the absorbance ratio became 99% or less. In Comparative Example 6, the absorbance ratio greatly decreased after 14 days from the start of the test to 99% or less. In a conventional all-phosphorus automatic measuring apparatus using a milky white polyethylene tank as a storage container, it is considered that reagent replacement is required in about two weeks.
〔考察〕
以上のように、本発明の全リン自動測定装置100では、貯留容器31として褐色ガラス製の容器本体33を備えることで、装置内で貯留されるL−アスコルビン酸溶液において呈色阻害化合物の経時的な増加を抑制することができると考えられる。従って、L−アスコルビン酸溶液の交換周期を延長することが可能となり、運用性を向上させることができる。
[Discussion]
As described above, in the total phosphorus
<別実施形態>
本発明を上記の実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施形態に限定されないのはもちろんである。例えば、別実施形態として、以下に示すような変形例を実施することもできる。
<Another embodiment>
Although the present invention has been described based on the above embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, as another embodiment, the following modifications can be implemented.
(変形例1)
上記実施形態では、第2ポンプ36の駆動時に、吸気孔34cを介して容器本体33内に空気が流入する構成としたが、第2ポンプ36の駆動時に容器本体33内に不活性ガスが流入するよう構成してもよい。このような構成は、例えば、ガスバリア性及び可撓性を有する樹脂フィルムを袋状に形成したソフトバッグに不活性ガスを充填し、ソフトバッグを直接又は配管を介して、吸気孔34cに接続することで実現することができる。不活性ガスを充填したソフトバッグに換えて、不活性ガスを供給するボンベ等の不活性ガス供給手段を、吸気孔34cに接続してもよい。あるいは、他の例として、不活性ガスを充填した匡体内に、貯留容器31を格納することでも実現可能である。L−アスコルビン酸溶液供給部42全体を、不活性ガスを充填した匡体内に格納してもよい。
(Modification 1)
In the above embodiment, when the
吸気孔34cを介して容器本体33内に不活性ガスが流入する構成であれば、容器本体33に貯留されたL−アスコルビン酸溶液の酸化が一層抑えられるため、呈色阻害化合物の経時的な増加をさらに抑制することができる。これにより、全リン自動測定装置100の更なる運用性向上を図ることができる。
If the inert gas flows into the container
なお、不活性ガスとしては、窒素ガス(N2)、炭酸ガス(CO2)、アルゴンガス(Ar)、ヘリウムガス(He)などを用いることができる。特に、入手の容易さ、取り扱い易さの観点から、窒素ガスの使用が好ましい。 As the inert gas, nitrogen gas (N 2 ), carbon dioxide gas (CO 2 ), argon gas (Ar), helium gas (He), or the like can be used. In particular, it is preferable to use nitrogen gas from the viewpoint of easy availability and handling.
また、不活性ガスは、第2ポンプ36の駆動時に受動的に容器本体33内へ流入するだけでなく、容器本体33内へ能動的に流入させてもよい。例えば、不活性ガスを充填したソフトバッグを吸気孔34cに接続する構成では、ソフトバッグに圧をかけることで、容器本体33内へ不活性ガスを流入させることができる。特に、この操作は、試薬交換のタイミングで、流出孔34a及び還流孔34bの少なくとも一方に配管を接続する前に実施することにより、容器本体33内を不活性ガスでパージすることができる。容器本体33内の不活性ガスパージによって、容器本体33内におけるL−アスコルビン酸溶液の液面への空気の接触を抑制することができる。そのため、L−アスコルビン酸の酸化を抑え、L−アスコルビン酸溶液中での呈色阻害化合物の経時的な増加を抑制することができる。これにより、L−アスコルビン酸溶液の交換周期を延長することが可能となり、全リン自動測定装置の運用性を向上させることができる。
In addition, the inert gas may not only passively flow into the container
(変形例2)
貯留容器31に、脱酸素手段を設けるよう構成してもよい。脱酸素手段は、例えば、蓋部34の天板下面に脱酸素剤を取り付けることで実現することができる。このような構成であれば、脱酸素剤が空気層V中の酸素を吸収するため、容器本体33内におけるL−アスコルビン酸溶液の液面への酸素の接触を抑制することができる。そのため、L−アスコルビン酸の酸化を抑え、L−アスコルビン酸溶液中での呈色阻害化合物の経時的な増加を抑制することができる。これにより、L−アスコルビン酸溶液の交換周期を延長することが可能となり、全リン自動測定装置の運用性を向上させることができる。
(Modification 2)
The
本発明の全リン自動測定装置は、河川及び湖沼等の自然水、工場の排水等を検査対象として、リン濃度を連続して自動的に測定する用途に利用することが可能である。 The automatic total phosphorus measuring device of the present invention can be used for the purpose of automatically measuring the phosphorus concentration continuously, using natural water such as rivers and lakes, factory effluent and the like as inspection targets.
1 測定セル
2 試料水供給部
3 L−アスコルビン酸溶液供給部
4 モリブデン酸溶液供給部
5 吸光光度計
6 排出部
31 貯留容器
32 ポンプ部
33 容器本体
34 蓋部
34a 流出孔
34b 還流孔
34c 吸気孔
35 第1ポンプ
36 第2ポンプ
37 吸引配管
38 計量配管
51 光源
52 測定部
100 全リン自動測定装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
測定セルと、
所定の周期で所定量の試料水を前記測定セルに供給する第1供給手段と、
前記所定の周期でL−アスコルビン酸溶液を前記測定セルに供給する第2供給手段と、
前記所定の周期でモリブデン酸溶液を前記測定セルに供給する第3供給手段と、
前記測定セルに供給された試料水とL−アスコルビン酸溶液とモリブデン酸溶液との混合液における呈色反応が完了した後に、前記混合液の吸光度を測定する測定部と、
吸光度の測定後に前記測定セル内の前記混合液を排出する排出手段と、
を備え、
前記第2供給手段は、L−アスコルビン酸溶液を貯留する褐色ガラス製の貯留容器と、前記貯留容器からL−アスコルビン酸溶液を所定量吸引して前記測定セルに供給するポンプ部とを有する全リン自動測定装置。 A total phosphorus automatic measuring device that repeatedly measures phosphate ion concentration in sample water by molybdenum blue absorptiometry,
A measuring cell;
First supply means for supplying a predetermined amount of sample water to the measurement cell at a predetermined cycle;
Second supply means for supplying an L-ascorbic acid solution to the measurement cell at the predetermined cycle;
Third supply means for supplying the molybdic acid solution to the measurement cell at the predetermined cycle;
A measurement unit for measuring the absorbance of the mixed solution after completion of the color reaction in the mixed solution of the sample water, the L-ascorbic acid solution, and the molybdic acid solution supplied to the measurement cell;
Discharging means for discharging the mixed liquid in the measurement cell after measuring the absorbance;
With
The second supply means includes a brown glass storage container that stores an L-ascorbic acid solution, and a pump unit that sucks a predetermined amount of the L-ascorbic acid solution from the storage container and supplies the L-ascorbic acid solution to the measurement cell. Phosphorus automatic measuring device.
前記ポンプ部は、前記貯留容器からL−アスコルビン酸溶液を吸引する第1ポンプと、前記第1ポンプが吸引したL−アスコルビン酸溶液を計量する計量配管と、前記第1ポンプの動作により前記計量配管に充填されたL−アスコルビン酸溶液を吸引し、前記測定セルに吐出する第2ポンプとを有し、
前記蓋部は、前記第1ポンプの吸引配管が挿入された流出孔と、前記計量配管が接続され、前記第1ポンプの吸引量が前記計量配管の容積を超えた場合に、前記計量配管から前記貯留容器にL−アスコルビン酸溶液を還流させる還流孔と、前記貯留容器の内圧変動を抑制する吸気孔とを備える請求項1に記載の全リン自動測定装置。 The storage container has a lid,
The pump unit includes the first pump for sucking the L-ascorbic acid solution from the storage container, the metering pipe for metering the L-ascorbic acid solution sucked by the first pump, and the metering by the operation of the first pump. A second pump that sucks the L-ascorbic acid solution filled in the pipe and discharges it to the measurement cell;
The lid part is connected to the outflow hole into which the suction pipe of the first pump is inserted and the metering pipe, and when the suction amount of the first pump exceeds the volume of the metering pipe, The total phosphorus automatic measuring device according to claim 1, comprising a reflux hole for refluxing the L-ascorbic acid solution in the storage container, and an intake hole for suppressing fluctuations in internal pressure of the storage container.
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