JP4155224B2 - 全りん測定方法およびその装置 - Google Patents

Description

本発明は試料水中の全りんの濃度を測定するための全りん測定方法およびその装置に関するものである。

従来、試料水中のりん化合物の総量をりんの濃度であらわす全りんの測定方法には、ＪＩＳ Ｋ０１０２に規定されたペルオキソ二硫酸カリウム分解法がある。
図４は、ペルオキソ二硫酸カリウム分解法の測定手順を示すフロー図である。図に示されるように、この方法は、試料水に酸化剤であるペルオキソ二硫酸カリウム溶液を添加した後、オートクレーブ法により、高蒸気圧下で加熱し、りん化合物を酸化分解するものである。

酸化分解を経た試料水には、還元剤としてＬ−アスコルビン酸溶液、発色剤としてモリブデン酸アンモニウム溶液が添加され、その発色度合を吸光度測定される。
しかしながら、ここで使用されるオートクレーブは、高い耐熱性、耐圧性、耐薬品性が求められ、高価な装置となるとともに、寿命も短いという欠点を有している。

また、このような欠点を解決した測定方法として、紫外線酸化分解法が提案されている。
図５は、紫外線酸化分解法の測定手順を示すフロー図である。紫外線酸化分解法の特徴は、試料水にペルオキソ二硫酸カリウム溶液とともに硫酸を添加し、約９５℃の加熱条件下で紫外線を照射して、酸化分解を行うことである。

図６は、紫外線酸化分解法を使用した従来の全りん測定装置の一例を示す概略構成図である。図において、１は試料水の希釈部であり、希釈計量部１１、試料計量部１２、希釈計量管１３よりなり、試料水におけるりん濃度が１ｐｐｍ以下となるように、希釈を行う。また、希釈した試料水はセル計量部１４により所定量に計量される。

２は試料水を紫外線酸化分解法により酸化分解する酸化分解手段であり、測定セル２１、試薬ボトル２２１、２２２、２２３、２２４、計量部２３１、２３２、２３３、２３４、および図示していないが、加熱手段、紫外線照射手段により構成されている。試薬ボトル２２１にはペルオキソ二硫酸カリウム溶液、試薬ボトル２２２には硫酸、試薬ボトル２２３にはＬ−アスコルビン酸溶液、試薬ボトル２２４にはモリブデン酸アンモニウム・酒石酸アンチモニルカリウム混合溶液が貯留されている。また、既知のりん濃度を有する校正溶液を貯留する試薬ボトルが設けられる場合もある。

酸化分解手段２は、希釈手段１により希釈、計量された試料水を測定セル２１に注入し、酸化剤としてペルオキソ二硫酸カリウム溶液および硫酸を添加した後、約９５℃に加熱しながら紫外線を照射して、酸化分解を行う。

酸化分解が終了した後は、還元剤としてＬ−アスコルビン酸溶液を添加するとともに、発色剤としてモリブデン酸アンモニウム・酒石酸アンチモニルカリウム混合溶液を添加する。この結果、試料水はモリブデン青を生成し、発色する。

３は吸光光度計よりなる吸光度測定手段であり、試料水の発色度合を８８０ｎｍの波長につき、吸光度測定を行う。
この発色度は、図示しない信号処理回路により処理され、全りん濃度として表示される。

このような紫外線酸化分解法においては、比較的低温かつ常圧の下で酸化分解を行うことができ、安価で、しかも保守性に優れた装置を得ることができる。

特開平０９−２０３７３２号公報 特開２００３−０１４７２４号公報

しかしながら、
試料水中にイオン状シリカが含まれていた場合には、このシリカがりんと同様の発色特性を示すために、測定値に誤差が生じ、ＪＩＳ Ｋ０１０２に規定されたペルオキソ二硫酸カリウム分解法による測定値との間に差が出てしまうという問題がある。
紫外線酸化分解法の方がシリカの影響をより多く受けるためであり、このままでは、紫外線酸化分解法を使用した全りん測定方法およびその装置を、シリカを含有する試料の測定に使用することはできない。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、試料水中にシリカを含む場合にも、ペルオキソ二硫酸カリウム分解法による測定値と良く一致した測定結果を得ることのできる全りん測定方法およびその装置を提供することを目的としたものである。

このような目的を達成するために、本発明の全りん測定方法およびその装置は、次に示す構成を有するものである。

（１）全りん測定方法は、試料水中のりんを紫外線酸化分解法により酸化分解した後、モリブデン青色法により発色させ、吸光度測定によって全りんを測定する全りん測定方法において、発色のための試薬の一部として酒石酸ナトリウムを添加して前記試料水に含有されるシリカの発色を抑制したことを特徴とする。

（２）前記酒石酸ナトリウムは、試料水中のシリカ含有濃度に比べて５０倍以上の濃度で添加することを特徴とする（１）に記載の全りん測定方法。

（３）全りん測定装置は、試料水中のりんを紫外線酸化分解法により酸化分解する手段と、酸化分解された試料水をモリブデン青色法により発色させる手段と、この発色した試料水を吸光度測定する手段とを有する全りん測定装置において、発色のための試薬の一部として前記試料水に含有されるシリカの発色を抑制する酒石酸ナトリウムの添加手段を具備することを特徴とする。

（４）前記酒石酸ナトリウムの添加手段は、試料水中のシリカ含有濃度に比べて５０倍以上の濃度の酒石酸ナトリウムを添加することを特徴とする（３）に記載の全りん測定装置。

本発明によれば、発色剤の一部として、酒石酸ナトリウムを添加するようにしているので、この酒石酸ナトリウムがシリカによる発色作用を抑制して、試料水中にシリカを含む場合にも、ペルオキソ二硫酸カリウム分解法と測定結果が良く一致する全りん測定方法およびその装置を提供することができる。

以下、本発明に係る全りん測定方法およびその装置の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の全りん測定方法の一実施例を示すフロー図である。図において、前記図５と同様のものは、同一符号を付して示す。本発明の全りん測定方法の特徴は、紫外線酸化分解法により酸化分解された試料水に、発色剤であるモリブデン酸アンモニウム・酒石酸アンチモニルカリウム混合溶液とともに酒石酸ナトリウム溶液を添加する点である。

発色剤とともに酒石酸ナトリウム溶液を添加すると、酒石酸ナトリウムがシリカの発色を抑制して、シリカの妨害影響を除去することができる。

図２は、酒石酸ナトリウムの添加量と全りん測定値との関係を示すグラフである。図に示すデータは、本発明の全りん測定方法において、１５０ｍｇ／ｌのイオン状シリカを含有する試料をサンプルとして、酒石酸ナトリウムの添加量を変化させながら、この時の全りん測定値をプロットしたものである。
図において、横軸は酒石酸ナトリウムの添加量、縦軸は全りん濃度の指示値である。また、グラフの実線レベルはペルオキソ二硫酸カリウム分解法による測定値である。

グラフから分かるように、酒石酸ナトリウムを添加しない場合には、ペルオキソ二硫酸カリウム分解法との差が大きく、添加量を増やすにつれて、この差が小さくなっている。
なお、酒石酸ナトリウムは測定に悪影響を与えるものではなく、添加量を増やせば、それだけシリカの妨害影響を抑制する効果は大きくなるが、必要以上の試薬を添加することは経済的ではない。

本発明では、酒石酸ナトリウムを添加する目安を、試料水中のシリカ含有濃度に比べて５０倍以上の濃度と定め、試料水に添加する酒石酸ナトリウムの量を節約している。
グラフ中において、酒石酸ナトリウムの添加濃度が７．５ｇ／ｌ程度がこれに該当する添加濃度であるが、７．５ｇ／ｌ以上（例えば８ｇ／ｌ）の濃度の酒石酸ナトリウムを添加すれば、ペルオキソ二硫酸カリウム分解法による測定値との差を自動計測器フルスケールの±５％以内に抑えることができる。
これは、紫外線酸化分解法を使用した全りん測定（自動測定）において、実用上問題のない範囲である。

図３は、本発明の全りん測定装置の一実施例を示す概略構成図である。図において、前記図６と同様のものは、同一符号を付して示す。２２５は試薬ボトル、２３５は計量部である。試薬ボトル２２５には酒石酸ナトリウム溶液が貯留されている。ここで、酒石酸ナトリウム溶液の濃度は、予想されるシリカ濃度に対して、５０倍以上の濃度に選ばれている。

このように構成された本発明の全りん測定装置において、その測定動作は、前記した図６の装置とほぼ同様であり、発色剤であるモリブデン酸アンモニウム・酒石酸アンチモニルカリウム混合溶液とともに、酒石酸ナトリウム溶液が添加される。

なお、図３に示す装置では、酒石酸ナトリウム溶液をモリブデン酸アンモニウム・酒石酸アンチモニルカリウム混合溶液とは別の試薬ボトル２２５に貯留した場合を例示したが、酒石酸ナトリウム溶液は、モリブデン酸アンモニウム・酒石酸アンチモニルカリウム混合溶液と同じ試薬ボトル２２４に貯留しておくことも可能である。

本発明の全りん測定方法の一実施例を示すフロー図。 酒石酸ナトリウムの添加量と全りん測定の指示値との関係を示すグラフ。 本発明の全りん測定装置の一実施例を示す概略構成図。 ペルオキソ二硫酸カリウム分解法の測定手順を示すフロー図。 紫外線酸化分解法の測定手順を使用した、従来の全りん測定方法の一例を示すフロー図。 従来の紫外線酸化分解法の測定手順を使用した全りん測定装置の一例を示す概略構成図。

符号の説明

１ 試料希釈部
１１ 希釈計量部
１２ 試料計量部
１３ 希釈計量管
１４ セル計量部
２ 酸化分解手段
２１ 測定セル
２２１〜２２５ 試薬ボトル
２３１〜２３５ 計量部
３ 吸光度測定手段（吸光光度計）

Claims (4)

1. 試料水中のりんを紫外線酸化分解法により酸化分解した後、モリブデン青色法により発色させ、吸光度測定によって全りんを測定する全りん測定方法において、発色のための試薬の一部として酒石酸ナトリウムを添加して前記試料水に含有されるシリカの発色を抑制したことを特徴とする全りん測定方法。
2. 前記酒石酸ナトリウムは、試料水中のシリカ含有濃度に比べて５０倍以上の濃度で添加することを特徴とする請求項１に記載の全りん測定方法。
3. 試料水中のりんを紫外線酸化分解法により酸化分解する手段と、酸化分解された試料水をモリブデン青色法により発色させる手段と、この発色した試料水を吸光度測定する手段とを有する全りん測定装置において、発色のための試薬の一部として前記試料水に含有されるシリカの発色を抑制する酒石酸ナトリウムの添加手段を具備することを特徴とする全りん測定装置。
4. 前記酒石酸ナトリウムの添加手段は、試料水中のシリカ含有濃度に比べて５０倍以上の濃度の酒石酸ナトリウムを添加することを特徴とする請求項３に記載の全りん測定装置。

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