JP4424831B2

JP4424831B2 - 液体中の微量金属測定における試料濃縮方法

Info

Publication number: JP4424831B2
Application number: JP2000208540A
Authority: JP
Inventors: 寛之西村; 節子礒; 暁江川
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002022628A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分析のブランク水などに使用される純水や、海水、液体試薬等の液体中に含まれる微量金属元素の測定に関し、さらに詳述すると、上記測定を行う際の試料の加熱濃縮方法（前処理方法）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分析のブランク水などに使用する純水や液体試薬等は、不純物元素を可能な限り低減した高純度の液体である必要がある。また、最近では海水中の微量金属について注目され、微量な元素を高精度に測ることが必要になっている。このように、液体中の微量元素を正確に定量することは重要なことである。
【０００３】
現在、液体中に含まれる数十ｎｇ／Ｌ程度の濃度の金属元素は、試料の前処理を行うことなく、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）に試料を直接導入することにより定量することができる。しかし、濃度がそれより低い数ｎｇ／Ｌ程度の金属元素を定量する場合には、試料を濃縮する前処理が必要となる。具体的には、一定量の試料を蒸発乾固するまで加熱器により加熱濃縮し、その残渣を希硝酸溶液によって回収したものを誘導結合プラズマ質量分析計に導入して定量分析を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、液体中の微量金属元素を測定するに当たって試料を加熱濃縮した場合、加熱濃縮時に試料中に含まれる金属元素の一部が損失して金属元素の回収率が悪くなり、その結果、濃度数ｎｇ／Ｌ程度以下の金属元素を正しく定量することが難しくなるという問題があった。特に、鉄、銅、鉛は加熱濃縮によって回収率が悪くなる傾向があった。その原因は、本発明者の検討によると、加熱濃縮時に試料中に含まれる金属元素の一部が回収液である希硝酸溶液に溶解しない金属酸化物になって濃縮容器に吸着し、その結果、金属元素の一部が回収液によって回収されなくなるためであると推測された。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、液体中の微量金属元素を測定する際の試料の加熱濃縮方法であって、加熱濃縮時に試料中に含まれる金属元素から金属酸化物が生成して金属元素の回収率が悪くなることを防止することができ、したがって液体中に含まれる数ｎｇ／Ｌ程度以下の微量金属元素の定量を正しく行うことができる試料濃縮方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、特定の測定対象金属元素を含まない特定のアルカリ性液体を試料に添加した後に、試料を加熱濃縮するようにした場合、加熱濃縮時に試料中に含まれる金属元素から金属酸化物が生成することが効果的に防止されることを見出した。
【０００７】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、液体中の微量金属元素として鉄、銅及び鉛からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素を測定する際の試料濃縮工程において、試料に測定対象金属元素を含まない水酸化テトラメチルアンモニウムを添加した後に、該試料を加熱濃縮することを特徴とする液体中の微量金属測定における試料濃縮方法を提供する。
【０００８】
本発明によって金属元素から金属酸化物が生成することが防止される理由は必ずしも明らかではないが、水酸化テトラメチルアンモニウムを試料に添加することにより、試料中に含まれる測定対象金属元素が酸化金属に変化しにくい水酸化金属になるためであると推測される。すなわち、水酸化テトラメチルアンモニウムの添加によって生成した水酸化金属は、試料が蒸発乾固して大気に触れる際にも酸化金属に変化しにくく、また、回収液にも容易に回収されると考えられる。
【０００９】
本発明おいて、分析に供する液体試料としては、例えば、海水、液体薬品を含む水溶液、純水等が挙げられる。なお、本明細書においては、以下、一般には必ずしも明確に定義分けされていない純水、超純水等の語で説明される高純度な水を総称して「純水」という。純水として、代表的には、ＪＩＳ−Ｋ０５５７に記載のＡ４グレード以上の純水を挙げることができる。
【００１０】
以下、本発明につきさらに詳しく説明する。本発明の試料濃縮方法は、通常、数ｎｇ／Ｌ程度以下の微量金属元素（鉄、銅、鉛）を測定する際の前処理方法として好適に使用されるが、これに限定されるものではない。
【００１１】
本発明の試料濃縮方法では、試料への水酸化テトラメチルアンモニウムの添加量は微量でよく、通常、試料中の水酸化テトラメチルアンモニウムの濃度が１×１０^−３〜２５０×１０^３μｇ／Ｌ程度となるように添加すればよい。添加量が多すぎると測定値に悪影響を与えるため好ましくない。
【００１２】
本発明によって試料を濃縮した後は、公知の方法で金属元素の測定を行うことができる。例えば、一定量の試料に測定対象金属元素を含まない水酸化テトラメチルアンモニウムを添加し、この試料を蒸発乾固するまで加熱器により加熱濃縮した後、その残渣を希硝酸溶液等の回収液によって回収し、これを誘導結合プラズマ質量分析計等の分析計に導入して定量分析を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の試料濃縮方法を使用した純水中の微量金属測定法の一実施形態を示すフロー図である。例えば本例を用いた純水中の微量金属測定について、以下のように説明する。
（１）一定量（例えば１０〜１０００ｇ）の試料をビーカに入れ、この試料に微量の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を添加する。
（２）試料を蒸発乾固するまで加熱器により加熱濃縮する。
（３）ビーカ中の残渣を所定量の希硝酸溶液に溶解して回収する。
（４）残渣を回収した希硝酸溶液を誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）に導入し、測定対象金属元素の定量分析を行う。
（５）上記濃縮倍率から試料中の測定対象金属元素の濃度を算出する。
【００１４】
【実施例】
図１のフローにより純水中の微量金属測定を行い、試料濃縮工程おける金属元素の回収率を調べた。この場合、純水に混合標準液を添加することにより、下記表１に示す金属元素をそれぞれ表１に示す濃度で含有する模擬試料を調製し、この模擬試料を用いて実験を行った。結果を表１に示す。
【００１５】
この場合、金属元素の回収率は以下のようにして求めた。上記模擬試料を用いて図１のフローにより測定を行う（本発明測定）。一方、一定量の純水に混合標準液を添加することなくＴＭＡＨのみを添加し、この試料を蒸発乾固するまで加熱器により加熱濃縮した後、前記（３）〜（５）と同様にして測定を行う（ブランク測定）。そして、上記各測定結果から下記式により回収率を計算する。
回収率（％）＝｛（Ａ−Ｂ）／Ｃ｝×１００
Ａ：本発明測定により得られた試料中の金属元素濃度（ｎｇ／Ｌ）
Ｂ：ブランク測定により得られた試料中の金属元素濃度（ｎｇ／Ｌ）
Ｃ：模擬試料中の金属元素濃度（ｎｇ／Ｌ）
【００１６】
【表１】

【００１７】
表１より、本発明の試料濃縮方法によれば、従来の方法では回収率の低かった１ｎｇ／Ｌの鉄、銅、鉛について、目標としている８０〜１１０％の回収率で定量できることがわかった。また、ＴＭＡＨを添加することによる鉄、銅、鉛以外の金属元素に対する悪影響（回収率の低下など）も見られなかった。さらに、各金属元素濃度を５，１０，２０ｎｇ／Ｌとした試料でも目標回収率が得られることがわかった。したがって、本実験により、加熱濃縮が必要な濃度レベル範囲（０〜約２０ｎｇ／Ｌ）では、試料の濃度によらず、本発明の試料濃縮方法が有効であることが確認された。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の試料濃縮方法によれば、試料中に含まれる金属元素（鉄、銅、鉛）から金属酸化物が生成して金属元素の回収率が悪くなることを防止することができ、液体中に含まれる微量金属元素（鉄、銅、鉛）の定量を正しく行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の試料濃縮方法を使用した純水中の微量金属測定法の一実施形態を示すフロー図である。

Claims

液体中の微量金属元素として鉄、銅及び鉛からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素を測定する際の試料濃縮工程において、試料に測定対象金属元素を含まない水酸化テトラメチルアンモニウムを添加した後に、該試料を加熱濃縮することを特徴とする液体中の微量金属測定における試料濃縮方法。
分析に供する液体試料が海水又は液体薬品を含む水溶液である請求項１に記載の液体中の微量金属測定における試料濃縮方法。
分析に供する液体試料が純水である請求項１に記載の液体中の微量金属測定における試料濃縮方法。