JP5432014B2 - Method for measuring volatile organic substances - Google Patents

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Description

本発明は、揮発性有機物質の測定を行うための揮発性有機物質の測定方法に関するものである。   The present invention relates to a method for measuring a volatile organic substance for measuring a volatile organic substance.

揮発性有機物質(VOC:volatile organic compounds)は塗料,芳香剤,防腐剤,防かび剤,香料,顔料などに含まれ、腐敗を防止し、また臭いによる人間の不快感を和らげるなど効用を人間にもたらし、また産業分野など多くの場面で用いられている。   Volatile organic compounds (VOC) are contained in paints, fragrances, antiseptics, fungicides, fragrances, pigments, etc. to prevent decay and reduce human discomfort due to odors. It is also used in many scenes such as industrial fields.

一方で、近年、揮発性有機物質は、過剰な長時間の曝露について疫学的に問題になり、規制が設けられている物質もある。また、室内での高濃度の揮発性有機物質の発生は、化学物質過敏症の人にとってはシックハウス症候群を引き起こす原因のひとつと考えられている。また、地下水へのとけ込みや土壌への蓄積により地下水汚染や土壌汚染の原因となっている。   On the other hand, in recent years, volatile organic substances have become an epidemiological problem with excessive long-term exposure, and some substances are regulated. In addition, the generation of high-concentration volatile organic substances in the room is considered to be one of the causes of sick house syndrome for people with chemical sensitivity. In addition, it is a cause of groundwater contamination and soil contamination due to penetration into groundwater and accumulation in soil.

このため、環境測定のために、簡単に揮発性有機物質の濃度を検出する様々なセンサや検知管が提案されている。例えば、半導体を用いて揮発性有機物質を測定する小型のガスセンサが販売されている(非特許文献1参照)。このガスセンサによれば、揮発性有機物質を簡単に測定できる。しかしながら、このセンサでは、揮発性有機物質の特定(定性)を行うことはできない。   For this reason, various sensors and detector tubes that easily detect the concentration of volatile organic substances have been proposed for environmental measurement. For example, a small gas sensor that measures a volatile organic substance using a semiconductor is sold (see Non-Patent Document 1). According to this gas sensor, volatile organic substances can be easily measured. However, this sensor cannot identify (qualify) volatile organic substances.

また、揮発性有機物質のなかのアルデヒド類を、シッフ試薬を用いて検出する技術がある(特許文献1,2参照)。特許文献1には、塩基性フクシン、亜硫酸水素ナトリウム、リン酸を用い、ホルムアルデヒドまたはマロンジアルデヒドが検出可能なことが記載されている。また、特許文献2には、シッフ試薬とリン酸または濃硫酸を用いてホルムアルデヒドの検出が可能なことが記載されている。しかしながら、これらの測定技術においても、物質の定性を行うことができない。   There is also a technique for detecting aldehydes in volatile organic substances using a Schiff reagent (see Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 describes that formaldehyde or malondialdehyde can be detected using basic fuchsin, sodium bisulfite, and phosphoric acid. Patent Document 2 describes that formaldehyde can be detected using a Schiff reagent and phosphoric acid or concentrated sulfuric acid. However, even with these measurement techniques, it is impossible to qualify substances.

以上の技術に対し、物質の定性が行える測定として、検知管を用いる方法が知られている。しかしながら、検知管を用いる定性では、対象とする物質に対応する検知管を用いることになり、定性対象とする物質の数に対応して検知管の数を用意する必要があり、迅速な測定が容易ではない。   For the above technique, a method using a detector tube is known as a measurement capable of qualitatively determining a substance. However, with qualitative analysis using detector tubes, detector tubes corresponding to the target substance must be used, and it is necessary to prepare the number of detector tubes corresponding to the number of target substances. It's not easy.

国際公開WO2004/111635号公報International Publication No. WO2004 / 111635 特開2008−224590号公報JP 2008-224590 A 特許第3639123号公報Japanese Patent No. 3639123

http://www.figaro.co.jp/make_html/item_2_sen_112227.htmlhttp://www.figaro.co.jp/make_html/item_2_sen_112227.html

以上に説明したように、関連する技術では、例えば、環境に存在する複数の揮発性有機物質の定性ができず、また、定性ができる検知管方式においても、測定を迅速に行うことができないという問題があった。   As described above, for example, the related technology cannot qualify a plurality of volatile organic substances present in the environment, and even a detector tube system capable of qualification cannot measure quickly. There was a problem.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、複数の揮発性有機物質の定性をより迅速に行えるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to more quickly qualify a plurality of volatile organic substances.

本発明に係る揮発性有機物質の測定方法は、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液を測定対象の気体中に曝す第1ステップと、第1ステップの後、検知溶液の吸光度を求める第2ステップと、求めた吸光度のスペクトルの状態により気体中に含まれる、プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,α−ピネン,リモネン,および,2−メチル−3−ブテン−2−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第3ステップとを備える。 In the method for measuring a volatile organic substance according to the present invention, a first step of exposing a detection solution comprising an aqueous solution in which a Schiff reagent and an acid are dissolved to a gas to be measured, and after the first step, the absorbance of the detection solution is measured. Propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3-butene-2- contained in the gas depending on the second step to be obtained and the state of the obtained absorbance spectrum And a third step of qualifying a volatile organic substance selected from among all .

上記揮発性有機物質の測定方法において、第1ステップでは、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に検知溶液を配置した検知素子を気体中に曝し、第2ステップでは、検知素子の光透過率を測定することで吸光度を求めるようにしてもよい。   In the method for measuring a volatile organic substance, in the first step, a sensing element in which a sensing solution is placed in a hole of a transparent porous body made of glass is exposed to gas, and in the second step, the light transmittance of the sensing element is measured. The absorbance may be obtained by measuring.

上記揮発性有機物質の測定方法において、第3ステップでは、既知の揮発性有機物質に対して得られた既知スペクトルとスペクトルとを比較することで定性を行うようにすればよい。   In the method for measuring a volatile organic material, in the third step, qualitative analysis may be performed by comparing a spectrum obtained by comparing a known spectrum obtained for a known volatile organic material.

また、本発明に係る揮発性有機物質の測定方法は、シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第1検知溶液、およびシッフ試薬とリン酸とが溶解した水溶液からなる第2検知溶液を測定対象の気体中に曝す第1ステップと、第1検知溶液の呈色変化および第2検知溶液の呈色変化を目視により観測する第2ステップと、第1検知溶液の呈色変化および第2検知溶液の呈色変化により、気体中に含まれる、ホルムアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,α−ピネン,リモネン,および,2−メチル−3−ブテン−2−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第3ステップとを少なくとも備える。 Further, the method for measuring a volatile organic substance according to the present invention measures a first detection solution comprising an aqueous solution in which a Schiff reagent and sulfuric acid are dissolved, and a second detection solution comprising an aqueous solution in which the Schiff reagent and phosphoric acid are dissolved. A first step of exposing to the target gas, a second step of visually observing the color change of the first detection solution and the color change of the second detection solution, and the color change and the second detection of the first detection solution the color change of the solution, contained in a gas, formaldehyde, base lens aldehydes, styrene, alpha - pinene, limonene, and 2-methyl-3-buten-2-volatile organic substances selected from among all And at least a third step for qualitatively.

上記揮発性有機物質の測定方法において、第1ステップでは、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に第1検知溶液および第2検知溶液を配置した第1検知素子および第2検知素子を気体中に曝し、第2ステップでは、第1検知素子および第2検知素子の呈色変化を目視により観測することで、第1検知溶液の呈色変化および第2検知溶液の呈色変化としてもよい。In the volatile organic substance measuring method, in the first step, the first sensing element and the second sensing element in which the first sensing solution and the second sensing solution are arranged in the pores of a transparent porous body made of glass are contained in the gas. In the second step, the color change of the first detection solution and the color change of the second detection solution may be obtained by visually observing the color change of the first detection device and the second detection device.

また、本発明に係る揮発性有機物質の測定方法は、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された検知素子を測定対象の気体中に曝す第1ステップと、第1ステップの後、検知素子をカラー撮像装置で撮像することにより得られた検知素子のカラー画像データよりこのカラー画像データを構成するRGBの各色の濃度値よりなるRGB解析結果を得る第2ステップと、得られたRGB解析結果により気体中に含まれる、ホルムアルデヒド,プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,α−ピネン,リモネン,および,2−メチル−3−ブテン−2−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第3ステップとを備える。Further, in the method for measuring a volatile organic substance according to the present invention, a detection element made of an aqueous solution in which a Schiff reagent and an acid are dissolved is used as a gas to be measured. After the first step exposed to the inside, and after the first step, the color image data of the sensing element obtained by imaging the sensing element with the color imaging device is composed of density values of each color of RGB constituting the color image data. Second step of obtaining RGB analysis results, and formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3 contained in the gas based on the obtained RGB analysis results A third step of qualifying a volatile organic substance selected from buten-2-ol.

上記揮発性有機物質の測定方法において、第1ステップでは、シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第1検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された第1検知素子と、シッフ試薬とリン酸硫酸とが溶解した水溶液からなる第2検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された第2検知素子を測定対象の気体中に曝し、第2ステップでは、第1検知素子より第1RGB解析結果を取得し、第2検知素子より第2RGB解析結果を取得し、第3ステップでは、第1RGB解析結果と第2RGB解析結果とを比較することで、気体中に含まれる揮発性物質の定性を行うようにしてもよい。 In the volatile organic substance measuring method, in the first step, a first sensing element comprising an aqueous solution in which a Schiff reagent and sulfuric acid are dissolved is disposed in a hole of a transparent porous body made of glass; In the second step, the second sensing solution comprising an aqueous solution in which the Schiff reagent and sulfuric acid and sulfuric acid are dissolved is exposed to the gas to be measured, which is disposed in the hole of the transparent porous body made of glass. The first RGB analysis result is obtained from the first sensing element, the second RGB analysis result is obtained from the second sensing element, and in the third step, the first RGB analysis result and the second RGB analysis result are compared with each other in the gas. Qualitative analysis of volatile substances contained in the substrate may be performed.

以上説明したように、本発明によれば、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液の吸光度スペクトルなどの呈色変化の状態により、揮発性有機物質の定性を行うようにしたので、複数の揮発性有機物質の定性がより迅速に行えるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the volatile organic substance is qualitatively determined according to the state of color change such as the absorbance spectrum of the detection solution composed of the aqueous solution in which the Schiff reagent and the acid are dissolved. An excellent effect is obtained that the qualification of a plurality of volatile organic substances can be performed more quickly.

図1Aは、本発明の実施の形態1における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。FIG. 1A is a process diagram for describing a method for measuring a volatile organic substance in Embodiment 1 of the present invention. 図1Bは、本発明の実施の形態1における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。FIG. 1B is a process diagram for describing a method for measuring a volatile organic substance in Embodiment 1 of the present invention. 図2Aは、本発明の実施の形態2における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。FIG. 2A is a process diagram for explaining a method for measuring a volatile organic substance in Embodiment 2 of the present invention. 図2Bは、本発明の実施の形態2における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。FIG. 2B is a process diagram for describing a method for measuring a volatile organic substance in Embodiment 2 of the present invention. 図2Cは、本発明の実施の形態2における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。FIG. 2C is a process diagram for describing a method for measuring a volatile organic substance in Embodiment 2 of the present invention. 図2Dは、本発明の実施の形態2における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。FIG. 2D is a process diagram for describing a method for measuring a volatile organic substance in Embodiment 2 of the present invention. 図2Eは、本発明の実施の形態2における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。FIG. 2E is a process diagram for describing a method for measuring a volatile organic substance in Embodiment 2 of the present invention. 図3は、実施の形態2における吸光度の測定(吸光光度分析)結果を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing the results of absorbance measurement (absorbance analysis) in the second embodiment. 図4は、実施の形態2における吸光度の測定(吸光光度分析)結果を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the result of absorbance measurement (absorbance analysis) in the second embodiment. 図5は、本発明の実施の形態4における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。FIG. 5 is a process diagram for explaining a method for measuring a volatile organic substance in Embodiment 4 of the present invention. 図6は、実施の形態4における第1検知素子をカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのRGB解析結果を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing an RGB analysis result of color image data obtained by imaging the first sensing element in the fourth embodiment with a color imaging device. 図7は、実施の形態4における第2検知素子をカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのRGB解析結果を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing an RGB analysis result of color image data obtained by imaging the second sensing element in the fourth embodiment with a color imaging device.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
[実施の形態1]
はじめに、本発明の実施の形態1について説明する。まず、図1Aに示すように、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液101を用意する。例えば、塩基性フクシンより作製されたシッフ試薬5.0ミリリットルと、リン酸1ミリリットルとを水に溶解して全量を11ミリリットルとすることで、検知溶液101が作製できる。これは、上述した酸が、リン酸の場合である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
First, Embodiment 1 of the present invention will be described. First, as shown in FIG. 1A, a detection solution 101 made of an aqueous solution in which a Schiff reagent and an acid are dissolved is prepared. For example, the detection solution 101 can be prepared by dissolving 5.0 ml of a Schiff reagent prepared from basic fuchsin and 1 ml of phosphoric acid in water to make the total amount 11 ml. This is the case where the acid described above is phosphoric acid.

また、シッフ試薬5.0ミリリットルと、濃硫酸1ミリリットルとを水に溶解して全量を11ミリリットルとした検知溶液を用いるようにしてもよい。これは、前述した酸が、硫酸の場合である。   Alternatively, a detection solution in which 5.0 ml of Schiff reagent and 1 ml of concentrated sulfuric acid are dissolved in water to make the total amount 11 ml may be used. This is the case where the acid described above is sulfuric acid.

ここで、シッフ試薬について説明する。まず、塩基性フクシン0.2gを120ミリリットルの熱水(熱湯)に溶解させ、これらを冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム2.0gおよび濃塩酸(例えば12N)2ミリリットルを加えて水で200ミリリットルに希釈して上記シッフ試薬とすればよい。   Here, the Schiff reagent will be described. First, 0.2 g of basic fuchsin was dissolved in 120 ml of hot water (hot water), and after cooling these, 2.0 g of anhydrous sodium sulfite and 2 ml of concentrated hydrochloric acid (for example, 12N) were added to make 200 ml with water. The above Schiff reagent may be diluted.

次に、用意した検知溶液101を、これと反応しない材料から構成された容器102の中に収容し、測定対象の揮発性有機物質のガスが存在する空気(期待)に、検知溶液101が曝された状態とする(第1ステップ)。   Next, the prepared detection solution 101 is accommodated in a container 102 made of a material that does not react with the detection solution 101, and the detection solution 101 is exposed to air (expectation) in which a gas of a volatile organic substance to be measured exists. (First step).

例えば、図1Aに示すように、測定対象の空気をエアポンプ103により輸送管104を介して検知溶液101の中に輸送し、輸送した空気を液中に放出して多数の気泡を形成させる。なお、エアポンプ103は、例えば、シリコーン性のチューブを用いたチューブポンプである。このように、測定対象の空気が輸送される経路が、測定対象の不飽和炭化水素ガスが吸着しない材料から構成されているエアポンプが好適である。   For example, as shown in FIG. 1A, the air to be measured is transported into the detection solution 101 via the transport pipe 104 by the air pump 103, and the transported air is discharged into the liquid to form a large number of bubbles. The air pump 103 is a tube pump using a silicone tube, for example. Thus, an air pump in which the path through which the air to be measured is transported is made of a material that does not adsorb the unsaturated hydrocarbon gas to be measured is suitable.

以上のようにして、測定対象の空気に検知溶液101を曝した後、図1Bに示すように、容器102に収容された検知溶液101の吸光度を測定する(第2ステップ)。吸光度の測定では、例えば、図1Bに示すように、容器102の横方向より光強度I0の入射光を透過させた透過光の強度Iを測定し、これらより吸光度(=log10(I0/I))を求める。これは、検知溶液101の呈色変化を、吸光光度法により観測していることになる。 As described above, after the detection solution 101 is exposed to the air to be measured, as shown in FIG. 1B, the absorbance of the detection solution 101 contained in the container 102 is measured (second step). In the measurement of the absorbance, for example, as shown in FIG. 1B, the intensity I of the transmitted light that transmits the incident light having the light intensity I 0 is measured from the lateral direction of the container 102, and the absorbance (= log 10 (I 0) is measured from these. / I)). This means that the color change of the detection solution 101 is observed by absorptiometry.

このようにして吸光度を求めたら、求められた吸光度のスペクトルにより空気中に含まれる揮発性有機物質(ガス)の定性を行う(第3ステップ)。吸光度のスペクトルは、揮発性有機物に固有の特徴を備えているため、揮発性有機物の定性ができる。例えば、検知溶液101を既知の揮発性有機物質に曝した結果得られた既知スペクトルと、上述しようにすることで得られたスペクトルとを比較すればよい。既知スペクトルに一致するスペクトルが得られた場合、測定対象の空気に、既知スペクトルに対応する揮発性有機物が含まれていることが同定できる。また、本実施の形態では、1種類の検知溶液により揮発性有機物質に対応して異なるスペクトルが得られるので、複数の揮発性有機物質の定性が1種類の検知溶液で行え、より迅速な測定(分析)が可能である。   Once the absorbance is determined in this way, qualitative analysis of the volatile organic substance (gas) contained in the air is performed based on the determined absorbance spectrum (third step). Since the absorbance spectrum has characteristics unique to volatile organic substances, the volatile organic substances can be qualified. For example, a known spectrum obtained as a result of exposing the detection solution 101 to a known volatile organic substance may be compared with a spectrum obtained by doing the above. When a spectrum that matches the known spectrum is obtained, it can be identified that the air to be measured contains volatile organic substances corresponding to the known spectrum. Further, in this embodiment, since different spectra are obtained corresponding to volatile organic substances with one type of detection solution, qualitative determination of a plurality of volatile organic substances can be performed with one type of detection solution, and more rapid measurement is possible. (Analysis) is possible.

[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2について説明する。以下では、本実施の形態2における検知素子の作製とともに、揮発性有機物質の測定方法について説明する。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Below, the measurement method of a volatile organic substance is demonstrated with preparation of the sensing element in this Embodiment 2. FIG.

まず、検知素子の作製について説明すると、図2Aに示すように、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液201を、容器202の中に作製する。例えば、塩基性フクシンより作製されたシッフ試薬5.0ミリリットルとリン酸1ミリリットルとを水に溶解して全量を11ミリリットルとすることで、検知溶液201が作製できる。これは、上述した酸が、リン酸の場合である。また、シッフ試薬5.0ミリリットルと濃硫酸1ミリリットルとを水に溶解して全量を11ミリリットルとした検知溶液を用いるようにしてもよい。これは、上述した酸が、硫酸の場合である。   First, the production of the sensing element will be described. As shown in FIG. 2A, a sensing solution 201 made of an aqueous solution in which a Schiff reagent and an acid are dissolved is produced in a container 202. For example, the detection solution 201 can be prepared by dissolving 5.0 ml of a Schiff reagent prepared from basic fuchsin and 1 ml of phosphoric acid in water to make a total volume of 11 ml. This is the case where the acid described above is phosphoric acid. Alternatively, a detection solution in which 5.0 ml of Schiff reagent and 1 ml of concentrated sulfuric acid are dissolved in water to make the total amount 11 ml may be used. This is the case where the acid described above is sulfuric acid.

次に、図1Bに示すように、検知溶液201に、平均孔径4nmの多孔質ガラスである多孔体203を浸漬する。多孔体203は、例えば、コーニング社製のバイコール#3970である。バイコール#3970は平均孔径4nmの複数の細孔を有する多孔体である。また、多孔体203は、例えば、8(mm)×8(mm)で厚さ1(mm)のチップサイズである。なお、多孔体203は、平均孔径が20nm以下であるとよい。また、ここでは検知素子203を板状としたが、これに限るものではなく、ファイバ状に形成しても良い。   Next, as shown in FIG. 1B, a porous body 203 that is porous glass having an average pore diameter of 4 nm is immersed in the detection solution 201. The porous body 203 is, for example, Vycor # 3970 manufactured by Corning. Vycor # 3970 is a porous body having a plurality of pores having an average pore diameter of 4 nm. The porous body 203 has, for example, a chip size of 8 (mm) × 8 (mm) and a thickness of 1 (mm). The porous body 203 preferably has an average pore diameter of 20 nm or less. Although the detection element 203 is plate-shaped here, it is not limited to this, and it may be formed in a fiber shape.

多孔体203をガラス(硼珪酸ガラス)から構成した場合、この平均孔径を20nm以下とすることで、可視UV波長領域(波長200〜2000nm)での透過スペクトルの測定において、可視光領域(350〜800nm)では光が透過する。しかし、平均孔径が20nmを越えて大きくなると、可視領域で急激な透過率の減少が観測されることが判明している(特許文献3参照)。このことにより、多孔体は、平均孔径が20nm以下とした方がよい。一方、ガスの検出を可能とするためには、平均孔径が、検知剤及び測定対象のガスの分子より大きくなければならない。従って、平均孔径の下限は、検知剤や測定対象ガスの分子が浸入可能な最小値の2nmである。なお、本実施の形態における多孔体203の比表面積は1g当たり100m2以上である。 In the case where the porous body 203 is made of glass (borosilicate glass), the average pore diameter is set to 20 nm or less, so that in the measurement of the transmission spectrum in the visible UV wavelength region (wavelength 200 to 2000 nm), the visible light region (350 to At 800 nm), light is transmitted. However, it has been found that when the average pore diameter increases beyond 20 nm, a sharp decrease in transmittance is observed in the visible region (see Patent Document 3). Thus, the porous body should have an average pore diameter of 20 nm or less. On the other hand, in order to enable detection of gas, the average pore diameter must be larger than the molecules of the detection agent and the gas to be measured. Therefore, the lower limit of the average pore diameter is 2 nm, which is the minimum value at which the molecules of the detection agent and the measurement target gas can enter. In addition, the specific surface area of the porous body 203 in the present embodiment is 100 m 2 or more per 1 g.

上述した多孔体203を検知溶液201に24時間浸漬し、多孔体203の孔内に検知溶液を含浸させた後、検知溶液が含浸した多孔体203を風乾し、図2Cに示すように、窒素ガス気流中に24時間放置して乾燥し、検知素子203aを作製する。   The porous body 203 described above is immersed in the detection solution 201 for 24 hours, and the pores of the porous body 203 are impregnated with the detection solution. Then, the porous body 203 impregnated with the detection solution is air-dried, and as shown in FIG. The detector element 203a is manufactured by leaving it in a gas stream for 24 hours to dry.

従って、検知素子203aには、上述した検知溶液を構成する各成分からなる検知剤が導入され、検知素子203aの多孔質の細孔内に検知剤が担持されているものとなる。よく知られているように、多孔体203は、複数の細孔を備える。これら細孔は、多孔体203の表面の開口部から内部にまで連結した貫通細孔である。また、検知剤は、検知素子203aが配置される雰囲気(大気)の湿度の存在により細孔内に吸着する水分を含み、細孔の内壁に薄い水(検知溶液)の膜を形成しているものとも考えられる。   Accordingly, the detection element 203a is introduced with the detection agent composed of each component constituting the detection solution described above, and the detection agent is supported in the porous pores of the detection element 203a. As is well known, the porous body 203 includes a plurality of pores. These pores are through-holes connected from the opening on the surface of the porous body 203 to the inside. The detection agent contains moisture adsorbed in the pores due to the presence of humidity in the atmosphere (atmosphere) in which the detection element 203a is disposed, and forms a thin water (detection solution) film on the inner wall of the pores. It can be considered a thing.

なお、担持とは、検知溶液を構成する各物質が、化学的,物理的,または電気的に担体(基材)と結合している状態を示し、例えば、多孔体の孔内に検知溶液(検知剤)が滲入し、孔内の壁面が検知剤で被覆され、および/または、孔内の側壁に検知剤が被着したような状態を示す。   The term “support” refers to a state in which each substance constituting the detection solution is chemically, physically, or electrically bonded to the carrier (base material). For example, the detection solution (in the pores of the porous body) The detection agent is infiltrated, the wall surface in the hole is covered with the detection agent, and / or the detection agent is deposited on the side wall in the hole.

このように構成された検知素子203aによれば、孔内にガス状の揮発性有機物が浸入することで、後述するように光吸収の状態が変化する。孔内に揮発性有機物(ガス)が浸入すると、孔内に配置された検知剤(検知溶液)が、浸入した揮発性有機物と反応する。この反応の結果、検知素子203aの光学特性が変化する。   According to the thus configured sensing element 203a, the state of light absorption changes as will be described later when gaseous volatile organic substances enter the hole. When the volatile organic substance (gas) enters the hole, the detection agent (detection solution) arranged in the hole reacts with the volatile organic substance that has entered. As a result of this reaction, the optical characteristics of the sensing element 203a change.

次に、検知素子203aを用いた揮発性有機物質の測定方法について説明する。   Next, a method for measuring a volatile organic substance using the detection element 203a will be described.

まず、図2Dに示すように、例えば、揮発性有機物のガスが存在する測定対象の空気204中に、検知素子203aを例えば1時間曝露する(第1ステップ)。この曝露は、室温(約20℃)の状態で行う。この後、測定後の検知素子203aを測定対象の空気204中より取り出し、図2Eに示すように、測定後の検知素子203aの厚さ方向の吸光度を測定して吸光度を求める(第2ステップ)。例えば、光強度I0の入射光を透過させた透過光の強度Iを測定し、これらより吸光度(=log10(I0/I))を求める。このように、検知素子203aの光透過率を測定することで吸光度を求めることができる。 First, as shown in FIG. 2D, for example, the sensing element 203a is exposed to, for example, an air 204 to be measured in which volatile organic gas exists (first step). This exposure is performed at room temperature (about 20 ° C.). Thereafter, the measured detection element 203a is taken out from the air 204 to be measured, and the absorbance in the thickness direction of the measured detection element 203a is measured to obtain the absorbance as shown in FIG. 2E (second step). . For example, the intensity I of the transmitted light that transmits the incident light having the light intensity I 0 is measured, and the absorbance (= log 10 (I 0 / I)) is obtained from these. Thus, the absorbance can be obtained by measuring the light transmittance of the detection element 203a.

このようにして吸光度を求めたら、求められた吸光度のスペクトルにより空気中に含まれる揮発性有機物質の定性を行う(第3ステップ)。吸光度のスペクトルは、揮発性有機物に固有の特徴を備えているため、揮発性有機物の定性ができる。   Once the absorbance is obtained in this manner, the volatile organic substance contained in the air is qualitatively determined based on the obtained absorbance spectrum (third step). Since the absorbance spectrum has characteristics unique to volatile organic substances, the volatile organic substances can be qualified.

上述した吸光度の測定(吸光光度分析)結果を図3,4に示す。なお透過光測定波長350nm以下の吸収は、検知素子を構成する多孔質ガラス(バイコール#3970)自体の吸収である。図3は、酸としてリン酸を用いた検知溶液による検知素子の結果を示し、図4は、酸として硫酸を用いた検知溶液による検知素子の結果を示している。また、n−ノニルアルデヒドのスペクトルは細い実線で示し、プロピオンアルデヒドのスペクトルは、細い点線で示し、スチレンのスペクトルは、細い一点鎖線で示し、リモネンのスペクトルは細い2点鎖線で示している。また、α−ピネンのスペクトルは、太い実線で示し、2−メチル−3−ブテン−2−オールのスペクトルは、太い点線で示し、ベンズアルデヒドは、太い一点鎖線で示している。   The results of the above-described absorbance measurement (absorbance analysis) are shown in FIGS. The absorption with a transmitted light measurement wavelength of 350 nm or less is the absorption of the porous glass (Vycor # 3970) itself constituting the sensing element. FIG. 3 shows the result of the sensing element with the sensing solution using phosphoric acid as the acid, and FIG. 4 shows the result of the sensing element with the sensing solution using sulfuric acid as the acid. The spectrum of n-nonylaldehyde is indicated by a thin solid line, the spectrum of propionaldehyde is indicated by a thin dotted line, the spectrum of styrene is indicated by a thin one-dot chain line, and the spectrum of limonene is indicated by a thin two-dot chain line. The spectrum of α-pinene is indicated by a thick solid line, the spectrum of 2-methyl-3-buten-2-ol is indicated by a thick dotted line, and benzaldehyde is indicated by a thick dashed line.

図3,4に示すように、いずれの検知溶液を用いた場合においても、揮発性有機物毎に固有のスペクトルを有しており、これらの違いにより、各揮発性有機物の定性を行うことが可能となる。また、本実施の形態によれば、1種類の検知溶液により揮発性有機物質に対応して異なるスペクトルが得られるので、複数の揮発性有機物質の定性が1種類の検知溶液で行え、より迅速な測定(分析)が可能である。なお、検知素子203aの光透過率を測定において、対象として多孔体203を用いることで、多孔質ガラス自体の吸収を除いた検知溶液(検知剤)のスペクトルを得ることができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, even when any detection solution is used, each volatile organic substance has its own spectrum, and by these differences, it is possible to qualify each volatile organic substance. It becomes. In addition, according to the present embodiment, different spectra can be obtained corresponding to volatile organic substances by using one type of detection solution. Therefore, qualitative determination of a plurality of volatile organic substances can be performed with one type of detection solution. Measurement (analysis) is possible. In the measurement of the light transmittance of the detection element 203a, the spectrum of the detection solution (detection agent) excluding the absorption of the porous glass itself can be obtained by using the porous body 203 as a target.

[実施の形態3]
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
[Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

本実施の形態では、第1ステップでシッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝し、この後の第2ステップで、検知溶液の呈色変化を求め、第3ステップで、求められた呈色変化の状態により気体中に含まれる揮発性有機物質の定性を行う中で、まず、第1ステップでは、シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第1検知溶液、およびシッフ試薬とリン酸とが溶解した水溶液からなる第2検知溶液を測定対象の気体中に、設定されている時間曝す。   In the present embodiment, the detection solution composed of the aqueous solution in which the Schiff reagent and the acid are dissolved in the first step is exposed to the gas to be measured for a predetermined time, and the color change of the detection solution is obtained in the second step thereafter. In qualifying the volatile organic substance contained in the gas according to the obtained color change state in the third step, first, in the first step, the first step consists of an aqueous solution in which the Schiff reagent and sulfuric acid are dissolved. The 1st detection solution and the 2nd detection solution which consists of the aqueous solution which the Schiff reagent and phosphoric acid melt | dissolved are exposed to the gas to be measured for the set time.

次に、第2ステップは、第1検知溶液の呈色変化および第2検知溶液の呈色変化を目視により観測する。この後、第3ステップは、第1検知溶液の呈色変化および第2検知溶液の呈色変化により、気体中に含まれる、ホルムアルデヒド,プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,イソプレン,α−ピネン,リモネン,および,2−メチル−3−ブテン−2−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行うようにした。   Next, in the second step, the color change of the first detection solution and the color change of the second detection solution are visually observed. Thereafter, in the third step, formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, isoprene, α contained in the gas due to the color change of the first detection solution and the color change of the second detection solution. -A volatile organic material selected from pinene, limonene and 2-methyl-3-buten-2-ol was qualitatively performed.

以下、本実施の形態における揮発性有機物質の測定方法について、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に各々の検知溶液を配置(含浸)した2つの検知素子を用いた場合について、各検知素子の作製とともに説明する。   Hereinafter, with respect to the method for measuring a volatile organic substance in the present embodiment, each detection element is used in the case of using two detection elements in which each detection solution is disposed (impregnated) in the pores of a transparent porous body made of glass. This will be described together with the production.

はじめに、第1検知溶液による検知素子Aの作製について説明する。まず、塩基性フクシン0.2gを120ミリリットルの熱水(熱湯)に溶解させ、これらを冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム2.0gおよび濃塩酸(例えば12N)2ミリリットルを加えて水で200ミリリットルに希釈したシッフ試薬を作製する。次に、作製したシッフ試薬5.0ミリリットルと濃硫酸1ミリリットルとを水に溶解して全量を11ミリリットルとした第1検知溶液を作製する。次に、作製した第1検知溶液に多孔質ガラスからなる多孔体を浸漬し、これを風乾することで、検知素子Aとする。これらの検知素子の作製は、前述した実施の形態2と同様である。   First, production of the sensing element A using the first sensing solution will be described. First, 0.2 g of basic fuchsin was dissolved in 120 ml of hot water (hot water), and after cooling these, 2.0 g of anhydrous sodium sulfite and 2 ml of concentrated hydrochloric acid (for example, 12N) were added to make 200 ml with water. Make diluted Schiff reagent. Next, 5.0 ml of the manufactured Schiff reagent and 1 ml of concentrated sulfuric acid are dissolved in water to prepare a first detection solution having a total amount of 11 ml. Next, a porous body made of porous glass is immersed in the prepared first detection solution, and this is air-dried to form the detection element A. These sensing elements are manufactured in the same manner as in the second embodiment described above.

次に、第2検知溶液による検知素子Bの作製について説明する。上述したようにして作製したシッフ試薬5.0ミリリットルとリン酸1ミリリットルとを水に溶解して全量を11ミリリットルとした第2検知溶液を作製する。次に、作製した第2検知溶液に多孔質ガラスからなる多孔体を浸漬し、これを風乾することで、検知素子Bとする。これらの検知素子の作製も、前述した実施の形態2と同様である。   Next, production of the sensing element B using the second sensing solution will be described. A second detection solution having a total amount of 11 ml is prepared by dissolving 5.0 ml of the Schiff reagent prepared as described above and 1 ml of phosphoric acid in water. Next, a porous body made of porous glass is immersed in the prepared second detection solution, and this is air-dried to form a detection element B. The production of these sensing elements is the same as in the second embodiment described above.

次に、作製した検知素子Aおよび検知素子Bを、2000ppmの揮発性有機物(ガス)を含む雰囲気(空気)に8時間曝露する。揮発性有機物は、ベンゼン,トルエン,キシレン,メタノール,2−ブタノン,酢酸,酢酸エチル,ホルムアルデヒド,プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,イソプレン,α−ピネン,リモネン,および2−メチル−3−ブテン−2−オールである。   Next, the produced sensing element A and sensing element B are exposed to an atmosphere (air) containing 2000 ppm of volatile organic matter (gas) for 8 hours. Volatile organic substances are benzene, toluene, xylene, methanol, 2-butanone, acetic acid, ethyl acetate, formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, isoprene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3. -Buten-2-ol.

ここで、以下の表1に、各揮発性有機物に対する検知素子A,検知素子Bの初期の色と、揮発性有機物に曝した後の色と、初期と曝した後の色の変化の有無について示す。なお、色は、目視による観察の結果である。   Here, the following Table 1 shows the initial color of the detection element A and detection element B for each volatile organic substance, the color after exposure to the volatile organic substance, and whether there is a change in color after exposure to the initial stage. Show. The color is the result of visual observation.

Figure 0005432014
Figure 0005432014

表1から明らかなように、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、2−ブタノン、酢酸、酢酸エチル、イソプレンは、いずれも色の変化が起きていない。このため、これらは、上述した検知素子を用いた目視の判断では測定ができない揮発性有機物である。   As is clear from Table 1, benzene, toluene, xylene, methanol, 2-butanone, acetic acid, ethyl acetate, and isoprene have no color change. For this reason, these are volatile organic substances that cannot be measured by visual judgment using the above-described sensing element.

一方、ホルムアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ノニルアルデヒド、ベンズアルデヒド、スチレン、α−ピネン、リモネン、2−メチル−3−ブテン−2−オールにおいては、色の変化が目視により観察される。この中で、まず、ベンズアルデヒドおよび2−メチル−3−ブテン−2−オールは、検知素子Aおよび検知素子Bにおいて、同じ色変化(色呈)をしている。ベンズアルデヒドは、両検知素子とも茶色に変化し、2−メチル−3−ブテン−2−オールは、両検知素子で、緑色に変化している。   On the other hand, in formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3-buten-2-ol, a color change is visually observed. In this, first, benzaldehyde and 2-methyl-3-buten-2-ol have the same color change (coloration) in the sensing element A and the sensing element B. Benzaldehyde has turned brown in both sensing elements, and 2-methyl-3-buten-2-ol has turned green in both sensing elements.

次に、プロピオンアルデヒドおよびn−ノニルアルデヒドは、検知素子Aと検知素子Bとで異なる色変化をしている。ただし、両者とも、検知素子Aでは青紫色に変化し、検知素子Bでは青色に変化している。   Next, propionaldehyde and n-nonylaldehyde undergo different color changes between the sensing element A and the sensing element B. However, both of them change to blue-violet in the detection element A and change to blue in the detection element B.

次に、ホルムアルデヒドは、検知素子Aでは、紫色に変化し、検知素子Bでは、青紫色に変化している。   Next, formaldehyde changes to purple in the detection element A, and changes to blue-violet in the detection element B.

次に、スチレンは、検知素子Aでは、青色に変化し、検知素子Bでは、緑色に変化している。   Next, styrene changes to blue in the detection element A, and changes to green in the detection element B.

次に、イソプレンは、検知素子Aでは、褐色に変化し、検知素子Bでは、黄色に変化している。   Next, isoprene turns brown in the sensing element A, and turns yellow in the sensing element B.

次に、α−ピネンは、検知素子Aでは、黒茶色に変化し、検知素子Bでは、黄色に変化している。   Next, α-pinene changes to black brown in the detection element A, and changes to yellow in the detection element B.

次に、リモネンは、検知素子Aでは、群青色に変化し、検知素子Bでは、茶色に変化している。   Next, limonene changes to a group blue color in the detection element A and changes to brown in the detection element B.

以上のことから明らかなように、ホルムアルデヒド,プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,イソプレン,α−ピネン,リモネン,および,2−メチル−3−ブテン−2−オールについては、検知素子Aと検知素子Bとで各々色変化が異なるので、これらの物質は区別することが可能であり、定性が可能である。ただし、プロピオンアルデヒドおよびn−ノニルアルデヒドは、目視の判断では区別がつかないため、これらが共存している場合は定性ができない。   As apparent from the above, for formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, isoprene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3-buten-2-ol, sensing element A Since the color change is different between the detection element B and the detection element B, these substances can be distinguished and qualitatively possible. However, since propionaldehyde and n-nonyl aldehyde cannot be distinguished by visual judgment, they cannot be qualified when they coexist.

[実施の形態4]
次に、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態では、前述した実施の形態2における検知素子を用いて揮発性有機物質の測定を行う。
[Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a volatile organic substance is measured using the detection element in the second embodiment described above.

まず、前述した実施の形態2と同様にすることで、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された検知素子を用意する。   First, in the same manner as in Embodiment 2 described above, a detection element is prepared in which a detection solution made of an aqueous solution in which a Schiff reagent and an acid are dissolved is arranged in a hole of a transparent porous body made of glass.

次に、図2Dに示すように、例えば、揮発性有機物のガスが存在する測定対象の空気204中に、検知素子203aを例えば1時間曝露する(第1ステップ)。この曝露は、例えば、室温(約20℃)の状態で行う。この後、測定後の検知素子203aを測定対象の空気204中より取り出し、図5に示すように、測定後の検知素子203aをカラー撮像装置501で撮像する。カラー撮像装置501は、例えば、いわゆるカラーフィルタと、このカラーフィルタを透過した光を電気信号に変換する固体撮像素子とを有する画素を備え、このような複数の画素が2次元的に配列されて構成されているものである。   Next, as shown in FIG. 2D, for example, the sensing element 203a is exposed to, for example, an air 204 to be measured in which volatile organic gas exists (first step). This exposure is performed at room temperature (about 20 ° C.), for example. Thereafter, the measured detection element 203a is taken out from the air 204 to be measured, and the measured detection element 203a is imaged by the color imaging device 501 as shown in FIG. The color imaging device 501 includes, for example, a pixel having a so-called color filter and a solid-state imaging device that converts light transmitted through the color filter into an electrical signal, and a plurality of such pixels are arranged two-dimensionally. It is configured.

上述したカラー撮像装置501の撮像により得られた検知素子203aのカラー画像データ(例えば、RGBビットマップ画像)よりこのカラー画像データを構成するRGBの各色の濃度値(信号強度)よりなるRGB解析結果を得る(第2ステップ)。このようにして得られたRGB解析結果により気体中に含まれる揮発性有機物質の定性を行う(第3ステップ)。RGB解析結果は、吸光度のスペクトルと同様に、揮発性有機物に固有の特徴を備えているため、揮発性有機物の定性ができる。   RGB analysis result comprising density values (signal intensities) of RGB colors constituting the color image data from the color image data (for example, RGB bitmap image) of the detection element 203a obtained by the above-described imaging of the color imaging device 501. (Second step). The volatile organic substance contained in the gas is qualitatively determined according to the RGB analysis result thus obtained (third step). Similar to the absorbance spectrum, the RGB analysis result has characteristics unique to the volatile organic substance, so that the volatile organic substance can be qualified.

以下、より詳細に説明する。まず、検知素子について説明する。例えば、塩基性フクシン0.2gを120mlの熱湯に溶解し、冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム2gと濃塩酸2mlを加えて溶解させ無色のシッフ試薬を作製する。このシッフ試薬5mlと濃硫酸1mlに水を加え11mlとし、第1検知溶液を作製する。この第1検知溶液に孔径4nmの多孔質ガラス(コーニングバイコール多孔質ガラス#3970)を含浸させ(24時間)、乾燥窒素中で24時間乾燥させることで、第1検知素子を得る。   This will be described in more detail below. First, the detection element will be described. For example, 0.2 g of basic fuchsin is dissolved in 120 ml of hot water, cooled, and then dissolved by adding 2 g of anhydrous sodium sulfite and 2 ml of concentrated hydrochloric acid to produce a colorless Schiff reagent. Water is added to 5 ml of this Schiff reagent and 1 ml of concentrated sulfuric acid to make 11 ml, thereby preparing a first detection solution. This first detection solution is impregnated with porous glass (Corning Vycor porous glass # 3970) having a pore diameter of 4 nm (24 hours) and dried in dry nitrogen for 24 hours to obtain a first detection element.

また、塩基性フクシン0.2gを120mlの熱湯に溶解し、冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム2gと濃塩酸2mlを加えて溶解させ無色のシッフ試薬を作製する。このシッフ試薬5mlとリン酸1mlに水を加え11mlとし、第2検知溶液を作製する。この第2検知溶液に孔径4nmの多孔質ガラス(コーニングバイコール多孔質ガラス#3970)を含浸させ(24時間)、乾燥窒素中で24時間乾燥させることで、第2検知素子を得る。   Further, 0.2 g of basic fuchsin is dissolved in 120 ml of hot water, cooled, and then dissolved by adding 2 g of anhydrous sodium sulfite and 2 ml of concentrated hydrochloric acid to produce a colorless Schiff reagent. Water is added to 5 ml of this Schiff reagent and 1 ml of phosphoric acid to make 11 ml, thereby preparing a second detection solution. This second detection solution is impregnated with porous glass (Corning Vycor porous glass # 3970) having a pore diameter of 4 nm (24 hours) and dried in dry nitrogen for 24 hours to obtain a second detection element.

次に、上述した第1検知素子および第2検知素子を、揮発性有機物のガスが存在する測定対象の空気中に8時間曝露する。揮発性有機物は、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、2−ブタノン、酢酸、酢酸エチル、ホルムアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ノニルアルデヒド、ベンズアルデヒド、スチレン、イソプレン、α-ピネン、リモネン、2−メチル−3−ブテン−2−オールである。   Next, the first sensing element and the second sensing element described above are exposed to the air to be measured in the presence of volatile organic gas for 8 hours. Volatile organic substances are benzene, toluene, xylene, methanol, 2-butanone, acetic acid, ethyl acetate, formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, isoprene, α-pinene, limonene, 2-methyl-3- Buten-2-ol.

次に、上述した測定の結果について説明する。はじめに、各検知素子の呈色変化を目視により観測した結果について説明する。まず、ベンゼン,トルエン,キシレン,メタノール,2−ブタノン,酢酸,酢酸エチル,およびイソプレンは、目視では色の変化が観察されない。これらに対し、ホルムアルデヒド,プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,α-ピネン,リモネン,および2−メチル−3−ブテン−2−オールは、目視により色の変化が観察される。   Next, the results of the above measurement will be described. First, the results of visual observation of the color change of each detection element will be described. First, no color change is visually observed for benzene, toluene, xylene, methanol, 2-butanone, acetic acid, ethyl acetate, and isoprene. On the other hand, formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3-buten-2-ol are visually observed to change in color.

また、プロピオンアルデヒドおよびn−ノニルアルデヒドは、第1検知素子と第2検知素子とで同じ色変化が観察されるが、ホルムアルデヒドとは異なる色変化が観察され、区別(定性)が可能である。また、ベンズアルデヒドは、ホルムアルデヒド,プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒドとは色変化が異なり、区別(定性)することができる。   In addition, propionaldehyde and n-nonylaldehyde are observed to have the same color change in the first sensing element and the second sensing element, but a color change different from that of formaldehyde is observed and can be distinguished (qualitatively). Benzaldehyde has a color change different from that of formaldehyde, propionaldehyde, and n-nonylaldehyde, and can be distinguished (qualitative).

また、第2検知素子では、スチレンが青色を示し、リモネンが群青色を示すため、色の判別が容易ではない。これに対し、第1検知素子では、スチレンは緑色を示し、リモネンは茶色を示すため、色の判別が可能である。従って、スチレンおよびリモネンは、2つの検知素子を組み合わせることで、明確に区別(定性)することが可能である。   Further, in the second detection element, since styrene shows blue and limonene shows group blue, it is not easy to distinguish colors. On the other hand, in the first sensing element, styrene shows green and limonene shows brown, so that the color can be distinguished. Therefore, styrene and limonene can be clearly distinguished (qualitatively) by combining two sensing elements.

ところで、上述した目視観察による分析では、観測者の主観が入る。この主観による個人差を除くため、各検知素子を測定対象の空気に暴露した後、カラー撮像装置で撮像してカラー画像データを収得し、取得したカラー画像データにおけるRGB解析を行う。図6は、第1検知素子をカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのRGB解析結果を示す特性図である。また、図7は、第2検知素子をカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのRGB解析結果を示す特性図である。いずれも、B値を1として規格化している。   By the way, in the analysis by visual observation described above, the subjectivity of the observer is entered. In order to remove this individual difference due to the subjective, each detection element is exposed to the air to be measured, and then captured by a color imaging device to obtain color image data, and RGB analysis is performed on the acquired color image data. FIG. 6 is a characteristic diagram showing RGB analysis results of color image data obtained by imaging the first sensing element with a color imaging device. FIG. 7 is a characteristic diagram showing RGB analysis results of color image data obtained by imaging the second sensing element with a color imaging device. In both cases, the B value is normalized as 1.

用いるカラー撮像装置は、コニカミノルタ製「DimageXg」である。また、光源として「kingデジタルコピースタンドLV−5」(株式会社浅沼商会)の照明の下で各検知素子の撮像を行う。また、RGB解析は、撮像により得られたカラー画像データにおける各検知素子の中心部の5×5(mm)の領域で行う。   The color imaging device to be used is “DimageXg” manufactured by Konica Minolta. Further, each sensing element is imaged under illumination of “king digital copy stand LV-5” (Asanuma Shokai Co., Ltd.) as a light source. The RGB analysis is performed in a 5 × 5 (mm) region at the center of each detection element in the color image data obtained by imaging.

測定の対象とする空気に含まれている揮発性有機物は、ホルムアルデヒド,プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,α-ピネン,リモネン,および2−メチル−3−ブテン−2−オールである。なお、図6,図7において、「曝露前」は、測定対象の空気に晒す前のカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのRGB解析結果である。   Volatile organic substances contained in the air to be measured are formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3-buten-2-ol. . 6 and 7, “before exposure” is the RGB analysis result of the color image data obtained by imaging with the color imaging device before being exposed to the air to be measured.

ここで、図6に示すように、第1検知素子を用いた測定におけるRGB解析結果では、プロピオンアルデヒドおよびn−ノニルアルデヒドが、類似のパターンを示す。また、第1検知素子の場合、ベンズアルデヒド,α-ピネン,およびリモネンが、類似のパターンを示す。また、第1検知素子の場合、スチレンおよび2−メチル−3−ブテン−2−オールが、類似のパターンを示す。これらに対し、ホルムアルデヒドは、特有のパターンを示す。従って、第1検知素子を用いた測定におけるRGB解析では、ホルムアルデヒドの定性が行えることを示している。   Here, as shown in FIG. 6, in the RGB analysis result in the measurement using the first sensing element, propionaldehyde and n-nonylaldehyde show similar patterns. In the case of the first sensing element, benzaldehyde, α-pinene, and limonene exhibit a similar pattern. In the case of the first sensing element, styrene and 2-methyl-3-buten-2-ol show similar patterns. In contrast, formaldehyde shows a unique pattern. Therefore, the RGB analysis in the measurement using the first sensing element shows that qualitative formaldehyde can be performed.

一方、第2検知素子を用いた測定におけるRGB解析結果では、いずれも特有のパターンを示しており、測定の対象とした各揮発性有機物の定性が行えることを示している。このように、検知素子のカラー画像を収得してRGB解析処理を行うことで、より客観的に精度良く検知物質を同定(定性)できることが明らかである。   On the other hand, the RGB analysis results in the measurement using the second sensing element all show a unique pattern, indicating that each volatile organic substance targeted for measurement can be qualified. Thus, it is clear that the detection substance can be identified (qualitatively) more objectively and accurately by acquiring the color image of the detection element and performing the RGB analysis processing.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。本発明は、発明者らが、シッフ試薬と酸を組み合わせた検知溶液が、揮発性有機物質(ガス)により呈色状態が異なることを見いだし、また、シッフ試薬と酸を組み合わせた検知溶液が、組み合わせる酸の違いにより、同じ揮発性有機物質(ガス)に曝しても(反応させても)、呈色状態が異なることを見いだした結果なされたものである。従って、上述した本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形が実施可能であることは明白である。   The present invention is not limited to the embodiment described above. In the present invention, the inventors have found that a detection solution combining a Schiff reagent and an acid has a different coloration state depending on a volatile organic substance (gas), and a detection solution combining a Schiff reagent and an acid is This is a result of finding out that the colored state is different even when exposed (reacted) to the same volatile organic substance (gas) due to the difference in the acid to be combined. Therefore, it is obvious that many variations can be implemented by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention described above.

例えば、シッフ試薬に加える酸として、硫酸およびリン酸を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、ギ酸,シュウ酸,塩酸やなどの他の酸を用いることも可能である。なお、塩酸は、蒸気圧が高いために揮発しやすく、長期の保存に向かない。   For example, although the case where sulfuric acid and phosphoric acid are used as the acid to be added to the Schiff reagent has been described, the present invention is not limited to this, and other acids such as formic acid, oxalic acid, hydrochloric acid and the like can also be used. . Since hydrochloric acid has a high vapor pressure, it easily volatilizes and is not suitable for long-term storage.

また、上述では、シッフ試薬と硫酸を組み合わせた検知溶液とシッフ試薬とリン酸を組み合わせた検知溶液の、2種類の検知溶液を用いる場合について説明したが、これに限るものではない。シッフ試薬と異なる酸とを組み合わせた3種類以上の検知溶液を用い、得られる3種類以上の検知溶液の呈色変化により揮発性有機物質の定性を行うようにしてもよい。例えば、シッフ試薬と硫酸を組み合わせた検知溶液およびシッフ試薬とリン酸を組み合わせた検知溶液以外の第3の検知溶液において、プロピオンアルデヒドおよびn−ノニルアルデヒドとの反応による呈色が目視により識別できれば、これらの定性(同定)も可能となる。   In the above description, the case where two types of detection solutions are used, that is, a detection solution combining a Schiff reagent and sulfuric acid and a detection solution combining a Schiff reagent and phosphoric acid, is not limited to this. Three or more types of detection solutions in which a Schiff reagent and a different acid are combined may be used to qualify the volatile organic substance by changing the color of the obtained three or more types of detection solutions. For example, in the third detection solution other than the detection solution combining Schiff reagent and sulfuric acid and the detection solution combining Schiff reagent and phosphoric acid, if the coloration due to the reaction with propionaldehyde and n-nonylaldehyde can be visually identified, These qualities (identification) are also possible.

また、上述では、濃塩酸を用いてシッフ試薬を作製したが、これに限るものではなく、シッフ試薬は、よく知られている方法により、フクシンより作製されていればよい。例えば、塩基性フクシン(フクシン塩素塩)が溶解している水溶液に亜硫酸を加え、これに二酸化硫黄が飽和している水溶液を加えることで脱色して作製してもよい。   In the above description, the Schiff reagent is prepared using concentrated hydrochloric acid. However, the present invention is not limited to this, and the Schiff reagent may be prepared from fuchsin by a well-known method. For example, desulfurization may be performed by adding sulfurous acid to an aqueous solution in which basic fuchsin (fuchsin chlorine salt) is dissolved, and adding an aqueous solution saturated with sulfur dioxide thereto.

101…検知溶液、102…容器、103…エアポンプ、104…輸送管。   101 ... Detection solution, 102 ... Container, 103 ... Air pump, 104 ... Transport pipe.

Claims (7)

シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液を測定対象の気体中に曝す第1ステップと、
第1ステップの後、前記検知溶液の吸光度を求める第2ステップと、
求めた吸光度のスペクトルの状態により前記気体中に含まれる、プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,α−ピネン,リモネン,および,2−メチル−3−ブテン−2−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第3ステップと
を備えることを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
A first step of exposing a detection solution comprising an aqueous solution in which a Schiff reagent and an acid are dissolved to a gas to be measured;
After the first step, a second step for determining the absorbance of the detection solution;
Selected from propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3-buten-2-ol contained in the gas according to the state of the obtained absorbance spectrum And a third step of qualitating the volatile organic substance formed. A method for measuring a volatile organic substance.
請求項1記載の揮発性有機物質の測定方法において、
前記第1ステップでは、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に前記検知溶液を配置した検知素子を前記気体中に曝し、
前記第2ステップでは、前記検知素子の光透過率を測定することで前記吸光度を求める
ことを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
In the measuring method of the volatile organic substance of Claim 1,
In the first step, the detection element in which the detection solution is arranged in the hole of a transparent porous body made of glass is exposed to the gas,
In the second step, the absorbance is obtained by measuring the light transmittance of the sensing element. A method for measuring a volatile organic substance.
請求項1または2記載の揮発性有機物質の測定方法において、
前記第3ステップでは、既知の揮発性有機物質に対して得られた既知スペクトルと前記スペクトルとを比較することで定性を行う
ことを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
In the measuring method of the volatile organic substance of Claim 1 or 2,
In the third step, qualitative analysis is performed by comparing the spectrum with a known spectrum obtained for a known volatile organic substance. A method for measuring a volatile organic substance.
シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第1検知溶液、およびシッフ試薬とリン酸とが溶解した水溶液からなる第2検知溶液を測定対象の気体中に曝す第1ステップと、
前記第1検知溶液の呈色変化および前記第2検知溶液の呈色変化を目視により観測する第2ステップと、
前記第1検知溶液の呈色変化および前記第2検知溶液の呈色変化により、前記気体中に含まれる、ホルムアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,α−ピネン,リモネン,および,2−メチル−3−ブテン−2−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第3ステップと
を少なくとも備えることを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
A first step of exposing a first detection solution consisting of an aqueous solution in which a Schiff reagent and sulfuric acid are dissolved, and a second detection solution consisting of an aqueous solution in which the Schiff reagent and phosphoric acid are dissolved;
A second step of visually observing the color change of the first detection solution and the color change of the second detection solution;
The color change of the color change and the second detector solution of the first detection solution, the contained in a gas, formaldehyde, base lens aldehydes, styrene, alpha - pinene, limonene and 2-methyl-3- A volatile organic substance measuring method comprising at least a third step of qualifying a volatile organic substance selected from buten-2-ol.
請求項4記載の揮発性有機物質の測定方法において、
前記第1ステップでは、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に前記第1検知溶液および前記第2検知溶液を配置した第1検知素子および第2検知素子を前記気体中に曝し、
前記第2ステップでは、前記第1検知素子および第2検知素子の呈色変化を目視により観測することで、前記第1検知溶液の呈色変化および前記第2検知溶液の呈色変化とする
ことを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
In the measuring method of the volatile organic substance of Claim 4,
In the first step, the first sensing element and the second sensing element in which the first sensing solution and the second sensing solution are arranged in the pores of a transparent porous body made of glass are exposed to the gas,
In the second step, the color change of the first detection solution and the color change of the second detection solution are observed by visually observing the color change of the first detection device and the second detection device. A method for measuring volatile organic substances characterized by
シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された検知素子を測定対象の気体中に曝す第1ステップと、
第1ステップの後、前記検知素子をカラー撮像装置で撮像することにより得られた前記検知素子のカラー画像データよりこのカラー画像データを構成するRGBの各色の濃度値よりなるRGB解析結果を得る第2ステップと、
得られたRGB解析結果により前記気体中に含まれる、ホルムアルデヒド,プロピオンアルデヒド,n−ノニルアルデヒド,ベンズアルデヒド,スチレン,α−ピネン,リモネン,および,2−メチル−3−ブテン−2−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第3ステップと
を備えることを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
A first step in which a detection solution made of an aqueous solution in which a Schiff reagent and an acid are dissolved is exposed to a gas to be measured in a detection element disposed in a hole of a transparent porous body made of glass;
After the first step, an RGB analysis result comprising density values of RGB colors constituting the color image data is obtained from the color image data of the detection element obtained by imaging the detection element with a color imaging device. Two steps,
According to the RGB analysis results obtained, among the formaldehyde, propionaldehyde, n-nonylaldehyde, benzaldehyde, styrene, α-pinene, limonene, and 2-methyl-3-buten-2-ol contained in the gas. And a third step of qualifying the selected volatile organic substance. A method for measuring a volatile organic substance.
請求項6記載の揮発性有機物質の測定方法において、
前記第1ステップでは、シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第1検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された第1検知素子と、シッフ試薬とリン酸とが溶解した水溶液からなる第2検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された第2検知素子を測定対象の気体中に曝し、
前記第2ステップでは、前記第1検知素子より第1RGB解析結果を取得し、前記第2検知素子より第2RGB解析結果を取得し、
前記第3ステップでは、前記第1RGB解析結果と前記第2RGB解析結果とを比較することで、前記気体中に含まれる揮発性物質の定性を行う
ことを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
In the measuring method of the volatile organic substance of Claim 6,
In the first step, a first sensing element made of an aqueous solution in which a Schiff reagent and sulfuric acid are dissolved is dissolved in a first sensing element arranged in a hole of a transparent porous body made of glass, and the Schiff reagent and phosphoric acid are dissolved. Exposing the second sensing element, which is disposed in the hole of the transparent porous body made of glass, to the gas to be measured.
In the second step, a first RGB analysis result is obtained from the first sensing element, a second RGB analysis result is obtained from the second sensing element,
In the third step, the first RGB analysis result and the second RGB analysis result are compared to qualify the volatile substance contained in the gas. A method for measuring a volatile organic substance.
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