JP6498491B2 - Simple concentration analysis method for metal components in solution - Google Patents
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Description
本発明は、例えば火力発電所の排煙脱硫装置から排出される排水中に含まれるセレン等の金属成分の濃度を蛍光X線によって簡易かつ迅速に分析でき、排水中の金属成分の濃度管理を容易に行うための溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法に関する。 The present invention can easily and quickly analyze the concentration of metal components such as selenium contained in the waste water discharged from the flue gas desulfurization equipment of a thermal power plant, for example, by controlling the concentration of the metal components in the waste water. The present invention relates to a simple concentration analysis method for metal components contained in a solution for easy execution.
火力発電所の排煙脱硫装置から排出される排水中には、セレン(Se)、ヒ素(As)、水銀(Hg)、カドミウム(Cd)等の金属成分が含まれている。排水中に含まれる金属成分は、水質汚濁防止法により規定される濃度以下になるように管理しなければならない。排水中の金属成分を分析する方法としては、例えば蛍光X線を利用した分析方法が知られている。 The wastewater discharged from the flue gas desulfurization apparatus of the thermal power plant contains metal components such as selenium (Se), arsenic (As), mercury (Hg), and cadmium (Cd). The metal components contained in the wastewater must be controlled so that the concentration is below the level specified by the Water Pollution Control Law. As a method for analyzing metal components in waste water, for example, an analysis method using fluorescent X-rays is known.
この種の蛍光X線分析方法が、例えば特許文献1に記載されている。この蛍光X線分析方法は、液体試料を濾紙等のシート状物に滴下して乾燥させた状態で、試料にX線を照射して試料から発生する蛍光X線に基づいて試料の分析を行うものである。前記シート状物は複数枚重ねて用いられ、複数枚重ねたシート状物に液体試料を滴下した後、乾燥させることにより、分析用試料が作製される。
This type of fluorescent X-ray analysis method is described in
前述した特許文献1に記載されている従来構成の蛍光X線分析方法においては、複数枚のシート状物に滴下された液体試料は乾燥した状態で分析されることから、液体試料中に含まれる金属成分等の分析成分は、乾燥の過程でシート状物中に不均一に残存する傾向を示す。このため、照射されたX線によって分析成分から発生する蛍光X線にむらが生じ、分析精度が低下するという欠点がある。
In the fluorescent X-ray analysis method having the conventional configuration described in
加えて、液体試料を複数枚のシート状物に滴下することから、1枚のシート状物に比べて多量の液体試料が含浸される。このため、液体試料が含浸された複数枚のシート状物を乾燥させるためには、長い乾燥時間と余分な手間を要する。乾燥時間を短縮させるために乾燥器を使用すると、その温度調節を行ったり、湿度調節を行ったり、複数枚のシート状物の乾燥状態を確認したりしなければならず、余分な装置や面倒な作業を必要とし、簡易かつ迅速な分析を行うことができなかった。 In addition, since a liquid sample is dropped onto a plurality of sheet-like objects, a larger amount of liquid sample is impregnated than one sheet-like object. For this reason, in order to dry a plurality of sheet-like materials impregnated with the liquid sample, a long drying time and extra labor are required. If a dryer is used to shorten the drying time, it is necessary to adjust the temperature, adjust the humidity, and check the dryness of multiple sheets. It was not possible to perform simple and quick analysis.
そこで、本発明の目的とするところは、溶液中に含まれる金属成分の濃度を簡易な操作によって迅速に分析することができる溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a simple concentration analysis method for a metal component contained in a solution, which can quickly analyze the concentration of the metal component contained in the solution by a simple operation. .
上記の目的を達成するために、本発明の溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法は、金属成分が含まれる試料溶液を、試料溶液含浸用のフィルタに滴下し、該フィルタが試料溶液の含浸によって湿潤状態にあるとき、そのフィルタにX線を照射し、フィルタ中の金属成分によって発せられる蛍光X線を蛍光X線分析装置で分析して試料溶液中に含まれる金属成分の濃度を分析することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a simple concentration analysis method for a metal component contained in a solution of the present invention is a method in which a sample solution containing a metal component is dropped onto a filter for impregnating a sample solution, and the filter is used as a sample solution. When the filter is in a wet state, the filter is irradiated with X-rays, and the fluorescent X-rays emitted by the metal components in the filter are analyzed with a fluorescent X-ray analyzer to determine the concentration of the metal components contained in the sample solution. It is characterized by analyzing.
前記フィルタは、複数枚の濾紙を重ね合せて形成されることが好ましい。
前記濾紙の枚数は、誘導結合プラズマ(ICP)による分析方法で得られる金属成分の濃度に近い値を示すように決定されることが好ましい。
The filter is preferably formed by overlapping a plurality of filter papers.
The number of the filter papers is preferably determined so as to show a value close to the concentration of the metal component obtained by the analysis method using inductively coupled plasma (ICP).
前記濾紙の枚数は2〜4枚であることが好ましい。
前記試料溶液が複数枚の濾紙に含浸され、含浸された試料溶液中に含まれる金属成分によって発せられる蛍光X線を蛍光X線分析装置で分析することが好ましい。
The number of filter papers is preferably 2 to 4.
It is preferable that a plurality of filter papers are impregnated with the sample solution, and the fluorescent X-rays emitted by the metal components contained in the impregnated sample solution are analyzed with a fluorescent X-ray analyzer.
前記金属成分はセレン、ヒ素、水銀又はカドミウムであることが好ましい。
前記金属成分が含まれる試料溶液を予備フィルタで濾過した後、その濾液を試料溶液含浸用のフィルタに滴下することが好ましい。
The metal component is preferably selenium, arsenic, mercury or cadmium.
It is preferable to filter the sample solution containing the metal component with a preliminary filter and then drop the filtrate onto the filter for impregnating the sample solution.
前記予備フィルタは、試料溶液含浸用のフィルタと同じフィルタで形成されることが好ましい。 The preliminary filter is preferably formed of the same filter as the filter for impregnating the sample solution.
本発明の溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法によれば、溶液中に含まれる金属成分の濃度を簡易な操作によって迅速に分析することができるという効果を奏する。 According to the simple concentration analysis method for the metal component contained in the solution of the present invention, the concentration of the metal component contained in the solution can be quickly analyzed by a simple operation.
以下、本発明の実施形態を図1〜図4に基づいて詳細に説明する。
図1(d)に示すように、溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法は、試料溶液含浸用のフィルタ10に金属成分を含む試料溶液の含浸によって湿潤状態にあるとき、X線照射装置12からX線(入射X線)13を照射し、フィルタ10中の金属成分から発せられる蛍光X線14を蛍光X線分析装置15で分析することにより行われる。入射X線13の一部はフィルタ10を透過する透過X線16となる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 (d), the simple concentration analysis method for the metal component contained in the solution is such that X-ray irradiation is performed when the sample
前記試料溶液としては、例えば火力発電所の排煙脱硫装置からの排水ほか、金属成分を含む排水等が対象となる。金属成分を含む排水は、金属成分の濃度が水質汚濁防止法に定められた規制値を下回るように管理しなければならない。金属成分の種類は特に制限されないが、重金属又は軽金属として例えばセレン(Se)、ヒ素(As)、水銀(Hg)、カドミウム(Cd)等が挙げられる。 Examples of the sample solution include waste water from a flue gas desulfurization device of a thermal power plant, waste water containing a metal component, and the like. Wastewater containing metal components must be managed so that the concentration of metal components falls below the regulation value stipulated in the Water Pollution Control Law. The type of the metal component is not particularly limited, and examples of the heavy metal or light metal include selenium (Se), arsenic (As), mercury (Hg), and cadmium (Cd).
図1(a)に示すように、前記フィルタ10は複数枚の濾紙11、例えば4枚の濾紙11a、11b、11c、11dにより構成される。濾紙11の枚数は特に制限されないが、2〜4枚であることが好ましい。濾紙11が1枚の場合には、濾紙11に含浸される試料溶液すなわち試料溶液中の金属成分の含浸量が少なくなりやすく、金属成分によって発せられる蛍光X線14が弱くなるため好ましくない。その一方、濾紙11が5枚以上の場合には、濾紙11に含浸される試料溶液が過剰となり、金属成分による蛍光X線14が強くなって金属成分の濃度管理が難しくなる傾向を示す。
As shown in FIG. 1A, the
この試料溶液含浸用のフィルタ10のほかに、試料溶液中の夾雑物(固形分)を除去するために予備フィルタ17を使用することが好ましい。この予備フィルタ17は、前記試料溶液含浸用のフィルタ10と同じフィルタ10、例えば前記濾紙11が用いられる。
In addition to the
図1(b)に示すように、前記複数枚の濾紙11、すなわち4枚の濾紙11a、11b、11c、11dは重ね合せて使用される。予備フィルタ17としての濾紙11も、前記4枚の濾紙11a、11b、11c、11d上に重ね合されて使用される。
As shown in FIG. 1B, the plurality of
次に、溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法について具体的に説明する。
図1(a)に示すように、試料溶液含浸用のフィルタ10として同一種類の4枚の濾紙11a、11b、11c、11dを用意するとともに、予備フィルタ17として試料溶液含浸用のフィルタ10と同じ種類の濾紙11を1枚用意する。この濾紙11としては、例えば東洋濾紙株式会社製のAdvantec 5C(JIS P 3801に規定される5種Cに相当するもので、質量118g/m2、厚さ0.22mm)が用いられる。
Next, a simple concentration analysis method for metal components contained in the solution will be specifically described.
As shown in FIG. 1A, four
図1(b)に示すように、前記試料溶液含浸用のフィルタ10としての4枚の濾紙11a、11b、11c、11dを重ね合せるとともに、その上に予備フィルタ17としての濾紙11を重ね合せる。そして、試料溶液滴下装置18から試料溶液19を濾紙11上に滴下する。すると、試料溶液19は予備フィルタ17としての濾紙11を通過して夾雑物が取り除かれ、その濾液が試料溶液含浸用のフィルタ10としての濾紙11a、11b、11c、11dに浸入する。試料溶液19が最も下部の濾紙11dに達し、その濾紙11dを通過したときに試料溶液滴下装置18から試料溶液19の滴下を停止する。
As shown in FIG. 1B, the four
図1(c)の二点鎖線に示すように、試料溶液19の滴下を停止した後には予備フィルタ17としての濾紙11を取り除く。この操作により、試料溶液含浸用のフィルタ10としての4枚の濾紙11a、11b、11c、11dに含浸された試料溶液19中の金属成分濃度を分析することができる。
As shown by the two-dot chain line in FIG. 1C, after stopping the dropping of the
図1(d)に示すように、試料溶液19が含浸された4枚の濾紙11a、11b、11c、11dが湿潤状態となっているときに、4枚の濾紙11a、11b、11c、11dにX線照射装置12から入射X線13を照射する。このとき、濾紙11a、11b、11c、11d内に含浸されている試料溶液19中の金属成分から蛍光X線14が発せられる。この蛍光X線14は蛍光X線分析装置15で測定され、蛍光X線14のエネルギーにより金属成分の種類が特定され、蛍光X線14の強さにより試料溶液19中に含まれる金属成分の濃度が分析される。
As shown in FIG. 1D, when the four
前記X線照射装置12及び蛍光X線分析装置15としては、例えば両装置12,15を備えた携帯型蛍光X線分析装置が用いられる。この携帯型蛍光X線分析装置としては、例えば株式会社リガク製のリガクXL3tが使用される。該携帯型蛍光X線分析装置はエネルギー分散型方式の分析装置であって蛍光X線14のエネルギー自体を分析でき、複数元素の分析を行うことができる。
As the
次に、本実施形態の溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法について作用を説明する。
さて、図1(b)に示すように、試料溶液含浸用のフィルタ10として4枚の濾紙11a、11b、11c、11dを重ね合せ、その上に予備フィルタ17としての濾紙11を重ね合せ、試料溶液滴下装置18から試料溶液19を濾紙11上に滴下する。試料溶液19が最も下部の濾紙11dを通過したとき、試料溶液19の滴下を停止する。濾紙11は、前記Advantec 5Cを使用した。また、試料溶液19は火力発電所の排煙脱硫装置からの排水を使用した。
Next, an effect | action is demonstrated about the simple concentration analysis method of the metal component contained in the solution of this embodiment.
As shown in FIG. 1 (b), four
次いで、図1(c)の二点鎖線に示すように、予備フィルタ17としての濾紙11を取り除く。図1(d)に示すように、夾雑物が除去された試料溶液19が4枚の濾紙11a、11b、11c、11dに含浸され、それらの濾紙11a、11b、11c、11dが湿潤状態にあるとき、それらの濾紙11a、11b、11c、11dに対してX線照射装置12から入射X線13を照射する。
Next, as shown by a two-dot chain line in FIG. 1C, the
このとき、図2(a)に示すように、本実施形態の簡易濃度分析方法によれば、濾紙11a、11b、11c、11dに照射された入射X線13は、濾紙11a、11b、11c、11d内に含浸されている試料溶液19中に溶解している金属成分としてのセレンイオン(Se4+、Se6+)に当たって蛍光X線14が発せられる。4枚の濾紙11a、11b、11c、11dには試料溶液19が十分に含浸されていることから、金属成分のイオンも濾紙11a、11b、11c、11d中に十分保持される。このため、発せられる蛍光X線14量が多くなり、蛍光X線14の分析精度が高められるとともに、濾紙11a、11b、11c、11dを透過する透過X線16は抑えられる。
At this time, as shown in FIG. 2A, according to the simple concentration analysis method of this embodiment, the
なお、X線照射装置12及び蛍光X線分析装置15としては、前記リガクXL3tを使用した。また、蛍光X線分析時の雰囲気は大気圧雰囲気であり、真空環境やヘリウムガス環境は必要とされない。
The Rigaku XL3t was used as the
一方、図2(b)に示すように、従来法における試料溶液19にそのまま入射X線13を照射して、金属成分から発せられる蛍光X線14を分析する方法では、透過X線16量が多く、金属成分から発せられる蛍光X線14量はわずかである。従って、この従来法では、蛍光X線14による金属成分の濃度分析における分析精度が低くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the method in which the
ここで、本実施形態の簡易濃度分析方法と従来の誘導結合プラズマ(ICP)による分析方法との相関関係を検討する。
本実施形態の簡易濃度分析方法は上記手法で実施したのに対し、従来のICPによる分析方法は以下の手法で実施した。
Here, the correlation between the simple concentration analysis method of the present embodiment and the conventional analysis method using inductively coupled plasma (ICP) will be examined.
The simple concentration analysis method of this embodiment was performed by the above method, while the conventional analysis method by ICP was performed by the following method.
すなわち、前記火力発電所の排煙脱硫装置からの排水を50倍に希釈し、硫酸及び硝酸を添加した。これを100〜120℃に約1時間加熱した後、放冷した。さらに塩酸を添加し、80〜100℃で10分間加熱した後、放冷した。次いで、塩酸と水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)でセレンの水素化を行った。 That is, the waste water from the flue gas desulfurization unit of the thermal power plant was diluted 50 times, and sulfuric acid and nitric acid were added. This was heated to 100-120 ° C. for about 1 hour and then allowed to cool. Further, hydrochloric acid was added and heated at 80 to 100 ° C. for 10 minutes, and then allowed to cool. Then, selenium was hydrogenated with hydrochloric acid and sodium borohydride (NaBH 4 ).
得られた試料溶液19をICPによって分析し、試料溶液19中のセレンの濃度(mg/L)を測定した。従来法のICPによるセレンの濃度(mg/L)を横軸にし、本実施形態の蛍光X線14を用いた簡易濃度分析方法によるセレンの濃度(mg/L)を縦軸にした結果を図3に示した。
The obtained
図3に示したように、本実施形態の簡易濃度分析方法によるセレンの濃度は、従来法によるセレンの濃度とほぼ一致する関係を示し、本実施形態の簡易濃度分析方法によってセレンの濃度を精度良く分析できることが明らかになった。 As shown in FIG. 3, the selenium concentration by the simple concentration analysis method of the present embodiment shows a relationship that almost coincides with the selenium concentration by the conventional method, and the selenium concentration is accurately determined by the simple concentration analysis method of the present embodiment. It became clear that it could be analyzed well.
従って、濾紙11の枚数は、次の手順によって決定することができる。
1)予めICP等による金属成分の高精度な分析方法で精度の高い分析結果を得る。
2)試料溶液19を用い、本実施形態の簡易濃度分析方法により様々な濾紙11枚数で分析を行う。
Therefore, the number of
1) A highly accurate analysis result is obtained in advance by a highly accurate analysis method of metal components by ICP or the like.
2) Using the
3)上記1)の結果と2)の結果を対応させて、1)の結果に近い結果が出る2)の濾紙11の枚数を確認する。
4)上記3)で確認した枚数の濾紙11を用いて現地で簡易濃度分析を行う。
3) The result of 1) and the result of 2) are associated with each other, and the number of
4) A simple concentration analysis is performed on site using the number of
このようにして、試料溶液19中の金属成分の濃度管理を簡易に行うことができる。
例えば、前記従来法のICPによるセレンの濃度が5.05(mg/L)を示した条件(図4の太い直線)の試料溶液19について、本実施形態の蛍光X線14を用いた簡易濃度分析方法で濾紙11の枚数を変化させてセレンの濃度(mg/L)を分析した。その結果を図4に示した。
In this way, the concentration control of the metal component in the
For example, with respect to the
図4に示したように、濾紙11の枚数を2〜4枚に設定したとき、セレン濃度は従来法によるセレン濃度とほぼ一致する結果が得られた。従って、濾紙11の枚数は2〜4枚が好ましい。なお、濾紙11の枚数が4枚の場合にはセレン濃度は従来法によるセレン濃度より若干高い値を示すことから、排水中に含まれるセレンの濃度管理を行う上で好ましい。
As shown in FIG. 4, when the number of
以上詳述した実施形態によって得られる効果を以下にまとめて記載する。
(1)本実施形態の溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法では、金属成分が含まれる試料溶液19を、試料溶液含浸用のフィルタ10に滴下し、該フィルタ10が試料溶液19の含浸によって湿潤状態にあるとき、そのフィルタ10に入射X線13を照射する。そして、フィルタ10中の金属成分によって発せられる蛍光X線14を蛍光X線分析装置15で分析して試料溶液19中に含まれる金属成分の濃度を分析する。
The effects obtained by the embodiment described in detail above are collectively described below.
(1) In the simple concentration analysis method of the metal component contained in the solution of the present embodiment, the
このため、試料溶液含浸用のフィルタ10に試料溶液19を滴下し、入射X線13を照射して蛍光X線14を分析するという操作で、試料溶液19中の金属成分濃度を分析することができる。従って、分析操作が簡単で、分析結果を速やかに得ることができ、試料溶液19中の金属成分の濃度管理を容易化することができる。
For this reason, the metal component concentration in the
よって、本実施形態の溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法によれば、溶液中に含まれる金属成分の濃度を簡易な操作によって迅速に分析することができる。
(2)前記フィルタ10は、複数枚の濾紙11a、11b、11c、11dを重ね合せて形成されている。このため、濾紙11の枚数によって濾紙11に含浸される試料溶液19量、すなわち金属成分量を調整することができ、金属成分の濃度分析を適切かつ精度良く実施することができる。
Therefore, according to the simple concentration analysis method for the metal component contained in the solution of the present embodiment, the concentration of the metal component contained in the solution can be quickly analyzed by a simple operation.
(2) The
(3)前記濾紙11の枚数は、分析精度の高いICPによる分析方法で得られる金属成分の濃度に近い値を示すように決定される。従って、金属成分の濃度分析の精度を維持しつつ、簡易な操作によって分析を短時間で実施することができる。
(3) The number of the
(4)前記濾紙11の枚数は2〜4枚が好ましい。この場合には、ICPによる金属成分の分析結果に対応させて、試料溶液19中の金属成分の濃度管理を行うことができる。
(5)前記試料溶液19が複数枚の濾紙11に含浸され、含浸された試料溶液19中に含まれる金属成分によって発せられる蛍光X線14を蛍光X線分析装置15で分析することにより行われる。従って、濾紙11を複数枚重ね、そこに含まれる試料溶液19中の金属成分に基づく蛍光X線14を分析することにより、一層簡易な操作で分析を迅速に進めることができる。
(4) The number of the
(5) The
(6)前記金属成分はセレン、ヒ素、水銀又はカドミウムである。このため、例えば火力発電所の排煙脱硫装置からの排出される排水中の代表的な金属成分を容易に分析できるとともに、金属成分の濃度管理を簡易に行うことができる。 (6) The metal component is selenium, arsenic, mercury or cadmium. For this reason, for example, it is possible to easily analyze typical metal components in waste water discharged from a flue gas desulfurization device of a thermal power plant, and it is possible to easily manage the concentration of metal components.
(7)前記金属成分が含まれる試料溶液を予備フィルタ17で濾過した後、その濾液を試料溶液含浸用のフィルタ10に滴下する。この場合、試料溶液19中の夾雑物を予備フィルタ17で取り除くことができ、金属成分の濃度分析の精度を向上させることができる。
(7) After the sample solution containing the metal component is filtered by the
(8)前記予備フィルタ17は、試料溶液含浸用のフィルタ10と同じフィルタ10で形成されている。このため、材料構成を簡易にできるとともに、試料溶液19中の夾雑物を除去する操作を簡易かつ迅速に行うことができる。
(8) The
なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
・前記4枚の濾紙11a、11b、11c、11dに滴下された試料溶液19が最も下部の濾紙11dを通過して一定量流れ出した後に試料溶液19の滴下を止めるようにしてもよい。或いは、試料溶液19の滴下終了後一定時間を経過しても、直ちに蛍光X線の分析をすることなく、4枚の濾紙11a、11b、11c、11dが湿潤状態にある間に蛍光X線の分析を行えばよい。
It should be noted that the embodiment described above can be modified and embodied as follows.
The dropping of the
・前記濾紙11として、濾過性能等の性能の異なる複数の濾紙11を使用したり、厚さの異なる複数の濾紙11を使用したり、材質の異なる複数の濾紙11を使用したりしてもよい。
As the
・試料溶液含浸用のフィルタ10として、前記濾紙11以外に、不織布、シート状の樹脂発泡体等を使用してもよい。
・前記予備フィルタ17として、試料溶液含浸用のフィルタ10とは異なるフィルタを用いてもよい。例えば、試料溶液19中の夾雑物の量に応じて、試料溶液含浸用のフィルタ10としての濾紙11よりも目の細かい濾紙又は目の粗い濾紙を用いてもよい。
As the
A filter different from the
10…試料溶液含浸用のフィルタ、11、11a、11b、11c、11d…濾紙、13…入射X線、14…蛍光X線、15…蛍光X線分析装置、17…予備フィルタ、19…試料溶液。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フィルタは、複数枚の濾紙を重ね合せて形成され、
前記濾紙の枚数は、誘導結合プラズマ(ICP)による分析方法で得られる金属成分の濃度に近い値を示すように決定されることを特徴とする溶液中に含まれる金属成分の簡易濃度分析方法。 A sample solution containing a metal component is dropped on a filter for impregnating the sample solution, and when the filter is wet by the impregnation of the sample solution, the filter is irradiated with X-rays and emitted by the metal component in the filter. A method for analyzing a concentration of a metal component by analyzing a fluorescent X-ray with a fluorescent X-ray analyzer and analyzing a concentration of the metal component contained in a sample solution ,
The filter is formed by overlapping a plurality of filter papers,
A simple concentration analysis method for a metal component contained in a solution, wherein the number of the filter papers is determined to show a value close to the concentration of the metal component obtained by an analysis method using inductively coupled plasma (ICP) .
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