JP7461025B2 - 完全閉鎖セル式水銀分析装置および完全閉鎖セル式水銀分析方法 - Google Patents
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Description
本発明は、完全閉鎖セル式水銀分析装置および完全閉鎖セル式水銀分析方法に関し、特に水銀還元気化原子吸光光度法（ＡＡＳ）を用いた水銀の分析に関する。
従来の水銀分析装置は、大きく分けて４種類あり、水銀の気化法（加熱気化式、還元気化式）と測定原理（原子蛍光検出、原子吸光検出）の組み合わせである。通常、上述の装置は、開放系セルでの測定で、かつ水銀蒸気が発生するため、局所排気装置の設置が前提となっており、一般的にはラボ設置型が主流である。
また、水銀蒸気を送気するためのガスボンベや、煩雑なガラス器具を用いた操作が必要であり、現地でのオンサイト水銀測定には適していない。
また、水銀蒸気を送気するためのガスボンベや、煩雑なガラス器具を用いた操作が必要であり、現地でのオンサイト水銀測定には適していない。
特許文献１は、ゲル相の色で濃度を測定した後、そのゲル相をそのまま使用して、さらに吸光分析を行うこと、を開示する。
特許文献２は、排気設備を必要とすることなく、従来よりも簡易且つ低コストに、しかも短時間で、石炭灰中水銀の測定用試料を作製する方法を開示する。
特許文献２は、排気設備を必要とすることなく、従来よりも簡易且つ低コストに、しかも短時間で、石炭灰中水銀の測定用試料を作製する方法を開示する。
非特許文献１～３は、水銀蒸気の発生装置を備える閉鎖型セルを用い、実験室内で水銀分析を行う方法を開示する。非特許文献１の水銀蒸気の発生装置は、開放系にて石英製セルに液体試料を入れ、その後、還元剤を投入し、水銀蒸気の発生を開始させた後、閉鎖系に移行し、セルに所定波長領域の紫外線を当てて水銀を測定する。非特許文献２および３の水銀蒸気の発生装置は、開放系の反応槽に液体試料、試薬、還元剤を入れ、水銀ガスの発生を開始させた後、閉鎖系に移行し、磁気かき混ぜ器、回転子を回転させてそれらを混合し、水銀の還元気化を進行させ、セルに所定波長領域の紫外線を当てて水銀を測定する。
非特許文献１～３の水銀分析装置は、発明者の知る限り市販されていない。また、市販されている携帯型水銀測定装置（例えば、日本インスツルメンツ株式会社製、ＥＭＰシリーズ等）は、いずれも、既にガス化している大気中の水銀を吸光セルにガスを吸引し（または送り込み）、吸光セルから排気する経路を備える。経路上には、吸引ポンプを必要とする。水試料の場合は水銀のガス化のための測定用プローブまたは前処理用のガラス器具による還元気化操作や前処理装置も必要である。
東京工業試験所「分析化学」講演会の速報、１４１２～１４１３頁、「有機水銀化合物により水銀の揮散について」、下村滋、喜瀬明美、１９６９年６月２９日受理
東京工業試験所「分析化学」講演会の速報、８４７～８４８頁、「揮散現象を応用した水銀の微量定量法」、下村滋、服部禎一、１９７０年３月２日受理
東京工業試験所「分析化学」講演会の速報 Ｖｏｌ．２７、６６６～６６８頁、「鉄（ＩＩＩ）と水酸化ホウ酸ナトリウムを用いた総水銀の原資吸光定量法」、三橋隆夫、森田秀芳、下村滋、１９７８年４月３日受理
近年、上記特許文献１、２、非特許文献１～３、市販の装置ではなし得ない、オンサイトでのガラス器具製を使用しない簡便かつ効率的な水銀分析の実施という課題がある。
そこで、本発明は、液体試料の検液を、オンサイトでも簡便に分析でき、キャリアガス、吸引ポンプ、局所排気、回転子や磁気かき混ぜ器を必要としない、完全閉鎖セル式水銀分析装置および完全閉鎖セル式水銀分析方法を提供することを目的とする。なお「完全閉鎖」は、解放系とは異なる閉鎖系を意図しており、経時的なガスのセル透過や、蓋など密閉手段でセルの開口部を閉鎖するなど構成を排除するものではない。
そこで、本発明は、液体試料の検液を、オンサイトでも簡便に分析でき、キャリアガス、吸引ポンプ、局所排気、回転子や磁気かき混ぜ器を必要としない、完全閉鎖セル式水銀分析装置および完全閉鎖セル式水銀分析方法を提供することを目的とする。なお「完全閉鎖」は、解放系とは異なる閉鎖系を意図しており、経時的なガスのセル透過や、蓋など密閉手段でセルの開口部を閉鎖するなど構成を排除するものではない。
本発明の完全閉鎖セル式水銀分析方法は、
水銀を含む検液をセルに入れ、密閉する準備ステップと、
密閉状態を保った状態で前記セル内に（例えば注射器などを用い）、還元剤を添加し、水銀蒸気を発生させ、水銀蒸気を前記セル内に充満させる気化ステップと、
前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定する、測定ステップと、を含む。
前記セルは、当該セルを密閉するための密閉手段（例えばキャップなど）をさらに有していてもよい。
水銀を含む検液をセルに入れ、密閉する準備ステップと、
密閉状態を保った状態で前記セル内に（例えば注射器などを用い）、還元剤を添加し、水銀蒸気を発生させ、水銀蒸気を前記セル内に充満させる気化ステップと、
前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定する、測定ステップと、を含む。
前記セルは、当該セルを密閉するための密閉手段（例えばキャップなど）をさらに有していてもよい。
また、他発明の完全閉鎖セル式水銀分析方法は、
還元剤をセルに入れ、密閉する準備ステップと、
密閉状態を保った状態で前記セル内に（例えば注射器などを用い）、水銀を含む検液を添加し、水銀蒸気を発生させ、水銀蒸気を前記セル内に充満させる気化ステップと、
前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定する、測定ステップと、を含む。
還元剤をセルに入れ、密閉する準備ステップと、
密閉状態を保った状態で前記セル内に（例えば注射器などを用い）、水銀を含む検液を添加し、水銀蒸気を発生させ、水銀蒸気を前記セル内に充満させる気化ステップと、
前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定する、測定ステップと、を含む。
前記測定ステップは、前記セルに所定の波長（波長２５３．７ｎｍ）の光を透過させることで、前記セル内の水銀蒸気を測定するステップであってもよい。
前記セルは、２室を有する溶液充填部と測定用セルとを有し、溶液充填部の２室に検液と還元剤と充填し、密閉状態で検液と還元剤を混合し、還元気化させた水銀蒸気を前記測定用セルへ移動させて、当該測定用セル内の水銀蒸気を測定してもよい。
前記セルは、２室を有する溶液充填部と測定用セルとを有し、溶液充填部の２室に検液と還元剤と充填し、密閉状態で検液と還元剤を混合し、還元気化させた水銀蒸気を前記測定用セルへ移動させて、当該測定用セル内の水銀蒸気を測定してもよい。
他の発明の完全閉鎖セル式水銀分析装置は、
所定の波長（波長２５３．７ｎｍ）の光を透過させ、かつ検液と還元剤を充填するためのセルと、
前記セルの上開口部を塞ぎ、当該セルを密閉するためのキャップと、
原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置（例えば、原子吸光光度計）と、
を有し、
原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置は、前記セル内の、検液と還元剤とを反応させて発生した水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光または原子吸光を測定する。
所定の波長（波長２５３．７ｎｍ）の光を透過させ、かつ検液と還元剤を充填するためのセルと、
前記セルの上開口部を塞ぎ、当該セルを密閉するためのキャップと、
原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置（例えば、原子吸光光度計）と、
を有し、
原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置は、前記セル内の、検液と還元剤とを反応させて発生した水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光または原子吸光を測定する。
他の発明の閉鎖セル式水銀分析装置は、
検液が充填される第１室と還元剤が充填される第２室とを有し、密閉状態で検液と還元剤とを混合して水銀蒸気を発生させるための溶液充填部と、
前記溶液充填部の開口部と接続され、当該溶液充填部から水銀蒸気が導入される測定用セルと、
前記測定用セル内の水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置と、
を有する。
検液が充填される第１室と還元剤が充填される第２室とを有し、密閉状態で検液と還元剤とを混合して水銀蒸気を発生させるための溶液充填部と、
前記溶液充填部の開口部と接続され、当該溶液充填部から水銀蒸気が導入される測定用セルと、
前記測定用セル内の水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置と、
を有する。
前記溶液充填部は、溶液充填部の開口部を塞ぎ、当該溶液充填部を密閉するためのキャップを有していてもよい。
前記溶液充填部は、底部から突設され天面まで達しない高さの仕切壁を有していてもよい。仕切壁の高さは、還元剤と検液の注入量に応じて設定されてもよい。
また、別実施形態として、前記溶液充填部は、第１室と第２室とは仕切るための仕切壁であって、底部から突設され天面まで達する高さの仕切壁を有していてもよい。この場合の仕切壁は、第１室と第２室との気相（検液と還元剤の充填高さより高い位置の空間）とで、両者の液が往来して混合するための開口部を有していてもよい。開口部の形状は特に制限されない。
前記溶液充填部と前記測定用セルで、完全閉鎖セルを構成していてもよい。容器充填部の開口部と測定用セルの開口部同士が螺合手段で連結されていてもよく、別体のコネクターなどで両者を接続する構成であってもよい。
前記溶液充填部は、側面断面視Ｌ字状の横長の形状であってもよい。
前記溶液充填部は、底部から突設され天面まで達しない高さの仕切壁を有していてもよい。仕切壁の高さは、還元剤と検液の注入量に応じて設定されてもよい。
また、別実施形態として、前記溶液充填部は、第１室と第２室とは仕切るための仕切壁であって、底部から突設され天面まで達する高さの仕切壁を有していてもよい。この場合の仕切壁は、第１室と第２室との気相（検液と還元剤の充填高さより高い位置の空間）とで、両者の液が往来して混合するための開口部を有していてもよい。開口部の形状は特に制限されない。
前記溶液充填部と前記測定用セルで、完全閉鎖セルを構成していてもよい。容器充填部の開口部と測定用セルの開口部同士が螺合手段で連結されていてもよく、別体のコネクターなどで両者を接続する構成であってもよい。
前記溶液充填部は、側面断面視Ｌ字状の横長の形状であってもよい。
前記キャップは、例えば、ＰＴＦＥやシリコン製のセプタムが設けられていてもよい。
前記セルまたは測定用セルは、矩形断面（例えば、１ｃｍ正方形）で所定高さ（例えば４ｃｍ～１０ｃｍ）の例えば、石英ガラス製のセルであってもよい。
前記セルまたは測定用セルは、矩形断面（例えば、１ｃｍ正方形）で所定高さ（例えば４ｃｍ～１０ｃｍ）の例えば、石英ガラス製のセルであってもよい。
測定後のセル（あるいは溶液充填部および測定用セル）は、密閉状態で保管されてもよい。
測定用セルキットは、
水銀を含む検液をいれ、その後完全密閉状態で還元剤をいれ、または、還元剤をいれ、その後完全密閉状態で水銀を含む検液をいれ、還元気化して水銀蒸気を発生させ、前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定するために使用される、前記セルまたは前記測定用セルを有する。
前記測定用セルキットは、前記セルまたは前記測定用セルの形状に対応する固定部を有する台座を有していてもよい。
前記測定用セルキットは、前記キャップを有していてもよい。
前記測定用セルキットは、還元剤を有していてもよい。還元剤は、袋、プラスチック容器、ガラス容器に封入されていてもよい。
前記固定部は、前記セルまたは前記測定用セルの形状に対応した開口部であり、当該開口部に前記セルまたは前記測定用セルの下部を挿入して固定する構成であってもよい。
水銀を含む検液をいれ、その後完全密閉状態で還元剤をいれ、または、還元剤をいれ、その後完全密閉状態で水銀を含む検液をいれ、還元気化して水銀蒸気を発生させ、前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定するために使用される、前記セルまたは前記測定用セルを有する。
前記測定用セルキットは、前記セルまたは前記測定用セルの形状に対応する固定部を有する台座を有していてもよい。
前記測定用セルキットは、前記キャップを有していてもよい。
前記測定用セルキットは、還元剤を有していてもよい。還元剤は、袋、プラスチック容器、ガラス容器に封入されていてもよい。
前記固定部は、前記セルまたは前記測定用セルの形状に対応した開口部であり、当該開口部に前記セルまたは前記測定用セルの下部を挿入して固定する構成であってもよい。
（作用効果）
本発明によれば、以下の作用効果がある。
（１）閉鎖式のセル中または溶液充填部中で水銀を還元気化させ、気化した水銀蒸気をセルまたは測定用セル内にそのまま封入した状態で測定できる。
（２）キャリアガス、吸引、局所排気、捕集装置、加熱装置、ガスボンベ、回転子や磁気かき混ぜ器などを必要とせず、また、従来のガラス器具の操作が不要であり、簡単に水銀を測定でき、オンサイト測定も可能となる。
（３）簡単な装置構成であるが、従来の測定と同程度の精度で測定できる。
（４）検液の容量を少なくでき（例えば、従来の１／２０）、廃液量を減らせる。
（５）従来は検液に対し一回測定しかできなかったが、本発明では水銀蒸気を、閉鎖式のセル内で保管できるので、測定回数を問わず、いつでも何回でも再測定をすることができる。
（６）装置コストを大幅に低減できる。
本発明によれば、以下の作用効果がある。
（１）閉鎖式のセル中または溶液充填部中で水銀を還元気化させ、気化した水銀蒸気をセルまたは測定用セル内にそのまま封入した状態で測定できる。
（２）キャリアガス、吸引、局所排気、捕集装置、加熱装置、ガスボンベ、回転子や磁気かき混ぜ器などを必要とせず、また、従来のガラス器具の操作が不要であり、簡単に水銀を測定でき、オンサイト測定も可能となる。
（３）簡単な装置構成であるが、従来の測定と同程度の精度で測定できる。
（４）検液の容量を少なくでき（例えば、従来の１／２０）、廃液量を減らせる。
（５）従来は検液に対し一回測定しかできなかったが、本発明では水銀蒸気を、閉鎖式のセル内で保管できるので、測定回数を問わず、いつでも何回でも再測定をすることができる。
（６）装置コストを大幅に低減できる。
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
（実施形態１）
実施形態１の完全閉鎖セル式水銀分析装置について図１を用いて説明する。
完全閉鎖セル式水銀分析装置２０は、吸光度分析装置であって、水銀放電管２１、レンズ２２、ハーフミラー２３、第一光電管２４、第一プリアンプ２５、第二光電管２６、第二プリアンプ２７、分析部２８を有する。また、不図示の入力部、出力部、メモリ、バッテリーなどを備えている。セルは、石英ガラス製の吸光セルである。
実施形態１の完全閉鎖セル式水銀分析装置について図１を用いて説明する。
完全閉鎖セル式水銀分析装置２０は、吸光度分析装置であって、水銀放電管２１、レンズ２２、ハーフミラー２３、第一光電管２４、第一プリアンプ２５、第二光電管２６、第二プリアンプ２７、分析部２８を有する。また、不図示の入力部、出力部、メモリ、バッテリーなどを備えている。セルは、石英ガラス製の吸光セルである。
（準備ステップ）
セル１０は、セル本体１１、セプタム付きキャップ１２を有し、密閉された完全閉鎖系である。
セル１０は、矩形断面（例えば、１ｃｍ正方形）で所定高さ（例えば４ｃｍ～１０ｃｍ）である。
注射装置で、セプタムを貫通させて、還元剤１３と検液（水銀を含む）１４をセル本体１１へ注入する。検液１４を先にいれ、後から還元剤１３をいれてもよく、その逆でもよい。なお、別実施形態として、キャップ１２を外し、還元剤１３を先に入れて置き、キャップ１２で密閉し、その後、検液１４を注射装置などでセル本体１１へ導入してもよい。
キャップ１２で密封した状態のセル１０内で、還元剤１３で検液１４中の水銀が還元気化し、水銀蒸気１５がセル本体の気相空間に滞留する。還元気化反応を促進するために、セル１０内の還元剤１３と検液１４を１分間程度静かに混合させた後、静置させることが好ましい。
セル１０は、セル本体１１、セプタム付きキャップ１２を有し、密閉された完全閉鎖系である。
セル１０は、矩形断面（例えば、１ｃｍ正方形）で所定高さ（例えば４ｃｍ～１０ｃｍ）である。
注射装置で、セプタムを貫通させて、還元剤１３と検液（水銀を含む）１４をセル本体１１へ注入する。検液１４を先にいれ、後から還元剤１３をいれてもよく、その逆でもよい。なお、別実施形態として、キャップ１２を外し、還元剤１３を先に入れて置き、キャップ１２で密閉し、その後、検液１４を注射装置などでセル本体１１へ導入してもよい。
キャップ１２で密封した状態のセル１０内で、還元剤１３で検液１４中の水銀が還元気化し、水銀蒸気１５がセル本体の気相空間に滞留する。還元気化反応を促進するために、セル１０内の還元剤１３と検液１４を１分間程度静かに混合させた後、静置させることが好ましい。
（還元剤）
本実施形態の還元剤は、特に制限されないが、工場排水試験法（ＪＩＳ Ｋ ０１０２）、公定法などに使用される還元剤が好ましい。
本実施形態の還元剤は、特に制限されないが、工場排水試験法（ＪＩＳ Ｋ ０１０２）、公定法などに使用される還元剤が好ましい。
（測定ステップ）
完全閉鎖セル式水銀分析装置２０の所定の測定エリアに、セル１０をセットする。
水銀放電管２１で発生した所定の波長の光Ｌが、レンズ２２を通過してハーフミラー２３へ進む。ハーフミラー２３で反射した光は、第一光電管２４で読み取られ電気信号（Ｓ１）に変換され、その電気信号（Ｓ１）は第一プリアンプ２５で増幅されて分析部２８へ入力される。
ハーフミラー２３を透過した光は、第二光電管２６で読み取られ電気信号（Ｓ２）に変換され、その電気信号（Ｓ２）は第二プリアンプ２７で増幅されて分析部２８へ入力される。
分析部２８は、電気信号（Ｓ１）と電気信号（Ｓ２）との差をとり、その差に基づいて吸光度を求める。なお、ハーフミラー２３を透過した光は、参照用セル（不図示）を通過させた後で第二光電管２６に読み取られる構成でもよく、参照用セルを置かずに分析部２８において予め設定された参照用セルの補正係数で増幅された電気信号（Ｓ２）を補正する構成でもよい。
分析部２８は、プロセッサーと所定の演算手順を記述したソフトウエアプログムを記憶するメモリとで構成されていてもよく、ファームウエア、専用回路などで構成されていてもよい。
測定された吸光度の数値は、メモリに記憶されてもよく、表示部に表示されてもよく、外部装置へ送信されてもよく、印刷されてもよい。
完全閉鎖セル式水銀分析装置２０の所定の測定エリアに、セル１０をセットする。
水銀放電管２１で発生した所定の波長の光Ｌが、レンズ２２を通過してハーフミラー２３へ進む。ハーフミラー２３で反射した光は、第一光電管２４で読み取られ電気信号（Ｓ１）に変換され、その電気信号（Ｓ１）は第一プリアンプ２５で増幅されて分析部２８へ入力される。
ハーフミラー２３を透過した光は、第二光電管２６で読み取られ電気信号（Ｓ２）に変換され、その電気信号（Ｓ２）は第二プリアンプ２７で増幅されて分析部２８へ入力される。
分析部２８は、電気信号（Ｓ１）と電気信号（Ｓ２）との差をとり、その差に基づいて吸光度を求める。なお、ハーフミラー２３を透過した光は、参照用セル（不図示）を通過させた後で第二光電管２６に読み取られる構成でもよく、参照用セルを置かずに分析部２８において予め設定された参照用セルの補正係数で増幅された電気信号（Ｓ２）を補正する構成でもよい。
分析部２８は、プロセッサーと所定の演算手順を記述したソフトウエアプログムを記憶するメモリとで構成されていてもよく、ファームウエア、専用回路などで構成されていてもよい。
測定された吸光度の数値は、メモリに記憶されてもよく、表示部に表示されてもよく、外部装置へ送信されてもよく、印刷されてもよい。
（実施形態２）
実施形態２の完全閉鎖セル式水銀分析装置について図２を用いて説明する。実施形態１と同一の符号は同一の構成であるため、説明を省略または簡単にする。
実施形態２の完全閉鎖セル式水銀分析装置について図２を用いて説明する。実施形態１と同一の符号は同一の構成であるため、説明を省略または簡単にする。
（準備ステップ）
セル３０は、側面視でＬ字状の溶液充填部３１と、連結部３３と、測定用セル３２を有する。本実施形態では、測定用セル３２は石英ガラス製の吸光セルである。
溶液充填部３１は、底部から突設した仕切り壁３１１を有し、その左側の第１室に検液１４を入れ、その右側の第２室に還元剤１３を充填される。ただし、その逆であってもよい。検液１４を先にいれ、後から還元剤１３を充填してもよく、その逆でもよい。
溶液充填部３１の開口部と、測定用セル３２とを、連結部３３で連結する。連結部３３は、篏合構造、ねじ構造のいずれでもよく、溶液充填部３１の開口部、測定用セル３２の開口部同士を連結して密封状態を維持できる構造であればよい。
なお、測定用セル３２と連結していないときに、溶液充填部３１の開口部（または連結部３３）を塞ぎ、溶液充填部３１を密封するためのキャップ（不図示）で、密封して保管することもできる。
セル３０は、側面視でＬ字状の溶液充填部３１と、連結部３３と、測定用セル３２を有する。本実施形態では、測定用セル３２は石英ガラス製の吸光セルである。
溶液充填部３１は、底部から突設した仕切り壁３１１を有し、その左側の第１室に検液１４を入れ、その右側の第２室に還元剤１３を充填される。ただし、その逆であってもよい。検液１４を先にいれ、後から還元剤１３を充填してもよく、その逆でもよい。
溶液充填部３１の開口部と、測定用セル３２とを、連結部３３で連結する。連結部３３は、篏合構造、ねじ構造のいずれでもよく、溶液充填部３１の開口部、測定用セル３２の開口部同士を連結して密封状態を維持できる構造であればよい。
なお、測定用セル３２と連結していないときに、溶液充填部３１の開口部（または連結部３３）を塞ぎ、溶液充填部３１を密封するためのキャップ（不図示）で、密封して保管することもできる。
測定用セル３２と連結して密封した状態のセル３０内で、還元剤１３で検液１４中の水銀が還元気化し、水銀蒸気１５がセル本体３１の気相空間と、測定用セル３２の気相空間に滞留する。還元気化反応を促進するために、溶液充填部３１内の還元剤１３と検液１４を１分間程度静かに混合させた後、静置させることが好ましい。
（測定ステップ）
完全閉鎖セル式水銀分析装置２０は、吸光度分析装置であって、実施形態１と同様の構成を有する。
実施形態２のセル３０は、測定用セル３２と溶液充填部３１とが連結部３３で連結され密封状態になっている。図２では、この測定用セル３２が、装置２０の下側から測定エリアへ挿入されセットされているが、これに限定されず、装置上方または側方からセットされてもよい。
測定は、実施形態１と同様である。
完全閉鎖セル式水銀分析装置２０は、吸光度分析装置であって、実施形態１と同様の構成を有する。
実施形態２のセル３０は、測定用セル３２と溶液充填部３１とが連結部３３で連結され密封状態になっている。図２では、この測定用セル３２が、装置２０の下側から測定エリアへ挿入されセットされているが、これに限定されず、装置上方または側方からセットされてもよい。
測定は、実施形態１と同様である。
実施形態２では、溶液充填部３１内で、還元剤と検液を混合させることで、測定用セル３２の内側面に液滴が付着することを抑制できる。
また、実施形態１よりも、検液の量を増加させることで、検出感度を上げることができる。
また、測定用セルのサイズを大きくし光路長を長くすることで、検出感度を上げることができる。
また、実施形態１よりも、検液の量を増加させることで、検出感度を上げることができる。
また、測定用セルのサイズを大きくし光路長を長くすることで、検出感度を上げることができる。
実施形態１、２において、吸光度分析装置を用いてセルまたは測定セル内の水銀蒸気を測定したが、これに制限されず、原子蛍光検出測定装置を用いて水銀蒸気を測定してもよい。原子蛍光検出装置は、例えば、水銀ランプで上記セル（１０、３０）を照射して、水銀原子から２５３．７ｎｍの蛍光を発生させ、この蛍光の強度を検出することで水銀を測定できる。
（実施例１）
実施例として、実施形態１の装置構成と方法で水銀を分析する。
試料：水銀標準液
水銀測定条件は以下の通りである。
原子吸光光度計：ＡＡｎａｌｙｓｔ２００（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製）
閉鎖式石英セルサイズ：セル長：１．０ ｃｍ、体積：２．９９７ ｃｍ３
測定試料量：４００μＬ
還元剤：１０％ ＨＣｌ中に１０％のＳｎＣｌ２
還元剤量：４０μＬ
元素：Ｈｇ
ランプ：ＥＤＬ ｓｙｓｔｅｍ （高輝度ランプシステム）
ランプ電流値：２２０ ｍＡ
波長：２５３．６５ ｎｍ
測定時間：３０ ｓｅｃ
測定モード：ピーク高さにより測定
検出限界値：０．０４３１ μｇ／Ｌ （ｂｌａｎｋ ｍｅｔｈｏｄにより測定）
実施例として、実施形態１の装置構成と方法で水銀を分析する。
試料：水銀標準液
水銀測定条件は以下の通りである。
原子吸光光度計：ＡＡｎａｌｙｓｔ２００（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製）
閉鎖式石英セルサイズ：セル長：１．０ ｃｍ、体積：２．９９７ ｃｍ３
測定試料量：４００μＬ
還元剤：１０％ ＨＣｌ中に１０％のＳｎＣｌ２
還元剤量：４０μＬ
元素：Ｈｇ
ランプ：ＥＤＬ ｓｙｓｔｅｍ （高輝度ランプシステム）
ランプ電流値：２２０ ｍＡ
波長：２５３．６５ ｎｍ
測定時間：３０ ｓｅｃ
測定モード：ピーク高さにより測定
検出限界値：０．０４３１ μｇ／Ｌ （ｂｌａｎｋ ｍｅｔｈｏｄにより測定）
（従来例：比較例）
比較例として公定法に準拠したＭＨＳ－１５型水銀還元気化装置による分析を行う。
工場排水試験法（ＪＩＳ Ｋ ０１０２）に準じた水銀の測定をした。従来のガラス器具、吸引ポンプ、Ｔ字吸光セルなどを用いた。
試料：水銀標準液
水銀測定条件は以下の通りである。
原子吸光光度計：ＡＡｎａｌｙｓｔ２００ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製）
水銀還元気化装置：ＭＨＳ－１５型（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ製）
開放式Ｔ字石英セルサイズ：セル長：１２．２ ｃｍ、体積：７．７６ ｃｍ３
測定試料量：１０ ｍＬ
還元剤：１０％ ＨＣｌ中に１０％のＳｎＣｌ２
還元剤量：２．５ ｍＬ
元素：Ｈｇ
ランプ：ＥＤＬ ｓｙｓｔｅｍ （高輝度ランプシステム）
ランプ電流値：２２０ ｍＡ
波長：２５３．６５ ｎｍ
水銀ガス移動用キャリアガス：Ｎ２
ガス流速 （Ｌ／ｍｉｎ）：１．１ Ｌ／ｍｉｎ
測定時間：３０ ｓｅｃ
測定モード：ピーク高さにより測定
検出限界値：０．０４３１ μｇ／Ｌ （ｂｌａｎｋ ｍｅｔｈｏｄにより測定）
比較例として公定法に準拠したＭＨＳ－１５型水銀還元気化装置による分析を行う。
工場排水試験法（ＪＩＳ Ｋ ０１０２）に準じた水銀の測定をした。従来のガラス器具、吸引ポンプ、Ｔ字吸光セルなどを用いた。
試料：水銀標準液
水銀測定条件は以下の通りである。
原子吸光光度計：ＡＡｎａｌｙｓｔ２００ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製）
水銀還元気化装置：ＭＨＳ－１５型（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ製）
開放式Ｔ字石英セルサイズ：セル長：１２．２ ｃｍ、体積：７．７６ ｃｍ３
測定試料量：１０ ｍＬ
還元剤：１０％ ＨＣｌ中に１０％のＳｎＣｌ２
還元剤量：２．５ ｍＬ
元素：Ｈｇ
ランプ：ＥＤＬ ｓｙｓｔｅｍ （高輝度ランプシステム）
ランプ電流値：２２０ ｍＡ
波長：２５３．６５ ｎｍ
水銀ガス移動用キャリアガス：Ｎ２
ガス流速 （Ｌ／ｍｉｎ）：１．１ Ｌ／ｍｉｎ
測定時間：３０ ｓｅｃ
測定モード：ピーク高さにより測定
検出限界値：０．０４３１ μｇ／Ｌ （ｂｌａｎｋ ｍｅｔｈｏｄにより測定）
（評価：検量線の精度）
実施例（□）と、従来例（〇）の検量線を求め、その精度を評価した（図３参照）。実施例と比較例ともに検量線は直線で示され、従来の比較例に対して低濃度領域においても１／６程度の感度で水銀を検出できた。
実施例（□）と、従来例（〇）の検量線を求め、その精度を評価した（図３参照）。実施例と比較例ともに検量線は直線で示され、従来の比較例に対して低濃度領域においても１／６程度の感度で水銀を検出できた。
（実施例２）
河川水試料に対して水銀標準液を２ｐｐｂになるように添加し、夾雑物存在下における実施例１及び比較例１の添加回収率に基づく水銀測定精度の評価を行ったところ、実施例１は１００％、比較例１は９９．６％であった。
河川水試料に対して水銀標準液を２ｐｐｂになるように添加し、夾雑物存在下における実施例１及び比較例１の添加回収率に基づく水銀測定精度の評価を行ったところ、実施例１は１００％、比較例１は９９．６％であった。
１０ 吸光セル
１１ セル本体
１２ キャップ
１３ 還元剤
１４ 検液
２０ 完全閉鎖セル式水銀分析装置
２１ 水銀放電管
２２ レンズ
２３ ハーフミラー
２４ 第一光電管
２５ 第一プリアンプ
２６ 第二光電管
２７ 第二プリアンプ
２８ 分析部
３０ セル
３１ 溶液充填部
３２ 測定用吸光セル
３３ 連結部
１１ セル本体
１２ キャップ
１３ 還元剤
１４ 検液
２０ 完全閉鎖セル式水銀分析装置
２１ 水銀放電管
２２ レンズ
２３ ハーフミラー
２４ 第一光電管
２５ 第一プリアンプ
２６ 第二光電管
２７ 第二プリアンプ
２８ 分析部
３０ セル
３１ 溶液充填部
３２ 測定用吸光セル
３３ 連結部
Claims (5)
- 所定の波長の光を透過させ、かつ検液と還元剤を充填するための吸光セルと、
前記吸光セルの上開口部を塞ぎ、当該吸光セルを密閉するためのキャップと、
原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置と、
を有し、
原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置は、前記吸光セル内の、検液と還元剤とを反応させて発生した水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光または原子吸光を測定する、完全閉鎖セル式水銀分析装置。 - 検液が充填される第１室と還元剤が充填される第２室とを有し、密閉状態で検液と還元剤とを混合して水銀蒸気を発生させるための溶液充填部と、
前記溶液充填部の開口部と接続され、当該溶液充填部から水銀蒸気が導入される測定用吸光セルと、
前記測定用吸光セル内の水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定する装置または原子吸光を測定する装置と、
を有する、完全閉鎖セル式水銀分析装置。 - 水銀を含む検液をセルに入れ、密閉する準備ステップと、
密閉状態を保った状態で前記セル内に、還元剤を添加し、水銀蒸気を発生させ、で水銀蒸気を前記セル内に充満させる気化ステップと、
前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定する、測定ステップと、を含む、完全閉鎖セル式水銀分析方法。 - 還元剤をセルに入れ、密閉する準備ステップと、
密閉状態を保った状態で前記セル内に、水銀を含む検液を添加し、水銀蒸気を発生させ、で水銀蒸気を前記セル内に充満させる気化ステップと、
前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定する、測定ステップと、を含む、完全閉鎖セル式水銀分析方法。 - 水銀を含む検液をいれ、その後完全密閉状態で還元剤をいれ、または、還元剤をいれ、その後完全密閉状態で水銀を含む検液をいれ、還元気化して水銀蒸気を発生させ、前記水銀蒸気に光を照射した際の原子蛍光を測定するまたは原子吸光を測定するために使用される、吸光セルまたは測定用セルと、前記還元剤と、前記吸光セルまたは前記測定用セルの形状に対応する固定部を有する台座と、を有する、測定用セルキット。
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|---|---|---|---|
| JP2020045407A JP7461025B2 (ja) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 完全閉鎖セル式水銀分析装置および完全閉鎖セル式水銀分析方法 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070019189A1 (en) | 2005-02-08 | 2007-01-25 | Cdex, Inc. | Cuvette and cuvette cap |
| JP2009019886A (ja) | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Nippon Instrument Kk | 水銀原子蛍光分析装置 |
| JP2011174852A (ja) | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Nippon Instrument Kk | 水銀原子吸光分析装置および水銀分析システム |
| JP2013205128A (ja) | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Kyoto Electron Mfg Co Ltd | 水銀濃度測定装置及び前処理器 |
-
2020
- 2020-03-16 JP JP2020045407A patent/JP7461025B2/ja active Active
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