JPH0774802B2 - トリハロメタンの定量方法および分析装置 - Google Patents
トリハロメタンの定量方法および分析装置Info
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Description
係わり、特に干渉成分による妨害がなく連続分析可能な
トリハロメタンの定量方法および分析装置に関する。
在することが確認され、発癌性や突然変異性の点から大
きな問題となっている。
ロメタンの調査を行い、水道水中の総トリハロメタンの
最大許容濃度を100ppbに規制している。
定指針が厚生省から通達され、制御目標値が総トリハロ
メタンとして100ppb以下に定められた。このような背景
から、トリハロメタンの測定の必要性は年々高まりつつ
ある。
による測定法があり、現在までに以下の3つの方法が採
用されている。
ペース法 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、これらの方法は、前処理操作が複雑で時
間がかかること、連続測定ができないことなどの問題点
がある。
し、螢光縮合化合物を生成する藤原反応を応用した水中
のクロロホルムの螢光定量法が考えられているが〔Okum
ura K. et al Analyst 107,pp 1498-1502(1982
年)〕、この方法をそのまま水道原水あるいは水道水に
適用すると、 妨害物質が存在し、正確に測定ができない。
トリハロメタンを妨害物質の影響を受けることなくしか
も連続的に測定することの可能なトリハロメタンの定量
方法および分析装置を提供することにある。
つの流路を接触させる膜分離部の一方の流路には試料溶
液または還元剤を含む試料溶液を流し、他方の流路には
トリハロメタンと反応するアルカリ性ニコチンアミドま
たはその誘導体が添加されるキャリヤー液を流し、膜分
離器内で試料溶液中より揮発したトリハロメタンを微孔
性の膜により分離せしめ、該トリハロメタンを前記キャ
リヤー液に溶解せしめた後、膜分離部を通過しかつアル
カリ性ニコチンアミドまたはその誘導体が添加されたキ
ャリヤー液を加熱し、冷却し、次いで螢光分析に供する
こと、 2)トリハロメタンと反応しない微孔性の膜を介して2
つの流路を接触させ、一方の流路には試料溶液または還
元剤を含む試料溶液を流し他方の流路にはトリハロメタ
ンと反応する物質が添加されるキャリヤー液を流し、試
料溶液中により揮発したトリハロメタンを微孔性の膜に
より分離せしめ該トリハロメタンを前記キャリヤー液に
溶解せしめる分離部21と,該分離部21を通過しかつトリ
ハロメタンと反応する物質が添加されたキャリヤー液を
加熱する反応部22と、反応の終了したキャリヤー液を冷
却する冷却部23と、キャリヤー液中の螢光物質を定量す
る検出部24とを備えること、 3)上記2)に記載の分析装置において、微孔性の膜と
して複数のホロファイバ17を用いる分離部を備えるこ
と、 4)上記2)に記載の分析装置において、微孔性の膜と
して板状体に挟持された高分子膜19を用いる分離部を備
えること、 により達成される。
溶液または還元剤を含む試料溶液が流される。還元剤を
含むのは、試料溶液が酸化剤(塩素,クロラミン等)を
含む場合、これを分解するために加えられる。アルカリ
性ニコチンアミドまたはその誘導体は、トリハロメタン
と反応して螢光縮合物を生成する。螢光縮合物はアルカ
リ性で生成するため、ニコチンアミドとの反応はアルカ
リ性で行なわれる。
を透過できる。この透過したトリハロメタンはキャリヤ
ー液に溶解することにより、水中の懸濁物,イオンおよ
び種々の干渉物から分離することができる。膜分離部に
よる操作は連続的に行うことができる。またトリハロメ
タンとニコチンアミドまたはその誘導体との反応によっ
て得られる螢光縮合物は螢光分析によって連続的に分析
することができる。
施例を表す。1は透過部であり、外側のテフロン(ポリ
四フッ化エチレン、Dupont社の商品名)管2と内側の微
孔性テフロン管3の二重管からなっている。内側の微孔
性テフロン管3としては例えばジャパン・ゴアテックス
社のTBシリーズ(気孔率70%,最大孔径3.5μm)など
を使用することができる。例えばTB001は内径1mm,外径
1.8mmである。微孔性テフロン管3の長さは感度に影響
するので、適当な長さにして使用する。例えばその長さ
は40cmである。
た亜硫酸、あるいはチオ硫酸などの還元剤溶液と3方ジ
ョイント6で混合され、試料溶液中の塩素およびクロラ
ミンなどを分解して透過部1の外側のテフロン管2に送
られる。微孔性テフロン管3の内側にはポンプ7により
キャリヤー液が流される。キャリヤー液中には液をアル
カリ性にするため水酸化ナトリウムを添加しておく。キ
ャリヤー液は透過したトリハロメタンを含み、ポンプ8
により送られてきたニコチンアミド溶液と3方ジョイン
ト9で混合され、沸騰水中に浸された反応コイル10で加
熱され、つづいて氷水中に浸された反応コイル11で冷却
されて、螢光検出器12で検出され、その信号が記録計に
出力される。
8から水酸化ナトリウム溶液を送るように混合順序が逆
であってもよい。
ドが混合された溶液をキャリヤー液としてポンプ7で送
り、微孔性テフロン管3の出口と反応コイル10を接続し
てもよい。
一方、試料溶液と還元剤溶液の混合溶液がその内側を流
れるようにしてもよい。この場合、ニコチンアミド溶液
用のポンプ8と反応コイル10は排液13側に接続する必要
がある。
ンを溶解する蒸留水あるいはイオン交換水を用い微孔性
テフロン管3を出たキャリヤー液とニコチンアミド溶
液、および水酸化ナトリウム溶液を混合し、反応コイル
10に送ってもよい。
ム溶液を加える順序が逆であってもよい。また、両者の
混合溶液を加えてもよい。
数のホロファイバ17が束ねられ、それらのホロファイバ
17の内側を試料溶液と還元剤溶液の混合溶液が流れ、外
側をキャリヤー液が流れる。この場合ホロファイバ17の
内側にキャリヤー液を流し、外側に混合溶液を流しても
よい。微孔性ホロファイバ17の材質としては、外径1mm,
1〜3μmポアを有するテフロンや酢酸セルロースが好
ましい。ホロファイバを使用するとトリハロメタン検出
の感度を増大させることができる。
室と下室の境に微孔性高分子膜19が板状のものにはさま
っている。試料溶液と還元剤溶液の混合溶液を上室に導
き、下室にキャリヤー液を流す。この場合、上,下室が
逆であってもよい。
る。この装置は分離部21,反応部22,冷却部23,蛍光検出
器36と演算部41とを備える検出部24等からなる。
レン,Dupont社の商品名)管25と内側の微孔性テフロン
管26の二重管からなっている。内側の微孔性テフロン管
26としては例えばジャパン・ゴアテックス社のTBシリー
ズ(気孔率70%,最大孔径3.5μm)などを使用するこ
とができる。
中のトリハロメタンのキャリヤー液中への透過率は最大
となる。
れた亜硫酸あるいはチオ硫酸などの還元剤溶液30と混合
され、試料溶液中の塩素およびクロラミンなどを分解し
て分離部21の外側のテフロン管25へ送られる。微孔性テ
フロン管26の内側にはポンプ30によりキャリヤー液31が
流される。キャリヤー液中には液をアルカリ性とするた
め水酸化ナトリウムを0.2〜0.4Mの濃度となるように添
加しておく。キャリヤー液は透過したトリハロメタンを
含み、ポンプ32により送られてきたニコチンアミド溶液
33と混合され、沸騰水中に浸された反応コイル34で加熱
される。つづいて氷冷水中に浸された反応コイル35で冷
却される。次いで螢光検出器36で検出され、あらかじめ
同様の工程でトリハロメタン標準溶液37にて作成され記
憶された検量線より、試料中のトリハロメタン濃度が演
算部41において算出され、記録部38に記録され、表示部
39に表示される。全体の動作は制御部40により制御され
る。なお、螢光検出器36を経てキャリヤー液は排出され
るが、キャリヤー液の脈流を防止するため背圧コイル42
を設ける。
トリハロメタンとニコチンアミドとの螢光縮合物の生成
量(螢光強度)に影響し、濃度が高いほど得られる螢光
強度が高いため飽和濃度に近い40%水溶液を使用するの
が望ましい。
で温度の上昇とともに蛍光強度は増加した。
気泡によるバックグラウンドのノイズが増加するため、
加熱温度としては95〜98℃が望ましい。
チンアミドとの螢光縮合物の螢光の温度消光による感度
低下を防ぐために必要なもので0〜20℃の範囲に保つこ
とが望ましい。
80nm,螢光波長として450〜470nmの範囲で行うことが望
ましい。
の関係(検量線)を示す。トリハロメタン濃度10ppb〜2
0ppmの間で良好な直線関係が認められた。
に分離部21と還元剤添加の効果により、水道水中に存在
する物質による妨害はほとんど認められず、水道水中の
トリハロメタン濃度を精度良く求めることができること
がわかる。
つの流路を接触させる膜分離部の一方の流路には試料溶
液または還元剤を含む試料溶液を流し、他方の流路には
トリハロメタンと反応するアルカリ性ニコチンアミドま
たはその誘導体が添加されるキャリア液を流し、膜分離
器内で試料溶液中より揮発したトリハロメタンを微孔性
の膜により分離せしめ、該トリハロメタンを前記キャリ
ヤー液に溶解せしめた後、膜分離部を通過しかつアルカ
リ性ニコチンアミドまたはその誘導体が添加されたキャ
リア液を加熱し、冷却し、次いで蛍光分析に供し、 2)トリハロメタンと反応しない微孔性の膜を介して2
つの流路を接触させ、一方の流路には試料溶液または還
元剤を含む試料溶液を流し他方の流路にはトリハロメタ
ンと反応する物質が添加されるキャリア液を流し、試料
溶液中により揮発したトリハロメタンを微孔性の膜によ
り分離せしめ該トリハロメタンを前記キャリヤー液に溶
解せしめる分離部と,該分離部を通過しかつトリハロメ
タンと反応する物質が添加されたキャリア液を加熱する
反応部と、反応の終了したキャリア液を冷却する冷却部
と、キャリア液中の蛍光物質を定量する検出部とを備
え、 3)上記2)に記載の分析装置において、微孔性の膜と
して複数のホロファイバを用いる分離部を備え、 4)上記2)に記載の分析装置において、微孔性の膜と
して板状体に挟持された高分子膜を用いる分離部を備え
るので、試料溶液中のトリハロメタンを種々の物質の干
渉を受けることなく、連続して低濃度まで定量すること
ができる。
モノクロラミンもしくはジクロラミンは微孔性膜を透過
し、妨害するが、還元剤溶液を加えることにより、これ
らクロラミンを分解し、クロラミンの干渉をなくすこと
ができる。
ンアミドの混合液を加熱した後、冷却し生成液を螢光分
析することによりS/N=3を定量下限とすれば、本発明
の方法によって溶液中のトリハロメタンにつき0.8ppb以
上を選択的に定量できる。
迅速(約8分)に行うことも可能となる。
施例を示す概略断面図、第3図はさらに他の実施例にお
ける透過部を示す概略断面図、第4図はさらに他の実施
例における透過部を示す概略斜視図、第5図は本発明の
実施例に係る分析装置の構成図、第6図はニコチンアミ
ドとトリハロメタンの反応における加熱温度と螢光相対
強度との関係を示す線図、第7図は本発明の実施例にお
けるトリハロメタン濃度と螢光強度との検量関係を示す
線図である。 1,16,18:透過部、2,25:テフロン管、3,17:微孔性テフロ
ン管、12,36:螢光検出器、19:微孔性テフロン膜、21:分
離部、22:反応部、23:冷却部、24:検出部、26:微孔性テ
フロン管、27,29,32:ポンプ、28:試料、30:還元剤溶
液、31:キャリヤー液、33:ニコチンアミド溶液、34:反
応コイル、35:冷却コイル、37:標準溶液、38:記録部、3
9:表示部、40:制御部、41:演算部、42:背圧コイル。
Claims (4)
- 【請求項1】トリハロメタンと反応しない微孔性の膜を
介して2つの流路を接触させる膜分離部の一方の流路に
は試料溶液または還元剤を含む試料溶液を流し、他方の
流路にはトリハロメタンと反応するアルカリ性ニコチン
酸アミドまたその誘導体が添加されるキャリヤー液を流
し、膜分離器内で試料溶液中より揮発したトリハロメタ
ンを微孔性の膜により分離せしめ、該トリハロメタンを
前記キャリヤー液に溶解せしめた後、膜分離部を通過し
かつアルカリ性ニコチン酸アミドまたその誘導体が添加
されたキャリヤー液を加熱し、冷却し、次いで蛍光分析
に供することを特徴とするトリハロメタンの定量方法。 - 【請求項2】トリハロメタンと反応しない微孔性の膜を
介して2つの流路を接触させ、一方の流路には試料溶液
または還元剤を含む試料溶液を流し、他方の流路にはト
リハロメタンと反応する物質が添加されるキャリヤー液
を流し、試料溶液中より揮発したトリハロメタンを微孔
性の膜により分離せしめ該トリハロメタンを前記キャリ
ヤー液に溶解せしめる分離部と、該分離部を通過しかつ
トリハロメタンと反応する物質が添加されたキャリヤー
液を加熱する反応部と、反応の終了したキャリヤー液を
冷却する冷却部と、キャリヤー液中の蛍光物質を定量す
る検出部とを備えることを特徴とするトリハロメタンの
分析装置。 - 【請求項3】請求項2に記載のトリハロメタンの分析装
置において、微孔性の膜として複数のホロファイバを用
いる分離部を備えることを特徴とするトリハロメタンの
分析装置。 - 【請求項4】請求項2に記載のトリハロメタンの分析装
置において、微孔性の膜として板状体に挟持された高分
子膜を用いる分離部とを備えることを特徴とするトリハ
ロメタンの分析装置。
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