JPH08166378A - 水質モニター及び水質モニタリング方法 - Google Patents
水質モニター及び水質モニタリング方法Info
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- JPH08166378A JPH08166378A JP6332499A JP33249994A JPH08166378A JP H08166378 A JPH08166378 A JP H08166378A JP 6332499 A JP6332499 A JP 6332499A JP 33249994 A JP33249994 A JP 33249994A JP H08166378 A JPH08166378 A JP H08166378A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】強酸性カチオン交換樹脂を充填した陽イオン濃
縮カラム、強塩基性アニオン交換樹脂を充填した陰イオ
ン濃縮カラム、各カラムに所定量の試料水を供給する試
料水供給機構、各カラムに捕捉されたイオンを溶離する
ための溶離液供給機構、各カラムに供給する試料水及び
溶離液の切替機構、各カラムからの溶離液が合流する合
流形成部及び合流液の電気伝導率を測定する電気伝導率
計を有することを特徴とする水質モニター及び該モニタ
ーを用いる水質モニタリング方法。 【効果】本発明の水質モニター及び水質モニタリング方
法によれば、電子工業用超純水のような、従来の抵抗率
計では確認できないほどの、試料水中の極めて低いイオ
ン濃度を測定することができる。
縮カラム、強塩基性アニオン交換樹脂を充填した陰イオ
ン濃縮カラム、各カラムに所定量の試料水を供給する試
料水供給機構、各カラムに捕捉されたイオンを溶離する
ための溶離液供給機構、各カラムに供給する試料水及び
溶離液の切替機構、各カラムからの溶離液が合流する合
流形成部及び合流液の電気伝導率を測定する電気伝導率
計を有することを特徴とする水質モニター及び該モニタ
ーを用いる水質モニタリング方法。 【効果】本発明の水質モニター及び水質モニタリング方
法によれば、電子工業用超純水のような、従来の抵抗率
計では確認できないほどの、試料水中の極めて低いイオ
ン濃度を測定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水質モニター及び水質
モニタリング方法に関する。さらに詳しくは、本発明
は、電子工業用超純水のように不純物濃度が極めて低い
水について、正確かつ迅速にその全イオン濃度を測定す
ることができる水質モニター及び水質モニタリング方法
に関する。
モニタリング方法に関する。さらに詳しくは、本発明
は、電子工業用超純水のように不純物濃度が極めて低い
水について、正確かつ迅速にその全イオン濃度を測定す
ることができる水質モニター及び水質モニタリング方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子工業用超純水は純度が極めて高く、
溶存イオン濃度は数μｇ／リットルないし数ｎｇ／リッ
トルのように極めて低い。このような超純水中に存在す
るイオンは、従来は、試料水の電気伝導率を連続的に測
定し、この値を指標とすることで全イオンの存在量が評
価されてきた。また、溶存する全イオンを詳細に把握す
るために、試料水を採水し、イオン交換樹脂を充填した
濃縮用カラムを備えたイオンクロマトグラフで濃縮し、
分離分析することで、その種類を同定し、個別のイオン
濃度が測定されてきた。しかし、電子工業用超純水の純
度が上がるにつれて、超純水の抵抗率は、不純物を全く
含まない理論純水の抵抗率１８.２４ＭΩ・cmに限りなく
接近しつつある。このように極めて低い抵抗率を測定す
る際には、現在一般に使用されている抵抗率計の検出装
置では感度、精度ともに不十分であり、全イオン存在量
の確認は非常に困難になってきている。そこで、感度と
精度がより高く、しかも小型で操作が簡単な全イオン濃
度測定装置が要求されている。
溶存イオン濃度は数μｇ／リットルないし数ｎｇ／リッ
トルのように極めて低い。このような超純水中に存在す
るイオンは、従来は、試料水の電気伝導率を連続的に測
定し、この値を指標とすることで全イオンの存在量が評
価されてきた。また、溶存する全イオンを詳細に把握す
るために、試料水を採水し、イオン交換樹脂を充填した
濃縮用カラムを備えたイオンクロマトグラフで濃縮し、
分離分析することで、その種類を同定し、個別のイオン
濃度が測定されてきた。しかし、電子工業用超純水の純
度が上がるにつれて、超純水の抵抗率は、不純物を全く
含まない理論純水の抵抗率１８.２４ＭΩ・cmに限りなく
接近しつつある。このように極めて低い抵抗率を測定す
る際には、現在一般に使用されている抵抗率計の検出装
置では感度、精度ともに不十分であり、全イオン存在量
の確認は非常に困難になってきている。そこで、感度と
精度がより高く、しかも小型で操作が簡単な全イオン濃
度測定装置が要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、超純水中の
イオン性不純物を捕捉、濃縮して、その濃度を容易にモ
ニタリングすることができる超純水用水質モニター及び
水質モニタリング方法を提供することを目的としてなさ
れたものである。
イオン性不純物を捕捉、濃縮して、その濃度を容易にモ
ニタリングすることができる超純水用水質モニター及び
水質モニタリング方法を提供することを目的としてなさ
れたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、超純水中のイオ
ン性不純物をイオン交換樹脂で捕捉したのち、捕捉した
イオン性不純物を酸溶液及びアルカリ溶液で溶離し、そ
の電気伝導率を測定することにより、超純水中のイオン
性不純物の量を容易に求め得ることを見いだし、この知
見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明は、（１）強酸性カチオン交換樹脂を充填した陽イ
オン濃縮カラム、強塩基性アニオン交換樹脂を充填した
陰イオン濃縮カラム、各カラムに所定量の試料水を供給
する試料水供給機構、各カラムに捕捉されたイオンを溶
離するための溶離液供給機構、各カラムに供給する試料
水及び溶離液の切替機構、各カラムからの溶離液が合流
する合流形成部及び合流液の電気伝導率を測定する電気
伝導率計を有することを特徴とする水質モニター、及
び、（２）試料水を強酸性カチオン交換樹脂を充填した
陽イオン濃縮カラム及び強塩基性アニオン交換樹脂を充
填した陰イオン濃縮カラムに通液して陽イオン及び陰イ
オンを捕捉せしめたのち、陽イオン濃縮カラムに酸溶液
を供給して陽イオンを溶離し、陰イオン濃縮カラムにア
ルカリ溶液を供給して陰イオンを溶離し、陽イオン溶離
液と陰イオン溶離液の混合液の電気伝導率を測定し、溶
離に用いる酸溶液及びアルカリ溶液の混合液の電気伝導
率との差から試料水中の全電解質量を求めることを特徴
とする水質モニタリング方法、を提供するものである。
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、超純水中のイオ
ン性不純物をイオン交換樹脂で捕捉したのち、捕捉した
イオン性不純物を酸溶液及びアルカリ溶液で溶離し、そ
の電気伝導率を測定することにより、超純水中のイオン
性不純物の量を容易に求め得ることを見いだし、この知
見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明は、（１）強酸性カチオン交換樹脂を充填した陽イ
オン濃縮カラム、強塩基性アニオン交換樹脂を充填した
陰イオン濃縮カラム、各カラムに所定量の試料水を供給
する試料水供給機構、各カラムに捕捉されたイオンを溶
離するための溶離液供給機構、各カラムに供給する試料
水及び溶離液の切替機構、各カラムからの溶離液が合流
する合流形成部及び合流液の電気伝導率を測定する電気
伝導率計を有することを特徴とする水質モニター、及
び、（２）試料水を強酸性カチオン交換樹脂を充填した
陽イオン濃縮カラム及び強塩基性アニオン交換樹脂を充
填した陰イオン濃縮カラムに通液して陽イオン及び陰イ
オンを捕捉せしめたのち、陽イオン濃縮カラムに酸溶液
を供給して陽イオンを溶離し、陰イオン濃縮カラムにア
ルカリ溶液を供給して陰イオンを溶離し、陽イオン溶離
液と陰イオン溶離液の混合液の電気伝導率を測定し、溶
離に用いる酸溶液及びアルカリ溶液の混合液の電気伝導
率との差から試料水中の全電解質量を求めることを特徴
とする水質モニタリング方法、を提供するものである。
【０００５】本発明の水質モニターにおいて、試料水供
給機構としては、所定量の試料水を濃縮カラムに供給す
ることができるものであれば、特に制限なく使用するこ
とが可能であり、例えば、定量ポンプを用いて供給する
ことができ、あるいは、加圧装置と定流量装置を組み合
わせて供給することができる。溶離液供給機構として
は、陽イオン濃縮カラム用の酸溶液容器と酸溶液の定量
供給装置及び陰イオン濃縮カラム用のアルカリ溶液容器
とアルカリ溶液の定量供給装置を組み合わせたものを用
いることができる。酸溶液及びアルカリ溶液の定量供給
装置としては、試料水供給機構と同様に、定量ポンプ、
加圧装置と定流量装置の組み合わせなどを用いることが
できる。濃縮カラムに供給する試料水及び溶離液の供給
切替機構としては、カラムに試料水及び溶離液の配管を
接続し、それぞれの配管にコックを設けることにより試
料水及び溶離液を切り替えることができ、試料水及び溶
離液を配管で三方コックにつなぎ、残りの一方をカラム
につなぐことができ、あるいは、試料水と溶離液の流路
を切り替える切替バルブを設けることができる。各カラ
ムからの溶離液が合流する合流形成部としては、例え
ば、陽イオン濃縮カラム及び陰イオン濃縮カラムよりの
溶離液を貯留し均一に混合するための容器を用いること
ができ、あるいは、各カラムからの溶離液の配管を直接
１本の配管に結合し、電気伝導率計へ送液することがで
きる。電気伝導率の測定値は温度によって大きく異なる
ため、電気伝導率計は恒温槽内に設置するか、温度補償
機能、特に二重温度補償機能を有するものが好ましい。
本発明においては、電気伝導率計の代わりに電気伝導度
計を用いることができる。電気伝導度計を用いるとき
は、測定した電気伝導度にセル定数を乗じて電気伝導率
を算出する。
給機構としては、所定量の試料水を濃縮カラムに供給す
ることができるものであれば、特に制限なく使用するこ
とが可能であり、例えば、定量ポンプを用いて供給する
ことができ、あるいは、加圧装置と定流量装置を組み合
わせて供給することができる。溶離液供給機構として
は、陽イオン濃縮カラム用の酸溶液容器と酸溶液の定量
供給装置及び陰イオン濃縮カラム用のアルカリ溶液容器
とアルカリ溶液の定量供給装置を組み合わせたものを用
いることができる。酸溶液及びアルカリ溶液の定量供給
装置としては、試料水供給機構と同様に、定量ポンプ、
加圧装置と定流量装置の組み合わせなどを用いることが
できる。濃縮カラムに供給する試料水及び溶離液の供給
切替機構としては、カラムに試料水及び溶離液の配管を
接続し、それぞれの配管にコックを設けることにより試
料水及び溶離液を切り替えることができ、試料水及び溶
離液を配管で三方コックにつなぎ、残りの一方をカラム
につなぐことができ、あるいは、試料水と溶離液の流路
を切り替える切替バルブを設けることができる。各カラ
ムからの溶離液が合流する合流形成部としては、例え
ば、陽イオン濃縮カラム及び陰イオン濃縮カラムよりの
溶離液を貯留し均一に混合するための容器を用いること
ができ、あるいは、各カラムからの溶離液の配管を直接
１本の配管に結合し、電気伝導率計へ送液することがで
きる。電気伝導率の測定値は温度によって大きく異なる
ため、電気伝導率計は恒温槽内に設置するか、温度補償
機能、特に二重温度補償機能を有するものが好ましい。
本発明においては、電気伝導率計の代わりに電気伝導度
計を用いることができる。電気伝導度計を用いるとき
は、測定した電気伝導度にセル定数を乗じて電気伝導率
を算出する。
【０００６】以下、図面により本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明の水質モニターの一態様の系統図で
ある。本図において、水質モニターは試料水路１に連結
した陽イオン濃縮溶離部２、陰イオン濃縮溶離部３及び
合流形成部４から構成される。陽イオン濃縮溶離部は、
強酸性カチオン交換樹脂を充填した陽イオン濃縮カラム
５、試料水を陽イオン濃縮カラムへ送るための試料水供
給ポンプ８、２個の切替バルブ６及び７、陽イオンを陽
イオン濃縮カラムから溶離するための酸溶液容器９及び
酸溶液を陽イオン濃縮カラムに送る酸溶液ポンプ１０か
ら構成される。陰イオン濃縮部は、同様に強塩基性アニ
オン交換樹脂を充填した陰イオン濃縮カラム１１、２個
の切替バルブ１２及び１３、試料水を陰イオン濃縮カラ
ムへ送るための試料水供給ポンプ１４、陰イオンを陰イ
オン濃縮カラムから溶離するためのアルカリ溶液容器１
５及びアルカリ溶液を陰イオン濃縮カラムに送るアルカ
リ溶液ポンプ１６から構成される。さらに、各カラムか
らの排出溶離液が合流し混合する合流形成部１７及び電
気伝導率計１８が設けられる。図１に示した状態におい
て、陽イオン濃縮溶離部の切替バルブ６及び７は、試料
水を陽イオン濃縮カラムへ送り、酸溶液を合流形成部へ
送る位置を占めている。試料水路１から試料水供給ポン
プ８により一定速度で送られる試料水は、切替バルブ６
を経由して陽イオン濃縮カラム５へ入り、強酸性カチオ
ン交換樹脂により試料水中の陽イオンが捕捉されたの
ち、切替バルブ７を経由して放流される。この間、酸溶
液容器９内の酸溶液は、酸溶液ポンプ１０により一定速
度で送られ、切替バルブ６及び７を経由して合流形成部
１７へ送られる。同様に、図１に示した状態において、
陰イオン濃縮溶離部の切替バルブ１２及び１３は、試料
水を陰イオン濃縮カラムへ送り、アルカリ溶液を合流形
成部へ送る位置を占めている。試料水路１から試料水供
給ポンプ１４により一定速度で送られる試料水は、切替
バルブ１２を経由して陰イオン濃縮カラム１１へ入り、
強塩基性アニオン交換樹脂により試料水中の陰イオンが
捕捉されたのち、切替バルブ１３を経由して放流され
る。この間、アルカリ溶液容器１５内のアルカリ溶液
は、アルカリ溶液ポンプ１６により一定速度で送られ、
切替バルブ１２及び１３を経由して合流形成部１７へ送
られる。合流形成部１７において合流した酸溶液及びア
ルカリ溶液は一部が中和により塩溶液となり、過剰の酸
溶液又はアルカリ溶液とともに電気伝導率計１８へ送ら
れ、電気伝導率κ0が測定される。電気伝導率κ0の値
は、酸溶液及びアルカリ溶液を電気伝導率計１８に一定
速度で送り続ける限り一定である。
る。図１は、本発明の水質モニターの一態様の系統図で
ある。本図において、水質モニターは試料水路１に連結
した陽イオン濃縮溶離部２、陰イオン濃縮溶離部３及び
合流形成部４から構成される。陽イオン濃縮溶離部は、
強酸性カチオン交換樹脂を充填した陽イオン濃縮カラム
５、試料水を陽イオン濃縮カラムへ送るための試料水供
給ポンプ８、２個の切替バルブ６及び７、陽イオンを陽
イオン濃縮カラムから溶離するための酸溶液容器９及び
酸溶液を陽イオン濃縮カラムに送る酸溶液ポンプ１０か
ら構成される。陰イオン濃縮部は、同様に強塩基性アニ
オン交換樹脂を充填した陰イオン濃縮カラム１１、２個
の切替バルブ１２及び１３、試料水を陰イオン濃縮カラ
ムへ送るための試料水供給ポンプ１４、陰イオンを陰イ
オン濃縮カラムから溶離するためのアルカリ溶液容器１
５及びアルカリ溶液を陰イオン濃縮カラムに送るアルカ
リ溶液ポンプ１６から構成される。さらに、各カラムか
らの排出溶離液が合流し混合する合流形成部１７及び電
気伝導率計１８が設けられる。図１に示した状態におい
て、陽イオン濃縮溶離部の切替バルブ６及び７は、試料
水を陽イオン濃縮カラムへ送り、酸溶液を合流形成部へ
送る位置を占めている。試料水路１から試料水供給ポン
プ８により一定速度で送られる試料水は、切替バルブ６
を経由して陽イオン濃縮カラム５へ入り、強酸性カチオ
ン交換樹脂により試料水中の陽イオンが捕捉されたの
ち、切替バルブ７を経由して放流される。この間、酸溶
液容器９内の酸溶液は、酸溶液ポンプ１０により一定速
度で送られ、切替バルブ６及び７を経由して合流形成部
１７へ送られる。同様に、図１に示した状態において、
陰イオン濃縮溶離部の切替バルブ１２及び１３は、試料
水を陰イオン濃縮カラムへ送り、アルカリ溶液を合流形
成部へ送る位置を占めている。試料水路１から試料水供
給ポンプ１４により一定速度で送られる試料水は、切替
バルブ１２を経由して陰イオン濃縮カラム１１へ入り、
強塩基性アニオン交換樹脂により試料水中の陰イオンが
捕捉されたのち、切替バルブ１３を経由して放流され
る。この間、アルカリ溶液容器１５内のアルカリ溶液
は、アルカリ溶液ポンプ１６により一定速度で送られ、
切替バルブ１２及び１３を経由して合流形成部１７へ送
られる。合流形成部１７において合流した酸溶液及びア
ルカリ溶液は一部が中和により塩溶液となり、過剰の酸
溶液又はアルカリ溶液とともに電気伝導率計１８へ送ら
れ、電気伝導率κ0が測定される。電気伝導率κ0の値
は、酸溶液及びアルカリ溶液を電気伝導率計１８に一定
速度で送り続ける限り一定である。
【０００７】図２は、図１に示す水質モニターのイオン
溶離状態を示す系統図である。試料水供給ポンプ８及び
１４により、所定の流速で所定の時間、陽イオン濃縮カ
ラム５及び陰イオン濃縮カラム１１に試料水を送り、試
料水中の陽イオン及び陰イオンをそれぞれのカラムに捕
捉させたのち、切替バルブ６、７、１２及び１３を回転
して図２の状態とする。この状態において、試料水供給
ポンプ８及び１４により送られる試料水は、それぞれ２
個の切替バルブを経由して放流される。酸溶液容器９内
の酸溶液は、酸溶液ポンプ１０により一定速度で送ら
れ、切替バルブ６を経由して陽イオン濃縮カラム５で陽
イオンを溶離し、切替バルブ７を経由して合流形成部１
７へ送られる。アルカリ溶液容器１５内のアルカリ溶液
は、アルカリ溶液ポンプ１６により一定速度で送られ、
切替バルブ１２を経由して陰イオン濃縮カラム１１で陰
イオンを溶離し、切替バルブ１３を経由して合流形成部
１７へ送られる。合流した陽イオン濃縮カラム及び陰イ
オン濃縮カラムからの溶離液の電気伝導率は、回分式に
測定することができ、あるいは、連続的に測定すること
ができる。回分式に測定する場合は、一定量の酸溶液及
びアルカリ溶液により陽イオン及び陰イオンを溶離した
のち、酸溶液及びアルカリ溶液の送液を中止し、合流形
成部に貯留した液を均一に混合して、電気伝導率計１８
へ送り、電気伝導率κ1を測定する。電気伝導率κ1は、
酸溶液及びアルカリ溶液の中和により形成された塩及び
過剰の酸又はアルカリに起因する電気伝導率、並びに試
料水中に存在し陽イオン濃縮カラム及び陰イオン濃縮カ
ラムに捕捉、濃縮され溶離した電解質に起因する電気伝
導率の和である。したがって、κ1−κ0の値が試料水中
に存在した電解質に起因する電気伝導率となるので、こ
の値及び各イオン濃縮カラムに送った試料水の量より、
試料水中の電解質の量を求めることができる。合流した
溶離液の電気伝導率を連続的に測定するには、酸溶液容
器９内より酸溶液ポンプ１０により一定速度で送られる
酸溶液と、アルカリ溶液容器１５よりアルカリ容器ポン
プ１６により一定速度で送られるアルカリ溶液を、合流
形成部１７で混合し、電気伝導率計１８に送り続けるこ
とにより、電気伝導率計に付属する記録計上に、電気伝
導率κ0を安定したベースラインとして描かせる。次い
で切替バルブを切り替えることにより酸溶液及びアルカ
リ溶液により各カラムに捕捉したイオンを溶離し、合流
形成部を経由して電気伝導率計に送る。連続的な測定の
場合には、合流形成部として特定の空間部を設けること
なく、陽イオン濃縮カラムからの溶離液の配管と、陰イ
オン濃縮カラムからの溶離液の配管を直接結合して、合
流した液を電気伝導率計に送ることができる。溶離した
イオンが電気伝導率計に送られるにつれ、電気伝導率が
上昇して記録用紙上にピークが描かれ、ふたたびベース
ラインに戻るので、ピーク面積より溶離したイオンの量
を求めることができる。あらかじめ既知量のイオンを含
む試料水を用いて測定を行い、イオン量とピーク面積の
関係を表す検量線を作成しておくことにより、試料水の
中に含まれるイオンの量を容易に求めることができる。
溶離状態を示す系統図である。試料水供給ポンプ８及び
１４により、所定の流速で所定の時間、陽イオン濃縮カ
ラム５及び陰イオン濃縮カラム１１に試料水を送り、試
料水中の陽イオン及び陰イオンをそれぞれのカラムに捕
捉させたのち、切替バルブ６、７、１２及び１３を回転
して図２の状態とする。この状態において、試料水供給
ポンプ８及び１４により送られる試料水は、それぞれ２
個の切替バルブを経由して放流される。酸溶液容器９内
の酸溶液は、酸溶液ポンプ１０により一定速度で送ら
れ、切替バルブ６を経由して陽イオン濃縮カラム５で陽
イオンを溶離し、切替バルブ７を経由して合流形成部１
７へ送られる。アルカリ溶液容器１５内のアルカリ溶液
は、アルカリ溶液ポンプ１６により一定速度で送られ、
切替バルブ１２を経由して陰イオン濃縮カラム１１で陰
イオンを溶離し、切替バルブ１３を経由して合流形成部
１７へ送られる。合流した陽イオン濃縮カラム及び陰イ
オン濃縮カラムからの溶離液の電気伝導率は、回分式に
測定することができ、あるいは、連続的に測定すること
ができる。回分式に測定する場合は、一定量の酸溶液及
びアルカリ溶液により陽イオン及び陰イオンを溶離した
のち、酸溶液及びアルカリ溶液の送液を中止し、合流形
成部に貯留した液を均一に混合して、電気伝導率計１８
へ送り、電気伝導率κ1を測定する。電気伝導率κ1は、
酸溶液及びアルカリ溶液の中和により形成された塩及び
過剰の酸又はアルカリに起因する電気伝導率、並びに試
料水中に存在し陽イオン濃縮カラム及び陰イオン濃縮カ
ラムに捕捉、濃縮され溶離した電解質に起因する電気伝
導率の和である。したがって、κ1−κ0の値が試料水中
に存在した電解質に起因する電気伝導率となるので、こ
の値及び各イオン濃縮カラムに送った試料水の量より、
試料水中の電解質の量を求めることができる。合流した
溶離液の電気伝導率を連続的に測定するには、酸溶液容
器９内より酸溶液ポンプ１０により一定速度で送られる
酸溶液と、アルカリ溶液容器１５よりアルカリ容器ポン
プ１６により一定速度で送られるアルカリ溶液を、合流
形成部１７で混合し、電気伝導率計１８に送り続けるこ
とにより、電気伝導率計に付属する記録計上に、電気伝
導率κ0を安定したベースラインとして描かせる。次い
で切替バルブを切り替えることにより酸溶液及びアルカ
リ溶液により各カラムに捕捉したイオンを溶離し、合流
形成部を経由して電気伝導率計に送る。連続的な測定の
場合には、合流形成部として特定の空間部を設けること
なく、陽イオン濃縮カラムからの溶離液の配管と、陰イ
オン濃縮カラムからの溶離液の配管を直接結合して、合
流した液を電気伝導率計に送ることができる。溶離した
イオンが電気伝導率計に送られるにつれ、電気伝導率が
上昇して記録用紙上にピークが描かれ、ふたたびベース
ラインに戻るので、ピーク面積より溶離したイオンの量
を求めることができる。あらかじめ既知量のイオンを含
む試料水を用いて測定を行い、イオン量とピーク面積の
関係を表す検量線を作成しておくことにより、試料水の
中に含まれるイオンの量を容易に求めることができる。
【０００８】図１及び図２においては、試料水と溶離液
は、各カラムにおいて同一方向に流れる並流方式となっ
ているが、試料水の通水方向と溶離液の通液方向を逆向
きとした向流方式を採用することができる。向流方式に
よれば、各カラムに捕捉したイオンを短時間に溶離し、
排出することができる。本発明の水質モニターにおいて
は、制御装置を設けることができ、例えば、制御盤で、
試料水供給時間、流速の設定、測定開始指示を行い、切
換バルブの操作、検出データの記録、ピーク面積の計
算、標準試料（検量線）との対比、結果の記録、ポンプ
の発停を制御することができる。本発明の水質モニタリ
ング方法においては、試料水中の陽イオン及び陰イオン
をそれぞれの濃縮カラムに試料水を通水することにより
捕捉し、その後切替バルブを切り替えて、陽イオンは酸
溶液、陰イオンはアルカリ溶液を濃縮カラムに通液して
全イオンを溶離する。溶離されたイオンは検出器直前で
合流し、全イオンとして同時に検出する。試料水のイオ
ン濃度が極めて低い場合には、通水量を多く、すなわち
イオンの濃縮量を多くすることにより、数十倍ないし数
百倍に濃縮して、試料水中の極めて低濃度の全イオンを
測定することができる。
は、各カラムにおいて同一方向に流れる並流方式となっ
ているが、試料水の通水方向と溶離液の通液方向を逆向
きとした向流方式を採用することができる。向流方式に
よれば、各カラムに捕捉したイオンを短時間に溶離し、
排出することができる。本発明の水質モニターにおいて
は、制御装置を設けることができ、例えば、制御盤で、
試料水供給時間、流速の設定、測定開始指示を行い、切
換バルブの操作、検出データの記録、ピーク面積の計
算、標準試料（検量線）との対比、結果の記録、ポンプ
の発停を制御することができる。本発明の水質モニタリ
ング方法においては、試料水中の陽イオン及び陰イオン
をそれぞれの濃縮カラムに試料水を通水することにより
捕捉し、その後切替バルブを切り替えて、陽イオンは酸
溶液、陰イオンはアルカリ溶液を濃縮カラムに通液して
全イオンを溶離する。溶離されたイオンは検出器直前で
合流し、全イオンとして同時に検出する。試料水のイオ
ン濃度が極めて低い場合には、通水量を多く、すなわち
イオンの濃縮量を多くすることにより、数十倍ないし数
百倍に濃縮して、試料水中の極めて低濃度の全イオンを
測定することができる。
【０００９】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 図１に示す装置を用いて、電子工業用超純水に塩化ナト
リウムを加えた水について、水質の測定を行った。陽イ
オン濃縮カラム５は、内径３mm×長さ３５mmのガラスカ
ラムに強酸性カチオン交換樹脂０.１６mlを充填したも
のであり、陰イオン濃縮カラム１１は、内径４mm×長さ
５０mmのガラスカラムに強塩基性アニオン交換樹脂０.
４１mlを充填したものである。試料水供給ポンプ８及び
１４は、いずれも送水量４ml／分のプランジャー式定量
ポンプである。酸溶液は２０ｍＭ塩酸であり、アルカリ
溶液は８５ｍＭ水酸化ナトリウム水溶液であり、酸溶液
ポンプ１０及びアルカリ溶液ポンプ１４は、いずれも送
液量１ml／分のプランジャー式定量ポンプである。電気
伝導率計１８は、ダイオネクス(株)製、ＤＸ−１００型
で、温度補償機能を有するものである。切替バルブ６、
７、１２及び１３を図１の状態とし、試料水供給ポンプ
８及び１４により、超純水に塩化ナトリウムが１０ｎｇ
／リットルになるよう加えた水をそれぞれ２５分間、送
水量が各１００mlになるよう陽イオン濃縮カラム５及び
陰イオン濃縮カラム１１に送水した。この間、酸溶液ポ
ンプ１０及びアルカリ溶液ポンプ１６により酸溶液及び
アルカリ溶液を送液し、電気伝導率計により電気伝導率
を測定した。電気伝導率計に付属する記録計の表示は送
液開始５分後には安定し、ベースラインは直線状となっ
た。陽イオン濃縮カラム及び陰イオン濃縮カラムへの送
水量が各１００mlに達したとき、４個の切替バルブを回
転して図２の状態とし、酸溶液及びアルカリ溶液による
ナトリウムイオン及び塩素イオンの溶離を開始した。ほ
どなく電気伝導率計の記録計には電気伝導率の上昇が認
められ、記録用紙にピークが記録されたのち、電気伝導
率の値は再びベースラインの値にもどった。記録計で求
めたピーク面積は、５２６ｎＳ・cm-1・secであった。塩
化ナトリウムの濃度が６０ｎｇ／リットル及び１００ｎ
ｇ／リットルの水を用いて全く同じ試験を繰り返したと
ころ、ピーク面積はそれぞれ６００ｎＳ・cm-1・sec及び
６６０ｎＳ・cm-1・secであった。塩化ナトリウムの濃度
を横軸に、ピーク面積を縦軸にとって、これらのデータ
をプロットしたところ、図３に示すようにほぼ直線とな
った。すなわち、図３は、ピーク面積と塩化ナトリウム
濃度の関係を示すグラフであり、このグラフをもとに検
量線を作成し、試料水中の電解質の量を塩化ナトリウム
に換算して求めることができる。 実施例２ 電子工業用超純水中の電解質の量を測定した。超純水の
水路に試料水供給ポンプ８及び１４をつなぎ、切替バル
ブ６、７、１２及び１３を図１の状態とし、試料水供給
ポンプ８及び１４により、超純水をそれぞれ２５分間、
送水量が各１００mlになるよう陽イオン濃縮カラム５及
び陰イオン濃縮カラム１１に送水した。この間、酸溶液
ポンプ１０及びアルカリ溶液ポンプ１６により酸溶液及
びアルカリ溶液を送液し、電気伝導率計により電気伝導
率を測定した。電気伝導率計に付属する記録計の表示は
安定し、ベースラインは直線状であった。陽イオン濃縮
カラム及び陰イオン濃縮カラムへの送水量が各１００ml
に達したとき、４個の切替バルブを回転して図２の状態
とし、酸溶液及びアルカリ溶液による陽イオン及び陰イ
オンの溶離を開始した。ほどなく電気伝導率計の記録計
には電気伝導率の上昇が認められ、記録用紙にピークが
記録されたのち、電気伝導率の値は再びベースラインの
値にもどった。記録計で求めたピーク面積は、５１０ｎ
Ｓ・cm-1・secであった。この結果から、この電子工業用
超純水の中には塩化ナトリウムに換算して３４０ｎｇ／
リットルに相当する電解質が含まれていることが分かっ
た。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 図１に示す装置を用いて、電子工業用超純水に塩化ナト
リウムを加えた水について、水質の測定を行った。陽イ
オン濃縮カラム５は、内径３mm×長さ３５mmのガラスカ
ラムに強酸性カチオン交換樹脂０.１６mlを充填したも
のであり、陰イオン濃縮カラム１１は、内径４mm×長さ
５０mmのガラスカラムに強塩基性アニオン交換樹脂０.
４１mlを充填したものである。試料水供給ポンプ８及び
１４は、いずれも送水量４ml／分のプランジャー式定量
ポンプである。酸溶液は２０ｍＭ塩酸であり、アルカリ
溶液は８５ｍＭ水酸化ナトリウム水溶液であり、酸溶液
ポンプ１０及びアルカリ溶液ポンプ１４は、いずれも送
液量１ml／分のプランジャー式定量ポンプである。電気
伝導率計１８は、ダイオネクス(株)製、ＤＸ−１００型
で、温度補償機能を有するものである。切替バルブ６、
７、１２及び１３を図１の状態とし、試料水供給ポンプ
８及び１４により、超純水に塩化ナトリウムが１０ｎｇ
／リットルになるよう加えた水をそれぞれ２５分間、送
水量が各１００mlになるよう陽イオン濃縮カラム５及び
陰イオン濃縮カラム１１に送水した。この間、酸溶液ポ
ンプ１０及びアルカリ溶液ポンプ１６により酸溶液及び
アルカリ溶液を送液し、電気伝導率計により電気伝導率
を測定した。電気伝導率計に付属する記録計の表示は送
液開始５分後には安定し、ベースラインは直線状となっ
た。陽イオン濃縮カラム及び陰イオン濃縮カラムへの送
水量が各１００mlに達したとき、４個の切替バルブを回
転して図２の状態とし、酸溶液及びアルカリ溶液による
ナトリウムイオン及び塩素イオンの溶離を開始した。ほ
どなく電気伝導率計の記録計には電気伝導率の上昇が認
められ、記録用紙にピークが記録されたのち、電気伝導
率の値は再びベースラインの値にもどった。記録計で求
めたピーク面積は、５２６ｎＳ・cm-1・secであった。塩
化ナトリウムの濃度が６０ｎｇ／リットル及び１００ｎ
ｇ／リットルの水を用いて全く同じ試験を繰り返したと
ころ、ピーク面積はそれぞれ６００ｎＳ・cm-1・sec及び
６６０ｎＳ・cm-1・secであった。塩化ナトリウムの濃度
を横軸に、ピーク面積を縦軸にとって、これらのデータ
をプロットしたところ、図３に示すようにほぼ直線とな
った。すなわち、図３は、ピーク面積と塩化ナトリウム
濃度の関係を示すグラフであり、このグラフをもとに検
量線を作成し、試料水中の電解質の量を塩化ナトリウム
に換算して求めることができる。 実施例２ 電子工業用超純水中の電解質の量を測定した。超純水の
水路に試料水供給ポンプ８及び１４をつなぎ、切替バル
ブ６、７、１２及び１３を図１の状態とし、試料水供給
ポンプ８及び１４により、超純水をそれぞれ２５分間、
送水量が各１００mlになるよう陽イオン濃縮カラム５及
び陰イオン濃縮カラム１１に送水した。この間、酸溶液
ポンプ１０及びアルカリ溶液ポンプ１６により酸溶液及
びアルカリ溶液を送液し、電気伝導率計により電気伝導
率を測定した。電気伝導率計に付属する記録計の表示は
安定し、ベースラインは直線状であった。陽イオン濃縮
カラム及び陰イオン濃縮カラムへの送水量が各１００ml
に達したとき、４個の切替バルブを回転して図２の状態
とし、酸溶液及びアルカリ溶液による陽イオン及び陰イ
オンの溶離を開始した。ほどなく電気伝導率計の記録計
には電気伝導率の上昇が認められ、記録用紙にピークが
記録されたのち、電気伝導率の値は再びベースラインの
値にもどった。記録計で求めたピーク面積は、５１０ｎ
Ｓ・cm-1・secであった。この結果から、この電子工業用
超純水の中には塩化ナトリウムに換算して３４０ｎｇ／
リットルに相当する電解質が含まれていることが分かっ
た。
【００１０】
【発明の効果】本発明の水質モニター及び水質モニタリ
ング方法によれば、電子工業用超純水のような、従来の
抵抗率計では確認できないほどの、試料水中の極めて低
いイオン濃度を測定することができる。
ング方法によれば、電子工業用超純水のような、従来の
抵抗率計では確認できないほどの、試料水中の極めて低
いイオン濃度を測定することができる。
【図１】図１は、本発明の水質モニターの一態様の系統
図である。
図である。
【図２】図２は、図１に示す水質モニターのイオン溶離
状態を示す系統図である。
状態を示す系統図である。
【図３】図３は、ピーク面積と塩化ナトリウム濃度の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
１ 試料水路 ２ 陽イオン濃縮溶離部 ３ 陰イオン濃縮溶離部 ４ 合流形成測定部 ５ 陽イオン濃縮カラム ６ 切替バルブ ７ 切替バルブ ８ 試料水供給ポンプ ９ 酸溶液容器 １０ 酸溶液ポンプ １１ 陰イオン濃縮カラム １２ 切替バルブ １３ 切替バルブ １４ 試料水供給ポンプ １５ アルカリ溶液容器 １６ アルカリ溶液ポンプ １７ 合流形成部 １８ 電気伝導率計
Claims (2)
- 【請求項１】強酸性カチオン交換樹脂を充填した陽イオ
ン濃縮カラム、強塩基性アニオン交換樹脂を充填した陰
イオン濃縮カラム、各カラムに所定量の試料水を供給す
る試料水供給機構、各カラムに捕捉されたイオンを溶離
するための溶離液供給機構、各カラムに供給する試料水
及び溶離液の切替機構、各カラムからの溶離液が合流す
る合流形成部及び合流液の電気伝導率を測定する電気伝
導率計を有することを特徴とする水質モニター。 - 【請求項２】試料水を強酸性カチオン交換樹脂を充填し
た陽イオン濃縮カラム及び強塩基性アニオン交換樹脂を
充填した陰イオン濃縮カラムに通液して陽イオン及び陰
イオンを捕捉せしめたのち、陽イオン濃縮カラムに酸溶
液を供給して陽イオンを溶離し、陰イオン濃縮カラムに
アルカリ溶液を供給して陰イオンを溶離し、陽イオン溶
離液と陰イオン溶離液の混合液の電気伝導率を測定し、
溶離に用いる酸溶液及びアルカリ溶液の混合液の電気伝
導率との差から試料水中の全電解質量を求めることを特
徴とする水質モニタリング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6332499A JPH08166378A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 水質モニター及び水質モニタリング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6332499A JPH08166378A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 水質モニター及び水質モニタリング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08166378A true JPH08166378A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=18255623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6332499A Pending JPH08166378A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 水質モニター及び水質モニタリング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08166378A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064591A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Nomura Micro Sci Co Ltd | 水中成分定量用サンプリング装置、およびサンプリング方法 |
| CN108996771A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-14 | 西安建筑科技大学 | 一种浓缩提取微污染水体中化学组分的多柱分配装置 |
| WO2022131042A1 (ja) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | 水質測定システム及び水質測定方法 |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP6332499A patent/JPH08166378A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064591A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Nomura Micro Sci Co Ltd | 水中成分定量用サンプリング装置、およびサンプリング方法 |
| CN108996771A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-14 | 西安建筑科技大学 | 一种浓缩提取微污染水体中化学组分的多柱分配装置 |
| WO2022131042A1 (ja) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | 水質測定システム及び水質測定方法 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040128 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040329 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040329 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20040329 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040421 |