JPH11118782A

JPH11118782A - アンモニア性窒素測定装置

Info

Publication number: JPH11118782A
Application number: JP27688197A
Authority: JP
Inventors: Makoto Satoda; 誠里田
Original assignee: DKK Corp
Current assignee: DKK Corp
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】被検液中のアンモニア性窒素濃度を精度良く
測定することができ、しかも連続測定を行うことが可能
であるとともに、装置構成を簡単にすることができるア
ンモニア性窒素測定装置を提供する。【解決手段】被検液流入管６から反応部２に被検液を
導入するとともに、キャリヤ液流入管１４からアンモニ
アガス吸収部１０にキャリヤ液を導入する。そして、反
応部２内の被検液にアルカリ添加手段４からアルカリ溶
液を添加することにより、被検液中に含まれるアンモニ
ウムイオンをアンモニアガスに変換し、このアンモニア
ガスを気体透過膜１２を介してアンモニアガス吸収部１
０のキャリヤ液に吸収させる。アンモニアガスを吸収し
た後のキャリヤ液の導電率を導電率検出手段１８で検出
し、この導電率に基づいて被検液中のアンモニア性窒素
濃度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば河川水中あ
るいは水道水中等のアンモニア性窒素や、大気中あるい
はクリーンルーム内の空気中に含まれるアンモニアガス
の濃度を測定する場合などに好適に使用されるアンモニ
ア性窒素測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アンモニア性窒素の測定方法として、電
極法、吸光光度法及びＦＩＡによる気体透過膜・指示薬
法が一般に知られている。しかし、電極法は、得られる
信号とアンモニア性窒素濃度との関係が対数関係になる
ため測定精度が劣る。吸光光度法は、複数の試薬の添加
機構が必要となるため装置が複雑になるとともに、複数
の試薬を用いるのでランニングコストが高くなる。ま
た、試薬が劣化しやすいので、長期間安定した連続測定
を行うことが困難である。ＦＩＡによる気体透過膜・指
示薬法は、サンプル導入用のインジェクタを用いるので
このインジェクタのメンテナンス作業がどうしても必要
になる。

【０００３】これに対し、被検液中に含まれるアンモニ
ウムイオンをアルカリと反応させてアンモニアガスに変
換し、このアンモニアガスを酸溶液からなる反応液に吸
収させるとともに、アンモニアガスの吸収前後における
反応液の導電率変化を検出することにより、被検液中の
アンモニア性窒素濃度を求める方法が提案されている
（特公昭６１−５３６６１）。

【０００４】特公昭６１−５３６６１に示されたアンモ
ニア性窒素の測定方法は、例えば図８に示す装置を用い
て実施する。図８の装置において、１はキャリヤガス流
入口、２は空気ポンプ、３は流量調整弁、４は流量計、
５はストリッパ、６は密閉蓋、７はキャリヤガス流入
管、８は被検液注入管、９はゴム栓、１０はガス流出
管、１１は恒温槽、１２はミストキャッチャ、１３は保
温用ヒータ、１４は比較セル、１５は測定セル、１６は
反応液タンク、１７は送液ポンプ、１８はキャリヤガス
排出管、１９は反応液排出管、２０は導電率検出回路、
２１は記録計を示す。ストリッパ５内にはアルカリ溶液
（水酸化ナトリウム水溶液）が注入され、比較セル１４
及び測定セル１５にはそれぞれ導電率測定用電極が配設
され、反応液タンク１６内には反応液として酸溶液（硫
酸溶液又は塩酸溶液）が注入されている。

【０００５】図８の装置では、送液ポンプ１７によって
反応液タンク１６内の反応液を比較セル１４及び測定セ
ル１５を介して反応液排出管１９から排出せしめるとと
もに、空気ポンプ２によってキャリヤガス流入口１から
キャリヤガス流入管７内にキャリヤガスを流入せしめ
る。また、アンモニア性窒素を含む被検液をマイクロシ
リンジ等を用いて被検液注入管８からストリッパ５内に
注入する。これにより、被検液中のアンモニウムイオン
がアルカリと反応してアンモニアガスに変換され、この
アンモニアガスがキャリヤガス流入管７からストリッパ
５内に流入するキャリヤガスと共にキャリヤガス流出管
１０から流出し、測定セル１５に流入する。

【０００６】このとき、反応液タンク１６からの反応液
は送液ポンプ１７を介して比較セル１４を通り、次いで
測定セル１５を通って反応液排出管１９から排出せしめ
られるので、キャリヤガス及びアンモニアガスの混合ガ
スは比較セル１４内に流入することなく測定セル１５に
のみ流入し、その流入過程においてアンモニアガスが反
応液に吸収され、アンモニウムイオンに変換される。

【０００７】したがって、比較セル１４によってアンモ
ニアガスを吸収する前の反応液の導電率が検出され、測
定セル１５によってアンモニアガス吸収後の反応液の導
電率が検出されることとなるから、アンモニアガスの吸
収前後における反応液の導電率の比又は差を検出回路２
０において検出すれば、その比又は差に基づいて被検液
中のアンモニア性窒素濃度を求めることができる。

【０００８】上述したアンモニア性窒素の測定方法は、
アンモニウムイオンとアルカリとの反応によって生じた
アンモニアガスをキャリヤガスによって強制的に流出分
離せしめるので、分析所要時間を短縮することができる
とともに、アンモニアガスの吸収前後における反応液の
導電率変化とアンモニア性窒素濃度との関係がリニア特
性となるので、アンモニア性窒素濃度を精度良く測定で
きるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した特公
昭６１−５３６６１に示されたアンモニア性窒素の測定
方法には、次のような欠点があった。すなわち、アンモ
ニア性窒素を含む被検液を被検液注入管８から容量に限
界のあるストリッパ５内に注入して測定を行う方式であ
るため、分析所要時間を短縮することはできても、連続
測定を行うことができなかった。また、アンモニアガス
の吸収前後における反応液の導電率変化を検出する方式
であるため、導電率測定セルが２つ必要となり、しかも
キャリヤガスとして不活性ガス又は清浄空気を用いるた
め、これらを充填したボンベを設置する必要があり、さ
らにアンモニアガスをキャリヤガスによって強制的に流
出分離せしめる方式であるため、被検液にアルカリ溶液
を添加するのに密閉容器であるストリッパ５が必要とな
る。したがって、これらの点で装置構成が複雑になるも
のであった。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、被検液中のアンモニア性窒素濃度を精度良く測定す
ることができ、しかも連続測定を行うことが可能である
とともに、装置構成を簡単にすることができるアンモニ
ア性窒素測定装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、被検液にアルカリ溶液を添加して被検液中
に含まれるアンモニウムイオンをアンモニアガスに変換
し、このアンモニアガスを気体透過膜を介してキャリヤ
液に吸収させるとともに、アンモニアガスを吸収した後
のキャリヤ液の導電率を検出し、該導電率に基づいて被
検液中のアンモニア性窒素濃度を求めることを特徴とす
るアンモニア性窒素測定装置を提供する。

【００１２】本発明のアンモニア性窒素測定装置を概念
的に示すと、例えば図１のようになる。図１において、
２は反応部、４は反応部２に接続されたアルカリ添加手
段、６及び８はそれぞれ反応部２に接続された被検液流
入管及び被検液流出管、１０はアンモニアガス吸収部、
１２は反応部２とアンモニアガス吸収部１０とを仕切る
気体透過膜、１４及び１６はそれぞれアンモニアガス吸
収部１２に接続されたキャリヤ液流入管及びキャリヤ液
流出管、１８はキャリヤ液流出管１６に接続された導電
率検出手段を示す。

【００１３】本発明のアンモニア性窒素測定装置は、被
検液流入管６から反応部２に被検液を導入し、この被検
液を被検液流出管８から流出させるとともに、キャリヤ
液流入管１４からアンモニアガス吸収部１０にキャリヤ
液を導入し、このキャリヤ液をキャリヤ液流出管１６か
ら流出させる。そして、反応部２内の被検液にアルカリ
添加手段４からアルカリ溶液を添加することにより、被
検液中に含まれるアンモニウムイオンをアンモニアガス
に変換し、さらにこのアンモニアガスを気体透過膜１２
を介してアンモニアガス吸収部１０のキャリヤ液に吸収
させるとともに、アンモニアガスを吸収した後のキャリ
ヤ液の導電率を導電率検出手段１８で検出し、この導電
率に基づいて被検液中のアンモニア性窒素濃度を求める
ものである。

【００１４】本発明のアンモニア性窒素測定装置では、
アンモニアガスを吸収した後のキャリヤ液の導電率と、
被検液中のアンモニア性窒素濃度との関係がリニア特性
（直線関係）となるので、アンモニア性窒素濃度を精度
良く測定できる。また、反応部２への被検液の流入及び
その流出、アンモニアガス吸収部１０へのキャリヤ液の
流入及びその流出並びに反応部２の被検液へのアルカリ
溶液の添加をそれぞれ連続的に行うことにより、被検液
中のアンモニア性窒素濃度を連続的に測定することがで
きる。しかも、アンモニアガス吸収後におけるキャリヤ
液の導電率を検出する方式であるため導電率測定セルは
１つでよく、不活性ガス又は清浄空気といったキャリヤ
ガスを使用しないためこれらを充填したボンベを設置す
る必要がなく、被検液にアルカリ溶液を添加する反応部
２は密閉室にする必要がないので、装置構成が簡単にな
るものである。

【００１５】以下、本発明につきさらに詳しく説明す
る。本発明装置において被検液に添加するアルカリ溶液
の種類に限定はないが、例えば水酸化ナトリウム水溶液
又は水酸化カリウム水溶液を好適に用いることができ
る。被検液へのアルカリ溶液の添加量は、被検液中のア
ンモニウムイオンをアンモニアガスに変換できる量であ
ればよい。

【００１６】気体透過膜の材質としては、例えばポリフ
ルオロエチレン、シリコーンゴム等を挙げることができ
る。また、気体透過膜としては、二重管状、コイル管
状、平膜状等の任意形状のものを用いることができる。

【００１７】キャリヤ液の種類に必ずしも制限はない
が、酸溶液又は純水を用いることが好ましく、特にキャ
リヤ液にアンモニアガスが溶解されやすい点で酸溶液を
好適に用いることができる。すなわち、キャリヤ液とし
て酸溶液を用いた場合、キャリヤ液中にＨ⁺が過剰に存
在しているので、下記式ＮＨ³ ＋Ｈ⁺ → ＮＨ⁴⁺ … に示すアンモニアガスのアンモニウムイオンへの変換反
応が良好に進行し、そのためキャリヤ液にアンモニアガ
スが溶解されやすい。酸溶液としては、例えば塩酸水溶
液、硫酸水溶液、硝酸水溶液が挙げられる。また、酸溶
液の酸濃度は被検液中のアンモニア性窒素濃度に応じて
設定すればよい。

【００１８】これに対し、キャリヤ液として純水を用い
た場合には、キャリヤ液中にＨ⁺が過剰には存在してお
らず、下記式Ｈ₂Ｏ → Ｈ⁺ ＋ＯＨ^- … の反応で生じたＨ⁺によって式の反応が進むので、酸
溶液を用いた場合と較べてキャリヤ液にアンモニアガス
が溶解されにくい。ただし、キャリヤ液に純水を使用し
た場合には、試薬の種類が減少するというメリットが得
られる。

【００１９】アンモニアガスを吸収した後のキャリヤ液
の導電率の検出には、公知の導電率計を用いることがで
きる。この場合、キャリヤ液として酸溶液を用いたとき
には、Ｈ⁺による導電率とＮＨ⁴⁺による導電率との差が
検出されるため、キャリヤ液中のアンモニウムイオン濃
度が高くなるほど導電率は低くなる。一方、キャリヤ液
として純水を用いたときには、ＮＨ⁴⁺及びＯＨ^-による
導電率が検出されるため、キャリヤ液中のアンモニウム
イオン濃度が高くなるほど導電率は高くなる。

【００２０】本発明装置では、被検液へのアルカリ溶液
の添加を停止した状態でキャリヤ液の導電率を検出する
ことにより、この導電率に基づいてゼロ校正を行うこと
ができる。すなわち、被検液へのアルカリ溶液の添加を
中止した後、反応槽２内の被検液が入れ替わると、被検
液中に含まれるアンモニウムイオンがアンモニアガスに
変換されなくなるため、アンモニウムイオンがゼロの場
合の導電率を検出することができる。したがって、この
信号に基づいてゼロ校正を行うことができる。このゼロ
校正手段によれば、設備を付加することなく、連続測定
を行っている途中で適宜ゼロ校正を行うことが可能とな
る。

【００２１】また、本発明装置では、被検液に酸溶液を
添加して被検液のｐＨを中性付近以下にした状態でキャ
リヤ液の導電率を検出することにより、この導電率に基
づいてゼロ校正を行うことができる。すなわち、被検液
に酸溶液を添加して被検液のｐＨを中性付近以下にする
と、被検液中に含まれるアンモニウムイオンがアンモニ
アガスに変換されなくなるため、アンモニウムイオンが
ゼロの場合の導電率を検出することができる。したがっ
て、この信号に基づいてゼロ校正を行うことができる。
この場合、被検液に添加する酸溶液としては、例えば塩
酸水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液を挙げることができ
る。また、装置構成としては、例えば図１に示すよう
に、反応部２に酸添加手段２０を接続してこの酸添加手
段２０から反応部２の被検液に酸溶液を添加する構成を
採ることができる。なお、被検液への酸溶液の添加は、
被検液にアルカリ溶液を添加している状態で行ってもよ
く、被検液へのアルカリ溶液の添加を停止した後に行っ
てもよいが、いずれにしても、被検液のｐＨをアンモニ
ウムイオンがアンモニアガスに変換されなくなるｐＨに
することが必要である。このゼロ校正手段によれば、連
続測定を行っている途中で適宜ゼロ校正を行うことが可
能となる。この場合、被検液が置き換わる必要がないの
で、迅速にゼロ校正を行うことができる。

【００２２】さらに、本発明装置では、アンモニアガス
を吸収する前と後とのキャリヤ液の導電率の差を検出
し、該導電率の差に基づいて被検液中のアンモニア性窒
素濃度を求めることができる。すなわち、アンモニアガ
ス吸収前のキャリヤ液の導電率を検出すれば、アンモニ
ウムイオンがゼロの場合の導電率を得ることができる。
したがって、この値をゼロ値として常時測定を行うこと
ができるので、ゼロ校正を特に行うことなく連続測定を
行うことが可能となる。この場合、装置構成としては、
例えば図１に示すように、キャリヤ液流入管１４に導電
率検出手段２２を接続し、この導電率検出手段２２によ
ってアンモニアガス吸収前のキャリヤ液の導電率を検出
する構成を採ることができる。

【００２３】本発明装置では、被検液に代えて標準液に
アルカリ溶液を添加して標準液中に含まれるアンモニウ
ムイオンをアンモニアガスに変換し、このアンモニアガ
スを気体透過膜を介してキャリヤ液に吸収させるととも
に、アンモニアガスを吸収した後のキャリヤ液の導電率
を検出することにより、この導電率に基づいてスパン校
正を行うことができる。この場合、装置構成としては、
例えば図１に示すように、反応部２に被検液と切り替え
て標準液を導入する標準液導入手段２４を設ける構成を
採ることができる。

【００２４】また、本発明装置では、被検液にアルカリ
溶液と共に高濃度標準液を添加して高濃度標準液を添加
した被検液中に含まれるアンモニウムイオンをアンモニ
アガスに変換し、このアンモニアガスを気体透過膜を介
してキャリヤ液に吸収させるとともに、アンモニアガス
を吸収した後のキャリヤ液の導電率を検出することによ
り、この導電率に基づいてスパン校正を行うことができ
る。すなわち、被検液に高濃度標準液を添加することに
よって生じる導電率の変化に基づいてスパン校正を行う
ことができる。この場合、装置構成としては、例えば図
１に示すように、反応部２の被検液に高濃度標準液を添
加する高濃度標準液添加手段２６を設ける構成を採るこ
とができる。このスパン校正手段では、汚れ等による気
体透過膜の透過率変化を補正することができる。

【００２５】本発明装置で測定を行う被検液としては、
例えば、河川水あるいは水道水等のアンモニウムイオン
を含む可能性のある液体試料や、大気あるいはクリーン
ルーム内の空気等のアンモニアガスを含む可能性のある
気体試料を吸収液に溶解してなる溶液等が挙げられる。
この場合、気体試料を溶解する吸収液としては、酸溶液
又は純水を用いることが好ましい。特に、吸収効率の向
上や吸収時間の短縮等の観点から酸溶液を好適に用いる
ことができる。酸溶液としては、例えば塩酸水溶液、硫
酸水溶液、硝酸水溶液、ほう酸水溶液等が挙げられる。

【００２６】本発明装置では、被検液とアルカリ溶液と
が十分に混合されないと、導電率測定手段の指示値が下
がって測定精度が低下することがある。被検液とアルカ
リ溶液とが十分に混合するためには、アルカリ溶液を添
加した被検液を撹拌する手段を好適に採用することがで
きるが、被検液に十分な流速があり、被検液の流速によ
って被検液とアルカリ溶液とが十分に混合されるときに
は、被検液を撹拌する必要はない。

【００２７】本発明装置では、前述したアルカリ添加手
段による被検液へのアルカリ溶液の添加と、酸添加手段
による被検液への酸溶液の添加とを交互に行うことによ
り、ＦＩＡのインジェクタによって試料を導入するのと
同様の作用効果を得ることができる。すなわち、上記ア
ルカリ溶液の添加と酸溶液の添加とを短時間間隔で交互
に行い、被検液のｐＨを急激に上げることにより、あた
かもインジェクタで試料をインジェクトしたようなピー
クが得られる。これにより、さらに迅速な測定が可能と
なる。

【００２８】

【発明の実施の形態】第１実施形態例図２は本発明に係るアンモニア性窒素測定装置の第１実
施形態例を示す概略図である。図２において、４０は内
部が前記反応部２を構成する反応槽、６及び８はそれぞ
れ反応槽４０に接続された被検液流入管及び被検液流出
管、４は反応槽４０に接続されたアルカリ添加手段を示
す。アルカリ添加手段４は、アルカリ溶液貯槽４２と、
アルカリ溶液貯槽４２に接続された注入管４４と、注入
管４４に介装されたバルブ４６とを備え、バルブ４６を
開くことによりアルカリ溶液貯槽４２内のアルカリ溶液
を重力によって反応槽４０内の被検液に添加するもので
ある。図中１２は反応槽４０内に設置されたコイル管状
の気体透過膜を示す。気体透過膜１２は、その内部が前
記アンモニアガス吸収部１０を構成している。気体透過
膜１２の流入端にはキャリヤ液貯槽４８に接続されたキ
ャリヤ液流入管１４の流出端が接続され、気体透過膜１
２の流出端にはキャリヤ液流出管１６が接続されてお
り、キャリヤ液貯槽４８内のキャリヤ液が重力によって
一定流量でキャリヤ液流入管１４、気体透過膜１２の内
部を順次通ってキャリヤ液流出管１６から流出するよう
になっている。図中１８はキャリヤ液流出管１６に接続
された導電率検出手段、５０は導電率検出手段に接続さ
れた演算・表示手段、５２は反応槽４０に付設された攪
拌装置を示す。また、本装置では被検液流入管６に切替
バルブ５４が介装されているとともに、この切替バルブ
５４が流入管５６を介して標準液貯槽５８と接続され、
これら切替バルブ５４、流入管５６及び標準液貯槽５８
によって標準液導入手段２４が構成されている。そし
て、切替バルブ５４の切替動作により反応槽４０内に被
検液と切り替えて標準液を導入できるようになってい
る。

【００２９】本例の装置によるアンモニア性窒素濃度の
測定は、次のように行う。すなわち、被検液流入管６か
ら反応槽４０内（反応部）に被検液を連続的に導入し、
この被検液を被検液流出管８から連続的に流出させると
ともに、キャリヤ液流入管１４から気体透過膜１２内
（アンモニアガス吸収部）にキャリヤ液を連続的に導入
し、このキャリヤ液をキャリヤ液流出管１６から連続的
に流出させる。また、撹拌装置５２によって反応槽４０
内の被検液を撹拌する。そして、反応槽４０内の被検液
にアルカリ添加手段４からアルカリ溶液を連続的に添加
することにより、被検液中に含まれるアンモニウムイオ
ンをアンモニアガスに変換し、さらにこのアンモニアガ
スを気体透過膜１２内のキャリヤ液に吸収させるととも
に、アンモニアガスを吸収した後のキャリヤ液の導電率
を導電率検出手段１８で検出し、この導電率に基づいて
被検液中のアンモニア性窒素濃度を求める。なお、本装
置においてキャリヤ液の流量が変動すると、導電率検出
手段１８の指示値が変動するが、かかるキャリヤ液流量
が変動に対しては、キャリヤ液貯槽４８を扁平な形状に
する、スパン校正（後述）を行う、キャリヤ液の送液を
ポンプで行う、といった対策を採ることができる。

【００３０】本例の装置のゼロ校正は、次のように行
う。すなわち、上記測定状態において、バルブ４６を閉
じて反応槽４０内の被検液へのアルカリ溶液の添加を停
止する。そして、反応槽４０内の被検液が置換された後
にキャリヤ液の導電率を導電率検出手段１８で検出し、
得られた導電率に基づいてゼロ校正を行う。

【００３１】本例の装置のスパン校正は、次のように行
う。すなわち、上記測定状態において、切替バルブ５４
を切り替えて標準液導入手段２４によって反応槽４０内
に標準液を導入し、この標準液を被検液流出管８から流
出させて反応槽４０内を標準液で置換する。そして、キ
ャリヤ液の導電率を導電率検出手段１８で検出し、得ら
れた導電率に基づいてスパン校正を行う。

【００３２】第２実施形態例図３は本発明に係るアンモニア性窒素測定装置の第２実
施形態例を示す概略図である。本例の装置は、図２の装
置において、標準液添加手段２４を取り外す一方、高濃
度標準液添加手段２６を設けたものである。その他の点
は図２の装置と同じであるため、図３において図２の装
置と同一構成の部分には同一参照符号を付してその説明
を省略する。

【００３３】高濃度標準液添加手段２６は、高濃度標準
液貯槽６０と、高濃度標準液貯槽６０に接続された注入
管６２と、注入管６２に介装されたバルブ６４とを備
え、バルブ６４を開くことにより高濃度標準液貯槽６０
内の高濃度標準液を重力によって反応槽４０内の被検液
に添加するものである。

【００３４】本例の装置によるアンモニア性窒素濃度の
測定及び本例の装置のゼロ校正は、図２の装置と同様に
して行う。また、本例の装置のスパン校正は、次のよう
に行う。すなわち、上記測定状態において、被検液流入
管６からの反応槽４０内への被検液の導入を停止し、こ
の状態でバルブ６４を開いて高濃度標準液添加手段２６
により一定量の高濃度標準液を反応槽４０内の被検液に
添加する。そして、キャリヤ液の導電率を導電率検出手
段１８で検出し、得られた導電率に基づいてスパン校正
を行う。

【００３５】上述した実施形態例１及び２の装置では、
例えば下記測定条件を採用することができる。・反応槽容量：２０〜５０ｍＬ・被検液流量：１００〜２００ｍＬ／分・アルカリ溶液濃度：１〜１０ｍｏｌ／Ｌ・アルカリ溶液流量：０．１〜０．５ｍＬ／分・キャリヤ液（酸溶液）濃度：キャリヤ液に酸溶液を用
いるときは、キャリヤ液の酸濃度は、被検液中のＮＨ₃
を中和できる濃度より高い濃度とする。例えば、気体透
過膜を透過してきたＮＨ₃が５ｐｐｍ以下のときには、
塩酸水溶液であれば１ｍｍｏｌ／Ｌとする。・キャリヤ液流量：０．５〜１．５ｍＬ／分

【００３６】実施形態例１及び２の装置は、下記の利点
を有する。（１）アンモニアガスを吸収した後のキャリヤ液の導電
率と、被検液中のアンモニア性窒素濃度との関係がリニ
ア特性となるので、アンモニア性窒素濃度を精度良く測
定できる。（２）アルカリ溶液、キャリヤ液、標準液及び高濃度標
準液を重力によって送液するので、ポンプが不要とな
る。この場合、流量モニター及びバルブを用いて流量調
整を行ってもよい。ただし、これらはポンプを用いて送
液してもよいことは勿論である。（３）アルカリ溶液や酸溶液は、水酸化ナトリウムや塩
酸等を用いて簡単かつ安価に調製できる。また、これら
の溶液は劣化しにくいため、長期間安定して使用するこ
とができる。（４）連続測定方式であるので、ＦＩＡで用いるような
サンプル導入用インジェクタが不要となり、メンテナン
ス性が向上する。

【００３７】なお、実施形態例１及び２の装置におい
て、被検液の流速によって被検液とアルカリ溶液とが十
分に混合される場合には、撹拌装置を省略してもよい。
また、反応槽への被検液の導入は、被検液の圧力を利用
して行ってもよく、ポンプを用いて行ってもよい。この
場合、被検液の圧力を調整するための減圧弁、ヘッドタ
ンク等を設けてもよい。

【００３８】第３実施形態例図４は本発明に係るアンモニア性窒素測定装置の第３実
施形態例を示す概略図である。本例の装置は、図２の装
置において、被検液流入管６、被検液流出管８及び標準
液添加手段２４を取り外す一方、それぞれ反応槽４０に
接続された気体試料流入管７０、気体試料流出管７２、
吸収液導入手段７４及び吸収液排出管７６を設けたもの
である。その他の点は図２の装置と同じであるため、図
４において図２の装置と同一構成の部分には同一参照符
号を付してその説明を省略する。

【００３９】吸収液導入手段７４は、吸収液貯槽７８
と、吸収液貯槽７８に接続された注入管８０とを備え、
吸収液貯槽７８内の吸収液を重力によって反応槽４０内
に導入するものである。気体試料流入管７０はポンプ８
２が介装されたもので、ポンプ８２の作動によって反応
槽４０内の吸収液にバブリングによって気体試料を溶解
させるものである。気体試料流出管７２は、溶解されな
かった気体試料を排出するものである。吸収液排出管７
６はバルブ８４が介装されたもので、バルブ８４を開く
ことにより反応槽４０内の吸収液を排出するものであ
る。気体試料の流量は、通常１００ｍＬ／分〜２リット
ル／分程度とすればよい。また、吸収液として酸溶液を
用いる場合、酸溶液の酸濃度は、通常１〜１０ｍｍｏｌ
／Ｌ程度とすればよい。

【００４０】本例の装置によるアンモニア性窒素濃度の
測定は、次のように行う。すなわち、バルブ８４を閉じ
た状態で吸収液導入手段７４により反応槽４０内に吸収
液を一定量導入する。次に、気体試料流入管７０から反
応槽４０内の吸収液に気体試料を適当な時間バブリング
することにより、気体試料を吸収液に溶解させて被検液
を得るとともに、キャリヤ液流入管１４から気体透過膜
１２内にキャリヤ液を導入し、このキャリヤ液をキャリ
ヤ液流出管１６から流出させる。そして、反応槽４０内
の被検液にアルカリ添加手段４からアルカリ溶液を添加
することにより、被検液中に含まれるアンモニウムイオ
ンをアンモニアガスに変換し、さらにこのアンモニアガ
スを気体透過膜１２内のキャリヤ液に吸収させるととも
に、アンモニアガスを吸収した後のキャリヤ液の導電率
を導電率検出手段１８で検出し、この導電率に基づいて
被検液中のアンモニア性窒素濃度を求める。反応槽４０
内の吸収液は、１回の測定終了後にバルブ８４を開いて
吸収液排出管７６から排出する。

【００４１】

【実施例】実験１図２に示した装置を用い、被検液としてアンモニア性窒
素濃度が異なる５種の標準液、アルカリ溶液として水酸
化ナトリウム水溶液、キャリヤ液として塩酸水溶液を用
い、前記手順で被検液中のアンモニア性窒素濃度を測定
することにより、被検液中のアンモニア性窒素濃度と導
電率との関係を調べた。測定条件は下記の通りとした。
結果を図５に示す。・反応槽容量：５０ｍＬ・被検液流量：１００ｍＬ／分・アルカリ溶液濃度：１０ｍｏｌ／Ｌ・アルカリ溶液流量：０．１ｍＬ／分・キャリヤ液濃度：１ｍｍｏｌ／Ｌ・キャリヤ液流量：１．３３ｍＬ／分

【００４２】実験２図２に示した装置を用い、被検液としてアンモニア性窒
素濃度が異なる５種の標準液、アルカリ溶液として水酸
化ナトリウム水溶液、キャリヤ液として純水を用い、前
記手順で被検液中のアンモニア性窒素濃度を測定するこ
とにより、被検液中のアンモニア性窒素濃度と導電率と
の関係を調べた。測定条件は下記の通りとした。結果を
図６に示す。・反応槽容量：５０ｍＬ・被検液流量：１００ｍＬ／分・アルカリ溶液濃度：１０ｍｏｌ／Ｌ・アルカリ溶液流量：０．１ｍＬ／分・キャリヤ液流量：０．５６ｍＬ／分

【００４３】実験３図２に示した装置を用い、被検液として標準液、アルカ
リ溶液として水酸化ナトリウム水溶液、キャリヤ液とし
て塩酸水溶液を用い、前記手順で被検液中のアンモニア
性窒素濃度を測定した。この場合、キャリヤ液の流量を
変えてキャリヤ液流量と導電率との関係を調べた。測定
条件は下記の通りとした。結果を図７に示す。・反応槽容量：５０ｍＬ・被検液のアンモニア性窒素濃度：１０００ｐｐｂ・被検液流量：１００ｍＬ／分・アルカリ溶液濃度：１０ｍｏｌ／Ｌ・アルカリ溶液流量：０．１ｍＬ／分・キャリヤ液濃度：１ｍｍｏｌ／Ｌ

【００４４】図５及び図６より、キャリヤ液として酸溶
液を用いると、優れた直線性が得られることが分かる。
図７より、キャリヤ液の流量は０．５〜１．５ｍＬ／分
程度が適当であり、キャリヤ液の流量があまり大きいと
感度が低下することが分かる。

【００４５】

【発明の効果】本発明のアンモニア性窒素測定装置は、
被検液中のアンモニア性窒素濃度を精度良く測定するこ
とができ、しかも連続測定を行うことが可能であるとと
もに、装置構成を簡単にすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンモニア性窒素測定装置を概念的に
示す図である。

【図２】本発明に係るアンモニア性窒素測定装置の第１
実施形態例を示す概略図である。

【図３】本発明に係るアンモニア性窒素測定装置の第２
実施形態例を示す概略図である。

【図４】本発明に係るアンモニア性窒素測定装置の第３
実施形態例を示す概略図である。

【図５】アンモニア性窒素濃度と導電率との関係の一例
を示すグラフである。

【図６】アンモニア性窒素濃度と導電率との関係の一例
を示すグラフである。

【図７】キャリヤ液流量と導電率との関係の一例を示す
グラフである。

【図８】従来のアンモニア性窒素測定装置の一例を示す
概略図である。

【符号の説明】

２反応部４アルカリ添加手段６被検液流入管８被検液流出管１０アンモニアガス吸収部１２気体透過膜１４キャリヤ液流入管１６キャリヤ液流出管１８導電率検出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検液にアルカリ溶液を添加して被検液
中に含まれるアンモニウムイオンをアンモニアガスに変
換し、このアンモニアガスを気体透過膜を介してキャリ
ヤ液に吸収させるとともに、アンモニアガスを吸収した
後のキャリヤ液の導電率を検出し、該導電率に基づいて
被検液中のアンモニア性窒素濃度を求めることを特徴と
するアンモニア性窒素測定装置。
【請求項２】キャリヤ液として酸溶液を用いる請求項
１に記載のアンモニア性窒素測定装置。
【請求項３】被検液へのアルカリ溶液の添加を停止し
た状態でキャリヤ液の導電率を検出し、該導電率に基づ
いてゼロ校正を行う請求項１又は２に記載のアンモニア
性窒素測定装置。
【請求項４】被検液に酸溶液を添加して被検液のｐＨ
を中性付近以下にした状態でキャリヤ液の導電率を検出
し、該導電率に基づいてゼロ校正を行う請求項１又は２
に記載のアンモニア性窒素測定装置。
【請求項５】被検液にアルカリ溶液を添加して被検液
中に含まれるアンモニウムイオンをアンモニアガスに変
換し、このアンモニアガスを気体透過膜を介してキャリ
ヤ液に吸収させるとともに、アンモニアガスを吸収する
前及び後のキャリヤ液の導電率をそれぞれ検出し、これ
らの導電率の差に基づいて被検液中のアンモニア性窒素
濃度を求めることを特徴とするアンモニア性窒素測定装
置。
【請求項６】被検液としてアンモニアガスを含む気体
試料を吸収液に溶解してなる溶液を用いる請求項１〜５
のいずれか１項に記載のアンモニア性窒素測定装置。