JPH11241997A - Measuring device ion concentration in water - Google Patents

Measuring device ion concentration in water

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JPH11241997A
JPH11241997A JP4303298A JP4303298A JPH11241997A JP H11241997 A JPH11241997 A JP H11241997A JP 4303298 A JP4303298 A JP 4303298A JP 4303298 A JP4303298 A JP 4303298A JP H11241997 A JPH11241997 A JP H11241997A
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Masao Fujio
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inject different reaction reagents to the form of an ion to be measured to a sample solution without being mutually mixed in switching of measurement mode, and to enhance the responsiveness to improve the measuring precision and efficiency. SOLUTION: This device has, an 'ammonia measuring pretreatment device unit 20', a 'nitrous acid measuring pretreatment device unit 30', and a 'nitric acid measuring pretreatment device unit each separately formed, having' as essential components, a sample solution injection port 1 to a passage capillary 2 in which a sample solution flows, a reagent solution injection port 3, a clean air injection port 5, a mixer 6, an evaporating separator 7 and each driving pump. The connection of either one of the units with a detector 10 is switched by a selector valve 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は上水とか下水等の水
中に含有されている3態窒素であるアンモニウムイオン
(NH4 +)、亜硝酸イオン(NO2 -)、硝酸イオン(N
3 -)の濃度をフローインジェクション分析法の原理と
化学発光法を用いて高感度,短時間で測定するイオン濃
度計測装置に関するものである。
The present invention relates is a 3 nitrogen contained in the water, such as tap water Toka sewage ammonium ion (NH 4 +), nitrite (NO 2 -), nitrate ion (N
The present invention relates to an ion concentration measurement device for measuring the concentration of O 3 ) in a short time with high sensitivity using the principle of flow injection analysis and chemiluminescence.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に河川とか湖沼の水中に存在する前
記3態窒素を低濃度まで測定分析する方法としては、イ
オンクロマトグラフ法,比色法,中和滴定法,イオン電
極法が従来から用いられている。
2. Description of the Related Art In general, ion chromatography, colorimetry, neutralization titration, and ion electrode method have been used as methods for measuring and analyzing the above-mentioned tri-state nitrogen present in water of rivers and lakes to a low concentration. Have been.

【0003】この中で機器分析に分類されるイオンクロ
マトグラフ法は、イオン交換カラムを用いた高速液体ク
ロマトグラフの一種であり、無機陰イオンや陽イオンの
系統分析用として開発されたものであって、従来から分
析に難点のあったF-,Cl-,Br-,NO2 -,N
3 -,SO3 2-,SO4 2-,PO4 3-等の無機陰イオンを
定量することができる。分析は陰イオン交換樹脂粒子を
充填した分離カラムの上端に試料溶液を注入すると、陰
イオンはイオン結合によってカラムに吸着する。次に導
電率検出器にほとんど検出されない競合陰イオンを含む
溶離液を流すと、各陰イオンは競合イオンと競合して夫
々特有の移動度でカラムから溶出するので、溶離液中の
陰イオン濃度を定量することができる。
[0003] Among them, ion chromatography, which is classified as instrumental analysis, is a type of high-performance liquid chromatography using an ion exchange column and has been developed for systematic analysis of inorganic anions and cations. Te, made the difficulties in analyzing the conventional F -, Cl -, Br - , NO 2 -, N
Inorganic anions such as O 3 , SO 3 2− , SO 4 2− , and PO 4 3− can be quantified. In the analysis, when a sample solution is injected into the upper end of a separation column filled with anion exchange resin particles, anions are adsorbed to the column by ionic bonds. Next, when an eluent containing a competing anion that is hardly detected is passed through the conductivity detector, each anion competes with the competing ion and elutes from the column with a specific mobility. Can be determined.

【0004】イオンクロマトグラフ法は導電率検出器を
用いて前記アンモニウムイオンを数ppmから数十pp
mレベルの濃度まで測定可能であり、測定時間は試料の
導入後、数分から10分程度を必要とする。定量範囲は
0.1〜30(mg/l)と比較的高濃度である。
[0004] In the ion chromatography method, the ammonium ion is converted from several ppm to several tens pp using a conductivity detector.
The measurement can be performed up to the m-level concentration, and the measurement time requires several minutes to about 10 minutes after the introduction of the sample. The quantification range is a relatively high concentration of 0.1 to 30 (mg / l).

【0005】このイオンクロマトグラフ法の場合は定量
範囲が比較的低濃度まで可能であるが、前処理とか検量
線作成時間を除く測定時間が数分から10分程度とかな
り長時間を必要とする上、検水中に懸濁物質(水中の濁
質成分等)とか有機成分等が存在すると測定の妨害とな
るため、プレフィルタ等を用いて前処理する必要があ
る。更に水道水を除く河川水とか湖沼水、下水処理水な
どの検水は、汚れに対する対応が十分とれないことに起
因して連続測定は困難である。
[0005] In the case of this ion chromatograph method, the quantitative range can be relatively low, but the measurement time excluding the pretreatment and the time for preparing the calibration curve requires a considerably long time of several minutes to 10 minutes. The presence of a suspended substance (such as a turbid component in water) or an organic component in the test water interferes with the measurement, and thus requires pretreatment using a prefilter or the like. In addition, continuous measurement of river water, lake marsh water, sewage treatment water, and the like except tap water is difficult due to insufficient response to dirt.

【0006】陽イオンと陰イオンのイオン交換カラムを
取り付けて流路の切り換えによって陽イオンと陰イオン
を同時に測定する方法も考えられるが、可動部分が多い
ために故障の原因になり易く、実用上陽イオンと陰イオ
ンを同時に測定することは困難である。又、前記した検
水の汚れによりイオン交換カラムの劣化度合が大きく、
測定精度が低下する惧れがあるため、上記プレフィルタ
の交換等のメンテナンスを必要とする問題もある。
[0006] A method of simultaneously measuring cations and anions by switching the flow channel by mounting an ion exchange column for cations and anions can be considered. However, since there are many movable parts, it is likely to cause a failure. It is difficult to measure ions and anions simultaneously. In addition, the degree of deterioration of the ion exchange column is large due to the contamination of the water sample described above,
There is also a problem that maintenance such as replacement of the pre-filter is required because the measurement accuracy may be reduced.

【0007】比色法は、アンモニウムイオンが次亜塩素
酸イオンの共存のもとでフェノールと反応して生じるイ
ンドフェノール青の630nmでの吸光度を測定してア
ンモニウムイオン濃度を定量するインドフェノール青吸
光光度法が代表的方法であり、定量範囲は1.6〜33
(mg/l)と比較的高濃度である。
[0007] The colorimetric method is based on indophenol blue absorption in which the concentration of ammonium ion is determined by measuring the absorbance at 630 nm of indophenol blue produced by the reaction of ammonium ion with phenol in the presence of hypochlorite ion. The photometric method is a representative method, and the quantification range is 1.6 to 33.
(Mg / l), which is relatively high.

【0008】この比色法は、試料としての検水に試薬を
投入して測定対象物質と等量の化学反応式から特定波長
の吸光度を測定してアンモニウムイオンを連続測定する
方法であるため、前処理、発色操作、吸光度測定と多く
の手分析操作を必要とするとともに検水用の試料が10
0ml程度という多量を必要とし、しかも測定時間は全
工程で30分〜1時間以上もかかるため、測定装置の自
動化は難しい現状にある。特に比色を測定原理としてい
るためにppmレベルでの測定は可能であるが、ppb
レベルでの測定の場合には、測定誤差が大きくなってし
まうために実用化は難しいという問題点がある。
This colorimetric method is a method of continuously measuring ammonium ions by introducing a reagent into a test water as a sample and measuring absorbance at a specific wavelength from a chemical reaction formula equivalent to the substance to be measured. Pretreatment, color development, absorbance measurement and many manual analysis operations are required.
Since a large amount of about 0 ml is required, and the measurement time is 30 minutes to 1 hour or more in all steps, automation of the measurement device is difficult at present. In particular, since the measurement principle is based on colorimetry, measurement at the ppm level is possible.
In the case of measurement at the level, there is a problem that practical use is difficult due to a large measurement error.

【0009】中和滴定法は蒸留による前処理を行って抽
出したアンモニアを一定量の硫酸(25mmol/l)
中に吸収させた溶液について、50(mmol/l)水
酸化ナトリウム溶液で滴定してアンモニウムイオンを定
量する方法であり、定量範囲は0.3〜40(mg/
l)と比較的高濃度である。
In the neutralization titration method, ammonia extracted by performing a pretreatment by distillation is converted into a fixed amount of sulfuric acid (25 mmol / l).
This is a method for titrating ammonium ion by quantifying the solution absorbed therein with a 50 (mmol / l) sodium hydroxide solution, and the quantification range is from 0.3 to 40 (mg / l).
l) and relatively high concentration.

【0010】イオン電極法は前処理を行った試料に水酸
化ナトリウム溶液を加えてpHを11〜13に調節して
アンモニウムイオンをアンモニアに変え、指示電極(ア
ンモニア電極)を用いて電位を測定してアンモニウムイ
オンを定量す方法であり、定量範囲は0.1〜100
(mg/l)とかなり高濃度である。
In the ion electrode method, a sodium hydroxide solution is added to a pretreated sample to adjust the pH to 11 to 13 to change ammonium ions to ammonia, and the potential is measured using an indicator electrode (ammonia electrode). Method for quantifying ammonium ions by using a quantification range of 0.1 to 100.
(Mg / l), which is quite high.

【0011】これらの中和滴定法とか陰イオン電極法
は、何れも操作が煩瑣であって測定に長時間を要し、し
かも定量範囲がかなり高濃度であるため、ppbレベル
の低濃度測定に関しては測定装置の自動化を検討する以
前の問題として測定精度が条件を満たさないという難点
が存在する。
The neutralization titration method and the anion electrode method are both complicated in operation, require a long time for measurement, and have a considerably high quantitative range. As a problem before considering the automation of the measuring device, there is a problem that the measurement accuracy does not satisfy the condition.

【0012】他方でフローインジェクション分析法と化
学発光法による計測装置が検討されており、この方法は
応答速度が極めて速く、測定時間の大幅な短縮をはかれ
る上、検量線の直線性の範囲が大きいことから測定レン
ジが広いという点で注目されている。
[0012] On the other hand, a measurement device using a flow injection analysis method and a chemiluminescence method has been studied. This method has a very high response speed, can greatly reduce the measurement time, and has a large linearity range of a calibration curve. For this reason, it has attracted attention because of its wide measurement range.

【0013】図5によりフローインジェクション分析法
と化学発光法による測定原理を説明する。先ずアンモニ
ウムイオン、亜硝酸イオン、硝酸イオンを含有する試料
溶液を試料溶液注入口1から注入して定流量ポンプP2
の駆動により流路用細管2内を流下させながら、試薬溶
液注入口3a,3b,3cから複数の反応試薬を各薬液
注入ポンプP3,P4,P5の駆動とインジェクションポ
ート4の流路切換によって流路用細管2に選択的に注入
する。
Referring to FIG. 5, the principle of measurement by the flow injection analysis method and the chemiluminescence method will be described. First, a sample solution containing ammonium ions, nitrite ions, and nitrate ions is injected from the sample solution inlet 1 and a constant flow pump P 2
Of while flowing down the flow path capillary in 2 by the drive, the reagent solution inlet 3a, 3b, each liquid injection pump multiple reagent from 3c P 3, P 4, the flow path of the drive and the injection port 4 P 5 By switching, it is selectively injected into the flow channel thin tube 2.

【0014】そしてエアポンプP1の駆動によりクリー
ンエア注入口5から注入したクリーンエアをC点で流路
用細管2中に導入すると、試料溶液と反応試薬とが混合
器6内で充分に混合されて反応が促進され、反応溶液の
液相に溶け込んでいる気体は気相側に分離して気化分離
器7に入る。この気化分離器7にはクリーンエア注入口
5aからクリーンエアが注入されている。
When the clean air injected from the clean air inlet 5 by driving the air pump P 1 is introduced into the flow channel thin tube 2 at the point C, the sample solution and the reaction reagent are sufficiently mixed in the mixer 6. The reaction is accelerated, and the gas dissolved in the liquid phase of the reaction solution is separated into the gas phase and enters the vaporizer 7. Clean air is injected into the vaporizer 7 from a clean air inlet 5a.

【0015】気化分離器7で分離されたガス成分は加熱
酸化炉8に入って加熱されることによって一酸化窒素
(NO)に転換され、液体成分は気化分離器7から廃液
ポンプP6の駆動により廃液7aとして排出される。
The gas component separated by the vaporizer 7 is converted into nitrogen monoxide (NO) by entering the heating oxidizing furnace 8 and heated, and the liquid component is driven from the vaporizer 7 by the waste liquid pump P 6 . Is discharged as waste liquid 7a.

【0016】加熱酸化炉8のガス成分は、乾燥器9で乾
燥された後に排気ポンプP7の駆動により減圧された化
学発光検出器10に吸引される。この化学発光検出器1
0にはオゾン発生器11で得られたオゾンガスが導入さ
れており、気相中の一酸化窒素(NO)とオゾンガスO
3の反応によってNO2ガスを生成する際の化学発光が該
化学発光検出器10で検出され、検出信号が演算制御部
12に入力され、注入した反応試薬と化学発光強度の関
係から三態窒素の種類と定量が行われ、表示・記録部1
3に記録され、表示される。
The gas component of the thermal oxidation furnace 8, is sucked into the chemiluminescence detector 10 is depressurized by driving the exhaust pump P 7 after being dried in a dryer 9. This chemiluminescence detector 1
0, ozone gas obtained by the ozone generator 11 is introduced, and nitrogen monoxide (NO) and ozone gas O
The chemiluminescence at the time of generating NO 2 gas by the reaction 3 is detected by the chemiluminescence detector 10, a detection signal is input to the arithmetic and control unit 12, and the tristate nitrogen is determined from the relationship between the injected reagent and the chemiluminescence intensity Display and recording unit 1
3 is recorded and displayed.

【0017】尚、演算制御部12からは、前記各ポンプ
1〜P7の駆動とインジェクションポート4の流路切換
状態、加熱酸化炉8の温度調節、オゾン発生器11の運
転/停止切換えを制御する制御信号12a,12bが出
力されている。又、排気ポンプP7は化学発光検出器1
0内の減圧機能と、測定後のガス成分の引抜機能とを兼
ねている。
The arithmetic and control unit 12 controls the driving of the pumps P 1 to P 7 , the switching state of the injection port 4, the temperature control of the heating oxidizing furnace 8, and the switching of the operation / stop of the ozone generator 11. Control signals 12a and 12b to be controlled are output. Also, the exhaust pump P 7 is a chemiluminescence detector 1
It has both the function of reducing the pressure within 0 and the function of extracting the gas components after measurement.

【0018】使用する反応試薬として、アンモニウムイ
オンの測定には次亜塩素酸(HOCl)又は次亜塩素酸
ナトリウム(NaClO)を使用する。又、亜硝酸イオ
ンの測定にはヨウ化カリウム(KI)を使用し、硝酸イ
オンの測定には三塩化チタン(TiCl3)を使用す
る。
As a reaction reagent to be used, hypochlorous acid (HOCl) or sodium hypochlorite (NaClO) is used for measurement of ammonium ion. Further, potassium iodide (KI) is used for measuring nitrite ions, and titanium trichloride (TiCl 3 ) is used for measuring nitrate ions.

【0019】尚、反応試薬として三塩化チタン溶液を使
用した場合には、反応対象が硝酸だけでなく、亜硝酸に
も関与するため、「亜硝酸測定モード」で測定した亜硝
酸濃度に相当する出力分を三塩化チタン溶液による「演
算採用波形」出力から差し引く補正を行わなければなら
ない。その後に他の測定項目と同様に濃度演算操作を行
って硝酸濃度を出力する。
When a titanium trichloride solution is used as a reaction reagent, the reaction target is involved not only in nitric acid but also in nitrous acid, and therefore corresponds to the nitrous acid concentration measured in the "nitrite measuring mode". A correction must be made to subtract the output from the "computed waveform" output from the titanium trichloride solution. Thereafter, the concentration calculation operation is performed in the same manner as the other measurement items, and the nitric acid concentration is output.

【0020】図6は上記フローインジェクション分析法
と化学発光法による三態窒素の計測手順を示すフロー図
であり、同図中に示したように測定モードは「アンモニ
ア測定」「亜硝酸測定」「硝酸測定」の手順を繰り返し
て実施する。
FIG. 6 is a flow chart showing a procedure for measuring tri-state nitrogen by the flow injection analysis method and the chemiluminescence method. As shown in FIG. 6, the measurement modes are "ammonia measurement", "nitrite measurement", and "nitrogen measurement". The procedure of “Measurement of nitric acid” is repeated.

【0021】これを具体的に述べると、試薬注入動作
は、図6中に□で示した7回のタイミングで「次亜塩素
酸ナトリウム溶液」「ヨウ化カリウム溶液」「三塩化チ
タン溶液」の試薬をパルス状に注入する方法により行
う。検出器測定波形はタイミングに合わせて7個となる
が、演算採用波形は後段の3個だけである。濃度演算操
作は、上記の演算採用波形出力から検量線(標準液によ
るアンモニア濃度と検出器出力から作成)を用いてアン
モニア濃度を求め、以下同様に検量線法により亜硝酸濃
度,硝酸濃度の順に求める。
More specifically, the reagent injection operation is performed at the seven times indicated by □ in FIG. 6 for the “sodium hypochlorite solution”, “potassium iodide solution”, and “titanium trichloride solution”. This is performed by a method of injecting the reagent in a pulsed manner. The number of detector measurement waveforms is seven in accordance with the timing, but only three waveforms are used in the latter stage. In the concentration calculation operation, the ammonia concentration is determined from the above-mentioned calculated waveform output using a calibration curve (prepared from the ammonia concentration using the standard solution and the detector output), and the nitrite concentration and the nitric acid concentration are similarly determined in the order of the calibration curve method. Ask.

【0022】化学発光検出器とは窒素酸化物を測定する
NOX計の検出器としても用いられている。化学発光は
化学反応により分子が励起されてから基底状態に戻る際
に光を放つ現象であり、この発光スペクトルの解析から
定性分析を行うとともに光量の測定によって定量分析を
行うことができる。本例の化学発光検出器は、一酸化窒
素(NO)ガスがオゾンガス(O3)ガスと反応して二
酸化窒素(NO2)ガスを生成する際の化学発光を利用
する方法であり、その化学発光強度が一酸化窒素の濃度
と比例関係にあることから、発光強度を光電子増倍管で
測定してNO濃度を測定することができる。 NO + O3 → NO2 + O2 + hν(光)・・・・・・・・・・(1) この反応の化学発光の波長域である590〜2500n
mのうち、光電子増倍管の光電面特性並びに使用する短
波長域カットフィルタ特性から610〜875nmの光
を測定する。
[0022] is also used as a detector of the NO X meter for measuring nitrogen oxides is a chemiluminescent detector. Chemiluminescence is a phenomenon in which light is emitted when a molecule is excited by a chemical reaction and returns to a ground state, and qualitative analysis can be performed by analyzing the emission spectrum, and quantitative analysis can be performed by measuring the amount of light. The chemiluminescence detector of this example is a method that utilizes chemiluminescence when nitric oxide (NO) gas reacts with ozone gas (O 3 ) gas to generate nitrogen dioxide (NO 2 ) gas. Since the emission intensity is proportional to the concentration of nitric oxide, the NO intensity can be measured by measuring the emission intensity with a photomultiplier tube. NO + O 3 → NO 2 + O 2 + hν (light) (1) 590 to 2500 n which is the wavelength region of chemiluminescence of this reaction
Among m, light of 610 to 875 nm is measured from the photocathode characteristics of the photomultiplier tube and the characteristics of the short wavelength cut filter used.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】前記した水中のイオン
濃度を計測する方法の中で、フローインジェクション分
析方法は細管中を連続して流れる一定流量の試料溶液中
に反応試薬を連続注入し、層流状態の細管内の流れの中
で試料溶液と反応試薬との混合を自動的に制御しなが
ら、精密且つ合理的に化学反応を行わせて、得られた反
応生成物を種々の検出器により検出して定量する分析法
であり、使用するテフロン管の容積とポンプの流量の関
係から、試料溶液に対する反応試薬の注入と反応生成物
の検出までの時間を一定に保つことができる。従って反
応過程を厳密に制御することが可能であり、例え反応途
中で検出しても検出精度と再現性ともに優れ、迅速に前
記三態窒素を測定することができるとともにクローズド
化された系内での化学反応を利用しているため、個人差
が介入しにくいという特徴を有している。
Among the above-mentioned methods for measuring the ion concentration in water, the flow injection analysis method involves continuously injecting a reaction reagent into a sample solution at a constant flow rate flowing continuously through a thin tube, and While automatically controlling the mixing of the sample solution and the reaction reagent in the flow in the thin tube in a flowing state, the chemical reaction is performed precisely and rationally, and the obtained reaction product is detected by various detectors. This is an analysis method for detecting and quantifying, and the time between injection of a reaction reagent into a sample solution and detection of a reaction product can be kept constant from the relationship between the volume of a Teflon tube used and the flow rate of a pump. Therefore, it is possible to strictly control the reaction process, and even if it is detected in the middle of the reaction, the detection accuracy and the reproducibility are excellent, and the three-state nitrogen can be measured quickly and in a closed system. It is characterized by the fact that it is difficult for individual differences to intervene because the chemical reaction is used.

【0024】フローインジェクション分析方法によりア
ンモニウムイオン濃度,亜硝酸イオン濃度,硝酸イオン
濃度を連続的に計測するための条件として、測定対象と
する窒素の形態に対応する反応試薬を注入する際に、こ
れらの反応試薬が相互に混合することなく試料溶液中に
パルス状に注入する技術手段を採る必要がある。
As conditions for continuously measuring ammonium ion concentration, nitrite ion concentration and nitrate ion concentration by the flow injection analysis method, when a reaction reagent corresponding to the form of nitrogen to be measured is injected. It is necessary to employ a technical means for injecting the reaction reagents into the sample solution in a pulse form without mixing with each other.

【0025】しかしながら図5に示す装置を用いた場
合、インジェクションポート4の流路切換によって試薬
溶液注入口3a,3b,3cから流入する複数の反応試
薬を薬液注入ポンプP3,P4,P5の駆動により流路用
細管2に選択的に注入しているため、インジェクション
ポート4の流路切換時に各反応試薬が一時期相互に混合
してしまうという難点がある。
However, when the apparatus shown in FIG. 5 is used, a plurality of reaction reagents flowing from the reagent solution inlets 3a, 3b, 3c by switching the flow path of the injection port 4 are supplied to the chemical solution injection pumps P 3 , P 4 , P 5. , The reaction reagents are selectively injected into the flow channel thin tube 2, so that there is a disadvantage that the reaction reagents are mixed with each other for a period of time when the flow path of the injection port 4 is switched.

【0026】従って図6により説明したように、所定の
タイミングで反応試薬をパルス状に注入し、検出器測定
波形中から「演算採用波形」を選択して演算制御部12
に入力して検量線により「アンモニア濃度」「亜硝酸濃
度」「硝酸濃度」の順に求めているが、測定モードの変
更に伴うインジェクションポート4の流路切換時に、前
回の測定モードで使用した試薬と今回の測定モードで使
用する試薬とが混合されてしまい、前回測定モードの試
薬の影響がなくなるまでに数回の波形が安定しないこと
になりやすい。
Therefore, as described with reference to FIG. 6, the reaction reagent is injected in a pulsed manner at a predetermined timing, and the "operation adopted waveform" is selected from the detector measurement waveforms and the operation control unit 12 is selected.
And the calibration curve is used to obtain “ammonia concentration”, “nitrite concentration”, and “nitric acid concentration” in this order. However, when the flow path of the injection port 4 is switched due to the change of the measurement mode, the reagent used in the previous measurement mode is used. And the reagent used in the current measurement mode are mixed, and the waveform is likely to be unstable several times before the influence of the reagent in the previous measurement mode disappears.

【0027】そのため各測定モードについて必ず複数回
の試薬注入操作が必要となり、1回の測定に要する試薬
の量が増大するとともに測定時間が延長してしまうとい
う問題が生じる。
For this reason, a plurality of reagent injection operations are required for each measurement mode, so that the amount of reagent required for one measurement increases and the measurement time increases.

【0028】そこで本発明はこのような従来のイオン濃
度計測装置が有している課題を解消して、測定モードの
切換時に、測定対象とするイオンの形態に対して異なる
反応試薬を相互に混合することなく試料溶液中に注入す
ることを可能とし、煩瑣な手分析操作を必要とせず、応
答性を高めて測定精度と能率の向上をはかることができ
る水中のイオン濃度計測装置を提供することを目的とす
るものである。
Therefore, the present invention solves the problem of the conventional ion concentration measuring apparatus and mixes different reaction reagents with each other in the form of ions to be measured when the measurement mode is switched. To provide an ion concentration measuring apparatus in water which can be injected into a sample solution without performing the method, does not require a complicated manual analysis operation, and can improve the response and improve the measurement accuracy and efficiency. It is intended for.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、アンモニウムイオンと硝酸イオン及び亜
硝酸イオンを含有する試料溶液を流体ポンプの駆動によ
って流路用細管中を流下させながら、複数の試薬溶液注
入口から該試料溶液中に反応試薬を選択的に注入混合
し、気化分離器によって液相から分離したガス成分を加
熱酸化炉で一酸化窒素に転換した後、検出器により化学
発光強度を検出して気相中のアンモニウムイオンと硝酸
イオン及び亜硝酸イオン濃度をフローインジェクション
分析法と化学発光法を用いて測定する計測装置におい
て、流路用細管に対する試料溶液の注入口と試薬溶液注
入口、クリーンエア注入口、混合器、気化分離器及び駆
動用ポンプを主要な構成要素とする「アンモニア測定用
前処理装置ユニット」,「亜硝酸測定用前処理装置ユニ
ット」及び「硝酸測定用前処理装置ユニット」を別々に
形成し、切換弁により上記何れか1つのユニットと検出
器の接続状態を切換えるようにした水中のイオン濃度計
測装置の構成にしてある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a sample solution containing ammonium ions, nitrate ions and nitrite ions is caused to flow down a flow tube by driving a fluid pump. The reaction reagent is selectively injected and mixed into the sample solution from a plurality of reagent solution inlets, and a gas component separated from a liquid phase by a vaporization separator is converted to nitric oxide in a heating oxidation furnace, and then detected by a detector. In a measuring device that detects chemiluminescence intensity and measures ammonium ion, nitrate ion, and nitrite ion concentrations in the gas phase using flow injection analysis and chemiluminescence, a sample solution injection port into a flow channel thin tube is used. "Ammonia measurement pretreatment unit" with the main components of reagent solution inlet, clean air inlet, mixer, vaporizer and drive pump An ion concentration in water in which a "pretreatment device unit for measuring nitrous acid" and a "pretreatment device unit for measuring nitric acid" are separately formed, and the connection state of any one of the above units and the detector is switched by a switching valve. It has the configuration of a measuring device.

【0030】又、測定目的に応じて「アンモニア測定用
前処理装置ユニット」,「亜硝酸測定用前処理装置ユニ
ット」及び「硝酸測定用前処理装置ユニット」の各ユニ
ット数を増減させて対応する。上記試薬溶液注入口から
注入する流す反応試薬として、被検出イオンがアンモニ
ウムイオンの場合には次亜塩素酸もしくは次亜塩素酸ソ
ーダを、被検出イオンが亜硝酸イオンの場合にはヨウ化
カリウムを、被検出イオンが硝酸イオンの場合は三塩化
チタンを用いる。
Further, the number of “pretreatment unit for ammonia measurement”, “pretreatment unit for nitrite measurement” and “pretreatment unit for nitric acid measurement” may be increased or decreased according to the measurement purpose. . As a reaction reagent to be injected from the reagent solution inlet, hypochlorite or sodium hypochlorite is used when the detected ions are ammonium ions, and potassium iodide is used when the detected ions are nitrite ions. When the ions to be detected are nitrate ions, titanium trichloride is used.

【0031】かかる水中のイオン濃度計測装置によれ
ば、測定時に切換弁を操作して「アンモニア測定用前処
理装置ユニット」,「亜硝酸測定用前処理装置ユニッ
ト」及び「硝酸測定用前処理装置ユニット」の何れか1
つのユニットと検出器との接続状態を切換えるとともに
他のユニットを測定系から切り離した状態とすると、試
料溶液注入口から注入した試料溶液が流路用細管内を流
下しながら反応試薬ととともに混合器内で充分に混合さ
れて反応が行われ、気化分離器によって液相から分離し
たガス成分が加熱酸化炉に送り込まれて一酸化窒素に転
換された後に、検出器により気相中の一酸化窒素とオゾ
ンガスの反応によって生じる化学発光強度が検出され、
この検出結果から気相中のアンモニウムイオン,亜硝酸
イオンもしくは硝酸イオンが別々に定量される。
According to such an apparatus for measuring ion concentration in water, the switching valve is operated at the time of measurement, and the "pretreatment unit for measuring ammonia", the "pretreatment unit for measuring nitrous acid", and the "pretreatment unit for measuring nitric acid" are used. One of the "units"
When the connection state between one unit and the detector is switched and the other unit is disconnected from the measurement system, the sample solution injected from the sample solution injection port flows down the flow tube and mixes with the reaction reagent. The gas components separated from the liquid phase by the vaporizer are sent to the heating oxidizing furnace to be converted into nitric oxide, and then the nitric oxide in the gas phase is detected by the detector. And the intensity of the chemiluminescence produced by the reaction between
From this detection result, ammonium ions, nitrite ions or nitrate ions in the gas phase are separately quantified.

【0032】上記動作において、測定モードの変更に伴
って切換弁によって測定用ユニットを切換えた際には、
前回の測定モードで使用した試薬と今回の測定モードで
使用する試薬とが混合されることがなく、各測定モード
について反応試薬をパルス状に1回だけ注入するだけで
測定が可能となり、応答性が高められるとともに測定精
度と能率の向上をはかることができる。
In the above operation, when the measurement unit is switched by the switching valve in accordance with the change of the measurement mode,
The reagent used in the previous measurement mode and the reagent used in the current measurement mode are not mixed, and measurement can be performed by injecting the reaction reagent only once in each measurement mode in each measurement mode. And measurement accuracy and efficiency can be improved.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下本発明にかかる水中のイオン
濃度計測装置の各種実施形態を前記従来の構成部分と同
一の構成部分に同一の符号を付して詳述する。図1は本
発明の第1実施形態に基づいて水中の三態窒素を定量す
る計測装置の概要図であり、同図の1は試料溶液注入
口、3は試薬溶液注入口、2は流路用細管、5はクリー
ンエア注入口、P1はエアポンプ、P2は定流量ポンプ、
3は薬液注入ポンプ、4はインジェクションポートで
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments of the apparatus for measuring ion concentration in water according to the present invention will be described in detail below by attaching the same reference numerals to the same components as those of the above-mentioned conventional components. FIG. 1 is a schematic diagram of a measuring device for quantifying tri-state nitrogen in water based on a first embodiment of the present invention, wherein 1 is a sample solution inlet, 3 is a reagent solution inlet, and 2 is a flow channel. use tubules, 5 clean air inlet, P 1 is an air pump, P 2 is a constant flow pump,
P 3 is liquid injection pump, 4 is the injection port.

【0034】6は混合器、7は気化分離器であり、該気
化分離器7にはクリーンエア注入口5aと排液ポンプP
6及び廃液7aの排出口とが設けられている。
Reference numeral 6 denotes a mixer, 7 denotes a vaporization separator, and the vaporization separator 7 has a clean air inlet 5a and a drain pump P
6 and an outlet for waste liquid 7a.

【0035】本実施の形態では、上記試料溶液注入口
1、試薬溶液注入口3、流路用細管2、クリーンエア注
入口5、混合器6、気化分離器7及び各ポンプP1
2、P3、P6を主要な構成要素とする「アンモニア測定
用前処理装置ユニット20」が形成されている。
In this embodiment, the sample solution inlet 1, the reagent solution inlet 3, the flow tube 2, the clean air inlet 5, the mixer 6, the vaporizer 7, and the pumps P 1 ,
An “ammonia measurement pretreatment device unit 20” having P 2 , P 3 , and P 6 as main components is formed.

【0036】8は加熱酸化炉、9は乾燥器、10は化学
発光検出器、P7は化学発光検出器10に付設された排
気ポンプ、11はオゾン発生器、12は演算制御部、1
3は表示・記録部である。
[0036] 8 thermal oxidation furnace, 9 dryer, 10 chemiluminescence detector, P 7 is an exhaust pump that is attached to the chemiluminescent detector 10, 11 is an ozone generator, 12 is the arithmetic control unit, 1
Reference numeral 3 denotes a display / recording unit.

【0037】前記混合器6はコイル状のテフロン管内で
流れが乱流状態になることにより、試料溶液と反応試薬
の混合及び反応がスムーズに行われることを狙いとして
いる。コイルの長さに関しては感度の良い最適な長さを
実験的に調べる必要がある。
The mixer 6 aims at smoothly mixing and reacting the sample solution and the reaction reagent by causing a turbulent flow in the coiled Teflon tube. Regarding the length of the coil, it is necessary to experimentally determine the optimum length with good sensitivity.

【0038】試薬溶液注入口3は薬液注入ポンプP3
介して流路用細管2のインジェクションポート4に連結
されている。
The reagent solution inlet 3 is connected to the injection port 4 of the flow path capillary 2 through a liquid injection pump P 3.

【0039】一方、30は「亜硝酸測定用前処理装置ユ
ニット」であり、40は「硝酸測定用前処理装置ユニッ
ト」である。この「亜硝酸測定用前処理装置ユニット3
0」と「硝酸測定用前処理装置ユニット40」の基本的
構成は同図中の「アンモニア測定用前処理装置ユニット
20」と一致している。
On the other hand, reference numeral 30 denotes a "pretreatment unit for measuring nitrite", and reference numeral 40 denotes a pretreatment unit for measuring nitric acid. This "pretreatment device unit 3 for nitrous acid measurement"
The basic configuration of “0” and “pretreatment unit 40 for nitric acid measurement” is the same as “pretreatment unit 20 for ammonia measurement” in FIG.

【0040】そして「アンモニア測定用前処理装置ユニ
ット20」と加熱酸化炉8との間に切換弁21が配備さ
れていて、この切換弁21により「アンモニア測定用前
処理装置ユニット20」と「亜硝酸測定用前処理装置ユ
ニット30」及び「硝酸測定用前処理装置ユニット4
0」の何れか1つのユニットと加熱酸化炉8間の流通状
態が切換えられるようになっている。
A switching valve 21 is provided between the "ammonia measurement pretreatment device unit 20" and the heating oxidation furnace 8, and the "ammonia measurement pretreatment device unit 20" and the "ammonia measurement pretreatment device unit 20" Pretreatment unit 30 for nitric acid measurement ”and“ Pretreatment unit 4 for nitric acid measurement ”
The flow state between any one unit of “0” and the heating oxidation furnace 8 is switched.

【0041】かかる第1実施形態の動作態様を以下に説
明する。 〔アンモニア測定モード〕先ず切換弁21を操作して
「アンモニア測定用前処理装置ユニット20」と加熱酸
化炉8間を流通状態とし、他のユニット30,40は測
定系から切り離した状態とする。そして試料溶液を試料
溶液注入口1から注入して定流量ポンプP2の駆動によ
り流路用細管2内を流下させながら、試薬溶液注入口3
から薬液注入ポンプP3の駆動により反応試薬としての
次亜塩素酸(HOCl)又は次亜塩素酸ナトリウム(N
aClO)をインジェクションポート4を介して流路用
細管2にパルス的に1回注入する。
The operation of the first embodiment will be described below. [Ammonia measurement mode] First, the switching valve 21 is operated to bring the "ammonia measurement pretreatment unit 20" and the heating oxidation furnace 8 into a flow state, and the other units 30, 40 are disconnected from the measurement system. Then, the sample solution is injected from the sample solution inlet 1, and is driven down by the constant flow rate pump P 2 to flow through the narrow tube 2 for the flow of the reagent solution.
The hypochlorous acid as reagent by driving the liquid injector pump P 3 (HOCl) or sodium hypochlorite (N
aCLO) is once injected in a pulsed manner into the flow channel 2 via the injection port 4.

【0042】次にエアポンプP1の駆動によりクリーン
エア注入口5から注入したクリーンエアをC点で流路用
細管2中に導入し、試料溶液と反応試薬とともに混合器
6内に入れて充分に混合することにより反応が促進さ
れ、反応溶液の液相に溶け込んでいる気体は気相側に分
離して気化分離器7に入る。この気化分離器7にはクリ
ーンエア注入口5aからクリーンエアが注入されてい
る。
Next, the clean air injected from the clean air inlet 5 by driving the air pump P 1 is introduced into the flow channel thin tube 2 at the point C, and is sufficiently introduced into the mixer 6 together with the sample solution and the reaction reagent. The reaction is promoted by mixing, and the gas dissolved in the liquid phase of the reaction solution is separated into the gas phase and enters the vaporizer 7. Clean air is injected into the vaporizer 7 from a clean air inlet 5a.

【0043】気化分離器7で分離されたガス成分は、次
段の加熱酸化炉8に入って加熱されることによって一酸
化窒素(NO)に転換され、液体成分は気化分離器7か
ら排液ポンプP6の駆動により廃液7aとして排出され
る。
The gas component separated by the vaporization separator 7 is converted into nitrogen monoxide (NO) by entering the heating oxidation furnace 8 at the next stage and heated, and the liquid component is discharged from the vaporization separator 7 It is discharged as waste 7a by driving the pump P 6.

【0044】加熱酸化炉8のガス成分は、乾燥器9で乾
燥された後に排気ポンプP7の駆動により減圧された化
学発光検出器10に吸引され、この化学発光検出器10
にオゾン発生器11から導入されたオゾンガスと気相中
の一酸化窒素(NO)の反応によってNO2ガスを生成
し、この際の化学発光が化学発光検出器10で検出され
て検出信号が演算制御部12に入力される。
The gas component of the thermal oxidation furnace 8 is sucked to the chemiluminescence detector 10 is depressurized by driving the exhaust pump P 7 after being dried in a dryer 9, the chemiluminescence detector 10
The reaction between the ozone gas introduced from the ozone generator 11 and the nitric oxide (NO) in the gas phase generates NO 2 gas, and the chemiluminescence at this time is detected by the chemiluminescence detector 10 and the detection signal is calculated. It is input to the control unit 12.

【0045】注入した反応試薬と化学発光強度の関係か
ら、予め標準液によるアンモニア濃度と検出器出力から
作成した検量線を用いてアンモニウムイオンの定量が行
われ、表示・記録部13に記録され、表示される。
From the relationship between the injected reaction reagent and the chemiluminescence intensity, the ammonium ion was quantified using a calibration curve prepared in advance from the ammonia concentration of the standard solution and the output of the detector, and recorded in the display / recording unit 13. Is displayed.

【0046】〔亜硝酸測定モード〕切換弁21を操作し
て「亜硝酸測定用前処理装置ユニット30」と加熱酸化
炉8間を流通状態とし、他のユニット20,40は測定
系から切り離した状態とする。この「亜硝酸測定用前処
理装置ユニット30」の構成は「アンモニア測定用前処
理装置ユニット20」と一致しているため、このユニッ
ト20を援用して動作の説明を行う。
[Nitrite Measurement Mode] The switching valve 21 is operated to put the "nitrite measurement pretreatment unit 30" and the heating and oxidizing furnace 8 in a flowing state, and the other units 20, 40 are disconnected from the measurement system. State. Since the configuration of the “pretreatment device unit 30 for nitrous acid measurement” matches the “pretreatment device unit 20 for ammonia measurement”, the operation will be described with the aid of this unit 20.

【0047】試料溶液を試料溶液注入口1から注入して
定流量ポンプP2の駆動により流路用細管2内を流下さ
せながら、試薬溶液注入口3から薬液注入ポンプP3
駆動により反応試薬としてのヨウ化カリウム(KI)を
インジェクションポート4を介して流路用細管2にパル
ス的に1回注入する。
While the sample solution is injected from the sample solution inlet 1 and flows down the flow channel 2 by driving the constant flow rate pump P 2 , the reaction reagent is driven by driving the chemical solution injection pump P 3 from the reagent solution inlet 3. Potassium iodide (KI) is injected once into the narrow flow channel 2 via the injection port 4 in a pulsed manner.

【0048】そしてエアポンプP1の駆動によりクリー
ンエア注入口5から注入したクリーンエアをC点で流路
用細管2中に導入して混合器6に流入させ、以下アンモ
ニア測定モードで説明した同一の操作により化学発光検
出器10で化学発光を検出し、注入した反応試薬と化学
発光強度の関係から、予め標準液による亜硝酸濃度と検
出器出力から作成した検量線を用いて亜硝酸イオンの定
量が行われ、表示・記録部13に記録され、表示され
る。
Then, the clean air injected from the clean air inlet 5 by driving the air pump P 1 is introduced into the flow channel thin tube 2 at the point C and flows into the mixer 6. The chemiluminescence is detected by the chemiluminescence detector 10 by the operation, and based on the relationship between the injected reaction reagent and the chemiluminescence intensity, the determination of nitrite ion is performed using a calibration curve prepared in advance from the nitrite concentration with the standard solution and the output of the detector. Is performed and recorded and displayed on the display / recording unit 13.

【0049】〔硝酸測定モード〕切換弁21を操作して
「硝酸測定用前処理装置ユニット40」と加熱酸化炉8
間を流通状態とし、他のユニット20,30は測定系か
ら切り離した状態とする。「硝酸測定用前処理装置ユニ
ット40」の構成も「アンモニア測定用前処理装置ユニ
ット20」と一致しているため、このユニット20を援
用して動作の説明を行うと、前記各モードと同様に試料
溶液を試料溶液注入口1から注入して定流量ポンプP2
の駆動により流路用細管2内を流下させながら、試薬溶
液注入口3から薬液注入ポンプP3の駆動により反応試
薬としての三塩化チタン(TiCl3)をインジェクシ
ョンポート4を介して流路用細管2にパルス的に1回注
入する。
[Nitric acid measurement mode] By operating the switching valve 21, the "pretreatment unit 40 for nitric acid measurement" and the heating oxidation furnace 8
The space between them is set to a circulation state, and the other units 20 and 30 are separated from the measurement system. The configuration of the “pretreatment device unit for nitric acid measurement 40” is also identical to the “pretreatment device unit for ammonia measurement 20”. A sample solution is injected from the sample solution inlet 1 and a constant flow pump P 2
The titanium trichloride (TiCl 3 ) as a reaction reagent is injected through the injection port 4 by driving the chemical solution injection pump P 3 from the reagent solution inlet 3 while flowing down the inside of the flow channel thin tube 2 by the drive. 2 is pulsed once.

【0050】そしてエアポンプP1の駆動によりクリー
ンエア注入口5から注入したクリーンエアをC点で流路
用細管2中に導入して混合器6に流入させ、以下アンモ
ニア測定モードで説明した同一の操作により化学発光検
出器10で化学発光を検出し、注入した反応試薬と化学
発光強度の関係から、予め標準液による硝酸濃度と検出
器出力から作成した検量線を用いて硝酸イオンの定量が
行われ、表示・記録部13に記録され、表示される。
Then, the clean air injected from the clean air inlet 5 by driving the air pump P 1 is introduced into the flow channel thin tube 2 at the point C and flows into the mixer 6. The chemiluminescence is detected by the chemiluminescence detector 10 by the operation, and from the relationship between the injected reaction reagent and the chemiluminescence intensity, the amount of nitrate ion is determined using a calibration curve prepared in advance from the nitric acid concentration of the standard solution and the output of the detector. Then, it is recorded on the display / recording unit 13 and displayed.

【0051】試薬として三塩化チタンを使用する場合に
は、反応対象が硝酸イオンだけでなく、亜硝酸イオンも
関与するため、〔亜硝酸測定モード〕で測定した亜硝酸
濃度に相当する出力分を三塩化チタンによる化学発光検
出器10の出力から差し引く補正を行う必要がある。
When using titanium trichloride as a reagent, not only nitrate ions but also nitrite ions are involved in the reaction. Therefore, the output component corresponding to the nitrite concentration measured in the [nitrite measurement mode] is used. It is necessary to make a correction to be subtracted from the output of the chemiluminescence detector 10 using titanium trichloride.

【0052】演算制御部12からは、前記各ポンプ
1,P2,P3,P6,P7の駆動とインジェクションポ
ート4の切換、加熱酸化炉8の温度調節、オゾン発生器
11の運転/停止切換えを制御する制御信号12a,1
2bが出力されている。
The arithmetic and control unit 12 drives the pumps P 1 , P 2 , P 3 , P 6 , P 7 and switches the injection port 4, adjusts the temperature of the heating oxidation furnace 8, and operates the ozone generator 11. Control signals 12a and 1 for controlling the switching
2b is output.

【0053】このようにして化学発光検出器10による
測定信号が演算制御部12で演算処理されて窒素濃度に
換算され、表示・記録部13での表示とプリンタ等によ
る記録が行われて、短時間で前記三態窒素を測定するこ
とができる。〔硝酸測定モード〕の終了後は再び〔アン
モニア測定モード〕に戻り、3種の測定モードを繰り返
して実施する。
In this way, the measurement signal from the chemiluminescence detector 10 is subjected to arithmetic processing by the arithmetic and control unit 12 and converted into nitrogen concentration, and is displayed on the display / recording unit 13 and recorded by a printer or the like. The time can measure the three-state nitrogen. After the end of the nitric acid measurement mode, the process returns to the ammonia measurement mode again, and the three measurement modes are repeated.

【0054】硝酸イオン(NO3 -)はO原子が3個、亜
硝酸イオン(NO2 -)はO原子が2個であるので、亜硝
酸イオンの方がNOに還元されやすい。この違いを利用
して亜硝酸イオンのみNOに還元することのできるヨウ
化カリウム(KI)と、亜硝酸イオン及び硝酸イオンの
両方をNOに還元することのできる三塩化チタン(Ti
(Cl3))を反応試薬として用いている。それぞれの
反応式は以下の通りである。
Since nitrate ions (NO 3 ) have three O atoms and nitrite ions (NO 2 ) have two O atoms, nitrite ions are more easily reduced to NO. By taking advantage of this difference, potassium iodide (KI) that can reduce only nitrite ion to NO, and titanium trichloride (Ti) that can reduce both nitrite ion and nitrate ion to NO
(Cl 3 )) is used as a reaction reagent. The respective reaction formulas are as follows.

【0055】 NO3 -+3Ti3+ → NO+3Ti4+・・・・・・・(2) 2NO2 -+2I- → 2NO+I2・・・・・・・・・・・(3) 図2は本発明の第2実施形態に基づくイオン濃度計測装
置の概要図であり、基本的な構成は第1実施形態と一致
しているため、同一の構成部分に同一の符号を付して表
示してある。
NO 3 + 3Ti 3+ → NO + 3Ti 4+ (2) 2NO 2 + 2I → 2NO + I 2 (3) FIG. 2 shows the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of an ion concentration measurement device based on the second embodiment. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals.

【0056】本例は三態窒素中のアンモニウムイオンと
硝酸イオンを測定するための計測装置の例であり、1は
試料溶液注入口、3は試薬溶液注入口、2は流路用細
管、4はインジェクションポート、5はクリーンエア注
入口、P1はエアポンプ、P2は定流量ポンプ、P3は薬
液注入ポンプである。
This embodiment is an example of a measuring apparatus for measuring ammonium ions and nitrate ions in tri-state nitrogen, wherein 1 is a sample solution inlet, 3 is a reagent solution inlet, 2 is a thin tube for a flow path, 4 injection port 5 is clean air inlet, P 1 is an air pump, P 2 is a constant flow pump, P 3 is a liquid injection pump.

【0057】6は混合器、7は気化分離器であり、該気
化分離器7にはクリーンエア注入口5aと排液ポンプP
6及び廃液7aの排出口とが設けられている。上記試料
溶液注入口1、試薬溶液注入口3、流路用細管2、クリ
ーンエア注入口5、混合器6、気化分離器7及び各ポン
プP1、P2、P3、P6を主要な構成要素とする「アンモ
ニア測定用前処理装置ユニット20」が形成されてい
る。
Reference numeral 6 denotes a mixer, and 7 denotes a vaporizer. The vaporizer 7 has a clean air inlet 5a and a drain pump P
6 and an outlet for waste liquid 7a. The above-described sample solution inlet 1, reagent solution inlet 3, flow channel capillary 2, clean air inlet 5, mixer 6, vaporizer 7 and pumps P 1 , P 2 , P 3 and P 6 are mainly used. An “ammonia measurement pretreatment device unit 20” as a constituent element is formed.

【0058】40は「硝酸測定用前処理装置ユニット」
であり、この「硝酸測定用前処理装置ユニット40」の
基本的構成は「アンモニア測定用前処理装置ユニット2
0」と一致している。又、「アンモニア測定用前処理装
置ユニット20」と加熱酸化炉8との間に切換弁21が
配備されていて、この切換弁21により「アンモニア測
定用前処理装置ユニット20」と「硝酸測定用前処理装
置ユニット40」の何れか1つのユニットと加熱酸化炉
8間の流通状態が切換えられるようになっている。
Reference numeral 40 denotes a "pretreatment unit for measuring nitric acid".
The basic configuration of this “pretreatment unit for nitric acid measurement 40” is “a pretreatment unit for ammonia measurement 2”.
0 ". Further, a switching valve 21 is provided between the “ammonia measurement pretreatment device unit 20” and the heating and oxidizing furnace 8, and the switching valve 21 allows the “ammonia measurement pretreatment device unit 20” and the “nitric acid measurement The flow state between any one of the pretreatment device units 40 "and the heating oxidation furnace 8 is switched.

【0059】かかる第2実施形態は第1実施形態におけ
る「亜硝酸測定用前処理装置ユニット30」を取り外し
た計測装置の例であり、動作態様は、切換弁21を操作
して「アンモニア測定用前処理装置ユニット20」もし
くは「硝酸測定用前処理装置ユニット40」の何れか一
方のユニットと加熱酸化炉8間を流通状態とし、前記説
明した〔アンモニア測定モード〕又は〔硝酸測定モー
ド〕と同一の操作を実施する(詳細な説明は前記例と同
一であるため省略する)。
The second embodiment is an example of a measuring apparatus in which the “pretreatment unit for nitrite measurement 30” in the first embodiment is removed. The operation mode is as follows. The flow between any one of the pretreatment device unit 20 and the pretreatment device unit for nitric acid measurement 40 and the heating and oxidizing furnace 8 is set to the same state as the above-described [ammonia measurement mode] or [nitric acid measurement mode]. (Detailed description is omitted because it is the same as the above example).

【0060】図3は本発明の第3実施形態に基づく計測
装置の概要図であって、本例では三態窒素中のアンモニ
ウムイオンと亜硝酸イオンを測定するための計測装置の
例であり、1は試料溶液注入口、3は試薬溶液注入口、
2は流路用細管、4はインジェクションポート、5はク
リーンエア注入口、P1はエアポンプ、P2は定流量ポン
プ、P3は薬液注入ポンプである。
FIG. 3 is a schematic view of a measuring device according to a third embodiment of the present invention. In this example, an example of a measuring device for measuring ammonium ions and nitrite ions in tri-state nitrogen is shown. 1 is a sample solution inlet, 3 is a reagent solution inlet,
2 the flow path tubules, 4 injection port, 5 clean air inlet, P 1 is an air pump, P 2 is a constant flow pump, P 3 is a liquid injection pump.

【0061】6は混合器、7は気化分離器であり、該気
化分離器7にはクリーンエア注入口5aと排液ポンプP
6及び廃液7aの排出口とが設けられている。上記試料
溶液注入口1、試薬溶液注入口3、流路用細管2、クリ
ーンエア注入口5、混合器6、気化分離器7及び各ポン
プP1、P2、P3、P6を主要な構成要素とする「アンモ
ニア測定用前処理装置ユニット20」が形成されてい
る。
Reference numeral 6 denotes a mixer, and 7 denotes a vaporizer. The vaporizer 7 has a clean air inlet 5a and a drain pump P
6 and an outlet for waste liquid 7a. The above-described sample solution inlet 1, reagent solution inlet 3, flow channel capillary 2, clean air inlet 5, mixer 6, vaporizer 7 and pumps P 1 , P 2 , P 3 and P 6 are mainly used. An “ammonia measurement pretreatment device unit 20” as a constituent element is formed.

【0062】30は「亜硝酸測定用前処理装置ユニッ
ト」であり、この「亜硝酸測定用前処理装置ユニット3
0」の基本的構成は「アンモニア測定用前処理装置ユニ
ット20」と一致している。又、「アンモニア測定用前
処理装置ユニット20」と加熱酸化炉8との間に切換弁
21が配備されていて、この切換弁21により「アンモ
ニア測定用前処理装置ユニット20」と「亜硝酸測定用
前処理装置ユニット30」の何れか1つのユニットと加
熱酸化炉8間の流通状態が切換えられるようになってい
る。
Reference numeral 30 denotes a "pretreatment device unit for measuring nitrous acid".
The basic configuration of “0” matches the “ammonia measurement pretreatment unit 20”. Further, a switching valve 21 is provided between the “ammonia measurement pretreatment device unit 20” and the heating oxidation furnace 8, and the “ammonia measurement pretreatment device unit 20” and the “nitrite measurement The flow state between any one unit of the use pretreatment unit 30 and the heating oxidation furnace 8 is switched.

【0063】かかる第3実施形態は第1実施形態におけ
る「硝酸測定用前処理装置ユニット40」を取り外した
計測装置であり、動作態様は、切換弁21を操作して
「アンモニア測定用前処理装置ユニット20」もしくは
「亜硝酸測定用前処理装置ユニット30」の何れか一方
のユニットと加熱酸化炉8間を流通状態とし、前記説明
した〔アンモニア測定モード〕又は〔亜硝酸測定モー
ド〕と同一の操作を実施する(詳細な説明は前記例と同
一であるため省略する)。
The third embodiment is a measuring apparatus in which the “nitric acid measurement pre-processing device unit 40” in the first embodiment is removed. The operation mode is as follows. Unit 20 ”or“ Pretreatment device unit 30 for nitrous acid measurement ”is placed in a flow state between the heating oxidation furnace 8 and the same as the above-described [ammonia measurement mode] or [nitrite measurement mode]. The operation is performed (detailed description is omitted because it is the same as the above example).

【0064】図4は本発明の第4実施形態の概要図であ
って、本例では三態窒素中の硝酸イオンと亜硝酸イオン
を測定するための計測装置の例であり、1は試料溶液注
入口、3は試薬溶液注入口、2は流路用細管、4はイン
ジェクションポート、5はクリーンエア注入口、P1
エアポンプ、P2は定流量ポンプ、P3は薬液注入ポンプ
である。
FIG. 4 is a schematic view of a fourth embodiment of the present invention. In this example, an example of a measuring device for measuring nitrate ions and nitrite ions in tri-state nitrogen is shown. inlet, 3 reagent solution inlet 2 flow path capillary, the injection port 4, 5 clean air inlet, P 1 is an air pump, P 2 is a constant flow pump, P 3 is a liquid injection pump.

【0065】6は混合器、7は気化分離器であり、該気
化分離器7にはクリーンエア注入口5aと排液ポンプP
6及び廃液7aの排出口とが設けられている。上記試料
溶液注入口1、試薬溶液注入口3、流路用細管2、クリ
ーンエア注入口5、混合器6、気化分離器7及び各ポン
プP1、P2、P3、P6を主要な構成要素とする「硝酸測
定用前処理装置ユニット40」が形成されている。
Reference numeral 6 denotes a mixer, 7 denotes a vaporization separator, and the vaporization separator 7 has a clean air inlet 5a and a drain pump P
6 and an outlet for waste liquid 7a. The above-described sample solution inlet 1, reagent solution inlet 3, flow channel capillary 2, clean air inlet 5, mixer 6, vaporizer 7 and pumps P 1 , P 2 , P 3 and P 6 are mainly used. A “pretreatment device unit for nitric acid measurement 40” as a constituent element is formed.

【0066】30は「亜硝酸測定用前処理装置ユニッ
ト」であり、この「亜硝酸測定用前処理装置ユニット3
0」の基本的構成は「硝酸測定用前処理装置ユニット4
0」と一致している。又、「硝酸測定用前処理装置ユニ
ット40」と加熱酸化炉8との間に切換弁21が配備さ
れていて、この切換弁21により「硝酸測定用前処理装
置ユニット40」と「亜硝酸測定用前処理装置ユニット
30」の何れか1つのユニットと加熱酸化炉8間の流通
状態が切換えられるようになっている。
Reference numeral 30 denotes a "pretreatment device unit for measuring nitrous acid".
The basic configuration of “0” is “pretreatment unit 4 for nitric acid measurement.
0 ". Further, a switching valve 21 is provided between the “pretreatment unit for nitric acid measurement 40” and the heating and oxidizing furnace 8. The flow state between any one unit of the use pretreatment unit 30 and the heating oxidation furnace 8 is switched.

【0067】かかる第4実施形態は第1実施形態におけ
る「アンモニア測定用前処理装置ユニット20」を取り
外した計測装置であり、動作態様は、切換弁21を操作
して「硝酸測定用前処理装置ユニット40」もしくは
「亜硝酸測定用前処理装置ユニット30」の何れか一方
のユニットと加熱酸化炉8間を流通状態とし、前記説明
した〔硝酸測定モード〕又は〔亜硝酸測定モード〕と同
一の操作を実施する(詳細な説明は前記例と同一である
ため省略する)。
The fourth embodiment is a measuring device in which the “ammonia measurement pretreatment device unit 20” in the first embodiment is removed. The operation mode is as follows. Unit 40 ”or“ nitrite measurement pretreatment device unit 30 ”is placed in a flow state between the heating oxidation furnace 8 and the same unit as the above-described [nitric acid measurement mode] or [nitrite measurement mode]. The operation is performed (detailed description is omitted because it is the same as the above example).

【0068】[0068]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる水中のイオン濃度計測装置によれば、切換弁の操作
によって「アンモニア測定用前処理装置ユニット」,
「亜硝酸測定用前処理装置ユニット」及び「硝酸測定用
前処理装置ユニット」の何れか1つのユニットと検出器
との接続状態を切換えるとともに他のユニットを測定系
から切り離した状態としたため、測定モードの変更時に
各反応試薬が一時的に混合されたり、前回の測定モード
で使用した試薬と今回の測定モードで使用する試薬が混
合する事態がなくなり、各測定モードについて反応試薬
をパルス状に1回注入するだけで窒素の測定が可能とな
り、しかも少量の反応試薬で連続的にイオン濃度を計測
することができる。
As described in detail above, according to the apparatus for measuring ion concentration in water according to the present invention, the "pretreatment unit for ammonia measurement",
Since the connection state between one of the “pretreatment unit for nitrous acid measurement” and “pretreatment unit for nitric acid measurement” and the detector was switched and the other unit was disconnected from the measurement system, the measurement was performed. When the mode is changed, the reaction reagents are not temporarily mixed or the reagent used in the previous measurement mode is not mixed with the reagent used in the current measurement mode. Nitrogen can be measured only by injecting a number of times, and the ion concentration can be continuously measured with a small amount of reaction reagent.

【0069】更に測定目的によっては上記各ユニットは
必ずしも全部必要としない場合もあり、その時には不要
とするユニットを装備しなくてもよく、ユニット数を増
減させることによって装置の簡易化と測定項目に増減に
も容易に対処することができる。
Further, depending on the purpose of measurement, all of the above units may not always be necessary. At that time, it is not necessary to equip unnecessary units, and by increasing or decreasing the number of units, the simplification of the apparatus and the measurement items can be reduced. An increase or decrease can be easily dealt with.

【0070】フローインジェクション分析法による反応
は応答性がきわめて速いため、測定時間の大幅な短縮を
はかれる上、検量線の直線性の範囲が大きいことから測
定レンジは低濃度から高濃度まで極めて広く、高精度で
且つ繰り返し再現性が高いという効果が得られ、更に試
薬の使用量が低減されるとともに自動測定を可能にする
という効果が得られる。
The reaction by the flow injection analysis method has an extremely fast response, so that the measurement time can be greatly reduced. In addition, since the linearity of the calibration curve is large, the measurement range is extremely wide from low concentration to high concentration. The effect of high accuracy and high reproducibility is obtained, and the effect of reducing the amount of reagent used and enabling automatic measurement is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に基づく水中のイオン濃
度計測装置の概要図。
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for measuring ion concentration in water based on a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態に基づくイオン濃度計測
装置の概要図。
FIG. 2 is a schematic diagram of an ion concentration measurement device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態に基づくイオン濃度計測
装置の概要図。
FIG. 3 is a schematic diagram of an ion concentration measurement device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施形態に基づくイオン濃度計測
装置の概要図。
FIG. 4 is a schematic diagram of an ion concentration measurement device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】フローインジェクション分析法と化学発光法に
よる測定原理を説明するための概要図。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a measurement principle by a flow injection analysis method and a chemiluminescence method.

【図6】フローインジェクション分析法により三態窒素
を測定するためのフロー図。
FIG. 6 is a flow chart for measuring trimorphic nitrogen by a flow injection analysis method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…試料溶液流入口 2…流路用細管 3…試薬溶液注入口 4…インジェクションポート 5,5a…クリーンエア注入口 6…混合器 7…気化分離器 8…加熱酸化炉 9…乾燥器 10…化学発光検出器 11…オゾン発生器 12…演算・制御部 13…表示・記録部 20…アンモニア測定用前処理装置ユニット 21…切換弁 30…亜硝酸測定用前処理装置ユニット 40…硝酸測定用前処理装置ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample solution inlet 2 ... Flow channel thin tube 3 ... Reagent solution inlet 4 ... Injection port 5, 5a ... Clean air inlet 6 ... Mixer 7 ... Vaporization separator 8 ... Heated oxidation furnace 9 ... Dryer 10 ... Chemiluminescence detector 11 ... Ozone generator 12 ... Calculation / control unit 13 ... Display / recording unit 20 ... Pretreatment device unit for ammonia measurement 21 ... Switching valve 30 ... Pretreatment device unit for nitrite measurement 40 ... Before nitric acid measurement Processing unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アンモニウムイオンと硝酸イオン及び亜
硝酸イオンを含有する試料溶液を流体ポンプの駆動によ
って流路用細管中を流下させながら、複数の試薬溶液注
入口から該試料溶液中に反応試薬を選択的に注入混合
し、気化分離器によって液相から分離したガス成分を加
熱酸化炉で一酸化窒素に転換した後、検出器により化学
発光強度を検出して気相中のアンモニウムイオンと硝酸
イオン及び亜硝酸イオン濃度をフローインジェクション
分析法と化学発光法を用いて測定するイオン濃度計測装
置において、 流路用細管に対する試料溶液の注入口と試薬溶液注入
口、クリーンエア注入口、混合器、気化分離器及び駆動
用ポンプを主要な構成要素とする「アンモニア測定用前
処理装置ユニット」,「亜硝酸測定用前処理装置ユニッ
ト」及び「硝酸測定用前処理装置ユニット」を別々に形
成し、切換弁により上記何れか1つのユニットと検出器
の接続状態を切換えることを特徴とする水中のイオン濃
度計測装置。
1. A reaction solution is introduced into a sample solution from a plurality of reagent solution inlets while a sample solution containing ammonium ions, nitrate ions and nitrite ions is caused to flow down a flow tube by driving a fluid pump. After selectively injecting and mixing and converting the gas component separated from the liquid phase by a vaporizer into nitric oxide in a heating oxidation furnace, the chemiluminescence intensity is detected by a detector, and ammonium ions and nitrate ions in the gas phase are detected. And nitrite ion concentration using a flow injection analysis method and a chemiluminescence method, an ion concentration measurement device, a sample solution injection port and a reagent solution injection port, a clean air injection port, a mixer, and a vaporizer into a flow channel capillary. "Pretreatment unit for measuring ammonia", "Pretreatment unit for measuring nitrous acid", whose main components are a separator and a driving pump, and The pre-processor unit "for nitrate measurements separately formed, and the one of the unit by the switching valve detector of an ion concentration measuring device in water, characterized in that switching the connection state.
【請求項2】 測定目的に応じて「アンモニア測定用前
処理装置ユニット」,「亜硝酸測定用前処理装置ユニッ
ト」及び「硝酸測定用前処理装置ユニット」の各ユニッ
ト数を増減することを特徴とする請求項1に記載の水中
のイオン濃度計測装置。
2. The number of units of “ammonia measurement pretreatment device unit”, “nitrite measurement pretreatment device unit” and “nitric acid measurement pretreatment device unit” is increased or decreased according to the measurement purpose. The apparatus for measuring ion concentration in water according to claim 1.
【請求項3】 上記試薬溶液注入口から注入する反応試
薬として、被検出イオンがアンモニウムイオンの場合に
は次亜塩素酸もしくは次亜塩素酸ソーダを、被検出イオ
ンが亜硝酸イオンの場合にはヨウ化カリウムを、被検出
イオンが硝酸イオンの場合は三塩化チタンを用いたこと
を特徴とする請求項1又は2項に記載の水中のイオン濃
度計測装置。
3. The reaction reagent to be injected from the reagent solution injection port is hypochlorous acid or sodium hypochlorite when the ion to be detected is ammonium ion, and when the ion to be detected is nitrite ion. 3. The ion concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein potassium iodide is titanium trichloride when the ion to be detected is nitrate ion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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