WO2014122983A1 - 二酸化塩素ガスの捕捉方法、濃度測定方法、及び捕捉剤 - Google Patents

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中原弘一
田口和彦
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Definitions

  • the present invention relates to a trapping method, a concentration measuring method, and a trapping agent for chlorine dioxide gas contained in air at a low concentration.
  • Chlorine dioxide gas is a powerful oxidant. For example, in indoor air environments, it may decompose and deodorize malodorous components, or remove and sterilize viruses and bacteria that may float in the room and cause air infection. It is used for such as. Examples of conventional methods for measuring the concentration of chlorine dioxide gas in the air include a method using an electrolytic sensor utilizing a redox reaction and a gas absorption method using an iodine solution (for example, Non-Patent Document 1).
  • Chlorine dioxide gas is an unstable substance and easily decomposes, and it has been very difficult to use it as a standard gas in a method using an electrolytic sensor (hereinafter abbreviated as a sensor method). Therefore, in the sensor method, in most cases, chlorine gas is used as the standard gas instead of chlorine dioxide gas. However, when chlorine gas is used as the standard gas, conversion is necessary because it is not a direct measurement. The conversion coefficient varies from 0.5 to 2.5 due to the influence of pH or the like, or varies depending on the conditions for generating chlorine gas, and thus has a problem that measurement errors are likely to occur.
  • the chlorine dioxide gas reacts with the iodide in the iodine solution, thereby producing iodine. Is released, and the concentration of chlorine dioxide gas is measured by analyzing the iodine by iodine titration method, colorimetric method or the like.
  • chlorine dioxide gas used in indoor air is often set to a very low concentration.
  • concentration is at most about 10 ppm at the highest, and may be 10 ppb or less when the concentration is lower.
  • ozone (O 3 ) present in the air reacts with iodide (for example, potassium iodide) to generate iodine.
  • iodide for example, potassium iodide
  • An object of the present invention is to enable accurate measurement of the concentration of chlorine dioxide gas contained in air at a low concentration, for example, to be used for calibration of a highly sensitive continuous measuring device of chlorine dioxide gas concentration. There is to do.
  • the first characteristic configuration in the chlorine dioxide gas capturing method of the present invention is that it includes a step of using an aqueous solution containing an alkaline substance and iodide and bringing the aqueous solution containing chlorine dioxide gas into contact with the aqueous solution.
  • the aqueous solution in this structure contains an alkaline substance, it shows alkalinity.
  • chlorine dioxide gas and iodide react as shown in the following chemical reaction formulas (4) to (6), and stable iodic acid Salts and / or iodates (which are present as very stable iodate and / or iodate ions in alkaline aqueous solutions) are produced.
  • the ozone can be decomposed by an alkaline substance in the aqueous solution, so that the ozone is usually about 10 ppb to 30 ppb, which is usually present in the atmosphere. If it is ozone, the production
  • the second characteristic configuration is that the concentration of chlorine dioxide gas contained in the air is 0.0002 ppm to 5 ppm.
  • the third characteristic configuration is that the concentration of the alkaline substance in the aqueous solution is 0.01 N or more.
  • a fourth characteristic configuration is that the concentration of iodide in the aqueous solution is 0.2 g / L or more.
  • a characteristic configuration of the chlorine dioxide gas concentration measuring method of the present invention is a chlorine dioxide gas concentration measuring method using the chlorine dioxide gas trapping method according to any one of the first to fourth characteristic configurations, wherein the chlorine dioxide gas
  • the method includes a step of measuring the concentration of iodate and / or iodate in an aqueous solution in contact with air containing ion by ion chromatography.
  • the concentration of iodate and / or iodate in the aqueous solution can be directly measured by concentration using an ion chromatography method.
  • the concentration of chlorine gas can be accurately measured with higher accuracy.
  • a characteristic configuration of the chlorine dioxide gas concentration measuring method of the present invention is a chlorine dioxide gas concentration measuring method using the chlorine dioxide gas trapping method according to any one of the first to fourth characteristic configurations, wherein the chlorine dioxide gas
  • the method includes the step of acidifying an aqueous solution contacted with air to liberate iodine and the step of measuring the iodine concentration by a colorimetric method or iodine titration method.
  • the characteristic constitution of the chlorine dioxide gas scavenger of the present invention is that it is an aqueous solution containing an alkaline substance and iodide.
  • the aqueous solution of this structure contains an alkaline substance, it shows alkalinity.
  • chlorine dioxide gas is absorbed into an alkaline aqueous solution containing iodide, chlorine dioxide gas and iodide react as shown in the above chemical reaction formulas (4) to (6), and stable iodic acid Salts and / or iodates (which are present as very stable iodate and / or iodate ions in alkaline aqueous solutions) are produced.
  • the ozone can be decomposed by an alkaline substance in the aqueous solution, so that the ozone is usually about 10 ppb to 30 ppb, which is usually present in the atmosphere. If it is ozone, the production
  • the chlorine dioxide gas scavenger according to the present invention is an aqueous solution containing an alkaline substance and iodide.
  • the alkaline substance that can be used include, but are not limited to, lithium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, and the like.
  • the concentration of the alkaline substance in the aqueous solution is preferably 0.01 N or more, more preferably 0.1 N to 2 N.
  • the iodide that can be used include, but are not limited to, potassium iodide, sodium iodide and the like.
  • the concentration of iodide in the aqueous solution is preferably 0.2 g / L or more, more preferably 2 g / L to 50 g / L.
  • the chlorine dioxide gas trapping method according to the present invention includes a step of bringing air containing chlorine dioxide gas into contact with the chlorine dioxide gas trapping agent containing an alkaline substance and iodide.
  • Examples of the contact method include a method of sucking air using a known air pump and supplying the sucked air to the chlorine dioxide gas scavenger and bubbling.
  • a suction speed of 0.1 L / min to 1.0 L / min is used for 2 hours to 200 hours. Suction and bubbling should be performed.
  • the method for capturing chlorine dioxide gas according to the present invention can measure air containing chlorine dioxide gas at a very low concentration of 0.0002 ppm to 5 ppm. Of course, it can be applied to air containing chlorine dioxide gas at a higher concentration. It can also be applied to.
  • Chlorine dioxide gas concentration measurement method (1) Ion chromatographic method Chlorine dioxide gas captured using the above-described chlorine dioxide gas scavenger and chlorine dioxide gas scavenging method is a highly stable iodate ion in a chlorine dioxide gas scavenger which is an alkaline aqueous solution. It exists as iodate ion. Therefore, the concentration of chlorine dioxide gas in the air can be measured by directly measuring the concentration of these ions using a known ion chromatographic method. Since ion chromatography has higher detection sensitivity than iodine titration, it can be measured with an air suction amount of about 1/10 of the air suction amount when the iodine titration method is used.
  • Chlorine dioxide gas captured using the above-described chlorine dioxide gas scavenger and chlorine dioxide gas scavenging method is a highly stable iodate ion and / or a chlorine dioxide gas scavenger which is an alkaline aqueous solution. Or they exist as iodate ions.
  • the chlorine dioxide gas scavenger is made acidic by adding, for example, 1N to 18N sulfuric acid or the like, iodine is immediately liberated as shown in the above chemical reaction formulas (7) and (8).
  • the colorimetric method has a relatively high detection sensitivity as compared with the iodine titration method, it can be measured with an air suction amount of about 1/2 of the air suction amount when the iodine titration method is used.
  • Chlorine dioxide gas captured using the above-described chlorine dioxide gas scavenger and chlorine dioxide gas scavenging method is a highly stable iodate ion and / or a chlorine dioxide gas scavenger which is an alkaline aqueous solution. Or they exist as iodate ions.
  • the chlorine dioxide gas scavenger is made acidic by adding, for example, 1N to 18N sulfuric acid or the like, iodine is immediately liberated as shown in the above chemical reaction formulas (7) and (8).
  • Example 1 Using an electrolytic chlorine dioxide gas generator “Lispath S” (manufactured by Daiko Pharmaceutical Co., Ltd.), chlorine dioxide gas was continuously operated to generate a gas flow rate of 300 mL / min and a generation amount of 5 mg / hr.
  • Part of the generated gas is extracted with a corrosion-resistant air pump at 50 mL / min, diluted with 3 L / min of diluted air, and this diluted gas is extracted with a corrosion-resistant air pump at 50 mL / min to be 2.5 L / min.
  • a corrosion-resistant air pump at 50 mL / min, diluted with 3 L / min of diluted air, and this diluted gas is extracted with a corrosion-resistant air pump at 50 mL / min to be 2.5 L / min.
  • An aqueous solution of potassium iodine: 50 g / L and potassium hydroxide: 50 g / L was prepared as a chlorine dioxide gas scavenger, and 20 mL of the scavenger was injected into a 30 mL capacity impinger.
  • Each of the scavengers in the first and second impingers was placed in a flask, 2N sulfuric acid was added to make it acidic with sulfuric acid, and titrated with 0.01 mol / L sodium thiosulfate standard solution.
  • the titration constant was 0.55 mL for the first column, and 0.00mL for the second column.
  • the factor of the sodium thiosulfate standard solution was 1.005, and when calculated, the first column was 29.6 ppb (therefore, the theoretical value was 31.9 ppb), and the second column was 0 ppb.
  • Example 2 In the chlorine dioxide gas (flow rate: 2.55 L / min, concentration: about 30 ppb) generated from the chlorine dioxide gas generator used in Example 1, an ozone generator (ModeL 1410 manufactured by Direc Co., Ltd., air cleaner: ModeL1400, Monitor: Mode L1150) Ozone concentration: 50 ppb of air was mixed at 2.5 L / min, and measurement was performed in the same manner as in Example 1.
  • an ozone generator ModeL 1410 manufactured by Direc Co., Ltd., air cleaner: ModeL1400, Monitor: Mode L1150
  • the drop constant was 1st tower: 0.30 mL and 2nd tower: 0.00 mL.
  • the factor of the sodium thiosulfate standard solution was 1.005, and it was calculated to be 16.1 ppb for the first column and 0 ppb for the second column.
  • Example 3 As in Example 1, air containing approximately 30 ppb of chlorine dioxide gas was continuously generated. An aqueous solution of potassium iodine: 10 g / L and potassium hydroxide: 2 g / L was prepared as an absorbing solution, and 20 mL of the absorbing solution was injected into a 30 mL capacity impinger.
  • the drop constant was 1st tower: 0.53 mL and 2nd tower: 0.00 mL.
  • the factor of the standard solution was 1.005, and it was calculated to be 28.5 ppb for the first column and 0 ppb for the second column.
  • Example 4 In the same manner as in Example 2, air having an ozone concentration of 50 ppb was mixed at 2.5 L / min, and measurement was performed in the same manner as in Example 2.
  • the supply gas concentration is chlorine dioxide gas: 14.9 ppb and ozone: 24.8 ppb.
  • An aqueous solution of potassium iodide: 10 g / L and potassium hydroxide 2 g / L was prepared as an absorbing solution, and 20 mL of the absorbing solution was injected into a 30 mL capacity impinger.
  • the drop constant was 1st tower: 0.28 mL and 2nd tower: 0.00 mL.
  • the factor of the standard solution was 1.005, and when calculated, the first column was 14.1 ppb and the second column was 0 ppb.
  • Example 1 (conventional method) As in Example 1, air containing approximately 30 ppb of chlorine dioxide gas was continuously generated. An aqueous solution of potassium iodine: 10 g / L was prepared as an absorbing solution, and 20 mL of the absorbing solution was injected into a 30 mL capacity impinger.
  • the drop constant was 1st tower: 0.42 mL and 2nd tower: 0.07 mL.
  • the factor of the standard solution was 1.005, and the calculated value was 22.6 ppb for the first column and 3.8 ppb for the second column.
  • the absorption and capture of chlorine dioxide gas became insufficient, and the measured value in the first column had a large negative error.
  • Example 2 (conventional method, under neutral conditions) As in Example 1, air containing approximately 30 ppb of chlorine dioxide gas was continuously generated. Potassium iodine as an absorbing solution: Potassium dihydrogen phosphate and dipotassium hydrogen phosphate buffer solution are added to an aqueous solution of 10 g / L, pH is adjusted to 7-8, and the above-mentioned absorbing solution is added to a prepared 30 mL capacity impinger. 20 mL was injected.
  • the first and second towers of the impinger absorption liquid were placed in flasks, made acidic with 2N sulfuric acid, and titrated with 0.01 mol / L sodium thiosulfate standard solution.
  • the drop constant was 1st tower: 0.43 mL and 2nd tower: 0.06 mL.
  • the factor of the standard solution was 1.005, and when calculated, the first column was 23.1 ppb and the second column was 3.2 ppb. Compared with Example 3, the absorption and capture of chlorine dioxide gas became insufficient, and the measured value in the first column had a large negative error.
  • the drop constant was 1st tower: 0.34 mL and 2nd tower: 0.04 mL.
  • the factor of the standard solution was 1.005, and when calculated, the first column was 18.3 ppb and the second column was 2.2 ppb.
  • the measured value of the first tower had a large positive error.
  • the concentration of chlorine dioxide gas contained in indoor air at a low concentration can be accurately measured, for example, a deodorant that releases chlorine dioxide gas into the room and decomposes malodorous components, It can be suitably used for evaluating and confirming the performance of agents that remove and sterilize viruses and bacteria floating in the room, and for calibrating a highly sensitive continuous measuring device of chlorine dioxide gas concentration.

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Abstract

　アルカリ性物質とヨウ化物とを含有する水溶液を使用して、該水溶液に二酸化塩素ガスを含む空気を接触させる工程を含む二酸化塩素ガス捕捉方法。

Description

二酸化塩素ガスの捕捉方法、濃度測定方法、及び捕捉剤
　本発明は、空気中に低濃度で含まれる二酸化塩素ガスの、捕捉方法、濃度測定方法、及び捕捉剤に関する。
　二酸化塩素ガスは強力な酸化剤であり、例えば、室内空気環境中では、悪臭成分を分解して消臭したり、室内に浮遊して空気感染する虞のあるウィルスや細菌を除去・殺菌する場合などに使用されている。
　空気中の二酸化塩素ガス濃度を測定するための従来の方法としては、例えば、酸化還元反応を利用する電解式センサーを使用する方法や、ヨウ素溶液を使用するガス吸収法を挙げることができる（例えば、非特許文献１参照）。
国立医薬品食品衛生研究所　安全情報部、２００７国際化学物質簡潔評価文書Ｎｏ．３７二酸化塩素（ガス）、３．１作業環境の空気モニタリング、第８頁
　二酸化塩素ガスは、不安定な物質で分解し易く、電解式センサーを使用する方法（以下、センサー法と略称する）において標準ガスとして使用することが非常に困難であった。そのため、当該センサー法では、標準ガスとして、二酸化塩素ガスの替わりに塩素ガスを使用する場合がほとんどであるが、塩素ガスを標準ガスとして使用する場合には直接測定ではないため換算する必要があり、その換算係数は、ｐＨ等の影響によって０．５～２．５と変化したり、あるいは塩素ガスを発生させる条件等によっても変化するため、測定誤差が生じ易いという問題を抱えている。
　一方、ヨウ素溶液を使用する従来のガス吸収法は、以下の化学反応式（１）及び（２）に示すように、二酸化塩素ガスと、ヨウ素溶液中のヨウ化物とが反応することによって、ヨウ素が遊離し、このヨウ素をヨウ素滴定法や比色法等により分析することによって、二酸化塩素ガスとしての濃度を測定するものである。
　酸性条件下における二酸化塩素とヨウ化物（ヨウ化カリウム）との反応
　２ＣｌＯ2＋１０ＫＩ＋８ＨＣｌ→５Ｉ2＋１０ＫＣｌ＋４Ｈ2Ｏ・・（１）
　中性条件下における二酸化塩素とヨウ化物（ヨウ化カリウム）との反応
　２ＣｌＯ2＋２ＫＩ→Ｉ2＋２ＫＣｌＯ2・・・・・・・・・・・・・（２）
　しかしながら、例えば、室内空気中で使用する二酸化塩素ガスは、非常に低い濃度に設定されることが多い。例えば、その濃度は、高くともせいぜい１０ｐｐｍ程度であり、さらに低い場合には１０ｐｐｂ以下の場合もある。
　従来のガス吸収法では、低濃度の二酸化塩素ガスをヨウ素溶液に吸収させるために長時間を要する場合が多く、その間、生成したヨウ素はヨウ化カリウム等により安定化されるが、平衡状態では遊離状態のヨウ素が存在し、この遊離状態のヨウ素が気化して空気中に逃げ出してしまうため、マイナスの測定誤差を生じさせる原因となっていた。
　さらに、以下の化学反応式（３）に示すように、空気中に存在するオゾン（Ｏ3）とヨウ化物（例えば、ヨウ化カリウム）とが反応してヨウ素が生成されてしまうため、このオゾンの存在は、プラスの測定誤差を生じさせる原因となっていた。尚、大気中に通常存在するオゾン（Ｏ3）は約１０ｐｐｂ～３０ｐｐｂ程度と言われている。
　Ｏ3＋２ＫＩ＋Ｈ2Ｏ→Ｉ2＋２ＫＯＨ＋Ｏ2・・・・・・・・・・・（３）
　本発明の目的は、空気中に低濃度で含まれる二酸化塩素ガスの濃度を正確に測定することを可能とし、例えば、高感度な二酸化塩素ガス濃度の連続測定器の校正等に利用できるようにすることにある。
　本発明の二酸化塩素ガス捕捉方法における第１特徴構成は、アルカリ性物質とヨウ化物とを含有する水溶液を使用して、該水溶液に二酸化塩素ガスを含む空気を接触させる工程を含む点にある。
〔作用及び効果〕
　本構成における水溶液はアルカリ性物質を含むためアルカリ性を示す。
　ヨウ化物を含むアルカリ性の水溶液に二酸化塩素ガスが吸収されると、以下の化学反応式（４）～（６）に示すように、二酸化塩素ガスとヨウ化物とが反応して、安定なヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩（アルカリ性の水溶液中では、非常に安定なヨウ素酸イオン及び/又は亜ヨウ素酸イオンとして存在する）が生成される。
　２ＣｌＯ2＋２ＫＩ＋２ＫＯＨ→ＫＩＯ2＋ＫＩＯ3＋２ＫＣｌ＋Ｈ2Ｏ・・・（４）
　６ＣｌＯ2＋５ＫＩ＋６ＫＯＨ→５ＫＩＯ3＋６ＫＣｌ＋３Ｈ2Ｏ・・・（５）
　４ＣｌＯ2＋５ＫＩ＋４ＫＯＨ→５ＫＩＯ2＋４ＫＣｌ＋２Ｈ2Ｏ・・・（６）
　即ち、本構成によれば、一時的にヨウ素が生成されたとしても、そのヨウ素はただちに安定なヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩となる。そのため、低濃度の二酸化塩素ガスを含む空気を水溶液に長時間接触させたとしても、ヨウ素が気化して喪失する虞がない。
　また、たとえ空気中に存在するオゾン（Ｏ3）が水溶液に吸収された場合も、当該オゾンは水溶液中のアルカリ性物質によって分解され得るため、特に、大気中に通常存在する約１０ｐｐｂ～３０ｐｐｂ程度のオゾンであれば、オゾンとヨウ化物との反応によるヨウ素の生成を略完全に防止することができる。
　以上より、本構成の二酸化塩素ガス捕捉方法を使用すれば、ヨウ素気化による測定誤差の発生とオゾンによる測定誤差の発生のいずれも防止することができるため、低濃度の二酸化塩素ガスを含む空気を正確に測定することができる。
　第２特徴構成は、前記空気中に含まれる二酸化塩素ガスの濃度が、０．０００２ｐｐｍ～５ｐｐｍである点にある。
〔作用及び効果〕
　本構成によれば、二酸化塩素ガスをイオン化して吸収補足するために長時間吸引してもその間にヨウ素が空気中に放散することがないので、空気中に０．０００２ｐｐｍ～５ｐｐｍという非常に低い濃度で含まれる二酸化塩素ガスの濃度を正確に測定することができる。
　第３特徴構成は、前記水溶液中のアルカリ性物質の濃度が、０．０１Ｎ以上である点にある。
〔作用及び効果〕　水溶液中のアルカリ性物質濃度が０．０１Ｎ未満の場合、吸収した二酸化塩素ガスがヨウ化物と反応してヨウ素が遊離し易くなると共に、イオン化（上述の二酸化塩素ガスとヨウ化物との反応による安定なヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩の生成）するための時間が長くなるため、測定誤差が大きくなる虞がある。しかしながら、アルカリ性物質濃度が０．０１Ｎ以上であれば、吸収した二酸化塩素ガスのほとんどがヨウ化物と迅速に反応してイオン化するため、測定誤差の発生をより確実に防止することができる。
　第４特徴構成は、前記水溶液中のヨウ化物の濃度が、０．２ｇ/Ｌ以上である点にある
。
〔作用及び効果〕
　水溶液中のヨウ化物の濃度を０．２ｇ/Ｌ以上に設定することによって、吸収した二酸化塩素ガスが、ヨウ化物とより確実に反応するようになるため、測定誤差の発生をさらにより確実に防止することができる。
　本発明の二酸化塩素ガス濃度測定方法における特徴構成は、上記第１～第４特徴構成のいずれかに記載の二酸化塩素ガス捕捉方法を使用する二酸化塩素ガス濃度測定方法であって、前記二酸化塩素ガスを含む空気を接触させた水溶液におけるヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩の濃度をイオンクロマトグラフ法によって測定する工程を含む点にある。
〔作用及び効果〕
　本構成によれば、水溶液におけるヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩の濃度を、イオンクロマトグラフ法を用いて濃縮することによって直接測定することができるため、空気中に低濃度で含まれる二酸化塩素ガスの濃度を、より高い精度で正確に測定することができる。
　本発明の二酸化塩素ガス濃度測定方法における特徴構成は、上記第１～第４特徴構成のいずれかに記載の二酸化塩素ガス捕捉方法を使用する二酸化塩素ガス濃度測定方法であって、前記二酸化塩素ガスを含む空気を接触させた水溶液を酸性にしてヨウ素を遊離させる工程と、前記ヨウ素の濃度を比色法又はヨウ素滴定法によって測定する工程とを含む点にある。
〔作用及び効果〕
　本構成によれば、水溶液を酸性にすることによって、以下の化学反応式（７）及び（８）に示すように、水溶液中のヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩から直ちにヨウ素を遊離させることができる。そのため、当該水溶液に対して公知の比色法やヨウ素滴定法を用いることによってヨウ素濃度を測定することが可能となり、これにより空気中に低濃度で含まれる二酸化塩素ガスの濃度をより簡便に求めることができる。
　２ＫＩＯ2＋４Ｈ2ＳＯ4＋６ＫＩ→４Ｉ2＋４Ｋ2ＳＯ4＋４Ｈ2Ｏ・・・（７）
　ＫＩＯ3＋３Ｈ2ＳＯ4＋５ＫＩ→３Ｉ2＋３Ｋ2ＳＯ4＋３Ｈ2Ｏ・・・・（８）
　本発明の二酸化塩素ガス捕捉剤の特徴構成は、アルカリ性物質とヨウ化物とを含有する水溶液である点にある。
〔作用及び効果〕
　本構成の水溶液はアルカリ性物質を含むためアルカリ性を示す。
　ヨウ化物を含むアルカリ性の水溶液に二酸化塩素ガスが吸収されると、上述の化学反応式（４）～（６）に示すように、二酸化塩素ガスとヨウ化物とが反応して、安定なヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩（アルカリ性の水溶液中では、非常に安定なヨウ素酸イオン及び/又は亜ヨウ素酸イオンとして存在する）が生成される。
　即ち、本構成の水溶液において、一時的にヨウ素が生成されたとしても、そのヨウ素はただちに安定なヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩となる。そのため、低濃度の二酸化塩素ガスを含む空気を水溶液に長時間接触させたとしても、ヨウ素が気化して喪失する虞がない。
　また、たとえ空気中に存在するオゾン（Ｏ3）が水溶液に吸収された場合も、当該オゾンは水溶液中のアルカリ性物質によって分解され得るため、特に、大気中に通常存在する約１０ｐｐｂ～３０ｐｐｂ程度のオゾンであれば、オゾンとヨウ化物との反応によるヨウ素の生成を略完全に防止することができる。
　以上より、本構成の二酸化塩素ガス捕捉剤によれば、ヨウ素の気化損失や、オゾンによるヨウ素の生成をほとんど伴わずに、空気中に低濃度で含まれる二酸化塩素ガスを確実に捕捉することができる。
[実施形態]
　以下、本発明の実施の形態を説明する。
（二酸化塩素ガス捕捉剤）
　本発明に係る二酸化塩素ガス捕捉剤は、アルカリ性物質とヨウ化物とを含有する水溶液である。
　使用可能なアルカリ性物質としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、水溶液におけるアルカリ性物質の濃度は、好ましくは０．０１Ｎ以上であり、より好ましくは、０．１Ｎ～２Ｎである。
　使用可能なヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、水溶液におけるヨウ化物の濃度は、好ましくは０．２ｇ/Ｌ以上であり、より好ましくは、２ｇ/Ｌ～５０ｇ/Ｌである。
（二酸化塩素ガス捕捉方法）
　本発明に係る二酸化塩素ガス捕捉方法は、アルカリ性物質とヨウ化物とを含有する上記二酸化塩素ガス捕捉剤に対して、二酸化塩素ガスを含む空気を接触させる工程を含む。
　接触方法としては、例えば、公知のエアーポンプを使用して空気を吸引し、吸引した空気を上記二酸化塩素ガス捕捉剤に供給してバブリングする方法が挙げられる。例えば、ヨウ素滴定法で二酸化塩素ガス濃度を測定する場合は、５０ｍ3以上の容積を有する室内空間においては、０．１Ｌ/分～１．０Ｌ/分の吸引速度で、２時間～２００時間の吸引・バブリングを行うと良い。
　本発明に係る二酸化塩素ガス捕捉方法は、二酸化塩素ガスを０．０００２ｐｐｍ～５ｐｐｍという非常に低い濃度で含む空気について測定することが可能であり、勿論、より高い濃度で二酸化塩素ガスを含む空気に対しても適用することができる。
（二酸化塩素ガス濃度測定方法）
　（１）イオンクロマトグラフ法
　上述の二酸化塩素ガス捕捉剤及び二酸化塩素ガス捕捉方法を用いて捕捉した二酸化塩素ガスは、アルカリ性の水溶液である二酸化塩素ガス捕捉剤において、非常に安定なヨウ素酸イオン及び/又は亜ヨウ素酸イオンとして存在する。そのため、これらのイオンの濃度を公知のイオンクロマトグラフ法を用いて直接測定することによって、空気中の二酸化塩素ガスの濃度を測定することができる。尚、イオンクロマトグラフ法はヨウ素滴定法と比べて検出感度が高いため、ヨウ素滴定法を用いる場合の空気吸引量の約１/１０程度の空気吸引量で測定することが可能である。
　（２）比色法
　上述の二酸化塩素ガス捕捉剤及び二酸化塩素ガス捕捉方法を用いて捕捉した二酸化塩素ガスは、アルカリ性の水溶液である二酸化塩素ガス捕捉剤において、非常に安定なヨウ素酸イオン及び/又は亜ヨウ素酸イオンとして存在する。
　当該二酸化塩素ガス捕捉剤に対して、例えば、１Ｎ～１８Ｎの硫酸等を加えて酸性にすると、上述の化学反応式（７）及び（８）に示すように、直ちにヨウ素が遊離する。
　そのため、デンプン水溶液やＤＰＤ試薬等の発色試薬と比色計を用いる、公知の比色法によってヨウ素濃度を測定することが可能となり、これにより空気中に低濃度で含まれる二酸化塩素ガスの濃度をより簡便に求めることができる。尚、比色法はヨウ素滴定法と比べて検出感度が比較的高いため、ヨウ素滴定法を用いる場合の空気吸引量の約１/２程度の空気吸引量で測定することが可能である。
　（３）ヨウ素滴定法
　上述の二酸化塩素ガス捕捉剤及び二酸化塩素ガス捕捉方法を用いて捕捉した二酸化塩素ガスは、アルカリ性の水溶液である二酸化塩素ガス捕捉剤において、非常に安定なヨウ素酸イオン及び/又は亜ヨウ素酸イオンとして存在する。
　当該二酸化塩素ガス捕捉剤に対して、例えば、１Ｎ～１８Ｎの硫酸等を加えて酸性にすると、上述の化学反応式（７）及び（８）に示すように、直ちにヨウ素が遊離する。
　そのため、チオ硫酸ナトリウム標準液（ハイポ液）で滴定する、公知のヨウ素滴定法によってヨウ素濃度を測定することが可能となり、これにより空気中に低濃度で含まれる二酸化塩素ガスの濃度をより簡便に求めることができる。
　以下に本発明の実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。但し、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　電解式二酸化塩素ガス発生装置「リスパスＳ」（大幸薬品株式会社製）を使用して二酸化塩素ガスを連続運転してガス流量：３００ｍＬ／ｍｉｎ、発生量：５ｍｇ／ｈｒを発生させた。
　発生したガスの一部を耐食性のエアーポンプで５０ｍＬ／ｍｉｎを抜き出し、３Ｌ／ｍｉｎの希釈エアーで希釈し、更にこの希釈ガスを耐食性のエアーポンプで５０ｍＬ／ｍｉｎを抜き出して２．５Ｌ／ｍｉｎの希釈エアーで希釈することにより、おおよそ３０ｐｐｂの二酸化塩素ガスを含むエアーを連続発生させた。
　二酸化塩素ガス捕捉剤としてヨウ素カリウム：５０ｇ／Ｌ、水酸化カリウム：５０ｇ／Ｌの水溶液を用意して、３０ｍＬ容量のインピンジャーに上記捕捉剤を２０ｍＬ注入した。
　注入したインピンジャーを２本直列に接続し、５００ｍＬ／ｍｉｎの吸引速度で上記二酸化塩素ガスを３０時間吸引した。
　１塔目及び２塔目のインピンジャー内の捕捉剤のそれぞれをフラスコに入れて２Ｎ硫酸を入れて硫酸酸性とし、０．０１ｍｏＬ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム標準液にて滴定した。滴定数は、１塔目：０．５５ｍＬであり、２塔目：０．００ｍＬであった。チオ硫酸ナトリウム標準液のファクターは１．００５であり、計算すると１塔目は２９.６ｐｐｂ（因みに、理論値は３１．９ｐｐｂ）となり、２塔目は０ｐｐｂとなった。
（実施例２）
　実施例１で使用した二酸化塩素ガス発生装置から発生している二酸化塩素ガス（流速：２．５５Ｌ/ｍｉｎ、濃度：およそ３０ｐｐｂ）にオゾン発生器（ダイレック株式会社製ＭｏｄｅＬ１４１０、空気清浄機：ＭｏｄｅＬ１４００、モニター：ＭｏｄｅＬ１１５０）から発生するオゾン濃度：５０ｐｐｂのエアーを２．５Ｌ／ｍｉｎで混合して、実施例１と同様に測定を行った。
　供給ガスにおける二酸化塩素ガス濃度とオゾン濃度を計算すると、二酸化塩素ガスは２．５５／（２．５５＋２．５）×２９．６＝１４．９ｐｐｂとなり、オゾンは２．５／（２．５５＋２．５）×５０＝２４．８ｐｐｂとなる。
　滴定数は、１塔目：０．３０ｍＬであり、２塔目：０．００ｍＬであった。チオ硫酸ナトリウム標準液のファクターは１．００５であり、計算すると１塔目は１６．１ｐｐｂとなり、２塔目は０ｐｐｂとなった。
（実施例３）
　実施例１と同様におおよそ３０ｐｐｂの二酸化塩素ガスを含むエアーを連続発生させた。吸収液としてヨウ素カリウム：１０ｇ／Ｌ、水酸化カリウム：２ｇ／Ｌの水溶液を用意して、３０ｍＬ容量のインピンジャーに上記吸収液を２０ｍＬ注入した。
　注入したインピンジャーを２本直列に接続し、５００ｍＬ／ｍｉｎの吸引速度で上記二酸化塩素ガスを３０時間吸引した。インピンジャーの吸収液の１塔目、及び２塔目をそれぞれフラスコに入れて２Ｎ硫酸を入れて硫酸酸性とし、０．０１ｍｏＬ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム標準液にて滴定した。
　滴定数は、１塔目：０．５３ｍＬであり、２塔目：０．００ｍＬであった。標準液のファクターは１．００５であり、計算すると１塔目は２８．５ｐｐｂとなり、２塔目は０ｐｐｂとなった。
（実施例４）
　実施例２と同様にオゾン濃度５０ｐｐｂのエアーを２．５Ｌ／ｍｉｎで混合して、実施例２と同様に測定を行った。
　供給ガス濃度は二酸化塩素ガス：１４．９ｐｐｂであり、オゾン：２４．８ｐｐｂとなる。吸収液としてヨウ素カリウム：１０ｇ／Ｌ、水酸化カリウム２ｇ／Ｌの水溶液を用意して、３０ｍＬ容量のインピンジャーに上記吸収液を２０ｍＬ注入した。
　注入したインピンジャーを２本直列に接続し、５００ｍＬ／ｍｉｎの吸引速度で上記二酸化塩素ガスを３０時間吸引した。インピンジャーの吸収液の１塔目、及び２塔目をそれぞれフラスコに入れて２Ｎ硫酸を入れて硫酸酸性とし、０．０１ｍｏＬ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム標準液にて滴定した。
　滴定数は、１塔目：０．２８ｍＬであり、２塔目：０．００ｍＬであった。標準液のファクターは１．００５であり、計算すると１塔目は１４．１ｐｐｂとなり、２塔目は０ｐｐｂとなった。
（比較例１（従来法））
　実施例１と同様におおよそ３０ｐｐｂの二酸化塩素ガスを含むエアーを連続発生させた。吸収液としてヨウ素カリウム：１０ｇ／Ｌの水溶液を用意して、３０ｍＬ容量のインピンジャーに上記吸収液を２０ｍＬ注入した。
　注入したインピンジャーを２本直列に接続し、５００ｍＬ／ｍｉｎの吸引速度で上記二酸化塩素ガスを３０時間吸引した。インピンジャーの吸収液の１塔目、及び２塔目をそれぞれフラスコに入れて２Ｎ硫酸を入れて硫酸酸性とし、０．０１ｍｏＬ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム標準液にて滴定した。
　滴定数は、１塔目：０．４２ｍＬであり、２塔目：０．０７ｍＬであった。標準液のファクターは１．００５であり、計算すると、１塔目は２２．６ｐｐｂとなり、２塔目は３．８ｐｐｂとなった。実施例３と比較して、二酸化塩素ガスの吸収捕捉が不十分なものとなり、１塔目の測定値はマイナスの誤差が大きくなった。
（比較例２（従来法、中性条件下））
　実施例１と同様におおよそ３０ｐｐｂの二酸化塩素ガスを含むエアーを連続発生させた。吸収液としてヨウ素カリウム：１０ｇ／Ｌの水溶液にリン酸二水素カリウム、及びリン酸水素二カリウム緩衝液を加え、ｐＨを７～８に調整し、用意した３０ｍＬ容量のインピンジャーに上記吸収液を２０ｍＬ注入した。
　注入したインピンジャーを２本直列に接続し、５００ｍＬ／ｍｉｎの吸引速度で上記二酸化塩素ガスを３０時間吸引した。インピンジャーの吸収液の１塔目、及び２塔目をそれぞれフラスコに入れて２Ｎ硫酸を入れて硫酸酸性とし、０．０１ｍｏＬ／Ｌ、チオ硫酸ナトリウム標準液にて滴定した。
　滴定数は、１塔目：０．４３ｍＬであり、２塔目：０．０６ｍＬであった。標準液のファクターは１．００５であり、計算すると１塔目は２３．１ｐｐｂとなり、２塔目は３．２ｐｐｂとなった。実施例３と比較して、二酸化塩素ガスの吸収捕捉が不十分なものとなり、１塔目の測定値はマイナスの誤差が大きくなった。
（比較例３（従来法））
　実施例２と同様な方法で二酸化塩素ガス：１４．９ｐｐｂ、オゾン：２４．８ｐｐｂとなるガスを供給し、吸収液としてヨウ素カリウム：１０ｇ／Ｌの水溶液を用意して、３０ｍＬ容量のインピンジャーに上記吸収液を２０ｍＬ注入した。
　滴定数は、１塔目：０．３４ｍＬであり、２塔目：０．０４ｍＬであった。標準液のファクターは１．００５であり、計算すると１塔目は１８．３ｐｐｂとなり、２塔目は２．２ｐｐｂとなった。実施例４と比較して、オゾンの影響を受けたため、１塔目の測定値はプラスの誤差が大きくなった。
　本発明によれば、室内空気中に低濃度で含まれる二酸化塩素ガスの濃度を正確に測定することができるため、例えば、二酸化塩素ガスを室内に放出して悪臭成分を分解する消臭剤や、室内に浮遊するウィルスや細菌を除去・殺菌する薬剤などの性能を評価・確認する場合や、高感度な二酸化塩素ガス濃度の連続測定器を校正する場合などに好適に利用することができる。

Claims (7)

  1. 　アルカリ性物質とヨウ化物とを含有する水溶液を使用して、該水溶液に二酸化塩素ガスを含む空気を接触させる工程を含む二酸化塩素ガス捕捉方法。
  2. 　前記空気中に含まれる二酸化塩素ガスの濃度が、０．０００２ｐｐｍ～５ｐｐｍである請求項１に記載の二酸化塩素ガス捕捉方法。
  3. 　前記水溶液中のアルカリ性物質の濃度が、０．０１Ｎ以上である請求項１又は２に記載の二酸化塩素ガス捕捉方法。
  4. 　前記水溶液中のヨウ化物の濃度が、０．２ｇ/Ｌ以上である請求項１又は２に記載の二酸化塩素ガス捕捉方法。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の二酸化塩素ガス捕捉方法を使用する二酸化塩素ガス濃度測定方法であって、
    　前記二酸化塩素ガスを含む空気を接触させた水溶液におけるヨウ素酸塩及び/又は亜ヨウ素酸塩の濃度をイオンクロマトグラフ法によって測定する工程を含む二酸化塩素ガス濃度測定方法。
  6. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の二酸化塩素ガス捕捉方法を使用する二酸化塩素ガス濃度測定方法であって、
    　前記二酸化塩素ガスを含む空気を接触させた水溶液を酸性にしてヨウ素を遊離させる工程と、前記ヨウ素の濃度を比色法又はヨウ素滴定法によって測定する工程とを含む二酸化塩素ガス濃度測定方法。
  7. 　アルカリ性物質とヨウ化物とを含有する水溶液である、二酸化塩素ガス捕捉剤。
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