溴酸根離子的測定方法和測定裝置制造方法
【專利摘要】一種溴酸根離子的測定方法，其包括：將由于與溴酸根離子的共存而熒光強度發(fā)生變化的熒光物質添加到試樣水中，并通過添加鹽酸成為酸性條件的第1工序，對熒光物質的熒光強度進行測量的第2工序，將不含溴酸根離子的標準試樣水的熒光強度與測得的熒光強度之差作為熒光強度差而算出的第3工序，以及使用預先求出的熒光強度差與溴酸根離子濃度的校準曲線，從算出的熒光強度差算出溴酸根離子濃度的第4工序，其中，第2工序包括對在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時、激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時之中任一情況下的熒光強度進行測量。
【專利說明】溴酸根離子的測定方法和測定裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及對試樣水中的溴酸根離子濃度進行測定的溴酸根離子的測定方法和測定裝置。
【背景技術】
[0002]在河水等供水源水(原水)中含有溴離子(Br_)，如果對供水源水實施臭氧處理，則溴離子與臭氧發(fā)生反應，生成溴酸根離子(Br03_)。溴酸根離子被認為是致癌性物質。因此，WHO (世界衛(wèi)生組織)將飲用水中溴酸根離子濃度的指導值定為10yg/L。另外，在日本，進行了于2003年5月30日公布的關于水質量基準的省令的修改，將自來水中溴酸根離子濃度的基準值定為lOyg/L。
[0003]作為水中的溴酸根離子濃度的測定方法，已知離子色譜-柱后吸光光度法(1nchromatograph-post-column absorption spectrophotometry, IC-PC 法)。IC-PC 法是下述方法:用陰離子交換柱將試樣水中的溴酸根離子分離，通過在溴酸根離子的洗脫液中加入硫酸和亞硝酸鈉-溴化鈉混合液而使溴酸根離子轉變?yōu)槿寤镫x子，通過測定三溴化物離子的紫外光吸光度來對溴酸根離子進行定量。在該IC-PC法中進行2階段反應，需要在第I段反應中利用溴化鉀/硫酸溶液使溴酸轉變?yōu)槿寤镫x子，并在第2段反應中使用亞硝酸鈉溶液確保校準曲線在低濃度區(qū)域的線性度。因此，利用IC-PC法進行的溴酸根離子濃度的測定操作是繁雜的，難以適用于處理設備中。
[0004]從這樣的背景出發(fā)，近年來，提出了利用熒光強度對溴酸根離子濃度進行測定的方法。在該方法中，在試樣水中添加作為由于與溴酸根離子的共存而進行反應的熒光物質的三氟啦嗪(TFP)和鹽酸，并測量在激發(fā)波長300nm和熒光波長480nm的熒光強度，算出與不含溴酸根離子的標準試樣的熒光強度差。而且，從使用熒光強度差與溴酸根離子濃度的校準曲線算出的熒光強度差，對溴酸根離子濃度進行測定。根據該方法，可以簡便、迅速并且高精度地對溴酸根離子進行測定。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平9-119925號公報
[0008]專利文獻2:國際公開第09/116554號

【發(fā)明內容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]TFP在激發(fā)波長和測定熒光波長各自為300nm和480nm時顯示淬滅反應。但在激發(fā)波長為300nm、測定熒光波長為480nm時，能夠確保校準曲線的線性度的最適的鹽酸濃度極高，高至6N。因此，在以往的方法中，由于測定所用的鹽酸濃度高，因而設備容易腐蝕，另夕卜，運行成本變高。進一步，在該測定條件下，有時校準曲線的斜率由于共存的硝酸根離子而改變，從而不能正確地測定溴酸根離子濃度。從這樣的背景出發(fā)，期待提供降低了測定所必需的鹽酸濃度且能夠不受共存物質的影響來對溴酸根離子濃度高精度地進行測定的技術。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述課題而作出的，其目的在于，提供一種溴酸根離子的測定方法和測定裝置，所述溴酸根離子的測定方法降低了測定所必需的鹽酸濃度且能夠對溴酸根離子濃度高精度地進行測定。
[0012]用于解決課題的方法
[0013]本發(fā)明涉及的溴酸根離子的測定方法包括:將由于與溴酸根離子的共存而熒光強度發(fā)生變化的熒光物質添加到試樣水中，并通過添加鹽酸成為酸性條件的第I工序,對熒光物質的熒光強度進行測量的第2工序，將不含溴酸根離子的標準試樣水的熒光強度與測得的熒光強度之差作為熒光強度差而算出的第3工序，以及使用預先求出的熒光強度差與溴酸根離子濃度的校準曲線，從算出的熒光強度差算出溴酸根離子濃度的第4工序，在該溴酸根離子的測定方法中，所述第2工序包括對在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時、激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時之中任一情況下的熒光強度進行測量的工序。
[0014]本發(fā)明涉及的溴酸根離子的測定裝置具備:將由于與溴酸根離子的共存而熒光強度發(fā)生變化的熒光物質添加到試樣水中，并通過添加鹽酸成為酸性條件的設備，對熒光物質的熒光強度進行測量的設備，將不含溴酸根離子的標準試樣水的熒光強度與測得的熒光強度之差作為熒光強度差而算出的設備，以及使用預先求出的熒光強度差與溴酸根離子濃度的校準曲線，從算出的熒光強度差算出溴酸根離子濃度的設備，在該溴酸根離子的測定裝置中，所述進行測量的設備對在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時、激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時之中任一情況下的熒光強度進行測量。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據本發(fā)明涉及的溴酸根離子的測定方法和測定裝置，降低了測定所必需的鹽酸濃度且能夠對溴酸根離子濃度高精度地進行測定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1A是表示在溴酸根離子濃度為O μ g/L的試樣水中添加TFP溶液，并通過添加鹽酸成為酸性條件時，TFP的激發(fā)熒光光譜的圖。
[0018]圖1B是表示在溴酸根離子濃度為20 μ g/L的試樣水中添加TFP溶液，并通過添加鹽酸成為酸性條件時，TFP的激發(fā)熒光光譜的圖。
[0019]圖2是表示鹽酸濃度為6mol/L時，在各峰波長下，熒光強度(F.1.)相對于溴酸根離子濃度的變化而變化的圖。
[0020]圖3A是表示激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時，隨著鹽酸濃度的變化，溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。
[0021]圖3B是表示在激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和480nm時，隨著鹽酸濃度的變化，溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。
[0022]圖4是表示鹽酸濃度為各峰波長下的最適鹽酸濃度時，在各峰波長下求出的熒光強度(F.1.)與溴酸根離子濃度的校準曲線的圖。
[0023]圖5A是表不在激發(fā)波長和突光波長各自為264nm和400nm時,關于溴酸根離子濃度各自為O μ g/L和20 μ g/L的試樣水，隨著反應時間的流逝，熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。
[0024]圖5B是表示在激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時，關于溴酸根離子濃度各自為O μ g/L和20 μ g/L的試樣水，隨著反應時間的流逝，熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。
[0025]圖5C是表不在激發(fā)波長和突光波長各自為300nm和480nm時,關于溴酸根離子濃度各自為O μ g/L和20 μ g/L的試樣水，隨著反應時間的流逝，熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。
[0026]圖6A是表示在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時，隨著硝酸根離子濃度的變化，熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。
[0027]圖6B是表示在激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和480nm時，隨著硝酸根離子濃度的變化，熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。
[0028]圖7是表示在各峰波長下，溴酸根離子濃度為O μ g/L時，熒光強度(F.1.)相對于氯酸根離子的濃度變化而變化的圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖，對作為本發(fā)明的一個實施方式的溴酸根離子的測定方法進行說明。
[0030]熒光光譜解析
[0031]本發(fā)明的發(fā)明人等進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，除了在激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和480nm時以外，TFP的熒光強度也發(fā)生變化。具體而言，圖1A、圖1B各自為表示在溴酸根離子濃度為O μ g/L和20 μ g/L的試樣水中添加TFP溶液(294 μ Μ),并通過添加鹽酸成為酸性條件時的TFP的激發(fā)熒光光譜的圖。激發(fā)熒光光譜用株式會社島津制作所制的熒光分光光度計RF-5300PC和日立高新技術株式會社制的熒光分光光度計F-2700來進行測定。
[0032]正如從圖1A與圖1B的比較可知，在試樣水中存在溴酸根離子的情況下，在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時(區(qū)域Rl )、激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時(區(qū)域R2)、激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時(區(qū)域R3)、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和480nm時(區(qū)域R4)，對激發(fā)熒光光譜的峰進行測定。[0033]所以，本發(fā)明的發(fā)明人等解析了在測定到激發(fā)熒光光譜的峰的激發(fā)波長和熒光波長(以下記為峰波長)下，熒光強度相對于溴酸根離子濃度的變化的變化。圖2是表示在各峰波長下，熒光強度(F.1.)相對于溴酸根離子濃度的變化的變化的圖。如圖2所示，在熒光波長為480nm (區(qū)域R3、R4的峰波長)時，確認到隨著溴酸根離子濃度的增加，發(fā)生熒光強度減少的淬滅反應。而與此相對，在熒光波長為400nm (區(qū)域Rl、R2的峰波長)時，確認到隨著溴酸根離子濃度的增加，發(fā)生熒光強度增加的熒光反應。
[0034]最適鹽酸濃度的評價
[0035]接著，本發(fā)明的發(fā)明人等對激發(fā)波長和突光波長各自為264nm和400nm時以及激發(fā)波長和突光波長各自300nm和480nm時的最適鹽酸濃度進行了評價。圖3A、圖3B各自為表示在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時以及激發(fā)波長和熒光波長各自300nm和480nm時，隨著鹽酸濃度(HCl)的變化，溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。
[0036]如圖3B所示，在為作為以往的測定波長的激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和480nm時，在鹽酸濃度為4.5mol/L [N]以上6mol/L [N]以下的范圍內，相對于鹽酸濃度的變化，熒光強度差最大，另外也保持了線性度。雖然最適鹽酸濃度為4.5mol/L[N]以上6mol/L [N]以下的范圍內，但由于在4.5mol/L[N]不能獲得充分的重復性，所以，從重復性出發(fā)，最適的鹽酸濃度為6mol/L [N]。另一方面，如圖3A所示，在作為新確認的峰波長的激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時，在鹽酸濃度為1.5mol/L [N]以上3mol/L [N]以下的范圍內，相對于鹽酸濃度的變化，熒光強度差最大，另外也保持了線性度。雖然最適的鹽酸濃度為1.5mol/L [N]以上3mol/L [N]的范圍內，但從重復性出發(fā)，最適的鹽酸濃度為3mol/L [N]。
[0037]從上述情況發(fā)現(xiàn)，通過將激發(fā)波長和突光波長各自設為264nm和400nm,能夠使鹽酸濃度降低至以往的鹽酸濃度的1/2左右。另外，盡管未圖示，還發(fā)現(xiàn)在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時，也同樣能夠使鹽酸濃度降低。因此，通過對激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時、激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時之中任一情況下的熒光強度進行測定，能夠使測定所必需的鹽酸濃度降低。
[0038]另外，圖4是表示對熒光強度(F.1.)相對于上述各峰波長下的最適鹽酸濃度下的溴酸根離子濃度的變化進行多次測定的結果的圖。如圖4所示，在熒光波長為480nm時，熒光強度的偏差大，校準曲線的斜率也發(fā)生變動，而在熒光波長為400nm時，熒光強度的偏差小，斜率也不發(fā)生變動。此外，盡管未圖示，在將鹽酸濃度設為3mol/L [N]并與以往的測定條件同樣地在室溫下對熒光強度進行測定時，沒有發(fā)現(xiàn)熒光強度的偏差等。因此，可以在與以往的測定條件同樣的反應溫度下對熒光強度進行測定。
[0039]圖5A、圖5B、圖5C各自為表示在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時、激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自300nm和480nm時，關于溴酸根離子濃度各自為O μ g/L和20 μ g/L的試樣水，隨著反應時間的流逝，熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。在將添加濃度3mol/L [N]的鹽酸的時間作為反應時間O分鐘，對于溴酸根離子濃度各自為O μ g/L和20 μ g/L的試樣水，隨著反應時間流逝，對于各峰波長，對熒光強度以及熒光強度差的變化進行測定時，確認到如圖5A、圖5B、圖5C所示，在各峰波長下熒光強度差在10分鐘后穩(wěn)定。因此，可以以與以往的測定條件同樣的反應時間來對熒光強度進行測定。
[0040]硝酸根離子的影響的評價
[0041]本發(fā)明的發(fā)明人等對硝酸根離子在將激發(fā)波長和熒光波長各自設為264nm和400nm時對于熒光強度的影響進行了評價。圖6A、圖6B各自為表示在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時以及激發(fā)波長和突光波長各自為300nm和480nm時，隨著硝酸根離子濃度(N03_)的變化，溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度(F.1.)以及溴酸根離子濃度為O μ g/L時的熒光強度與溴酸根離子濃度為20 μ g/L時的熒光強度的熒光強度差的絕對值(AF.1.)的變化的圖。如圖6B所示，在為作為以往的測定波長的激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和480nm時，隨著硝酸根離子濃度的變化，熒光強度的偏差大，另外強度變化的斜率也發(fā)生變動，因此，難以正確地算出溴酸根離子濃度。另一方面，如圖6A所示，在作為新確認的峰波長的激發(fā)波長和突光波長各自為264nm和400nm時,隨著硝酸根離子濃度的變化，熒光強度的偏差小，斜率也不發(fā)生變動，因此，能夠正確地算出了溴酸根離子濃度。由此可知，通過將激發(fā)波長和熒光波長各自設為264nm和400nm，能夠不受硝酸根離子的影響地對溴酸根離子濃度高精度地進行測定。另外，盡管未圖示，確認到在激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時，也同樣能夠不受硝酸根離子的影響地對溴酸根離子濃度高精度地進行測定。
[0042]氯酸根離子的影響的評價
[0043]在對源水進行臭氧處理時，在源水中含有游離氯的情況下，游離氯對熒光強度的測定精度產生影響。此外，在源水中含有游離氯的情況下，由于臭氧處理而生成氯酸根離子(C103_)。所以，本發(fā)明的發(fā)明人等對于溴酸根離子濃度為0μ g/L的溶液，對各峰波長下熒光強度相對于氯酸根離子的濃度變化的變化進行了測定。圖7是表示在各峰波長下，在溴酸根離子濃度為ομ g/L時，熒光強度(F.1.)相對于氯酸根離子的濃度變化而變化的圖。如圖7所示，在各峰波長下，即使氯酸根離子的濃度發(fā)生變化，熒光強度也沒有發(fā)生大的變化。由此確認到，氯酸根離子對于正確測定熒光強度而言不是干擾物質。
[0044]從以上的說明可知，作為本發(fā)明的一個實施方式的溴酸根離子的測定方法包括:將由于與溴酸根離子的共存而熒光強度發(fā)生變化的熒光物質添加到試樣水中，并通過添加鹽酸成為酸性條件的第I工序，對熒光物質的熒光強度進行測量的第2工序，將不含溴酸根離子的標準試樣水的熒光強度與測得的熒光強度之差作為熒光強度差而算出的第3工序，以及使用預先求出的熒光強度差與溴酸根離子濃度的校準曲線，從算出的熒光強度差算出溴酸根離子濃度的第4工序，在該溴酸根離子的測定方法中，所述第2工序包括對在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時、激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時之中任一情況下的熒光強度進行測量的工序，因而，降低了測定所必需的鹽酸濃度且能夠對溴酸根離子濃度高精度地進行測定。
[0045]以上使用實施方式對本發(fā)明進行了說明，但并不能說本發(fā)明的技術的范圍限定于上述實施方式所記載的范圍。對于本領域技術人員而言，在上述實施方式中能夠進行多種變更或改良是顯而易見的。另外，這樣的進行了變更或改良的方式也可以包含于本發(fā)明的技術的范圍內，這從權利要求書的記載是顯而易見的。
[0046]產業(yè)可利用性
[0047]本發(fā)明能夠適用于溴酸根離子濃度的測定處理。
【權利要求】
1.一種溴酸根離子的測定方法，其特征在于，包括:將由于與溴酸根離子的共存而熒光強度發(fā)生變化的熒光物質添加到試樣水中，并通過添加鹽酸成為酸性條件的第I工序，對熒光物質的熒光強度進行測量的第2工序，將不含溴酸根離子的標準試樣水的熒光強度與測得的熒光強度之差作為熒光強度差而算出的第3工序，以及使用預先求出的熒光強度差與溴酸根離子濃度的校準曲線，從算出的熒光強度差算出溴酸根離子濃度的第4工序， 在該溴酸根離子的測定方法中， 所述第2工序包括對在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時、激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時之中任一情況下的熒光強度進行測量的工序。
2.一種溴酸根離子的測定裝置，其特征在于，具備:將由于與溴酸根離子溴酸根離子的共存而熒光強度發(fā)生變化的熒光物質添加到試樣水中，并通過添加鹽酸成為酸性條件的設備，對熒光物質的熒光強度進行測量的設備，將不含溴酸根離子的標準試樣水的熒光強度與測得的熒光強度之差作為熒光強度差而算出的設備，以及使用預先求出的熒光強度差與溴酸根離子濃度的校準曲線，從算出的熒光強度差算出溴酸根離子濃度的設備， 在該溴酸根離子的測定裝置中， 所述進行測量的設備對在激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和400nm時、激發(fā)波長和熒光波長各自為264nm和480nm時、以及激發(fā)波長和熒光波長各自為300nm和400nm時之中任一情況下的熒光強度進行測量。
【文檔編號】G01N21/64GK103649730SQ201280035182
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權日:2011年7月25日
【發(fā)明者】小西菜摘, 長谷川繪里, 田中良春, 五十嵐淑郎, 大友孝郎 申請人:美得華水務株式會社