溴酸根离子的测定方法和测定装置制造方法
【专利摘要】一种溴酸根离子的测定方法，其包括：将由于与溴酸根离子的共存而荧光强度发生变化的荧光物质添加到试样水中，并通过添加盐酸成为酸性条件的第1工序，对荧光物质的荧光强度进行测量的第2工序，将不含溴酸根离子的标准试样水的荧光强度与测得的荧光强度之差作为荧光强度差而算出的第3工序，以及使用预先求出的荧光强度差与溴酸根离子浓度的校准曲线，从算出的荧光强度差算出溴酸根离子浓度的第4工序，其中，第2工序包括对在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时、激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时、以及激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时之中任一情况下的荧光强度进行测量。
【专利说明】溴酸根离子的测定方法和测定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及对试样水中的溴酸根离子浓度进行测定的溴酸根离子的测定方法和测定装置。
【背景技术】
[0002]在河水等供水源水(原水)中含有溴离子(Br_)，如果对供水源水实施臭氧处理，则溴离子与臭氧发生反应，生成溴酸根离子(Br03_)。溴酸根离子被认为是致癌性物质。因此，WHO (世界卫生组织)将饮用水中溴酸根离子浓度的指导值定为10yg/L。另外，在日本，进行了于2003年5月30日公布的关于水质量基准的省令的修改，将自来水中溴酸根离子浓度的基准值定为lOyg/L。
[0003]作为水中的溴酸根离子浓度的测定方法，已知离子色谱-柱后吸光光度法(1nchromatograph-post-column absorption spectrophotometry, IC-PC 法)。IC-PC 法是下述方法:用阴离子交换柱将试样水中的溴酸根离子分离，通过在溴酸根离子的洗脱液中加入硫酸和亚硝酸钠-溴化钠混合液而使溴酸根离子转变为三溴化物离子，通过测定三溴化物离子的紫外光吸光度来对溴酸根离子进行定量。在该IC-PC法中进行2阶段反应，需要在第I段反应中利用溴化钾/硫酸溶液使溴酸转变为三溴化物离子，并在第2段反应中使用亚硝酸钠溶液确保校准曲线在低浓度区域的线性度。因此，利用IC-PC法进行的溴酸根离子浓度的测定操作是繁杂的，难以适用于处理设备中。
[0004]从这样的背景出发，近年来，提出了利用荧光强度对溴酸根离子浓度进行测定的方法。在该方法中，在试样水中添加作为由于与溴酸根离子的共存而进行反应的荧光物质的三氟啦嗪(TFP)和盐酸，并测量在激发波长300nm和荧光波长480nm的荧光强度，算出与不含溴酸根离子的标准试样的荧光强度差。而且，从使用荧光强度差与溴酸根离子浓度的校准曲线算出的荧光强度差，对溴酸根离子浓度进行测定。根据该方法，可以简便、迅速并且高精度地对溴酸根离子进行测定。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平9-119925号公报
[0008]专利文献2:国际公开第09/116554号
【发明内容】
[0009]发明所要解决的课题
[0010]TFP在激发波长和测定荧光波长各自为300nm和480nm时显示淬灭反应。但在激发波长为300nm、测定荧光波长为480nm时，能够确保校准曲线的线性度的最适的盐酸浓度极高，高至6N。因此，在以往的方法中，由于测定所用的盐酸浓度高，因而设备容易腐蚀，另夕卜，运行成本变高。进一步，在该测定条件下，有时校准曲线的斜率由于共存的硝酸根离子而改变，从而不能正确地测定溴酸根离子浓度。从这样的背景出发，期待提供降低了测定所必需的盐酸浓度且能够不受共存物质的影响来对溴酸根离子浓度高精度地进行测定的技术。
[0011]本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于，提供一种溴酸根离子的测定方法和测定装置，所述溴酸根离子的测定方法降低了测定所必需的盐酸浓度且能够对溴酸根离子浓度高精度地进行测定。
[0012]用于解决课题的方法
[0013]本发明涉及的溴酸根离子的测定方法包括:将由于与溴酸根离子的共存而荧光强度发生变化的荧光物质添加到试样水中，并通过添加盐酸成为酸性条件的第I工序,对荧光物质的荧光强度进行测量的第2工序，将不含溴酸根离子的标准试样水的荧光强度与测得的荧光强度之差作为荧光强度差而算出的第3工序，以及使用预先求出的荧光强度差与溴酸根离子浓度的校准曲线，从算出的荧光强度差算出溴酸根离子浓度的第4工序，在该溴酸根离子的测定方法中，所述第2工序包括对在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时、激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时、以及激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时之中任一情况下的荧光强度进行测量的工序。
[0014]本发明涉及的溴酸根离子的测定装置具备:将由于与溴酸根离子的共存而荧光强度发生变化的荧光物质添加到试样水中，并通过添加盐酸成为酸性条件的设备，对荧光物质的荧光强度进行测量的设备，将不含溴酸根离子的标准试样水的荧光强度与测得的荧光强度之差作为荧光强度差而算出的设备，以及使用预先求出的荧光强度差与溴酸根离子浓度的校准曲线，从算出的荧光强度差算出溴酸根离子浓度的设备，在该溴酸根离子的测定装置中，所述进行测量的设备对在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时、激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时、以及激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时之中任一情况下的荧光强度进行测量。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明涉及的溴酸根离子的测定方法和测定装置，降低了测定所必需的盐酸浓度且能够对溴酸根离子浓度高精度地进行测定。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1A是表示在溴酸根离子浓度为O μ g/L的试样水中添加TFP溶液，并通过添加盐酸成为酸性条件时，TFP的激发荧光光谱的图。
[0018]图1B是表示在溴酸根离子浓度为20 μ g/L的试样水中添加TFP溶液，并通过添加盐酸成为酸性条件时，TFP的激发荧光光谱的图。
[0019]图2是表示盐酸浓度为6mol/L时，在各峰波长下，荧光强度(F.1.)相对于溴酸根离子浓度的变化而变化的图。
[0020]图3A是表示激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时，随着盐酸浓度的变化，溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。
[0021]图3B是表示在激发波长和荧光波长各自为300nm和480nm时，随着盐酸浓度的变化，溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。
[0022]图4是表示盐酸浓度为各峰波长下的最适盐酸浓度时，在各峰波长下求出的荧光强度(F.1.)与溴酸根离子浓度的校准曲线的图。
[0023]图5A是表不在激发波长和突光波长各自为264nm和400nm时,关于溴酸根离子浓度各自为O μ g/L和20 μ g/L的试样水，随着反应时间的流逝，荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。
[0024]图5B是表示在激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时，关于溴酸根离子浓度各自为O μ g/L和20 μ g/L的试样水，随着反应时间的流逝，荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。
[0025]图5C是表不在激发波长和突光波长各自为300nm和480nm时,关于溴酸根离子浓度各自为O μ g/L和20 μ g/L的试样水，随着反应时间的流逝，荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。
[0026]图6A是表示在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时，随着硝酸根离子浓度的变化，荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。
[0027]图6B是表示在激发波长和荧光波长各自为300nm和480nm时，随着硝酸根离子浓度的变化，荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。
[0028]图7是表示在各峰波长下，溴酸根离子浓度为O μ g/L时，荧光强度(F.1.)相对于氯酸根离子的浓度变化而变化的图。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照附图，对作为本发明的一个实施方式的溴酸根离子的测定方法进行说明。
[0030]荧光光谱解析
[0031]本发明的发明人等进行了深入研究，结果发现，除了在激发波长和荧光波长各自为300nm和480nm时以外，TFP的荧光强度也发生变化。具体而言，图1A、图1B各自为表示在溴酸根离子浓度为O μ g/L和20 μ g/L的试样水中添加TFP溶液(294 μ Μ),并通过添加盐酸成为酸性条件时的TFP的激发荧光光谱的图。激发荧光光谱用株式会社岛津制作所制的荧光分光光度计RF-5300PC和日立高新技术株式会社制的荧光分光光度计F-2700来进行测定。
[0032]正如从图1A与图1B的比较可知，在试样水中存在溴酸根离子的情况下，在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时(区域Rl )、激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时(区域R2)、激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时(区域R3)、以及激发波长和荧光波长各自为300nm和480nm时(区域R4)，对激发荧光光谱的峰进行测定。[0033]所以，本发明的发明人等解析了在测定到激发荧光光谱的峰的激发波长和荧光波长(以下记为峰波长)下，荧光强度相对于溴酸根离子浓度的变化的变化。图2是表示在各峰波长下，荧光强度(F.1.)相对于溴酸根离子浓度的变化的变化的图。如图2所示，在荧光波长为480nm (区域R3、R4的峰波长)时，确认到随着溴酸根离子浓度的增加，发生荧光强度减少的淬灭反应。而与此相对，在荧光波长为400nm (区域Rl、R2的峰波长)时，确认到随着溴酸根离子浓度的增加，发生荧光强度增加的荧光反应。
[0034]最适盐酸浓度的评价
[0035]接着，本发明的发明人等对激发波长和突光波长各自为264nm和400nm时以及激发波长和突光波长各自300nm和480nm时的最适盐酸浓度进行了评价。图3A、图3B各自为表示在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时以及激发波长和荧光波长各自300nm和480nm时，随着盐酸浓度(HCl)的变化，溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。
[0036]如图3B所示，在为作为以往的测定波长的激发波长和荧光波长各自为300nm和480nm时，在盐酸浓度为4.5mol/L [N]以上6mol/L [N]以下的范围内，相对于盐酸浓度的变化，荧光强度差最大，另外也保持了线性度。虽然最适盐酸浓度为4.5mol/L[N]以上6mol/L [N]以下的范围内，但由于在4.5mol/L[N]不能获得充分的重复性，所以，从重复性出发，最适的盐酸浓度为6mol/L [N]。另一方面，如图3A所示，在作为新确认的峰波长的激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时，在盐酸浓度为1.5mol/L [N]以上3mol/L [N]以下的范围内，相对于盐酸浓度的变化，荧光强度差最大，另外也保持了线性度。虽然最适的盐酸浓度为1.5mol/L [N]以上3mol/L [N]的范围内，但从重复性出发，最适的盐酸浓度为3mol/L [N]。
[0037]从上述情况发现，通过将激发波长和突光波长各自设为264nm和400nm,能够使盐酸浓度降低至以往的盐酸浓度的1/2左右。另外，尽管未图示，还发现在激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时、以及激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时，也同样能够使盐酸浓度降低。因此，通过对激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时、激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时、以及激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时之中任一情况下的荧光强度进行测定，能够使测定所必需的盐酸浓度降低。
[0038]另外，图4是表示对荧光强度(F.1.)相对于上述各峰波长下的最适盐酸浓度下的溴酸根离子浓度的变化进行多次测定的结果的图。如图4所示，在荧光波长为480nm时，荧光强度的偏差大，校准曲线的斜率也发生变动，而在荧光波长为400nm时，荧光强度的偏差小，斜率也不发生变动。此外，尽管未图示，在将盐酸浓度设为3mol/L [N]并与以往的测定条件同样地在室温下对荧光强度进行测定时，没有发现荧光强度的偏差等。因此，可以在与以往的测定条件同样的反应温度下对荧光强度进行测定。
[0039]图5A、图5B、图5C各自为表示在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时、激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时、以及激发波长和荧光波长各自300nm和480nm时，关于溴酸根离子浓度各自为O μ g/L和20 μ g/L的试样水，随着反应时间的流逝，荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。在将添加浓度3mol/L [N]的盐酸的时间作为反应时间O分钟，对于溴酸根离子浓度各自为O μ g/L和20 μ g/L的试样水，随着反应时间流逝，对于各峰波长，对荧光强度以及荧光强度差的变化进行测定时，确认到如图5A、图5B、图5C所示，在各峰波长下荧光强度差在10分钟后稳定。因此，可以以与以往的测定条件同样的反应时间来对荧光强度进行测定。
[0040]硝酸根离子的影响的评价
[0041]本发明的发明人等对硝酸根离子在将激发波长和荧光波长各自设为264nm和400nm时对于荧光强度的影响进行了评价。图6A、图6B各自为表示在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时以及激发波长和突光波长各自为300nm和480nm时，随着硝酸根离子浓度(N03_)的变化，溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度(F.1.)以及溴酸根离子浓度为O μ g/L时的荧光强度与溴酸根离子浓度为20 μ g/L时的荧光强度的荧光强度差的绝对值(AF.1.)的变化的图。如图6B所示，在为作为以往的测定波长的激发波长和荧光波长各自为300nm和480nm时，随着硝酸根离子浓度的变化，荧光强度的偏差大，另外强度变化的斜率也发生变动，因此，难以正确地算出溴酸根离子浓度。另一方面，如图6A所示，在作为新确认的峰波长的激发波长和突光波长各自为264nm和400nm时,随着硝酸根离子浓度的变化，荧光强度的偏差小，斜率也不发生变动，因此，能够正确地算出了溴酸根离子浓度。由此可知，通过将激发波长和荧光波长各自设为264nm和400nm，能够不受硝酸根离子的影响地对溴酸根离子浓度高精度地进行测定。另外，尽管未图示，确认到在激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时，也同样能够不受硝酸根离子的影响地对溴酸根离子浓度高精度地进行测定。
[0042]氯酸根离子的影响的评价
[0043]在对源水进行臭氧处理时，在源水中含有游离氯的情况下，游离氯对荧光强度的测定精度产生影响。此外，在源水中含有游离氯的情况下，由于臭氧处理而生成氯酸根离子(C103_)。所以，本发明的发明人等对于溴酸根离子浓度为0μ g/L的溶液，对各峰波长下荧光强度相对于氯酸根离子的浓度变化的变化进行了测定。图7是表示在各峰波长下，在溴酸根离子浓度为ομ g/L时，荧光强度(F.1.)相对于氯酸根离子的浓度变化而变化的图。如图7所示，在各峰波长下，即使氯酸根离子的浓度发生变化，荧光强度也没有发生大的变化。由此确认到，氯酸根离子对于正确测定荧光强度而言不是干扰物质。
[0044]从以上的说明可知，作为本发明的一个实施方式的溴酸根离子的测定方法包括:将由于与溴酸根离子的共存而荧光强度发生变化的荧光物质添加到试样水中，并通过添加盐酸成为酸性条件的第I工序，对荧光物质的荧光强度进行测量的第2工序，将不含溴酸根离子的标准试样水的荧光强度与测得的荧光强度之差作为荧光强度差而算出的第3工序，以及使用预先求出的荧光强度差与溴酸根离子浓度的校准曲线，从算出的荧光强度差算出溴酸根离子浓度的第4工序，在该溴酸根离子的测定方法中，所述第2工序包括对在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时、激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时、以及激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时之中任一情况下的荧光强度进行测量的工序，因而，降低了测定所必需的盐酸浓度且能够对溴酸根离子浓度高精度地进行测定。
[0045]以上使用实施方式对本发明进行了说明，但并不能说本发明的技术的范围限定于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员而言，在上述实施方式中能够进行多种变更或改良是显而易见的。另外，这样的进行了变更或改良的方式也可以包含于本发明的技术的范围内，这从权利要求书的记载是显而易见的。
[0046]产业可利用性
[0047]本发明能够适用于溴酸根离子浓度的测定处理。
【权利要求】
1.一种溴酸根离子的测定方法，其特征在于，包括:将由于与溴酸根离子的共存而荧光强度发生变化的荧光物质添加到试样水中，并通过添加盐酸成为酸性条件的第I工序，对荧光物质的荧光强度进行测量的第2工序，将不含溴酸根离子的标准试样水的荧光强度与测得的荧光强度之差作为荧光强度差而算出的第3工序，以及使用预先求出的荧光强度差与溴酸根离子浓度的校准曲线，从算出的荧光强度差算出溴酸根离子浓度的第4工序， 在该溴酸根离子的测定方法中， 所述第2工序包括对在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时、激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时、以及激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时之中任一情况下的荧光强度进行测量的工序。
2.一种溴酸根离子的测定装置，其特征在于，具备:将由于与溴酸根离子溴酸根离子的共存而荧光强度发生变化的荧光物质添加到试样水中，并通过添加盐酸成为酸性条件的设备，对荧光物质的荧光强度进行测量的设备，将不含溴酸根离子的标准试样水的荧光强度与测得的荧光强度之差作为荧光强度差而算出的设备，以及使用预先求出的荧光强度差与溴酸根离子浓度的校准曲线，从算出的荧光强度差算出溴酸根离子浓度的设备， 在该溴酸根离子的测定装置中， 所述进行测量的设备对在激发波长和荧光波长各自为264nm和400nm时、激发波长和荧光波长各自为264nm和480nm时、以及激发波长和荧光波长各自为300nm和400nm时之中任一情况下的荧光强度进行测量。
【文档编号】G01N21/64GK103649730SQ201280035182
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2011年7月25日
【发明者】小西菜摘, 长谷川绘里, 田中良春, 五十岚淑郎, 大友孝郎 申请人:美得华水务株式会社