(57)【要約】【課題】有機物の種類に応じて測定条件を調整する必要がなく、かつ水中に存在する微量の有機物、特に難分解性有機物の濃度を精度よく検出することができる有機物濃度の検出方法を提供する。【解決手段】蛍光物質生成物と光触媒とを反応させて、蛍光物質の反応時間に対する蛍光強度を測定する工程と、有機物および蛍光物質生成物の混合物と光触媒とを反応させて、混合物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程とを含み、有機物の濃度が、  ｙ＝ｋ（ｘ−ｘ０）・・・（１）［式（１）中ｙは有機物の濃度（ｐｐｍ）を表し、ｋは濃度換算係数（ｐｐｍ／秒）を表し、ｘ０は一定の蛍光強度になるまでの蛍光物質生成物における反応時間（秒）を表し、ｘは一定の蛍光強度になるまでの混合物における反応時間（秒）を表す］で規定される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に存在する有機物の濃度を検出する方法であって、
蛍光物質生成物と光触媒とを反応させて、該蛍光物質生成物の分解によって生成した蛍光物質の反応時間に対する蛍光強度を測定する工程と、
上記有機物および上記蛍光物質生成物の混合物と上記光触媒とを反応させて、該混合物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程とを含み、
上記有機物の濃度が、次に示す式（１）
ｙ＝ｋ（ｘ−ｘ０）・・・（１）
［式（１）中、ｙは上記有機物の濃度（ｐｐｍ）を表し、ｋは濃度換算係数（ｐｐｍ／秒）を表し、ｘ０は一定の蛍光強度になるまでの上記蛍光物質生成物における反応時間（秒）を表し、ｘは一定の蛍光強度になるまでの上記混合物における反応時間（秒）を表す］
で規定されることを特徴とする有機物濃度の検出方法。
【請求項２】
多孔質担体に固定化された上記光触媒を充填し、検出窓を有する細管型反応器を用いることを特徴とする請求項１に記載の有機物濃度の検出方法。
【請求項３】
上記蛍光強度の測定は、励起波長が２２５ｎｍであり、蛍光波長が３１０ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機物濃度の検出方法。
【請求項４】
上記蛍光物質生成物と希釈された上記有機物とを含む液体を、光を照射しない状態において上記細管型反応器に満たしておき、
光を照射すると同時に光触媒反応を開始させ、反応器での滞留時間に達した時点で光の照射を止めると同時に上記液体の流れを停止させ、
細管に設けられた上記検出窓を通して各地点における上記蛍光強度を測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機物濃度の検出方法。
【請求項５】
上記蛍光物質生成物と希釈された上記有機物とを含む液体を、光を照射しない状態において上記細管型反応器に満たしておき、
光を照射すると同時に光触媒反応を開始させ、上記細管型反応器の流出口において、反応器での滞留時間に達するまで連続的に上記蛍光強度を測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機物濃度の検出方法。
【請求項６】
上記光触媒として、二酸化チタンを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機物濃度の検出方法。
【請求項７】
上記蛍光物質生成物が、光触媒反応により蛍光物質を生成するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機物濃度の検出方法。
【請求項８】
上記蛍光物質生成物として、オレンジＩＩを用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機物濃度の検出方法。
【請求項９】
上記反応時間が、反応器での滞留時間の範囲内であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機物濃度の検出方法。
【請求項１０】
光触媒を担持させたマイクロリアクタを用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機物濃度の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物濃度の検出方法に関するものである。さらに詳しくは、水中に存在する微量の有機物の濃度を精度よく検出することができる有機物濃度の検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄水場では河川水や地下水を取水し、これらを沈殿ろ過処理、ろ過膜処理等を行って飲料水として供給しているが、このような処理では除去できない金属、農薬、油、界面活性剤等の有害物質が混入した場合には、取水を早急に停止する必要がある。また、下水処理場でも、突発事故等により事業所等からの排水に金属（ヒ素等の半金属も含む）、有機溶媒等が混入すると、下水処理プロセスにおける汚泥微生物の活性が大きく阻害され、処理能力の回復までに多大な時間が必要となる。したがって、浄水場や下水処理場では、金属や有害有機物等の混入を、迅速・高感度・高精度・連続的に監視する装置が望まれている。
【０００３】
この要望に対して、金属や有害有機物等の検出は、高速液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、吸光分光光度計、蛍光分光光度計等を用いて行われるのが一般的である。
【０００４】
また、金属や有害有機物等を検出する装置として、魚類の異常行動パターンから金属や有害有機物等の混入を検知する装置（例えば、特許文献１，２参照）、硝化細菌や鉄酸化細菌等の微生物を用いたバイオセンサ装置（例えば、特許文献３，４参照）等が開発されている。さらに、自動サンプリング装置とフレームレス原子吸光装置とを結合させたオンライン金属モニタリング装置、光分解装置とポーラログラフとを結合させたオンライン金属モニタリング装置等も開発されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、金属モニタリングおよび有害有機物モニタリングを迅速かつ連続的に行うために、紫外線分解の効率を上げることが可能な光反応管内蔵型の紫外線ランプが開発されている（例えば、特許文献５参照）。さらに、光反応管内蔵型のランプを備えた水質モニタリング装置も開発されている（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平６−３２４０３１号公報（平成６年１１月２５日公開）
【特許文献２】特開２００２−３５０４２３号公報（平成１４年１２月４日公開）
【特許文献３】特開２００３−２４７９６７号公報（平成１５年９月５日公開）
【特許文献４】特開平７−８５０７２号公報（平成７年３月３１日公開）
【特許文献５】特許第３２６８４４７号公報（特開２０００−３３４２９５号公報、平成１２年１２月５日公開）
【特許文献６】特開２００６−８７９８８号公報（平成１８年４月６日公開）
【非特許文献１】Eric P. Achterberg, Constant M.G. van den Berg, Anal. Chim. Acta, 291, 1994, 213-232
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜４に示される装置では、迅速かつ連続的な検出を行うことが難しいという問題点を有している。
【０００７】
また、上記特許文献５に示される装置では、水試料に溶存する気体および光反応の結果生成する気体が光反応管内に気泡となって発生し、この気泡がランプからの熱伝導によって膨張して水試料を光反応管から追い出し、十分な光反応時間を確保できない。さらに、ポーラログラフや蛍光光度計等の検出器まで運ばれた気泡がノイズを与え測定を妨害する。さらに、ポーラログラフ等の電極表面に残存する有機物や微生物等により感度が変動して頻繁な洗浄が必要となる。その結果、上記特許文献５に示される装置では、迅速かつ連続的な検出を行うことはできるが、長期間安定した検出を行うことが難しいという問題点を有している。
【０００８】
また、一般的な高速液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、吸光分光光度計、蛍光分光光度計等の装置や、上記特許文献６に示される装置では、金属や有害有機物等の種類に応じて、測定条件等を調整することが必要であるという問題点を有している。さらに、一般的な高速液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、吸光分光光度計、蛍光分光光度計等の装置や、上記特許文献６に示される装置では、数ｐｐｍ以下という微量の金属や有害有機物、難分解性有機物等を精度よく検出することが難しいという問題点を有している。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、有機物の種類に応じて測定条件を調整する必要がなく、かつ水中に存在する微量の有機物、特に難分解性有機物の濃度を精度よく検出することができる有機物濃度の検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、光触媒が有機物の種類に関係なく該有機物を二酸化炭素にまで分解するという性質を利用して、一定の蛍光強度になるまでの蛍光物質生成物のみにおける反応時間と有機物および該蛍光物質生成物の混合物における反応時間との差（遅れ時間Δｔ）から該有機物の濃度を導き出すことができることを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
即ち、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記課題を解決するために、水中に存在する有機物の濃度を検出する方法であって、蛍光物質生成物と光触媒とを反応させて、該蛍光物質生成物の分解によって生成した蛍光物質の反応時間に対する蛍光強度を測定する工程と、上記有機物および上記蛍光物質生成物の混合物と上記光触媒とを反応させて、該混合物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程とを含み、上記有機物の濃度が、次に示す式（１）
ｙ＝ｋ（ｘ−ｘ０）・・・（１）
［式（１）中、ｙは上記有機物の濃度（ｐｐｍ）を表し、ｋは濃度換算係数（ｐｐｍ／秒）を表し、ｘ０は一定の蛍光強度になるまでの上記蛍光物質生成物における反応時間（秒）を表し、ｘは一定の蛍光強度になるまでの上記混合物における反応時間（秒）を表す］
で規定される、即ちｙは上記有機物の濃度（ｐｐｍ）を表し、濃度換算係数ｋ（ｐｐｍ／秒）と、一定の蛍光強度になるまでの上記蛍光染料における反応時間ｘ０（秒）と上記混合物における反応時間ｘ（秒）との差との積で規定されることを特徴としている。
【００１２】
上記の発明によれば、本発明の有機物濃度の検出方法は、蛍光物質生成物と光触媒とを反応させることにより、該蛍光物質生成物を蛍光させることができる。また、本発明の有機物濃度の検出方法は、光触媒反応に特有の現象を利用する方法である。すなわち、光触媒反応は、触媒の活性点においてのみ進行するので、有機物の濃度に依存せずほぼ一定の分解率を与えるという特徴がある。また、本発明の有機物濃度の検出方法は、有機物および蛍光物質生成物の混合物と光触媒とを反応させることにより、該混合物中の該蛍光物質生成物を蛍光させ、該混合物中の該有機物を二酸化炭素にまで分解することができる。それゆえ、上記有機物の濃度に応じて、上記蛍光物質生成物の反応時間（同一の蛍光強度となる時間）が遅くなる。これにより、一定の蛍光強度になるまでの上記蛍光物質生成物における反応時間と上記混合物における反応時間との差が生じることになる。その結果、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記の差（遅れ時間Δｔ）から上記式（１）により上記有機物の濃度を導き出すことができる。
【００１３】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、多孔質担体に固定化された上記光触媒を充填し、検出窓を有する細管型反応器を用いることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記蛍光強度の測定は、励起波長が２２５ｎｍ付近であり、蛍光波長が３１０ｎｍ付近であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記蛍光物質生成物と希釈された上記有機物とを含む液体を、光を照射しない状態において任意の流速のもとで上記細管型反応器に満たしておき、光を照射すると同時に光触媒反応を開始させ、反応器での平均滞留時間に達した時点で光の照射を止めると同時に上記液体の流れを停止させ、細管に設けられた上記検出窓を通して各地点における上記蛍光強度を測定することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記蛍光物質生成物と希釈された上記有機物とを含む液体を、光を照射しない状態において任意の流速のもとで上記細管型反応器に満たしておき、光を照射すると同時に光触媒反応を開始させ、上記細管型反応器の流出口において、反応器での平均滞留時間に達するまで連続的に上記蛍光強度を測定することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記蛍光強度が、上記有機物の濃度と直線関係にある範囲内であることが好ましい。
【００１８】
これにより、本発明の有機物濃度の検出方法は、一定の蛍光強度になるまでの蛍光物質生成物のみにおける反応時間と有機物および該蛍光物質生成物の混合物における反応時間との差（遅れ時間Δｔ）を算出しやすく、より確実に上記有機物の濃度を導き出すことができる。
【００１９】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記光触媒として、光触媒反応を生じるものであれば特に限定されないが、二酸化チタン、または二酸化チタンに白金、パラジウムなどの貴金属を担持して高活性化した触媒を用いることが好ましい。
【００２０】
これにより、本発明の有機物濃度の検出方法は、光触媒が有機物を分解しやすくなるので、上記有機物の濃度を導き出すことが容易になる。
【００２１】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記蛍光物質生成物が、光触媒反応により蛍光物質を生成するものであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、上記蛍光物質生成物として、オレンジＩＩを用いることが好ましい。ここで、オレンジＩＩ自体は、光触媒反応を受ける前には蛍光を発しないので、測定対象の液体中にそれ自体が蛍光を発するような物質、例えば、プラスチックの製造に用いられるビスフェノールＡや、土壌流出水などに見られる無定形高分子有機酸の存在を確認するのに適している。
【００２３】
これにより、本発明の有機物濃度の検出方法は、オレンジＩＩが光触媒により安定して蛍光を発するので、より確実に上記有機物の濃度を導き出すことができる。
【００２４】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、細管型反応器の平均滞留時間内に反応が終了するように反応器を操作することが好ましい。
【００２５】
また、本発明の有機物濃度の検出方法は、光触媒を担持させたマイクロリアクタを用いることが好ましい。
【００２６】
これにより、本発明の有機物濃度の検出方法は、反応時間の短縮および装置の小型化が可能となる。また、蛍光物質生成物（モニター物質）の反応時間と蛍光強度との関係の変化パターンを記憶し、かつ解析するマイコンを用いることにより、汎用性のある有機物の濃度を検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の有機物濃度の検出方法は、以上のように、水中に存在する有機物の濃度を検出する方法であって、蛍光物質生成物と光触媒とを反応させて、該蛍光物質生成物の分解によって生成した蛍光物質の反応時間に対する蛍光強度を測定する工程と、上記有機物および上記蛍光物質生成物の混合物と上記光触媒とを反応させて、該混合物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程とを含み、上記有機物の濃度が、次に示す式（１）
ｙ＝ｋ（ｘ−ｘ０）・・・（１）
［式（１）中、ｙは上記有機物の濃度（ｐｐｍ）を表し、ｋは濃度換算係数（ｐｐｍ／秒）を表し、ｘ０は一定の蛍光強度になるまでの上記蛍光物質生成物における反応時間（秒）を表し、ｘは一定の蛍光強度になるまでの上記混合物における反応時間（秒）を表す］
で規定される、即ちｙは上記有機物の濃度（ｐｐｍ）を表し、濃度換算係数ｋ（ｐｐｍ／秒）と、一定の蛍光強度になるまでの上記蛍光染料における反応時間ｘ０（秒）と上記混合物における反応時間ｘ（秒）との差との積で規定される方法である。
【００２８】
それゆえ、本発明の有機物濃度の検出方法は、水中に存在する微量の有機物の濃度を精度よく検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更して実施し得るものである。具体的には、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書等において、便宜上、「質量ｐｐｍ」を単に「ｐｐｍ」と記載する。
【００３０】
（Ｉ）本発明における有機物濃度の検出方法で検出される物質等
本発明における有機物濃度の検出方法で検出される物質は、有機物であれば特に限定されない。また、水中に上記有機物以外の物質が含まれていても本発明に含まれる。上記有機物としては、例えば、グルコースなどの糖類、アミノ酸、染料、ビスフェノールＡ、農薬、下水処理液中の有機物等が挙げられる。
【００３１】
（ＩＩ）本発明における有機物濃度の検出方法に用いられる物質等
＜光触媒＞
本発明における有機物濃度の検出方法には、光触媒が用いられる。上記光触媒としては、二酸化チタン等を用いる。
【００３２】
＜蛍光物質生成物＞
本発明における有機物濃度の検出方法には、蛍光物質生成物が用いられる。ここで、「蛍光物質生成物」とは、光触媒反応等により蛍光物質を生成するものである。上記蛍光物質生成物としては、オレンジＩＩ、ビスフェノールＡ等を用いる。その中でも、無害であり、かつ光触媒により安定して蛍光するという理由から、オレンジＩＩが好ましい。
【００３３】
＜有機物および蛍光物質生成物の混合物＞
本発明における有機物濃度の検出方法には、上記有機物および上記蛍光物質生成物の混合物が用いられる。細管型反応器の平均滞留時間内に反応が終結するように適当に希釈された測定対象（有機物）の液に対し、蛍光物質生成物の適切な濃度の液を混合した状態で用いる。
【００３４】
（ＩＩＩ）本発明における有機物濃度の検出方法
本発明における有機物濃度の検出方法は、蛍光物質生成物と光触媒とを反応させて、該蛍光物質生成物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程と、上記有機物および上記蛍光物質生成物の混合物と上記光触媒とを反応させて、該混合物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程とを含んでいる。
【００３５】
ここで、蛍光物質生成物と光触媒とを反応させて、該蛍光物質生成物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程と、上記有機物および上記蛍光物質生成物の混合物と上記光触媒とを反応させて、該混合物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程との間に、浮遊物をろ過する工程、光触媒反応を阻害する金属イオンを除去する工程、反応器の平均滞留時間内に反応が完結するように適当に希釈する工程などの他の工程を含んでいる場合等も本発明に含まれる。また、蛍光物質生成物と光触媒とを反応させて、該蛍光物質生成物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程に関するデータを事前に蓄積しておき、上記有機物および上記蛍光物質生成物の混合物と上記光触媒とを反応させて、該混合物における反応時間に対する蛍光強度を測定する工程のみを行う検出方法も本発明に含まれる。
【００３６】
上記反応における反応方法、反応装置等は特に限定されないが、反応の遅れ時間をより正確に測定するために、流れの様式がプラグフロー（押出流れ）となるような細管型反応器を用いることが好ましい。また、上記反応において、上記有機物、上記蛍光物質生成物、上記光触媒以外の物質が含まれていても、本発明に含まれる。
【００３７】
上記反応時間は、細管型反応器の平均滞留時間の範囲内であることが好ましい。
【００３８】
本発明における有機物濃度の検出方法では、上記有機物の濃度が、次に示す式（１）
ｙ＝ｋ（ｘ−ｘ０）・・・（１）
［式（１）中、ｙは上記有機物の濃度（ｐｐｍ）を表し、ｋは濃度換算係数（ｐｐｍ／秒）を表し、ｘ０は一定の蛍光強度になるまでの上記蛍光物質生成物における反応時間（秒）を表し、ｘは一定の蛍光強度になるまでの上記混合物における反応時間（秒）を表す］
で規定される、即ちｙは上記有機物の濃度（ｐｐｍ）を表し、濃度換算係数ｋ（ｐｐｍ／秒）と、一定の蛍光強度になるまでの上記蛍光染料における反応時間ｘ０（秒）と上記混合物における反応時間ｘ（秒）との差との積で規定される。
【００３９】
ここで、本明細書等において「検出」とは、「モニタリング（監視・調査・分析）」も含む。
【００４０】
（ＩＶ）本発明における有機物濃度の検出方法に用いられる装置
本発明における有機物濃度の検出方法に用いられる装置は、特に限定されないが、光触媒を担持させたマイクロリアクタを用いることが好ましい。
【００４１】
ここで、マイクロリアクタとは、マイクロチャネルを有するマイクロチャンネル構造体を備えるものである。具体的には、ガラス等からなる基板上にマイクロチャネルを形成し、そこに１種類以上の反応流体（有機物、蛍光物質生成物、光触媒等）を流して、反応流体同士が接する界面領域で化学反応を起こさせるための装置である。なお、このマイクロリアクタは、単に流体をマイクロチャネル内に流通させるための装置であってもよい。また、マイクロチャネルとは、反応流体を流通および／または化学反応させるための微小な筒状の経路（流路）のことである。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４３】
本発明の有機物の検出方法における光触媒反応に用いられる反応器の特性について、図１に基づいて説明する。図１では、モニター物質としてオレンジＩＩ（和光純薬工業社製、トロペオリンＯＯＯ  Ｎｏ．２）を用いて、反応器中において２０ｒｐｍの回転数（流量６８ｍｌ／分）でチューブポンプを運転した場合の流動特性を示している。図１に示すように、超純水で満たされた反応器にオレンジＩＩのみを含む水などの検液（単に「液」ともいう）を送り込んだとき、ほぼプラグフロー、即ち反応器内のオレンジＩＩ溶液と超純水との混合がほとんど起こらない流動状態を示していることがわかる。図１において、反応器の入口からの距離と反応時間とは比例しているので、反応器中で一定間隔ごとに吸光度を測定することにより、反応時間と反応の進行（吸光度）との関係を検出することができる。
【００４４】
図１によれば、オレンジＩＩの吸光度は、反応時間６５分でタンク中の検液の吸光度とほぼ同等になることが明らかになった。すなわち、この反応器の平均滞留時間は約６０分である。
【００４５】
次に、反応器としてマイクロリアクタを用いた場合の光触媒による有機物の分解挙動について、図２に基づいて概念的に説明する。図２は、励起波長（excitation wavelength、ex）２２５ｎｍ、発光波長（emission wavelength、em）３０５ｎｍ，３４０ｎｍ，４０５ｎｍでの光触媒による有機物の蛍光強度の検出結果を示している。なお、モニター物質として蛍光分析できるオレンジＩＩを用いていることにより、蛍光を発しない物質でも検出することが可能となる。図２（ａ）は、検出を行った測定位置（検出窓Ａ〜Ｅ）を示している。また、図２（ｂ）は、光触媒による有機物の蛍光強度の検出結果（反応時間と蛍光強度との関係）を、概念図として示している。なお、蛍光強度の値は、有機物の種類によって異なるが、図２（ｂ）は測定位置（検出窓Ａ〜Ｅ）における蛍光強度の傾向を示している。
【００４６】
図２によれば、発光波長３０５ｎｍ，３４０ｎｍ，４０５ｎｍの全てにおいて、蛍光強度、即ち有機物の濃度は、測定位置（検出窓）Ｃで最大となり、その後徐々に減少することが示されている。
【００４７】
次に、実際の光触媒によるオレンジＩＩの分解挙動について、図３に基づいて説明する。
【００４８】
この実施例は、図１において示した細管型反応器を用いて行なったもので測定手順は次のとおりである。テフロン（登録商標）製の細管型反応器内には本発明者らの開発した多孔質炭化珪素を担体として、二酸化チタン（ＫＯＮ社製）を担持させた触媒セルを充填している。超純水で満たされた細管型反応器に平均滞留時間を越えるまで検液を流して反応器内を検液に置換させる。チューブポンプを２０ｒｐｍに設定してスイッチＯＮと同時に紫外線ランプ（ブラックライト）を点灯させる。これが反応開始時間となる。細管型反応器の出口において定時的にサンプリングして分析に供する。本実施例の細管型反応器はほぼプラグフローとなっていることから、平均滞留時間の間、サンプリング時間はそのまま反応時間に対応する。
【００４９】
図３（ａ）は、各サンプリング液を用いて励起波長２２５ｎｍのもとで発光スペクトルを測定した結果から、発光波長３０５ｎｍ，３４０ｎｍ，４０５ｎｍでの光触媒によるオレンジＩＩの蛍光強度を読み取り、反応時間と蛍光強度との関係として棒グラフで表したものである。それは、所定時間ごとに採取したオレンジＩＩのみを含む検液を、蛍光分光光度計（日立製作所社製、商品名「蛍光分光光度計Ｆ−２５００」）を用いて測定したものである。同図よりオレンジＩＩの分解物は、３０７ｎｍにピークを持つ蛍光物質を生成することがわかる。図３（ｂ）は、光触媒によるオレンジＩＩの波長４８４．５ｎｍでの吸光度（absorbance、Abs）、およびＮＰＯＣ（酸性通気処理法により測定したＴＯＣ（全有機炭素、Total Organic Carbon）量）の検出結果（反応時間と吸光度およびＮＰＯＣ量との関係）を示しており、約３５分でオレンジＩＩが二酸化炭素にまで分解されていることを示している。また、オレンジＩＩの分解よりもＮＰＯＣの変化が数分遅れていることから、オレンジＩＩが直接二酸化炭素にまで分解されるのではないことも明らかである。すなわち、オレンジＩＩの分解挙動の検出（モニタリング）に４８４．５ｎｍの吸光度を適用する場合には不十分さがあると認められる。
【００５０】
次に、光触媒によるグルコース（和光純薬工業社製）の分解挙動について、図４に基づいて説明する。図４（ａ）は、励起波長２２５ｎｍ、発光波長３０５ｎｍ，３４０ｎｍ，４０５ｎｍでの光触媒によるグルコースの蛍光強度の検出結果（反応時間と蛍光強度との関係）を示している。それは、所定時間ごとに採取したグルコースのみを含む検液を、蛍光分光光度計を用いて測定したものである。図４（ｂ）は、光触媒によるグルコース量およびＮＰＯＣ量の検出結果（反応時間とグルコース量およびＮＰＯＣ量との関係）を示しており、約４０分でほぼグルコースが二酸化炭素にまで分解されたことを示している。
【００５１】
図４によれば、グルコースのみを光触媒で分解しても、蛍光を発する物質は全く生成しないということが明らかになった。
【００５２】
次に、光触媒によるオレンジＩＩおよびグルコース混合溶液の分解挙動について、図５に基づいて説明する。図５（ａ）は、同一反応条件下における励起波長２２５ｎｍ、発光波長３０５ｎｍ，３４０ｎｍ，４０５ｎｍでの光触媒によるオレンジＩＩのみの蛍光強度の検出結果（反応時間と蛍光強度との関係）を示している。一方、図５（ｂ）は、励起波長２２５ｎｍ、発光波長３０５ｎｍ，３４０ｎｍ，４０５ｎｍでの光触媒によるオレンジＩＩおよびグルコース混合溶液の蛍光強度の検出結果（反応時間と蛍光強度との関係）を示している。図５（ｃ）は、オレンジＩＩおよびグルコース混合溶液の波長４８４．５ｎｍでのオレンジＩＩのみの場合と、オレンジＩＩおよびグルコース混合液の場合との吸光度の検出結果（反応時間と吸光度との関係）を示している。
【００５３】
図５（ａ）・（ｂ）によれば、グルコースが含まれていることにより、オレンジＩＩの分解に基づく蛍光強度の分布が時間軸の方にシフトしており、分解速度が遅くなるということが明らかになった。あらかじめ、この変化量とグルコース量とから検量線を作成しておくことにより、検液中のグルコース濃度を推定することができる。また、廃液処理の装置として光触媒で反応させるときの反応所要時間を推定することができる。さらに、検液を希釈して反応器の平均滞留時間内に反応を終結させるようにすることにより、検液が高濃度の場合にも本発明を適用できる。また、図５（ｃ）によれば、オレンジＩＩおよびグルコースを含む検液は、吸光度の差を生じており、吸光度の比較によってもグルコース濃度の検出（モニタリング）ができることを示しているが、その差は蛍光強度の場合に比べて小さい。
【００５４】
次に、有機物濃度の推定方法について、図６に基づいて説明する。図６は、発光波長３０７ｎｍでの光触媒によるオレンジＩＩのみの場合と、オレンジＩＩおよびグルコースの混合液の場合との蛍光強度、およびオレンジＩＩおよびグルコース混合液の場合のＮＰＯＣ量の検出結果（反応時間と蛍光強度およびＮＰＯＣ量との関係）を示している。
【００５５】
ここで、光触媒と反応する有機物は、オレンジＩＩと競合して分解が進行すると考えられる。そのため、有機物濃度が高いほど、オレンジＩＩの分解が遅くなると考えられる。図６によれば、グルコースを添加したことによって遅れ時間Δｔが生じているので、この遅れ時間Δｔと有機物の濃度とを関係付けておけば、有機物の濃度を導き出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の有機物濃度の検出方法は、水中に存在する微量の有機物の濃度を精度よく検出することができるため、浄水場や下水処理場における金属や有害有機物等の混入を監視する装置、純水製造装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の有機物濃度の検出方法におけるオレンジＩＩの反応時間と吸光度との関係を示すグラフである。
【図２】（ａ）は、本発明の有機物濃度の検出方法における測定位置を示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の有機物濃度の検出方法における有機物の測定位置と蛍光強度との関係を示すグラフ（概念図）である。
【図３】（ａ）は、本発明の有機物濃度の検出方法におけるオレンジＩＩの反応時間と蛍光強度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、本発明の有機物濃度の検出方法におけるオレンジＩＩの反応時間と吸光度およびＮＰＯＣ量との関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）は、本発明の有機物濃度の検出方法におけるグルコースの反応時間と蛍光強度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、本発明の有機物濃度の検出方法におけるグルコースの反応時間とグルコース量およびＮＰＯＣ量との関係を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、本発明の有機物濃度の検出方法におけるオレンジＩＩのみの反応時間と蛍光強度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、本発明の有機物濃度の検出方法におけるオレンジＩＩおよびグルコースの反応時間と蛍光強度との関係を示すグラフであり、（ｃ）は、本発明の有機物濃度の検出方法におけるオレンジＩＩおよびグルコースの反応時間と吸光度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の有機物濃度の検出方法における有機物濃度の推定方法を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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