(57)【要約】【課題】  バイオセンサを用いて有害物質のおおまかな種別を識別する方法および装置を提供する。【解決手段】  バイオセンサに試料水を直接供給したときのバイオセンサの検出出力と、試料水をこれに含まれる特定の有害物質を除去する前処理を施してバイオセンサに供給したときのバイオセンサの検出出力との比較により試料水に含まれる有害物質の種類を識別する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極上に生体物質を固定化し、前記生体物質による電極活物質の生産量もしくは消費量の変化をモニタリングするバイオセンサを利用した、試料水への有害物質の混入を検出する有害物質検出方法において、前記バイオセンサに前記試料水を直接供給したときの前記バイオセンサの検出出力と、前記試料水をこれに含まれる特定の有害物質を除去する前処理を施して前記バイオセンサに供給したときの前記バイオセンサの検出出力との比較により前記試料水に含まれる有害物質の種類を識別することを特徴とする有害物質検出方法。
【請求項２】
前記バイオセンサに前記試料水を直接供給したときの前記バイオセンサの検出出力を常時モニタリングし、前記試料水への有害物質混入量が警報ラインを超えたときのみ、前記前処理を施した試料水の測定を実施することを特徴とする請求項１に記載の有害物質検出方法。
【請求項３】
前記前処理は、イオン交換樹脂、キレート樹脂、活性炭フィルタ、および逆浸透膜をそれぞれ単独に用いる前処理手段からなるグループの中から選択される少なくとも２種の前処理手段を用いて実施されることを特徴とする請求項１に記載の有害物質検出方法。
【請求項４】
前記少なくとも２種の前処理手段で順次処理した試料水を１個のバイオセンサに順次供給することにより、１個のバイオセンサを用いて前記少なくとも２種の前処理手段で処理した試料水に対する生物応答を順次測定することを特徴とする請求項３に記載の有害物質検出方法。
【請求項５】
前記少なくとも２種の前処理手段で並列に処理した試料水を各前処理手段毎に設けられたバイオセンサに供給し、各前処理手段で処理した試料水に対するバイオセンサの生物応答を同時に測定することを特徴とする請求項３に記載の有害物質検出方法。
【請求項６】
電極上に生体物質を固定化し、生体物質による電極活物質の生産量もしくは消費量の変化をモニタリングするバイオセンサを利用した、試料水への有害物質の混入を検出する有害物質検出装置において、前記試料水に含まれる特定の有害物質を除去する前処理装置と、前記試料水を前記バイオセンサに前記前処理装置を通すことなく供給する第１の試料水供給手段と、前記前処理装置で処理した試料水を前記バイオセンサに供給する第２の試料水供給手段とを備え、前記試料水を前記第１の試料水供給手段を通して前記バイオセンサに供給したときの前記バイオセンサの検出出力と前記前処理装置で処理した試料水を前記第２の試料水供給手段を通して前記バイオセンサに供給したときの前記バイオセンサの検出出力との比較により前記試料水に含まれる有害物質の種類を識別することを特徴とする有害物質検出装置。
【請求項７】
前記前処理装置は、イオン交換樹脂、キレート樹脂、活性炭フィルタ、および逆浸透膜をそれぞれ単独に用いた前処理手段からなるグループの中から選択された少なくとも２種の前処理手段からなっていることを特徴とする請求項６に記載の有害物質検出装置。
【請求項８】
前記少なくとも２種の前処理手段を並列に配置し、並列に配置された少なくとも２種の前処理手段に順次試料水を供給し、各前処理手段で処理した試料水を１個のバイオセンサに順次供給することにより、１個のバイオセンサを用いて前記少なくとも２種の前処理手段で処理した試料水に対する生物応答を順次測定することを特徴とする請求項７に記載の有害物質検出装置。
【請求項９】
前記少なくとも２種の前処理手段を並列に配置し、各前処理手段毎にバイオセンサを備え、前記各前処理手段で処理した試料水に対するバイオセンサの生物応答を同時に測定することを特徴とする請求項７に記載の有害物質検出装置。
【請求項１０】
前記前処理装置に前処理機能の低下を回復させる再生機構を備えたことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の有害物質検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水場取水、もしくは河川、湖沼、ダム、地下水等の水道水源への有害物質の混入を検出するための有害物質検出方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上水道原水の水源として、河川、湖沼、ダム、地下水等が利用されているが、これら原水へ化学物質や油等が流入する事態が発生する場合がある。これらの化学物質等の中には人体の健康に重大な影響を及ぼす有害物質が含まれる可能性がある。仮に有害物質を含んだ水を給水することになると、広範囲かつ多数の人が健康傷害等の水道事故に巻き込まれることになる。このような事態を回避し、安全な水を供給するためには、原水の水質監視が重要である。
【０００３】
近年の化学工業の発達から、産業活動において使用される化学物質は非常に多くの種類にわたっている。そのため、工場廃水の流出事故、輸送中の漏出事故、不法投棄、産業廃棄物等を流出源とし、それらが水道原水に流入する可能性は少なくない。これら化学物質の全ての種類について連続的に監視を行うことができれば、それが望ましい。しかし、化学分析手法により対象とする特定の化学物質を検出することは可能であるが、予め想定していない化学物質を検出することは一般に不可能である。
【０００４】
そこで、従来、化学物質量を計測するのではなく、生物を計測対象とし、有害物質による生物への影響を評価指標として、試料水の有害性を総括的に評価するバイオアッセイ手法が注目されている。バイオアッセイ手法では、生物個体、動物細胞、微生物、酵素等を計測対象とし、これら生体物質の有害物質による影響を、細胞の増殖率、蛋白質の発現、代謝化学物質濃度等を指標として有害性を評価する。
【０００５】
このような趨勢に従ってバイオアッセイ手法を用いた検出系が実用化されている。特に酸素電極と微生物膜を組み合わせたバイオセンサを用いることにより、微生物膜の酸素消費量から微生物の呼吸活性をモニタリングする手法は、比較的簡便な装置で試料水への有害物質の混入を連続的に監視することができるという特徴を持っている。この技術を応用し、鉄酸化細菌の呼吸活性をモニタリングする異常水質検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この異常水質検出装置によれば、微生物の呼吸活性は、呼吸反応の直接的な阻害、その他の代謝反応の阻害、細胞壁、細胞膜の破壊等を引き起こす化学物質による阻害を受けることから、比較的広範囲の有害物質を検出することが可能である。そこで、以上の特性を利用して、常時、原水をモニタリングし、何らかの有害物質が混入したときそれを検知することを目的とした、一次警報のためのセンサとしての適用が考えられる。バイオセンサで有害物質混入を検出した場合、一時的には取水を停止する等の処置をとることが可能である。
【０００７】
さらに有害物質の汚染源を特定し、その後の適切な処置をとるためには、有害物質の種類を識別（特定）する必要がある。バイオセンサでは有害物質の種別によらず、呼吸阻害影響が同様の挙動として現れるため、バイオセンサのみでは有害物質の特定を行うことは不可能である。現状では、バイオセンサで有害物質を検出した場合には自動的に採水タンクに試料水を貯留し、別途、機器分析等を実施する必要がある。
【特許文献１】特開２０００−３２１２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、機器分析を使用することなくバイオセンサを用いて有害物質のおおまかな種別を識別する方法および装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電極上に生体物質を固定化し、生体物質による電極活物質の生産量もしくは消費量の変化をモニタリングするバイオセンサを利用した、試料水への有害物質の混入を検出する有害物質検出方法において、バイオセンサに試料水を直接供給したときのバイオセンサの検出出力と、試料水をこれに含まれる特定の有害物質を除去する前処理を施してバイオセンサに供給したときのバイオセンサの検出出力との比較により試料水に含まれる有害物質の種類を識別することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明はまた、電極上に生体物質を固定化し、生体物質による電極活物質の生産量もしくは消費量の変化をモニタリングするバイオセンサを利用した、試料水への有害物質の混入を検出する有害物質検出装置において、試料水に含まれる特定の有害物質を除去する前処理装置と、試料水をバイオセンサに前処理装置を通すことなく供給する第１の試料水供給手段と、前処理装置で処理した試料水をバイオセンサに供給する第２の試料水供給手段とを備え、試料水を第１の試料水供給手段を通してバイオセンサに供給したときのバイオセンサの検出出力と前処理装置で処理した試料水を第２の試料水供給手段を通してバイオセンサに供給したときのバイオセンサの検出出力との比較により試料水に含まれる有害物質の種類を識別することを特徴とするものである。
【００１１】
微生物を利用したバイオセンサによる有害物質検出では、試料水に有害物質が混入した場合、有害物質の影響により微生物の活性に何らかの変化が現れることになる。この有害物質による活性変化を検知するために、電極上に微生物を固定化し、微生物による電極活物質の生産量もしくは消費量の変化をモニタリングする。例えば、溶存酸素電極に微生物を固定化し、微生物の呼吸による酸素消費量をモニタリングすることにより、有害物質による酸素消費量の減少から有害物質の混入を検知することが可能となる。
【００１２】
試料水中の有害物質は各種の前処理手段により除去することができる。このとき対象とする有害物質に適切な前処理手段を選択することにより、目的の化学物質種を選択的に除去することができる。そこで、数種類の前処理手段を備え、前処理装置で有害物質を除去した試料水をバイオセンサに供給する。ここで、試料水を無処理のまま供給したバイオセンサで有害物質を検知したとき、ある前処理装置で処理した試料水で応答が見られなければ、その前処理装置で除去可能な化学物質種が混入した有害物質に相当するものとして有害物質の種類を特定することができる。
【００１３】
前処理装置は、複数種の有害物質を同時に除去する場合が多い。この場合、除去対象とする化学物質の種類の特性が異なる他の前処理手段を複数個備えることにより、それぞれの前処理手段で処理した試料水でのバイオセンサ応答についてパターン識別を行うことにより、有害物質の種別を推定することが可能となる。
【００１４】
適用可能な前処理手段について順次説明を行う。第一の前処理手段として、イオン交換樹脂を使用する。イオン交換樹脂では、イオン性の化学物質を捕捉・除去する。代表的なイオン性の有害物質としては、銅、水銀、鉛等の金属イオン、シアンイオンがある。イオン性の化学物質は、金属イオンであれば陽イオン交換樹脂によって、また金属酸化物イオン、シアンイオンであれば陰イオン交換樹脂を適用することにより、除去することが可能である。
【００１５】
第二の前処理手段として、キレート樹脂を使用する。キレート樹脂とは金属イオンとキレートを形成する配位子を構造体内に含む樹脂であり、金属イオンと配位結合を形成することにより金属イオンを捕捉・除去する。キレート樹脂で捕捉する目的の金属イオンの種類に対して、適切な配位子の種類を選択することにより、特定の金属イオンを選択的に捕捉・除去することが可能となる。
【００１６】
第三の前処理手段として、活性炭を使用する。活性炭は体積に比較して広い表面における吸着により水中の成分を捕捉・除去する。活性炭は有機物に対して優れた吸着能を示す。特に比較的分子量の大きい農薬類、界面活性剤、ダイオキシン類等の有機塩素系化合物、異臭味物質等を効果的に除去することができる。
【００１７】
第四の前処理装置として、逆浸透膜を使用する。逆浸透膜は溶質成分を透過させずに、水分子のみを透過可能な半透膜である。溶質の濃度差の異なる水溶液に接する半透膜に発生する浸透圧に打ち勝つ水圧を加え、溶質を片側に濃縮し、もう一方で純水を得ることができる。逆浸透膜のこの性質を利用し、水中の溶解成分の大部分を除去することができる。バイオセンサで検出する有害物質はイオン性か非イオン性かを問わず、水中に溶解した状態で作用することから、逆浸透膜で処理することにより、ほぼ全ての有害物質を除去することができる。逆浸透膜は活性炭では除去効率が劣る低分子量の有機成分等も効果的に除去することができる。
【００１８】
以上示した前処理手段は検出素子であるバイオセンサの前段に設置されるが、設置する前処理装置毎にその下流にバイオセンサを備えることができる。試料水は分岐されて各前処理手段に供給され、各前処理手段において有害物質を除去された試料水がバイオセンサに作用することになる。この構成をとることにより、各前処理手段での処理を同時・並列に行い、バイオセンサによる各処理水の有害性の測定を行うことができ、リアルタイムでの有害物質の混入検知および種別の分類が可能となる。
【００１９】
また、１個のバイオセンサを使用し、通常は無処理の試料水のみをバイオセンサに供給して有害性の監視を行い、バイオセンサで有害物質の混入を検知した場合に、順次各前処理装置に試料水を供給し、処理水をバイオセンサに供給する構成をとることもできる。この場合、バイオセンサを１台備えるのみで、常時連続的に有害物質の混入検知を行い、有害物質混入時に種類の分別が可能となる。バイオセンサを複数台備える必要が無いことから、コンパクトかつ安価に装置を構成することが可能となる。
【００２０】
これら前処理装置は使用時間の経過に伴い、試料水中の有害物質以外の成分が僅かに反応・吸着することにより、目的とする有害物質の除去能力が低下する恐れがある。その結果、除去されるはずの有害物質が通過することにより、有害物質の種類の識別において、誤った判断をする可能性が生ずる。そこで、各前処理手段の機能回復のための再生機構を備えることにより、この除去能力の低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、バイオセンサを利用して、化学物質の大まかな種別識別の可能な手軽な有害物質検出方法および装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明による有害物質検出装置の一構成例を示すものである。この装置では、バイオセンサ１により試料水中への有害物質の混入を検知する。試料水は試料水供給手段２から供給され、前処理装置３に送られた後、もしくは前処理装置３を通過させずに、バルブ４ａを介してポンプ５ａによりバイオセンサ１に供給される。
【００２３】
バイオセンサ１は溶存酸素電極６および微生物膜７から構成されており、微生物膜７に固定化した微生物の呼吸活性を溶存酸素電極６により測定する。バイオセンサ１の微小検出出力は出力処理部８により増幅処理され、ディスプレイ上に表示するのに利用され、あるいは他の用途に適した信号形態に変換され出力される。微生物膜７を活性化させるため、微生物の栄養源を基質溶液タンク９からバルブ４ｂおよびポンプ５ｂを介して供給する。また長期的な安定性を維持するため、洗浄を実施する必要があることから、洗浄液を洗浄液タンク１０からバルブ４ｃおよびポンプ５ｂを介して定期的に供給する。これらの液の切換はバルブ４ｂ，４ｃの開閉により制御され、ポンプ５ｂにより送液され、ポンプ５ａから供給される試料水と混合されてバイオセンサ１に供給される。
【００２４】
ここでは、前処理装置３を構成する前処理手段として、陽イオン交換樹脂１１、陰イオン交換樹脂１２、キレート樹脂１３、活性炭フィルタ１４、および逆浸透膜１５を備えた例を示している。個々の前処理手段の上流側にはそれぞれバルブ４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを備え、その開閉により試料水供給手段２からの試料水の供給を開閉制御する。また、試料水供給手段２と前処理装置３の出口との間には、試料水供給手段２からの試料水を、前処理装置３を通すことなく直接バイオセンサ１に導くためにバルブ４ｉが設けられている。バルブ４ｉ、バルブ４ａおよびポンプ５ａは、第１の試料水供給手段を構成する。これに対してバルブ４ｄ〜４ｈ、バルブ４ａおよびポンプ５ａは、第２の試料水供給手段を構成する。ここでは、バルブ４ｄ〜４ｉはいずれか１個のみを開き、他を閉じることにより、開放状態のバルブに応じてそれぞれの処理水または無処理水をバイオセンサ１に供給することができる。さらに図１の構成例では、バイオセンサ１に校正水を供給するための校正水供給手段１６、および有害物質検出時の分析用の水を採水するための採水タンク１７を備えている。校正水供給手段１６はバルブ４ｊを介してポンプ５ａの入口に接続される。採水タンク１７はバルブ４ｋを介してバルブ４ｄ〜４ｉの入口に接続される。
【００２５】
イオン交換樹脂１１，１２は合成高分子を基体として、イオン交換能のある官能基を配したものであり、球状、粒子状、膜状、繊維状の形態があり得る。これらのイオン交換樹脂の基体としては、スチレン系、アクリル系、メタクリル系等が適用可能である。また、イオン交換樹脂は粒子内部の微細構造により分類されており、ポーラス型，ＭＲ型（マクロポーラス型）等があるが、巨大網目構造をもつＭＲ型は耐久性に優れることから、再生・洗浄を繰り返し、連続測定を実施する本発明においては、より望ましい形態であるということができる。
【００２６】
陽イオン交換樹脂１１による陽イオン交換のための官能基としては、強酸性のスルホン酸基（Ｒ−ＳＯ３−Ｈ＋）、弱酸性のカルボキシル基（Ｒ−ＣＯＯ−Ｈ＋）が代表的である。陰イオン交換のための官能基としては、強塩基性の第４級アンモニウム塩基（Ｒ−Ｎ＋Ｒ１Ｒ２Ｒ３）、弱塩基性の第１〜３級アミンが代表的である。本発明においては、上記のうちから、交換容量、再生の間隔等を考慮して、官能基を選択することができる。
【００２７】
キレート樹脂１３についても基体に使用される材料および構造は、上述のイオン交換樹脂と同様である。官能基としてはキレート形成能のある、イミノ二酢酸、イミノプロピオン酸、ポリアミン等が適用される。また、エチレンジアミン四酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、といったキレート剤をキレート形成のための官能基として樹脂中に導入したものも適用可能である。
【００２８】
活性炭フィルタ１４のための活性炭としては、ペレット状活性炭、粒状活性炭、粉末活性炭、担持体表面に付着させた活性炭等が適用可能である。本発明においては、有害物質除去能力を高めるために接触面積を広く取ること、および連続的に通水して使用する目的から通水のための粒路を確保できることが重要であるため、粒状活性炭および孔の開いた担持体表面に付着させた活性炭が望ましい形態である。
【００２９】
逆浸透膜１５は極小さい孔径の半透膜を利用して、イオンと水の分離を行うものであり、素材としては、酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマー等が使用される。またその膜構造は膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部あるいは他方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い活性層を有する複合膜があり、どちらのタイプも本発明に適用可能である。
【００３０】
図２および図３はバイオセンサ１による有害物質の検出例を示すものである。図２において、測定開始から数分のところで、基質溶液として硫酸第一鉄を添加することにより一旦検出電流値は低下する。すなわち、バイオセンサ１に微生物の基質を含む溶液を添加することにより、微生物は呼吸により酸素を消費する。微生物として鉄酸化細菌（Thiobacilus ferroxidans）を使用した場合、栄養源である第一鉄イオンを含む溶液を添加することにより呼吸を活性化する。その結果、酸素は微生物膜７で消費されることから、溶存酸素電極６に到達する酸素量が減るため電流値は低下する。そのまま何の有害物質をも添加しなければ特性線２１のように低レベルで推移するが、検出電流値が低下してから数分経過したところで何らかの有害物質を添加すると、特性線２２に示すように検出電流値は一般に増加する。特性線２２では、有害物質の添加により微生物が呼吸阻害を受けて電流値が増加し、警報ラインＡを超過した場合に有害物質の混入を検出することになる。
【００３１】
図３は基質溶液を添加した後、数分したところで、有害物質としてシアン化カリウムを添加した場合について、種々の前処理を施した場合のバイオセンサ１の検出電流値の測定例を示すものである。特性線３１は、比較例としての無処理の場合、キレート樹脂処理を施した場合、および活性炭処理を施した場合を示し、特性線３２は、陰イオン交換処理を施した場合を示し、さらに特性線３３は、逆浸透膜処理を施した場合を示すものである。
【００３２】
シアン化カリウムは陰イオン交換樹脂、あるいは逆浸透膜により除去することが可能であり、これらの前処理手段による前処理を行った試料水では、シアン化カリウムは除去されるか、もしくはその濃度が低減することから、微生物への呼吸阻害影響は発生しないか、もしくは低下する。その結果、無処理の試料水、もしくはそれ以外の前処理を施した試料水では特性線３１で示すように電流増加が見られるのに対し、陰イオン交換樹脂または逆浸透膜により前処理を行った試料水については、特性線３２，３３で示すように大きな電流増加は生じないことが分かる。
【００３３】
表１は有害物質の代表的な種別に対して、各種の前処理手段により処理した試料水の、バイオセンサの応答特性について示したものである。
【表１】
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【００３４】
表中に＋で示したものは、前処理装置３で有害物質が除去されずにバイオセンサ１により検出される物質種であることを意味する。それに対し、−で示したものは、前処理装置３で有害物質が除去されるため、バイオセンサ１で検出されない物質種であることを意味する。
【００３５】
重金属の中でも水中で陽イオンとして存在しているもの、例えば水銀イオン（Ｈｇ２＋）、クロムイオン（Ｃｒ３＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）等については陽イオン交換樹脂により捕捉される。また、キレート樹脂として、各種金属イオンを全般的に捕捉可能なキレート樹脂を使用した場合は、キレート樹脂処理水ではやはり応答は見られない。
【００３６】
重金属の中でも、酸素を含んだ状態で存在するヒ素（Ａｓ２Ｏ３−）、六価クロム（Ｃｒ２Ｏ７２−）等については陰イオンとして水中に存在していることから、これらの重金属については陰イオン交換樹脂により捕捉される。キレート樹脂についても、陽イオン型の重金属と同様である。
【００３７】
シアン化合物は工場廃液の流出事故等の要因により事故事例の比較的多い有害物質である。シアン化合物の有害性はシアンイオン（ＣＮ−）によるものであり、シアンイオンは陰イオンとして水中に存在していることから、陰イオン交換樹脂により捕捉される。陰イオン型の重金属との相違は、キレート樹脂により捕捉されない点である。
【００３８】
農薬は主に比較的分子量の大きい有機化合物を成分としており、活性炭により吸着される。それに対し、一般的にはイオン化しない状態で水中に存在していることから、イオン交換樹脂やキレート樹脂では捕捉されない。
【００３９】
有機化合物には非常に多くの種類があり、その中にはトリクロロエチレン、トリハロメタン等の塩素系の有機溶剤、クロロフェノール類等の塩素化された芳香族化合物、フェノール類等の有害物質が多く存在する。これらの有機化合物については、活性炭で捕捉することが可能であるが、比較的低分子のトリハロメタン等は活性炭での除去効率が劣る。そこで、活性炭処理水の応答の差が、有機化合物の分子量の高低について判別する要素となり得る。
【００４０】
逆浸透膜処理に関しては、イオン性・非イオン性ともに溶解性の化学物質は除去される。そのため、一般的な有害物質についてはほぼ全て除去されることになり、微生物膜７の劣化、ｐＨの急激な変化等の要因が無い限りは、バイオセンサ１の応答は無いことになる。そこで、逆浸透膜については、逆浸透膜処理水の応答と無処理の応答を比較することにより、有害物質以外の要因によるバイオセンサ１もしくは水質の異常からの識別が可能となる。
【００４１】
図４は、前処理装置３の下流側に複数のバイオセンサ１ａ〜１ｆを並列に配置した実施の形態を示すものである。この構成例では、各前処理手段１１〜１５の処理水を連続的に、同時並行にモニタリングすることが可能である。ここでは、各前処理手段１１〜１５における除去特性を反映した試料水を連続的に測定することが可能であり、単に有害物質の有無の検出だけでなく、有害物質の種類の識別についても、大まかな分類が可能となる。各前処理手段１１〜１５の処理水は、それぞれ別個のバイオセンサ１ａ〜１ｆにより有害物質の検出を行うことになる。なお、図４においては、必要に応じてポンプが設けられるが、その図示は省略している。微生物を活性化させるための基質は基質溶液タンク９から、洗浄のための洗浄液は洗浄液タンク１０から供給し、各前処理手段１１〜１５の処理水と混合する。
【００４２】
図４の構成例では、１個の基質溶液タンク９および１個の洗浄液タンク１０からそれぞれ基質溶液および洗浄液を分配して、前処理無しまたは前処理後の試料水と混合してバイオセンサ１ａ〜１ｆに供給する構成としている。しかし、各処理水ライン毎に、基質溶液タンクおよび洗浄液タンクを設置する構成とすることもできる。
【００４３】
次に図１の有害物質検出装置の上述とは異なる運用方法の一例を、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
通常時は前処理装置３の入口側のバルブ４ｄ〜４ｈを閉じておき、バルブ４ｉのみを開いて無処理の試料水のみを、バルブ４ａおよびポンプ５ａを介してバイオセンサ１に供給してモニタリングを行う（図５：ステップＳ１）。無処理水での有害物質検出を続け、警報ラインＡ（図２参照）を超過したかどうかをチェックする（ステップＳ２）。警報ラインＡを超えるような検出電流の増加が見られた場合、何らかの有害物質が混入していると判断されるので、有害物質混入の警報を発し（ステップＳ３）、この場合に限って、バルブ４ｄ〜４ｈを順次個別に開いて各前処理手段１１〜１５に順次試料水を供給する（ステップＳ４）。ここで各処理水の応答を記録し（ステップＳ５）、表１のパターンに照らし合わせることにより有害物質の種別の大まかな分類を行い（ステップＳ６）、有害物質の種別情報を出力する（ステップＳ７）。実際には、ステップＳ３において有害物質混入の警報が発せられたときは、採水装置を動作させて（ステップＳ８）有害物質の特定のためにＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析）のような精密・詳細な機器分析（ステップＳ９）が必要となるが、有害物質の大まかな分類ができればよい場合には、本発明により、特定に至る分析の手間を大幅に省くことができ、有害物質検出を手軽に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による有害物質検出装置の一例を示すブロック図。
【図２】前処理装置による処理水のバイオセンサによる有害物質検出の一般的な応答例を示す特性線図。
【図３】前処理装置による処理水のバイオセンサによる有害物質検出の具体例な応答例を示す特性線図。
【図４】本発明による有害物質検出装置の運用の一例として複数のバイオセンサで並列に測定する例を示すブロック図。
【図５】本発明による有害物質検出装置の運用の一例を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００４６】
１  バイオセンサ
１ａ〜１ｅ  バイオセンサ
２  試料水供給手段
３  前処理装置
４ａ〜４ｋ  バルブ
５ａ，５ｂ  ポンプ
６  溶存酸素電極
７  微生物膜
８  出力処理部
９  基質溶液タンク
１０  洗浄液タンク
１１  陽イオン交換樹脂
１２  陰イオン交換樹脂
１３  キレート樹脂
１４  活性炭フィルタ
１５  逆浸透膜
１６  校正水供給手段
１７  採水タンク
【図１】
2006029942.tif 000004
【図２】
2006029942.tif 000005
【図３】
2006029942.tif 000006
【図４】
2006029942.tif 000007
【図５】
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