(57)【要約】【課題】  従来の加熱気化水銀測定装置は、ハロゲン系ガス含有する試料を測定すると水銀捕集剤にコーティングしてある金とハロゲンガスの結合によりハロゲン化金化合物を生成してしまい、水銀を金アマルガム合金として一旦捕集する水銀捕集剤の役目を果たさなくなってしまうという欠点があった。【解決手段】  本発明の装置は、加熱気化水銀測定装置の流路内にハロゲンガスを吸収するための銀粒子を詰めたガラス管であるカラムを取付け、さらにこのカラムを常時９０℃以上にするための加熱炉を装着した。  本発明は、銀粒子を９０℃以上にすることにより銀と水銀の合金である銀アマルガムとなるのを防ぎ、ハロゲン系ガスを吸着する特性を利用した装置である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱気化水銀測定装置であって、試料を加熱燃焼させ水銀を気化させる加熱気化部と気化させた水銀を金アマルガムとして捕集し、捕集した金アマルガムを加熱して遊離した水銀を原子吸光法によって測定する装置において、試料を加熱して気化させる試料管ユニットと水銀を一旦捕集する水銀吸収カラムユニット間に銀粒子を充填させ、外周に加熱炉を装着したハロゲン吸収カラムを装着したことを特徴とする水銀測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱気化水銀測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の加熱気化法による水銀測定分析方法については、下記の先行技術文献に記載されている。
この分析方法は、液体および固体資料を加熱燃焼させてガス化し、水銀のみを金余るがム合金として一旦捕集する。捕集した水銀は、加熱することによって遊離する性質を利用して、原子吸光法で測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９３４８４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｋ０１２１  原子吸光分析通則
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の装置は、試料にＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなどのハロゲン物質が含有されていると測定できなかった。
測定は前記段落番号［０００２］で記載したように、水銀を金アマルガム合金として一旦捕集するが、その水銀捕集剤は、一般的に珪藻土に金をコーティングしたものを使用する。
ハロゲン物質が含有されている試料を測定する場合、試料加熱燃焼時にハロゲンガスが発生する。水銀捕集剤にコーティングしてある金は、本来水銀と結合して金アマルガム合金を生成することにより、一旦捕集するのが目的である。しかし、水銀捕集剤にコーティングしてある金は、試料を燃焼して発生したハロゲンガスと結合して金表面にハロゲン化金化合物を生成してしまう。また、このハロゲン化金化合物は、金アマルガム合金のように加熱しても容易に分解せず長時間残留する性質がある。
そのため、数回の試料測定で水銀捕集剤にコーティングしてある金は、ハロゲン化金化合物で覆われてしまい、金アマルガム合金を生成することができない。
したがって、試料の燃焼ガス中に含まれる水銀は、水銀捕集剤で一旦捕集できずに通り抜けてしまい、測定をすることができなかった。
本発明は、試料燃焼時に発生したハロゲンガスを水銀吸収カラムに導かれる前に除去して、水銀濃度を正確に測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の装置は、図１のように試料を加熱して気化させる試料管ユニット１０と水銀を一旦捕集する水銀吸収カラムユニット４０間に銀粒子を充填させ、外周に加熱炉を装着したハロゲン吸収カラムを装着した。
【０００７】
さらに詳しく述べると、次の通りである。
銀粒子はハロゲンガスを吸着し、ハロゲン化銀を生成することは、一般的に知られている。また、銀粒子は水銀を吸着し、銀アマルガム合金を生成することも知られている。そのため、装置の流路内に銀粒子を入れたハロゲン吸収カラム２１は、ハロゲンガスと同時に水銀も吸着してしまう。
本装置は、この銀粒子の水銀吸着問題を解決するために、前記２１を９０℃以上、９６０℃以下で加熱する加熱炉２２を設定している。銀アマルガム合金は、９０℃以上に加熱すると水銀を遊離するという特性がある。ここで、加熱温度の上限９６０℃は、銀の融解温度である。この原理をグラフに示すと図４のようになる。図４の縦軸はハロゲン吸収カラム２１の透過度、横軸は加熱炉２２の温度（℃）である。
加熱炉２２を９０℃以上に設定することにより、ハロゲン吸収カラム２１は水銀を吸収することなくハロゲンガスのみを吸着することになる。
本発明の装置は、上述のハロゲン吸収カラムユニット２０により、ハロゲンガスを水銀捕集剤４２の手前で除去できるため、本課題を解決できる。
【発明の効果】
【０００８】
前記本発明の構成によれば、試料にハロゲン系物質が含有されていると、ガス中に含有されている水銀濃度を正確に測定することができなかった。本発明の装置は、測定妨害成分であるハロゲンガスを除去して、水銀濃度を正確に測定できる水銀測定装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の新加熱気化水銀測定装置を示す図
【図２】本発明実施例のカラムを示す図
【図３】ボールジョイント実施例を示す図
【図４】ハロゲン吸収カラム透過度グラフ
【図５】従来技術の水銀測定例を示す図
【図６】本発明の水銀測定例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するにあたり、図１で説明する。
本発明の装置は、試料管ユニット１０、ハロゲン吸収カラムユニット２０、冷却ユニット３０、水銀吸収カラムユニット４０および光学ユニット５０より構成されている。
試料管ユニット１０は、試料管１１、アルミナ球１５および両側より固定するための石英ウール１６から構成されている。また、試料管１１の外周には、試料燃焼炉１２および燃焼促進炉１３が、設定されている。
ハロゲン吸収カラムユニット２０は、ハロゲン吸収カラム２１および加熱炉２２より構成されている。また、前記２０は、クリップ２５を使用して、前段の試料管ユニット１０と後段の冷却ユニット３０を接続している。
ハロゲン吸収カラム２１は、図２のようにガラス管２４、銀粒子２３および両側より固定するための石英ウール１６から構成されている。
冷却ユニット３０は、常時電子冷却器により冷却されているユニットである。
水銀吸収カラムユニット４０は、水銀吸収カラム４１および水銀追出炉４３から構成されている。また、前記４１は、水銀捕集剤４２と両端より固定するための石英ウール１６から構成されている。
光学ユニット５０は、吸収セル５３、水銀ランプ５１、検知器５５から構成されている。水銀ランプ５１は、紫外線２５３．７ｎｍの波長を発生するランプで、吸収セル５３の入射部５２と出射部５４は、前記５１の紫外線入射部と出射部である。
その他、連結管２６は、ハロゲン吸収カラム２１と冷却ユニット３０を接続するガラス管である。光学ユニット５０以降は、水銀除去用の活性炭５９、エアーポンプ６１および流量計６２で構成されている。
【００１１】
ハロゲンガス吸収カラム２１は、ガラス管２４に銀粒子２３を詰め、両側には固定用としての石英ウール１６より構成されている。銀粒子は、ガラス管の大きさを考慮した大きさとしてφ１〜φ３程度とした。ガラス管２４は、一方をボールジョイントオス側２６、反対側をボールジョイントメス側２７形状にして、クリップ２５で取外し可能な構造としている。このボールジョントは、図３のようにボールジョイントのオス側２６とメス側２７をクリップ２５で接続する構造である。
【００１２】
試料の測定は、以下のような方法で実施される。測定する試料を入れた試料容器１４は、試料管１１に挿入され、試料燃焼炉１２により加熱燃焼させる。試料燃焼炉１２で発生した燃焼ガスは、燃焼促進炉１３で加熱して常時８００℃になっているアルミナ球１５の隙間を通して、完全燃焼させる。完全燃焼したガスは、ハロゲン吸収カラム２１を通ることで、ハロゲンガスが吸着される。その後、冷却ユニット３０により除湿されて、水銀吸収カラム４１の水銀捕集剤４２に導かれる。このとき、燃焼したガスに含有する水銀が、水銀捕集剤４２に一旦捕集される。一方、３方電磁弁５８は、試料燃焼時の場合は、光学ユニット５０へは導かれず直接活性炭５９を通り装置外へ排出される流路側に作動している。そのため、水銀吸収カラム４１を通った燃焼ガスは、３方電磁弁５８を通り装置外へ排出される。
試料燃焼が終了すると、３方電磁弁５８は、光学ユニット５０へ導く流路側に作動する。水銀捕集剤４２で一旦捕集された水銀は、水銀追出炉４３で加熱されると、前記４２から遊離を始める。遊離した水銀は、３方電磁弁５８を通り光学ユニット５０へ導かれ、吸収セル５３の導入口５６より導入され導出口５７より排出される。
水銀濃度測定は、この吸収セル５３を水銀ガスが通るときに、水銀ランプ５１から放射された波長２５３．７ｎｍの紫外線の吸光度を検知器５５により電圧変換して、検出することによりおこなわれる。さらに、水銀測定は、前記５５によって検出された電圧を装置内の信号処理手段により処理されて、試料中の水銀含有率が定量される。測定後、測定した水銀は、活性炭５９で吸着されて装置外へ排出される。
【００１３】
本発明の装置の実施例で、銀粒子２３は、ハロゲンガスを吸収できる表面積を有していれば良く、外径の大きさや粒子形状に左右されるものではない。また、ハロゲンガス吸収カラムユニット２０は、試料管ユニット１０と冷却ユニット３０間に設定したが、冷却ユニット３０と水銀吸収カラムユニット４０の間でもよい。
【００１４】
従来の装置と本発明の装置で比較測定した例が図５および図６であり、どちらもハロゲン物質を含有した試料（水銀濃度８ｐｐｂ）測定結果である。従来の装置で測定した結果である図５は水銀濃度１０ｐｐｂに対して低い値となっているが、本発明の装置で測定した結果の図６は水銀濃度１０ｐｐｂであり、正確な結果となった。
ここで、図５および図６の縦軸は水銀濃度（ｐｐｂ）、横軸は測定時間（分）である。
【００１５】
ハロゲンガス吸収カラム２１内の銀粒子２３は、ハロゲン系ガスを吸着してハロゲン化銀その他銀粒子表面に化合物が生成されると、銀粒子表面色が変色して黒色系を呈してくるため、汚れが判断できる。そのため、汚れの具合により、前記項目番号００１０のボールジョイント形状しているハロゲンガス吸収カラム２１は、取外して新品と交換できる。
また、取外したハロゲンガス吸収カラム２１の銀粒子２３は、硝酸などに浸すことにより銀粒子表面を洗浄できるため何度でも使用が可能である。
前記本発明の実施例におけるメンテナンスは、特別な経験を必要とせず簡易であり、高価な試薬などを使用しないため安価で効果は大きい。
【符号の説明】
【００１６】
１０  試料管ユニット
１１  試料管
１２  試料燃焼炉
１３  燃焼促進炉
１４  試料容器
１５  アルミナ球
１６  石英ウール
２０  ハロゲン吸収カラムユニット
２１  ハロゲンガス吸収カラム
２２  加熱炉
２３  銀粒子
２４  ガラス管
２５  クリップ
２６  ボールジョイントオス側
２７  ボールジョイントメス側
２８  連結管
３０  冷却ユニット
４０  水銀吸収カラムユニット
４１  水銀吸収カラム
４２  水銀捕集剤
４３  水銀追出炉
５０  光学ユニット
５１  水銀ランプ
５２  入射部
５３  吸収セル
５４  出射部
５５  検知器
５６  導入口
５７  導出口
５８  ３方電磁弁
５９  活性炭
６０  エアーポンプ
６１  流量計
【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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