(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミン類を含有する排液と硝酸および過酸化水素とを混合しマイクロ波加熱分解処理した上で、原子吸光光度計を用いて鉄原子の濃度を測定することを特徴とする排液中の鉄濃度測定方法。
【請求項２】
前記マイクロ波加熱分解処理が、周波数１０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚのマイクロ波を、５〜８０℃の温度条件下、５〜４０分間照射して行われる請求項１に記載の排液中の鉄濃度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排液中の鉄濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水中の鉄濃度を測定する方法として、非特許文献１（ＪＩＳ  Ｋ０１０２）に規定される方法が知られており、非特許文献１によれば、所定量の排水を採取し、硝酸を加え煮沸してＨ２Ｓ等を除去した後、原子吸光光度計を用いて鉄原子の濃度を測定することが規定されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者等が検討したところ、非特許文献１記載の方法によれば、アミン類が混入した排水を測定試料として使用する場合、混入したアミン類によって鉄原子の濃度が本来得られる値よりも低く測定されることが判明した。
【０００５】
上記アミン類による影響を抑制するために、排水中に適当な分離試薬を加え、アミン類を含む相を相分離して除去する前処理を施した上で、鉄原子の濃度を測定する方法が考えられる。
【０００６】
一方、上記分離試薬を用いてアミン類を分離する方法は、全ての処理を人手で行う必要があることから、当該処理に手間がかかるばかりか、測定者の相違による測定誤差を生じたり、使用する分離試薬によっては、曝気装置等の測定環境や試験後の廃液処理に余分なコストが必要になる。
【０００７】
このような状況下、本発明は、排液中にアミン類が存在する場合であっても、排液中の鉄濃度を簡便かつ迅速に測定する方法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】
【０００８】
上記技術課題を解決するために本発明者等が鋭意検討したところ、  排液と硝酸および過酸化水素とを混合し超音波処理した上で、原子吸光光度計を用いて鉄原子の濃度を測定することにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、
（１）アミン類を含有する排液と硝酸および過酸化水素とを混合しマイクロ波加熱分解処理した上で、原子吸光光度計を用いて鉄原子の濃度を測定することを特徴とする排液中の鉄濃度測定方法、および
（２）前記マイクロ波加熱分解処理が、周波数１０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚのマイクロ波を、５〜８０℃の温度条件下、５〜４０分間照射して行われる上記（１）に記載の排液中の鉄濃度測定方法
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排液中にアミン類が存在する場合であっても、排液試料と硝酸および過酸化水素とを混合して超音波処理するだけでアミン類を分解し得ることから、省力化を図ることができるとともに測定者の相違による測定誤差の発生を抑制しつつ、排液中の鉄濃度を簡便かつ迅速に測定する方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法は、排液と硝酸および過酸化水素とを混合し超音波処理した上で、原子吸光光度計を用いて鉄原子の濃度を測定することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法においては、排液と硝酸および過酸化水素とを混合して超音波処理する。
【００１３】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法において、測定対象となる排液としては、化学工場等から排出される排水を挙げることができ、測定対象となる排液中に含まれるアミン類の濃度は、特に制限されないが、通常、２０〜６０質量％である。
なお、排水中のアミン類の濃度は、電位差滴定法により測定することができる。
【００１４】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法においては、測定対象となる排液と硝酸とを混合する。
【００１５】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法において、硝酸の使用量は、測定対象となる排液中に含まれるアミン類の濃度や超音波処理条件等に応じて適宜決定すればよい。
硝酸は、通常、排液中に水溶液の状態で混合され、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の濃度の硝酸（硝酸水溶液）を混合する場合は、測定対象となる排液２ｍＬあたり、１〜２０ｍＬ使用することが好ましく、５〜１２ｍＬ使用することがより好ましく、７〜１０ｍＬ使用することがさらに好ましい。
硝酸の混合量は、測定対象となる排液中において、５〜３０ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、６〜１０ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、７〜１０ｍｍｏｌ／Ｌであることがさらに好ましい。
【００１６】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法においては、測定対象となる排液と過酸化水素とを混合する。
【００１７】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法において、過酸化水素の使用量は、測定対象となる排液中に含まれるアミン類の濃度や超音波処理条件等に応じて適宜決定すればよい。
過酸化水素は、排液に対し水溶液の状態で混合することが好ましく、８．８ｍｏｌ／Ｌの濃度の過酸化水素水を使用する場合は、測定対象となる排液２ｍＬあたり、１〜７ｍＬ使用することが好ましく、１〜６ｍＬ使用することがより好ましく、２〜５ｍＬ使用することがさらに好ましい。
過酸化水素の混合量は、測定対象となる排液中において、１〜１０ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、１〜５ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、１．５〜３ｍｍｏｌ／Ｌであることがさらに好ましい。
【００１８】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法において、硝酸および過酸化水素は、排液中のアミン類を分解する目的で使用していることから、多量であるほど好ましいが、設備上、作業上、経済的な状況により適宜選定すればよい。
上記硝酸および過酸化水素の合計混合量（合計濃度）は、測定対象となる排液中において、５〜４０ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、５〜２０ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、６〜１５ｍｍｏｌ／Ｌであることがさらに好ましく、８〜１２ｍｍｏｌ／Ｌであることが特に好ましくい。
【００１９】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法においては、排液と硝酸および過酸化水素とを混合する際に、硝酸および過酸化水素以外の酸をさらに混合してもよい。
硝酸および過酸化水素以外の酸としては、塩酸、硫酸、過塩素酸、フッ化水素酸等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
【００２０】
排液に対し硝酸および過酸化水素以外の酸を混合する場合、その混合量は、測定対象となる超音波処理水溶液中、０．１〜２ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、０．２〜１．５ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、０．３〜１．３ｍｍｏｌ／Ｌであることがさらに好ましい。
【００２１】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法においては、排液と硝酸および過酸化水素とを上述した量混合し、以下に述べる超音波分解処理を施すことによって、排液中に存在するアミン類を好適に分解することができる。
【００２２】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法においては、排液と硝酸および過酸化水素とを混合した上で（混合した後に）、超音波処理する。
【００２３】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定において、超音波分解処理は市販の超音波発生機を適宜使用することができ、例えば出力周波数１０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚのものが好ましく、１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚのものがより好ましく、１ＧＭＨｚ〜１０ＧＨｚのものがさらに好ましいが、上記測定条件によらず測定試料に超音波を照射してアミン類を分解し得るものであれば特に制限されない。
このような超音波発生機としては、例えば、日本ゼネラル（株）製マイクロ波試料分解装置マイクロウェーブ分解システム等を挙げることができる。
【００２４】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定において、超音波処理時間は、５〜４０分間であることが好ましく、５〜３０分間であることがより好ましく、１０〜２５分間であることがさらに好ましい。
【００２５】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定において、超音波処理温度は、５〜８０℃であることが好ましく、１０〜５０℃であることがより好ましく、１５〜３０℃であることがさらに好ましい。
【００２６】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定において、上記超音波処理を行っても十分にアミン類が分解しない場合には、試料中に適宜硝酸又は過酸化水素を追加して、さらに超音波処理してもよい。
上記硝酸を追加して行うさらなる超音波処理は、１回のみであってもよいし、複数回（例えば、２〜５回）であってもよい。
上記処理によって追加する硝酸量または過酸化水素は、使用する硝酸または過酸化水素の合計量（総濃度）が、上述した混合量（濃度）の範囲内であれば特に制限されない。
【００２７】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定においては、上記超音波処理を施すことにより、マイクロ波のエネルギーを硝酸および過酸化水素等の酸が吸収し、吸収したエネルギーが熱に変換されて、排液と硝酸および過酸化水素とを混合した容器内の温度と圧力が上昇し、高温、高圧の状態で酸が排液中のアミン類に作用することでアミン類の分解が促進され、簡便かつ迅速にアミン類を分解することができる。
【００２８】
アミン類の分解の有無は、電位差滴定法により測定することができるが、例えば排液中に硝酸および過酸化水素を混合した測定試料の色が有色のものから透明なものに変化したこと等によって確認することもできる。
【００２９】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法においては、上記超音波処理後、原子吸光光度計を用いて鉄原子の濃度を測定する
原子吸光光度計を用いた鉄原子濃度の測定方法の詳細は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２に記載されている方法と同様である。
【００３０】
本発明に係る排液中の鉄濃度測定方法で測定し得る鉄濃度は、通常、０．０１〜１００ｍｇ／Ｌであり、０．１〜５０ｍｇ／Ｌであることが好ましく、０．１〜２０ｍｇ／Ｌであることがより好ましい。
【００３１】
本発明によれば、排液中にアミン類が存在する場合であっても、排液試料と硝酸および過酸化水素とを混合して超音波処理装置で処理するだけでアミン類を分解し得ることから、省力化を図ることができるとともに測定者の相違による測定誤差の発生を抑制しつつ、排液中の鉄濃度を簡便かつ迅速に測定する方法を提供することができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例により説明するが、これ等は例示であって、本発明はこれ等実施例によりなんら制限されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
（１）アミン類の分解処理
一定量のアミン類を含有する排水試料Ａを、容量１００ｍＬの試料管中に２ｍＬ採取し、さらに１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸８ｍＬと、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水３ｍＬとを加え、試料管中に密封した状態で、超音波発生機（日本ゼネラル（株）製マイクロウェーブＭＬＳ−１２００ＭＥＧＡ）を用い、２５℃の温度条件下において、出力周波数２４５０ＭＨzで２０分間超音波処理した。
上記超音波処理前後において、試料管中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
（２）鉄分測定
上記超音波処理を施した水溶液を用い、ＩＣＰ発光分光分析装置（島津製作所社製ＩＣＰＥ−９０００）を用い、ＪＩＳ  Ｋ０１０２に規定された方法に準拠して、測定波長２４８．３ｎｍで鉄原子濃度を測定したところ、３．６ｍｇ／Ｌであった。
【００３４】
（参考例１）
３．６ｍｇ／Ｌの鉄分を含み、アミン類を含まない水溶液を調製し、係る水溶液を用いて実施例１の（２）と同様の方法で鉄原子濃度を測定したところ、３．６ｍｇ／Ｌであった。
【００３５】
（実施例２）
排水試料Ａに代えて一定量のアミン類を含有する排水試料Ｂを用いた以外は、実施例１（１）と同様に処理してアミン類を分解処理したところ、上記超音波処理前後において、試料管中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
次いで、実施例１の（２）と同様の方法で排水試料Ｂ中の鉄原子濃度を測定したところ、２．３ｍｇ／Ｌであった。
【００３６】
（実施例３）
排水試料Ａに代えて一定量のアミン類を含有する排水試料Ｂを用い、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸８ｍＬおよび８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水３ｍＬに代えて、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸７ｍＬと、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水３ｍＬを用いた以外は、実施例１（１）と同様に処理してアミン類を分解処理した。
上記分解処理によっても試料管中の測定試料の色が十分に変化していなかったため、さらに１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸３ｍＬと、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水１ｍＬとを加え、試料管中に密封した状態で、超音波発生機（日本ゼネラル（株）製マイクロウェーブＭＬＳ−１２００ＭＥＧＡ）を用い、２５℃の温度条件下において、出力周波数２４５０ＭＨzで２０分間超音波処理した。
上記２回目の超音波処理前後において、試料管中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
次いで、実施例１の（２）と同様の方法で排水試料Ｂ中の鉄原子濃度を測定したところ、２．５ｍｇ／Ｌであった。
【００３７】
（実施例４）
排水試料Ａに代えて一定量のアミン類を含有する排水試料Ｂを用い、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸８ｍＬおよび８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水３ｍＬに代えて、１３ｍｏｌ／Ｌ（１規定）の硝酸５ｍＬ、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水２ｍＬおよび１２ｍｏｌ／Ｌの塩酸１ｍＬを用いた以外は、実施例１（１）と同様に処理してアミン類を分解処理した。
上記分解処理によっても試料管中の測定試料の色が十分に変化していなかったため、さらに１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸３ｍＬと、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水１ｍＬとを加え、試料管中に密封した状態で、超音波発生機（日本ゼネラル（株）製マイクロウェーブＭＬＳ−１２００ＭＥＧＡ）を用い、２５℃の温度条件下において、出力周波数２４５０ＭＨzで２０分間超音波処理した。
上記２回目の超音波処理前後において、試料管中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
次いで、実施例１の（２）と同様の方法で排水試料Ｂ中の鉄原子濃度を測定したところ、２．４ｍｇ／Ｌであった。
【００３８】
（実施例５）
排水試料Ａに代えて一定量のアミン類を含有する排水試料Ｂを用い、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸８ｍＬおよび８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水３ｍＬに代えて、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸８ｍＬ、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水３ｍＬおよび１２ｍｏｌ／Ｌの塩酸０．５ｍＬを用いた以外は、実施例１（１）と同様に処理してアミン類を分解処理したところ、上記超音波処理前後において、容器中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
次いで、実施例１の（２）と同様の方法で排水試料Ｂ中の鉄原子濃度を測定したところ、２．３ｍｇ／Ｌであった。
【００３９】
（実施例６）
排水試料Ａに代えて一定量のアミン類を含有する排水試料Ｃを用いた以外は、実施例１（１）と同様に処理してアミン類を分解処理したところ、上記超音波処理前後において、容器中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
次いで、実施例１の（２）と同様の方法で排水試料Ｃ中の鉄原子濃度を測定したところ、５．７ｍｇ／Ｌであった。
【００４０】
（実施例７）
排水試料Ａに代えて一定量のアミン類を含有する排水試料Ｃを用い、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸８ｍＬおよび８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水３ｍＬに代えて、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸５ｍＬ、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水２ｍＬおよび１２ｍｏｌ／Ｌの塩酸１ｍＬを用いた以外は、実施例１（１）と同様に処理してアミン類を分解処理した。
上記分解処理によっても試料管中の測定試料の色が十分に変化していなかったため、さらに１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸３ｍＬと、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水１ｍＬとを加え、試料管中に密封した状態で、超音波発生機（日本ゼネラル（株）製マイクロウェーブＭＬＳ−１２００ＭＥＧＡ）を用い、２５℃の温度条件下において、出力周波数２４５０ＭＨzで２０分間超音波処理した。
上記２回目の超音波処理前後において、容器中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
次いで、実施例１の（２）と同様の方法で排水試料Ｃ中の鉄原子濃度を測定したところ、５．６ｍｇ／Ｌであった。
【００４１】
（実施例８）
排水試料Ａに代えて一定量のアミン類を含有する排水試料Ｄを用いた以外は、実施例１（１）と同様に処理してアミン類を分解処理したところ、上記超音波処理前後において、容器中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
次いで、実施例１の（２）と同様の方法で排水試料Ｃ中の鉄原子濃度を測定したところ、０．１ｍｇ／Ｌであった。
【００４２】
（実施例９）
排水試料Ａに代えて一定量のアミン類を含有する排水試料Ｅを用い、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸８ｍＬおよび８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水３ｍＬに代えて、１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸５ｍＬ、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水２ｍＬおよび１２ｍｏｌ／Ｌの塩酸１ｍＬを用いた以外は、実施例１（１）と同様に処理してアミン類を分解処理した。
上記分解処理によっても試料管中の測定試料の色が十分に変化していなかったため、さらに１３ｍｏｌ／Ｌ（１３規定）の硝酸３ｍＬと、８．８ｍｏｌ／Ｌの過酸化水素水１ｍＬとを加え、試料管中に密封した状態で、超音波発生機（日本ゼネラル（株）製マイクロウェーブＭＬＳ−１２００ＭＥＧＡ）を用い、２５℃の温度条件下において、出力周波数２４５０ＭＨzで２０分間超音波処理した。
上記２回目の超音波処理前後において、容器中の測定試料の色が、有色から透明に変化した。上記超音波処理前後における排水試料を電位差滴定法で分析したところ、アミン類が分解されていることが確認できた。
次いで、実施例１の（２）と同様の方法で排水試料Ｅ中の鉄原子濃度を測定したところ、０．９ｍｇ／Ｌであった。
【００４３】
実施例１〜実施例９の結果から、アミン類を含有する排水を測定対象とする場合であっても、排液試料と硝酸および過酸化水素とを混合して超音波処理するだけでアミン類を分解することができ、また、実施例１および参考例１の結果から、上記アミン類を分解した後、原子吸光光度計を用いて測定することにより、排液中の鉄原子の濃度を高い精度で測定し得ることが分かる。
このため、本発明によれば、省力化を図ることができるとともに、測定者の相違による測定誤差の発生を抑制しつつ、排液中の鉄濃度を簡便かつ迅速に測定できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、排液中にアミン類が存在する場合であっても、排液試料と硝酸および過酸化水素とを混合して超音波処理するだけでアミン類を分解し得ることから、省力化を図ることができるとともに測定者の相違による測定誤差の発生を抑制しつつ、排液中の鉄濃度を簡便かつ迅速に測定する方法を提供することができる。