(57)【要約】【課題】検査水の全りんを安全に短時間で定量する。【解決手段】検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換し、検査水のりん酸イオンを定量することで検査水の全りんを定量する方法では、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩と硫酸とを添加し、６５℃から沸騰温度までの温度で所定時間加熱する。そして、検査水へソルビトール等の水酸基含有化合物とイソマルツロース等の糖類化合物とを溶解した第１水溶液を添加して引き続き所定時間加熱し、さらに、検査水へメタバナジン（Ｖ）酸ナトリウム等のバナジウム化合物、酒石酸アンチモニルカリウム三水和物等のアンチモン化合物およびモリブデン酸カリウム等のモリブデン化合物を溶解した第２水溶液を添加して６５℃以上に所定時間維持した後、検査水について６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度を測定する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換した後、前記検査水のりん酸イオンを定量することで前記検査水の全りんを定量するための方法であって、
前記検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウムと硫酸とを添加し、６５℃から前記検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程１と、
工程１を経た前記検査水に対して成分Ｘを含む第１水溶液を添加して引き続き所定時間加熱する工程２と、
工程２を経た前記検査水に対して成分Ｙを含む第２水溶液を添加し、６５℃以上に所定時間維持する工程３と、
工程３を経た前記検査水について、６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度を測定する工程４とを含み、
成分Ｘおよび成分Ｙは、下記の条件Ａ〜Ｃを満足するように、ヒドロキシカルボン酸類およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能な単糖生成化合物からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物、七モリブデン酸六アンモニウムおよびモリブデン酸のアルカリ金属塩のうちの１つのモリブデン化合物、アンチモンの価数が３であるアンチモン化合物、並びに、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物のうちから選択されたものである、
全りんの定量方法。
条件Ａ：前記水酸基含有化合物、前記糖類化合物、前記アンチモン化合物および前記バナジウム化合物は、それぞれ、成分Ｘおよび成分Ｙのいずれかに含まれる。
条件Ｂ：成分Ｘは、前記水酸基含有化合物および前記糖類化合物のうちの少なくとも１つを含む。
条件Ｃ：成分Ｙは、前記モリブデン化合物を含む。
【請求項２】
前記ヒドロキシカルボン酸類がクエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸を含み、かつ、前記単糖生成化合物がスクロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、ケストース、スタキオース、イソマルツロース、マルツロースおよびラクツロースからなる群から選ばれたオリゴ糖である、請求項１に記載の全りんの定量方法。
【請求項３】
前記バナジウム化合物が塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）からなる群から選ばれたものである、請求項１または２に記載の全りんの定量方法。
【請求項４】
検査水に含まれるりん酸イオンの発色方法であって、
前記検査水が硫酸を含むよう設定する工程Ｉと、
工程Ｉを経た前記検査水に対して成分Ｘを含む第１水溶液を添加し、６５℃から前記検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程ＩＩと、
工程ＩＩを経た前記検査水に対して成分Ｙを含む第２水溶液を添加し、６５℃以上に維持する工程ＩＩＩとを含み、
成分Ｘおよび成分Ｙは、下記の条件Ａ〜Ｃを満足するように、ヒドロキシカルボン酸類およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能な単糖生成化合物からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物、七モリブデン酸六アンモニウムおよびモリブデン酸のアルカリ金属塩のうちの１つのモリブデン化合物、アンチモンの価数が３であるアンチモン化合物、並びに、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物のうちから選択されたものである、
りん酸イオンの発色方法。
条件Ａ：前記水酸基含有化合物、前記糖類化合物、前記アンチモン化合物および前記バナジウム化合物は、それぞれ、成分Ｘおよび成分Ｙのいずれかに含まれる。
条件Ｂ：成分Ｘは、前記水酸基含有化合物および前記糖類化合物のうちの少なくとも１つを含む。
条件Ｃ：成分Ｙは、前記モリブデン化合物を含む。
【請求項５】
前記ヒドロキシカルボン酸類がクエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸を含み、かつ、前記単糖生成化合物がスクロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、ケストース、スタキオース、イソマルツロース、マルツロースおよびラクツロースからなる群から選ばれたオリゴ糖である、請求項４に記載のりん酸イオンの発色方法。
【請求項６】
前記バナジウム化合物が塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）からなる群から選ばれたものである、請求項４または５に記載のりん酸イオンの発色方法。
【請求項７】
工程Ｉにおいて、前記検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウムと硫酸とを添加して６５℃から前記検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱し、前記検査水が硫酸を含むよう設定する、請求項４から６のいずれかに記載のりん酸イオンの発色方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全りんの定量方法、特に、検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換した後、検査水のりん酸イオンを定量することで検査水の全りんを定量する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
りんは海洋水、湖沼水、河川水および地下水等の富栄養化に関わる原因物質の一つであることから、工場排水等での排出規制が設けられており、工場排水等は、環境への排出前にりん酸イオンの定量が求められる。ここで、工場排水等は、りん酸イオンとしてりんを含むだけではなく、各種のりん化合物としてりん元素を含む場合もあり、りん化合物は環境への排出後に自然分解されることでりんの発生源となる。このため、工場排水等は、りん酸イオンだけではなく、りん化合物から生成し得るりん酸イオンを含めたりん酸イオンの総量、いわゆる全りんの定量が求められることがある。
【０００３】
水中に含まれる全りんの公的な定量方法として、非特許文献１に記載のモリブデン青（アスコルビン酸還元）吸光光度法が知られている。この定量方法は、水中に含まれるりん酸イオンが七モリブデン酸六アンモニウムおよび酒石酸アンチモニルカリウム（ビス［（＋）−タルトラト］二アンチモン（ＩＩＩ）酸二カリウム）と反応して生成するヘテロポリ化合物をＬ（＋）−アスコルビン酸で還元し、それにより生成するモリブデン青により発色した検査水の吸光度を測定することでりん酸イオンを定量するものである。
【０００４】
モリブデン青（アスコルビン酸還元）吸光光度法による全りんの定量では、先ず、所定量の検査水を採取し、この検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換する前処理をする。この前処理では、検査水に対してりん化合物の酸化剤であるペルオキソ二硫酸カリウム溶液を添加した後、検査水を１２０℃に設定した高圧蒸気滅菌器中で３０分間処理し、りん化合物を酸化分解してりん酸イオンへ変換する。次に、前処理された検査水に対して所定量のモリブデン酸アンモニウム−アスコルビン酸混合溶液を加えて振り混ぜた後、２０〜４０℃で約１５分間放置する。そして、この溶液について波長８８０ｎｍ付近の吸光度を測定し、この測定値から予め作成しておいた検量線に基づいて検査水のりん酸イオン濃度（ｍｇＰＯ４３−／Ｌ）を算出する。
【０００５】
このような全りんの定量方法における検査水の前処理は、高圧蒸気滅菌器、すなわち耐圧容器を用いる必要があるため、操作が複雑になり、特別な安全性も求められる。また、酸化剤として用いるペルオキソ二硫酸カリウムは、１２０℃の温度環境下ではりん化合物を酸化分解するのと同時に自己分解も進行することから、過剰量を用いる必要がある。
【０００６】
そこで、この前処理方法に替わる前処理方法として、非特許文献２には、検査水にペルオキソ二硫酸カリウムを添加した後、１００℃で６０分間処理する方法が提案されている。しかし、この方法では、ペルオキソ二硫酸カリウムの一部が検査水に残留し、それがＬ（＋）−アスコルビン酸によるヘテロポリ化合物の還元を阻害する可能性があるため、モリブデン酸アンモニウム−アスコルビン酸混合溶液を加える前に検査水を２０〜４０℃まで放冷することでペルオキソ二硫酸カリウムの酸化作用を抑制するか、或いは、アルカリ性の状態の検査水へ還元剤である亜硫酸ナトリウムを添加してペルオキソ二硫酸カリウムを消滅させる必要がある。
【０００７】
ところが、検査水を放冷することでペルオキソ二硫酸カリウムの酸化作用を抑制する場合、検査水の冷却に長時間を要し、一連の定量操作を短時間で終了するのが困難になる。また、亜硫酸ナトリウムを添加してペルオキソ二硫酸カリウムを消滅させる場合、有害な二酸化硫黄ガスが発生するため、それについての安全対策が求められる。
【０００８】
また、上述の全りんの定量方法は、非特許文献１に記載のように、定量範囲が１．２５〜２５μｇという微量範囲であるため、検査水が比較的多量のりん酸イオンやりん化合物を含む場合に適用できないという不具合がある。さらに、検査水が二酸化ケイ素、ケイ酸およびケイ酸塩等のシリカを含む場合は、定量結果がシリカの影響を受けて変動し、信頼性を欠くことがある。さらに、検査水が塩化物イオンを含む場合は、検査水の前処理時に塩化物イオンから塩素が生成し、この塩素がモリブデン青の生成による検査水の発色を遅延させることから、定量結果を得るまでに長時間を要する可能性がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】日本工業規格  ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２、工場排水試験方法（２００８）  ４６．１．１および４６．３
【００１０】
【非特許文献２】平成１４年度環境省請負業務結果報告書、水質分析方法検討調査、５頁および１３頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、検査水の全りんを安全に短時間で定量できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換した後、検査水のりん酸イオンを定量することで検査水の全りんを定量するための方法に関するものであり、この定量方法は、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウムと硫酸とを添加し、６５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程１と、工程１を経た検査水に対して成分Ｘを含む第１水溶液を添加し、引き続き所定時間加熱する工程２と、工程２を経た検査水に対して成分Ｙを含む第２水溶液を添加し、６５℃以上に所定時間維持する工程３と、工程３を経た検査水について、６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度を測定する工程４とを含んでいる。
【００１３】
ここで、成分Ｘおよび成分Ｙは、下記の条件Ａ〜Ｃを満足するように、ヒドロキシカルボン酸類およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能な単糖生成化合物からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物、七モリブデン酸六アンモニウムおよびモリブデン酸のアルカリ金属塩のうちの１つのモリブデン化合物、アンチモンの価数が３であるアンチモン化合物、並びに、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物のうちから選択されたものである。
【００１４】
条件Ａ：水酸基含有化合物、糖類化合物、アンチモン化合物およびバナジウム化合物は、それぞれ、成分Ｘおよび成分Ｙのいずれかに含まれる。
条件Ｂ：成分Ｘは、水酸基含有化合物および糖類化合物のうちの少なくとも１つを含む。
条件Ｃ：成分Ｙは、モリブデン化合物を含む。
【００１５】
他の観点に係る本発明は、検査水に含まれるりん酸イオンの発色方法に関するものであり、この発色方法は、検査水が硫酸を含むよう設定する工程Ｉと、工程Ｉを経た検査水に対して成分Ｘを含む第１水溶液を添加し、６５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程ＩＩと、工程ＩＩを経た検査水に対して成分Ｙを含む第２水溶液を添加し、６５℃以上に維持する工程ＩＩＩとを含んでいる。
【００１６】
ここで、成分Ｘおよび成分Ｙは、上記条件Ａ〜Ｃを満足するように、ヒドロキシカルボン酸類およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能な単糖生成化合物からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物、七モリブデン酸六アンモニウムおよびモリブデン酸のアルカリ金属塩のうちの１つのモリブデン化合物、アンチモンの価数が３であるアンチモン化合物、並びに、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物のうちから選択されたものである。
【００１７】
この発色方法の一形態では、工程Ｉにおいて、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウムと硫酸とを添加して６５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱し、検査水が硫酸を含むよう設定する。
【００１８】
本発明の定量方法および発色方法において、ヒドロキシカルボン酸類は、例えば、クエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸を含み、かつ、単糖生成化合物は、例えば、スクロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、ケストース、スタキオース、イソマルツロース、マルツロースおよびラクツロースからなる群から選ばれたオリゴ糖である。
【００１９】
また、本発明の定量方法および発色方法において用いられるバナジウム化合物は、例えば、塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）からなる群から選ばれたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る全りんの定量方法は、上述の工程１から４を含むものであるため、検査水の全りんを安全に短時間で定量することができる。
【００２１】
本発明に係るりん酸イオンの発色方法は、上述の工程Ｉ〜ＩＩＩを含むものであるため、検査水に含まれるりん酸イオンを安全に短時間で発色させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１で作成した検量線を示す図。
【図２】実施例２で作成した検量線を示す図。
【図３】実施例３で作成した検量線を示す図。
【図４】実施例４で作成した検量線を示す図。
【図５】実施例５で作成した検量線を示す図。
【図６】実施例６で作成した検量線を示す図。
【図７】実施例７で作成した検量線を示す図。
【図８】実施例８で作成した検量線を示す図。
【図９】実施例９で作成した検量線を示す図。
【図１０】実施例１０で作成した検量線を示す図。
【図１１】実施例１１で作成した検量線を示す図。
【図１２】実施例１２で作成した検量線を示す図。
【図１３】実施例１３で作成した検量線を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の定量方法により全りんを定量可能な検査水は、特に限定されるものではないが、通常は工場排水や生活排水等のりんの排出規制が設けられている排水の他、海洋水、湖沼水、河川水および地下水等の天然水である。
【００２４】
検査水の全りんを定量する際には、所定量の検査水を採取し、この検査水に含まれるりん化合物をりん酸イオンへ変換するための前処理をする。この前処理では、先ず、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウム（以下、ペルオキソ二硫酸化合物という場合がある）と硫酸とを添加し、常圧下、６５℃から検査水の沸騰温度までの温度、好ましくは７５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する（工程１）。これにより、検査水に含まれる有機および無機のりん化合物、特に、有機りん化合物は、ペルオキソ二硫酸化合物により酸化分解され、りん元素がりん酸イオンに変換される。
【００２５】
ここで用いられるペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩は、通常、ペルオキソ二硫酸カリウムまたはペルオキソ二硫酸ナトリウムである。
【００２６】
ペルオキソ二硫酸化合物は、通常、精製水、例えば、純水、蒸留水またはイオン交換水等に溶解した水溶液として検査水へ添加される。この水溶液の濃度は、通常、０．４〜５０ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、３．０〜４０ｇ／Ｌに設定するのがより好ましい。ペルオキソ二硫酸化合物水溶液の検査水への添加量は、検査水におけるペルオキソ二硫酸化合物の濃度が検査水に含まれるりん化合物を十分に酸化分解可能なように設定するのが好ましいが、あまり過剰に添加するとペルオキソ二硫酸化合物が検査水に残留してしまい、後記する工程３において誤発色を引き起こす可能性がある。このため、検査水におけるペルオキソ二硫酸化合物の濃度は、検査水へペルオキソ二硫酸化合物水溶液と硫酸とを添加したときにおける濃度が、通常、０．５〜９ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、１〜６ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。
【００２７】
一方、検査水に対する硫酸の添加量は、検査水へペルオキソ二硫酸化合物水溶液と硫酸とを添加したときにおける硫酸の濃度が０．１Ｍ以上になるよう設定するのが好ましい。但し、あまり過剰に添加すると、後記する工程３でモリブデン青の生成（りん酸イオンの発色）という目的に対して過剰となる硫酸の中和処理が必要となる可能性があるため、通常、０．１〜０．３Ｍになるよう設定するのが好ましい。
【００２８】
この工程における検査水の加熱時間は、加熱温度により異なるが、通常、２０〜４０分に設定するのが好ましい。
【００２９】
なお、検査水が塩化物イオンを含む場合、本工程において、モリブデン青の生成を遅延させる原因となる塩素が生成する可能性がある。
【００３０】
次に、工程１を経た検査水へ所定の成分Ｘを含む第１水溶液を添加し、引き続き所定時間加熱する（工程２）。この工程は、工程１を経た検査水を放冷等により冷却せずに、工程１が完了後の高温状態または加熱継続状態の検査水に対して適用することができる。
【００３１】
この工程における検査水の加熱温度は、通常、工程１での加熱と同じ温度範囲に設定することができるが、通常は工程１での加熱温度と同一に設定するのが好ましい。また、この工程における検査水の加熱時間は、加熱温度や成分Ｘの内容により異なるが、通常、１〜２０分に設定するのが好ましい。
【００３２】
次に、上述の処理が終了した検査水、すなわち、工程２を経た検査水へ所定の成分Ｙを含む第２水溶液を添加し、６５℃以上に維持する（工程３）。ここで用いられる第２水溶液は、第１水溶液とは別に用意されたものである。
【００３３】
この工程では、工程２での加熱を継続しながら検査水に対して第２水溶液を添加することができる。これにより、第２水溶液が添加された検査水は、６５℃以上に維持される。工程２における検査水の加熱温度を６５℃よりも十分に高い温度に設定している場合、工程２から工程３への移行時または工程３への移行後の適時に加熱を停止し、検査水を自然冷却しながら本工程において検査水の温度を６５℃以上に所定時間維持することもできる。検査水を同温度以上に維持する時間は、維持する温度や成分Ｙの内容により異なるが、後記するりん酸イオンの発色が完結するのに十分な時間である。この時間は、後記するように検査水に含まれる塩化物イオンに由来の塩素の影響が排除されることから、通常、１０〜４０分程度の短時間に設定することができる。
【００３４】
工程２で用いられる成分Ｘおよび工程３で用いられる成分Ｙは、下記の条件Ａ〜Ｃを満足するように、ヒドロキシカルボン酸類およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能な単糖生成化合物からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物、所定のモリブデン化合物、所定のアンチモン化合物、並びに、所定のバナジウム化合物のうちから選択されたものである。成分Ｘおよび成分Ｙは、それぞれ、単一の化合物であってもよいし、複数の化合物であってもよい。
【００３５】
＜条件Ａ＞
水酸基含有化合物、糖類化合物、モリブデン化合物、アンチモン化合物およびバナジウム化合物は、それぞれ、成分Ｘおよび成分Ｙのいずれかに含まれる。
＜条件Ｂ＞
成分Ｘは、水酸基含有化合物および糖類化合物のうちの少なくとも１つを含む。
＜条件Ｃ＞
成分Ｙは、モリブデン化合物を含む。
【００３６】
水酸基含有化合物は、検査水に含まれるシリカがりん酸イオンと錯体を生成することでりん酸イオンが消費され、それによって後記する工程４で測定する吸光度が影響を受けるのを抑えるためのものである。すなわち、水酸基含有化合物は、シリカがりん酸イオンと錯体を生成するのを抑制するためのものである。また、水酸基含有化合物は、工程１でのりん化合物の酸化分解のために消費されずに検査水に残留しているペルオキソ二硫酸化合物が工程３において生成するヘテロポリ化合物の還元の妨げになるのを防止するために、ペルオキソ二流酸化合物を分解することで消滅させる機能を併せて有している。水酸基含有化合物は、これらの機能を有することから、工程２で用いる成分Ｘとすることができ、また、工程３で用いる成分Ｙとすることもできる。
【００３７】
水酸基含有化合物が選択される水酸基含有化合物群に含まれるヒドロキシカルボン酸は、例えば、クエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸並びにこれらの塩（例えば、アルカリ金属塩）が含まれる。ここで用いられるアルダル酸は、ＨＯ２Ｃ−（ＣＨＯＨ）ｎ−ＣＯ２Ｈの一般式（ｎは１以上の整数、好ましくは１〜５の整数）で表される化合物であって水溶性のものであり、例えば、ｎが２の酒石酸およびｎが４の粘液酸が挙げられる。また、ここで用いられるアルドン酸は、ＨＯ２Ｃ−（ＣＨＯＨ）ｎ−ＣＨ２ＯＨの一般式（ｎは１以上の整数、好ましくは１〜５の整数、より好ましくは４または５）で表される化合物であって水溶性のものであり、例えば、ｎが１のグリセリン酸、ｎが４のグルコン酸およびｎが５のグルコヘプトン酸が挙げられる。
【００３８】
一方、水酸基含有化合物群に含まれるアルジトールは、ＨＯＨ２Ｃ−（ＣＨＯＨ）ｎ−ＣＨ２ＯＨの一般式（ｎは１以上の整数、好ましくは２〜５の整数）で表される化合物であって水溶性のものであり、例えば、ｎが２のエリトリトール、ｎが３のキシリトール、ｎが４のソルビトールおよびｎが５のボレミトールが挙げられる。
【００３９】
水酸基含有化合物の使用量は、基本的に、検査水に含まれるシリカがりん酸イオンと錯体を生成するのを抑制するために必要な十分な量になるよう設定するのが好ましい。この観点から、成分Ｘ若しくは成分Ｙまたはこれらの一部として水酸基含有化合物を検査水へ添加したときの水酸基含有化合物の濃度（添加時の濃度）は、通常、０．５〜１０ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、１〜７ｇ／Ｌに設定するのがより好ましい。
【００４０】
糖類化合物は、工程１でのりん化合物の酸化分解のために消費されずに検査水に残留しているペルオキソ二硫酸化合物が工程３において生成するヘテロポリ化合物の還元の妨げになるのを防止するためのものであり、ペルオキソ二流酸化合物を分解することで消滅させるためのものである。また、糖類化合物は、工程３において生成するヘテロポリ化合物の還元剤として機能するものであり、ヘテロポリ化合物を還元することでりん酸イオンを発色させるためのものでもある。さらに、糖類化合物は、工程１において塩素が生成した場合、その塩素を消費することで検査水から除去する機能も有する。糖類化合物は、これらの機能を有することから、工程２で用いる成分Ｘとすることができ、また、工程３で用いる成分Ｙとすることもできる。
【００４１】
糖類化合物が選択される糖類化合物群に含まれる炭素数５のアルドースの例としては、リボース、アラビノースおよびキシロースを挙げることができる。炭素数６のアルドースの例としては、アルトロース、グルコース、マンノースおよびガラクトースを挙げることができる。炭素数６のケトースの例としては、フルクトースおよびソルボースを挙げることができる。
【００４２】
また、単糖生成化合物としては、分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖または配糖体が用いられる。オリゴ糖としては、例えば、二糖類のスクロース、マルトース、ラクトース、イソマルツロース、マルツロース、ラクツロース、ガラクトスクロース、プリメベロースおよびビシアノース、三糖類のラフィノース、ケストース、ゲンチアノース、プランテオースおよびウンベリフェロース、四糖類のスタキオース並びに五糖類のベルバスコースを挙げることができる。これらの例示のオリゴ糖は、分解により、キシロース（炭素数５のアルドース）、グルコース（炭素数６のアルドース）、ガラクトース（炭素数６のアルドース）またはフルクトース（炭素数６のケトース）を生成することができる。また、配糖体としては、例えば、アルブチンおよびサリシンを挙げることができる。これらの例示の配糖体は、分解により、グルコースを生成することができる。
【００４３】
糖類化合物の使用量（単糖生成化合物を用いる場合は、その分解により生成する炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースに換算した使用量）は、その機能上、基本的に、検査水に残留するペルオキソ二硫酸化合物を消滅させるために必要な量よりも過剰な量であって、工程３において生成するヘテロポリ化合物を還元するために十分な量になるよう設定する。この観点から、成分Ｘ若しくは成分Ｙまたはこれらの一部として糖類化合物を検査水へ添加したときの糖類化合物の濃度（添加時の濃度）は、通常、２〜６０ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、５〜４０ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。
【００４４】
モリブデン化合物は、アンチモン化合物とともにりん酸イオンと反応することでモリブデン青の発生源となるヘテロポリ化合物を生成するためのものであり、七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩若しくは重金属塩が用いられる。このうち、七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸のアルカリ金属塩を用いるのが好ましい。モリブデン酸のアルカリ金属塩の例としては、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウムおよびモリブデン酸リチウムを挙げることができる。モリブデン酸のアルカリ土類金属塩の例としては、モリブデン酸カルシウムおよびモリブデン酸マグネシウムを挙げることができる。モリブデン酸の重金属塩の例としては、モリブデン酸亜鉛およびモリブデン酸アルミニウムを挙げることができる。
【００４５】
モリブデン化合物は、検査水に残留している、工程１で用いたペルオキソ二硫酸化合物により酸化されて変性する可能性がある。すなわち、モリブデン化合物は、ペルオキソ二硫酸カリウムの影響により、モリブデン青の発生源であるヘテロポリ化合物の生成能が損なわれる可能性がある。このため、モリブデン化合物は、工程３で用いる成分Ｙとして用いる必要がある。
【００４６】
モリブデン化合物の使用量は、成分Ｙまたはその一部としてモリブデン化合物を検査水へ添加したときの検査水におけるモリブデン化合物の濃度（添加時の濃度であり、水和物を用いる場合は水分子を除いて換算した濃度）が、通常、０．３〜３．０ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、０．５〜２．０ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。
【００４７】
アンチモン化合物は、モリブデン化合物とともにりん酸イオンと反応することでモリブデン青の発生源となるヘテロポリ化合物を生成するためのものであり、アンチモンの価数が３のものが用いられる。アンチモンの価数が３であるアンチモン化合物の例としては、酒石酸アンチモニルカリウム三水和物、三酸化アンチモン（すなわち、酸化アンチモン（ＩＩＩ））およびアンチモンのハロゲン化物塩などを挙げることができる。アンチモンのハロゲン化物塩としては、加水分解により有害な物質を生成しにくい三塩化アンチモン（すなわち、塩化アンチモン（ＩＩＩ））などを用いるのが好ましい。なお、アンチモン化合物としては、アルカリ性の環境の水中においても溶解度が低下しにくい酒石酸アンチモニルカリウム三水和物を用いるのが特に好ましい。
【００４８】
アンチモン化合物としては、アンチモンの価数が５のアンチモン化合物を用いることもできる。このアンチモン化合物は、水溶液中において自然にアンチモンの価数が３のアンチモン化合物に変換されるため、アンチモンの価数が３のアンチモン化合物の供給源として用いることができる。ここで利用可能なアンチモンの価数が５のアンチモン化合物の例としては、五酸化アンチモン（すなわち、酸化アンチモン（Ｖ））および価数が５のアンチモンのハロゲン化物塩などを挙げることができる。価数が５のアンチモンのハロゲン化物塩としては、加水分解により有害な物質を生成しにくい五塩化アンチモン（すなわち、塩化アンチモン（Ｖ））などを用いるのが好ましい。
【００４９】
アンチモン化合物は、工程２で用いる成分Ｘの一部とすることができ、また、工程３で用いる成分Ｙの一部とすることもできる。
【００５０】
アンチモン化合物の使用量は、成分Ｘ若しくは成分Ｙの一部としてアンチモン化合物を検査水へ添加したときの検査水におけるアンチモン化合物の濃度（添加時の濃度であり、水和物を用いる場合は水分子を除いて換算した濃度）が、通常、０．０１〜０．２４ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、０．０２〜０．１３ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。但し、検査水において、アンチモン化合物（Ａ）とモリブデン化合物（Ｂ）との濃度比（Ａ：Ｂ）は、１：８〜１００になるよう設定するのが好ましく、１：１０〜５０になるよう設定するのがより好ましい。
【００５１】
バナジウム化合物は、工程１において生成した塩素が糖類化合物により消費されるのを加速することで工程３においてモリブデン青の生成を促進するためのものであり、バナジウムの価数が３〜５のものが用いられる。利用可能なバナジウム化合物としては、例えば、塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）を挙げることができる。これらのバナジウム化合物は、二種以上のものが併用されてもよい。
【００５２】
なお、バナジウム化合物としては、バナジウムの価数が２価のもの（例えば、塩化バナジウム（ＩＩ））を用いることもできる。バナジウムの価数が２価の化合物は、本工程において検査水に対して添加したときに、速やかに３価または４価のバナジウムに変換されるため、３価または４価のバナジウムの供給源として用いることができる。
【００５３】
バナジウム化合物は、工程２で用いる成分Ｘの一部とすることができ、また、工程３で用いる成分Ｙの一部とすることもできる。
【００５４】
バナジウム化合物の使用量は、成分Ｘ若しくは成分Ｙの一部としてバナジウム化合物を検査水へ添加したときの検査水におけるバナジウムの濃度（添加時の濃度であり、水和物を用いる場合は水分子を除いて換算した濃度）が糖類化合物による塩素の消費を加速するために十分な量に設定するのが好ましい。この観点から、検査水におけるバナジウム化合物の濃度は、通常、０．０５〜１０ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、０．１〜３．０ｇ／Ｌに設定するのがより好ましい。
【００５５】
工程２で用いられる成分Ｘおよび工程３で用いられる成分Ｙについて、上記条件Ａ〜Ｃを満足する組合せは次の１２種類である。
【００５６】
＜形態１＞
成分Ｘが水酸基含有化合物からなり、成分Ｙが糖類化合物、モリブデン化合物、アンチモン化合物およびバナジウム化合物からなる組合せ。
＜形態２＞
成分Ｘが糖類化合物からなり、成分Ｙが水酸基含有化合物、モリブデン化合物、アンチモン化合物およびバナジウム化合物からなる組合せ。
＜形態３＞
成分Ｘが水酸基含有化合物および糖類化合物からなり、成分Ｙがモリブデン化合物、アンチモン化合物およびバナジウム化合物からなる組合せ。
＜形態４＞
成分Ｘが水酸基含有化合物およびバナジウム化合物からなり、成分Ｙが糖類化合物、モリブデン化合物およびアンチモン化合物からなる組合せ。
＜形態５＞
成分Ｘが糖類化合物およびバナジウム化合物からなり、成分Ｙが水酸基含有化合物、モリブデン化合物およびアンチモン化合物からなる組合せ。
＜形態６＞
成分Ｘが水酸基含有化合物、糖類化合物およびバナジウム化合物からなり、成分Ｙがモリブデン化合物およびアンチモン化合物からなる組合せ。
＜形態７＞
成分Ｘが水酸基含有化合物およびアンチモン化合物からなり、成分Ｙが糖類化合物、モリブデン化合物およびバナジウム化合物からなる組合せ。
＜形態８＞
成分Ｘが糖類化合物およびアンチモン化合物からなり、成分Ｙが水酸基含有化合物、モリブデン化合物およびバナジウム化合物からなる組合せ。
＜形態９＞
成分Ｘが水酸基含有化合物、糖類化合物およびアンチモン化合物からなり、成分Ｙがモリブデン化合物およびバナジウム化合物からなる組合せ。
＜形態１０＞
成分Ｘが水酸基含有化合物、アンチモン化合物およびバナジウム化合物からなり、成分Ｙが糖類化合物およびモリブデン化合物からなる組合せ。
＜形態１１＞
成分Ｘが糖類化合物、アンチモン化合物およびバナジウム化合物からなり、成分Ｙが水酸基含有化合物およびモリブデン化合物からなる組合せ。
＜形態１２＞
成分Ｘが水酸基含有化合物、糖類化合物、アンチモン化合物およびバナジウム化合物からなり、成分Ｙがモリブデン化合物からなる組合せ。
【００５７】
これらの形態のうち、りん酸イオンを安定に発色させることができ、それによって全りんの定量精度を高めることができることから、成分Ｘとして糖類化合物を用いる形態２、３、５、６、８、９、１１および１２が好ましく、成分Ｘとして水酸基含有化合物および糖類化合物の両方を用いる形態３、６、９および１２がより好ましい。特に、形態３が好ましい。
【００５８】
いずれの形態の場合においても、工程２においては、添加された水酸基含有化合物若しくは糖類化合物またはこれらの両化合物により、りん化合物の酸化分解のために消費されずに検査水に残留しているペルオキソ二硫酸化合物が分解されて消滅する。ここで、水酸基含有化合物については、それ自体により残留しているペルオキソ二硫酸化合物が分解される。一方、糖類化合物については、それが炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースの場合、これらの単糖自体により残留しているペルオキソ二硫酸化合物が分解される。また、糖類化合物が単糖生成化合物の場合、この単糖生成化合物の分解により生成する炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースにより残留しているペルオキソ二硫酸化合物が分解される。さらに、単糖生成化合物がオリゴ糖の場合は、当該オリゴ糖自体によっても残留しているペルオキソ二硫酸化合物が分解され得る。
【００５９】
また、いずれの形態の場合においても、工程３において、検査水中に当初から含まれていたりん酸イオンおよび工程１においてりん化合物の酸化分解により生成したりん酸イオンがモリブデン化合物およびアンチモン化合物と反応してヘテロポリ化合物を生成する。そして、生成したヘテロポリ化合物は、工程１において添加した硫酸による酸性環境下において、糖類化合物またはその分解生成物により還元される。具体的には、糖類化合物が炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース若しくは炭素数６のケトースの場合は、それらによってヘテロポリ化合物が還元される。また、糖類化合物が単糖生成化合物の場合は、その分解によって生成する炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース若しくは炭素数６のケトースによってヘテロポリ化合物が還元される。この場合、単糖生成化合物が還元性のオリゴ糖、例えば、マルトース、ラクトース、イソマルツロース、マルツロース、ラクツロースおよびプリメベロースなどの場合は、当該還元性のオリゴ糖自体によっても生成したヘテロポリ化合物は還元され得る。このようなヘテロポリ化合物の還元によりモリブデン青が生成し（りん酸イオンの発色）、このモリブデン青により検査水が変色する。
【００６０】
ここで、検査水に含まれる二酸化ケイ素、ケイ酸およびケイ酸塩等のシリカは、工程２または工程３において検査水へ添加した水酸基含有化合物の作用によりりん酸イオンと反応して錯体を生成するのが抑制される。このため、検査水中のりん酸イオンは、モリブデン化合物およびアンチモン化合物と反応することで安定にヘテロポリ化合物を生成し、モリブデン青の生成により発色し得る。すなわち、りん酸イオンは、モリブデン青の生成による発色において、シリカの影響を受けるのが抑制される。
【００６１】
また、検査水が塩化物イオンを含む場合、工程１において、モリブデン青の生成を遅延させる原因となる塩素が生成する可能性があるが、生成した塩素は、工程２または工程３で検査水へ添加した糖類化合物により消費される。また、このような塩素の消費反応は、バナジウム化合物の存在下で加速される。この結果、工程３では、検査水に塩素が含まれる場合であってもモリブデン青の生成が速やかに進行し、次の工程へ速やかに移行することができる。
【００６２】
なお、工程２で用いる第１水溶液は、精製水に成分Ｘを溶解したものである。また、工程３で用いる第２水溶液は、精製水に成分Ｙを溶解したものである。ここで、バナジウムの価数が３または４のバナジウム化合物を精製水に溶解するときは、当該バナジウム化合物の精製水への溶解を促進するために、精製水へ適量の硫酸または塩酸を添加することができる。また、バナジウムの価数が５のバナジウム化合物を精製水に溶解するときは、当該バナジウム化合物の精製水への溶解を促進するために、精製水へ適量の水酸化ナトリウム水溶液を添加することができる。さらに、塩化アンチモン（ＩＩＩ）および酸化アンチモン（ＩＩＩ）を精製水に溶解するときは、これらのアンチモン化合物の精製水への溶解を促進するために、精製水へ適量の塩酸を添加することができる。これらによると、第１水溶液または第２水溶液の調製のために、バナジウム化合物とアンチモン化合物とを同時に精製水に溶解するときは、両化合物の溶解度を高めるために、精製水へ適量の塩酸を添加するとともに、バナジウム化合物としてバナジウムの価数が３または４のものを用い、アンチモン化合物として塩化アンチモン（ＩＩＩ）または酸化アンチモン（ＩＩＩ）を用いるのが好ましい。
【００６３】
第１水溶液における成分Ｘの濃度および第２水溶液における成分Ｙの濃度並びに検査水に対する両水溶液の添加量は、検査水に対して各水溶液を添加したときの各成分の濃度が既述のように設定されるよう調節するのが好ましい。
【００６４】
以上の工程１から工程３の一連の工程は、常圧下で操作することができ、また、有害ガスの発生がないため、安全に実施することができる。また、工程１から工程２へ移行するときに検査水を放冷等により冷却する必要がないことから、工程１が完了後の検査水を円滑かつ速やかに工程２へ移行させることができるため、短時間で終了することができる。さらに、工程１において塩素が生成した場合においても、この塩素は、バナジウム化合物の存在下において糖類化合物により速やかに消費されるため、モリブデン青による検査水の発色が遅延しにくい。このため、工程１の開始から工程３までは、通常、３０〜１００分程度の短時間で完了することができる。
【００６５】
次に、モリブデン青により変色した検査水について、６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度を測定する（工程４）。そして、当該吸光度とりん酸イオン濃度との関係を予め調べて作成しておいた検量線に基づいて、吸光度の測定値から検査水のりん酸イオン量、すなわち全りんの量を判定する。
【００６６】
この工程では、検査水に含まれるシリカが工程２または工程３において添加される水酸基含有化合物によりりん酸イオンと錯体を生成するのを抑制されていることから、吸光度の測定精度を高めることができ、信頼性の高い全りんの定量結果を得ることができる。
【００６７】
本発明に係る全りんの定量方法は、取り扱いに注意が必要な耐圧容器等の特殊な反応装置を用いずに安全に実施することができ、また、工程間において検査水を冷却する必要がないため、一連の工程を途切れなく円滑に進めることができ、短時間で終了することができる。このため、この定量方法は、自動化への適用が容易である。
【００６８】
また、本発明に係る全りんの定量方法においては、検量線を作成したときに、りん酸イオン濃度と６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度との間の直線関係が比較的高濃度のりん酸イオン濃度の範囲まで良好に成立することから、検査水中に含まれるりん酸イオンの定量上限が４ｍｇ［Ｐ］／Ｌ若しくはそれ以上の範囲まで拡大する。このため、この定量方法は、りん酸イオンやりん化合物の含有量が多い検査水についても適用可能である。
【００６９】
本発明の定量方法における工程２〜３は、りん酸イオンを含む検査水について、りん酸イオンを発色させるための方法として活用することができる。例えば、検査水がりん酸イオンを含むものであるかどうかを単純に判定する必要がある場合、この発色方法を用いれば、その判定を簡単に短時間で行うことができる。
【００７０】
但し、この発色方法を適用する検査水は、予め硫酸を含むよう設定する必要がある（工程Ｉ）。硫酸を含む検査水は、検査水へ硫酸を添加するだけで調製することができる。この発色方法では、硫酸を含むよう設定された検査水に対して本発明の定量方法の工程２および工程３をこの順に適用すると（工程ＩＩおよび工程ＩＩＩ）、検査水に含まれるりん酸イオンがモリブデン青の生成により発色する。したがって、検査水に対してこの発色方法を適用し、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されたときは、検査水がりん酸イオンを含むものと判定することができ、一方、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されなかったときは、検査水がりん酸イオンを含まないものと判定することができる。
【００７１】
なお、検査水に対して上述のような発色方法を適用し、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されない場合は、この発色方法を適用することで検査水がりん化合物を含むものであるかどうかを判定することもできる。この場合、工程Ｉでは、検査水に対して本発明の定量方法における工程１を適用する。これにより、検査水は、硫酸を含むように設定されるとともに、りん化合物を含む場合は当該りん化合物がりん酸イオンへ変換される。そして、工程Ｉを経た検査水に対して工程ＩＩおよび工程ＩＩＩを適用し、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されたときは、検査水がりん化合物を含むものと判定することができ、一方、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されなかったときは、検査水がりん化合物を含まないものと判定することができる。
【実施例】
【００７２】
単位
ｍｇ［Ｐ］／Ｌの単位は、１Ｌの水に含まれるりんのミリグラム数を示したものである。
試薬および分光光度計
以下の実施例等で用いた試薬および分光光度計は次のものである。
りん標準液（水質試験用）：和光純薬工業株式会社  コード１６０−１９２４１
ケイ素標準液：和光純薬工業株式会社  コード１９２−０６０３１
１Ｍ硫酸（容量分析用）：和光純薬工業株式会社  コード１９８−０９５９５
塩酸（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード０８０−０１０６６
水酸化ナトリウム水溶液：和光純薬工業株式会社の試薬特級（コード１９８−１３７６５）を濃度０．５Ｍに調整したもの。
ペルオキソ二硫酸カリウム（窒素・りん測定用）：和光純薬工業株式会社  コード１６９−１１８９
ペルオキソ二硫酸アンモニウム（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード０１２−０３２８５
七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(試薬特級)：和光純薬工業株式会社  コード０１８−０６９０１
モリブデン酸リチウム：和光純薬工業株式会社の和光一級  コード１２５−０３５０１
モリブデン酸カリウム：和光純薬工業株式会社  コード１６５−０４００２
モリブデン（ＶＩ）酸二ナトリウム二水和物（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１９０−０２４７５
酒石酸アンチモニルカリウム三水和物(試薬特級)：和光純薬工業株式会社  コード０２０−１２８３２
酸化アンチモン（ＩＩＩ）（化学用）：和光純薬工業株式会社  コード０１８−０４４０２
塩化アンチモン（ＩＩＩ）（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード０１１−０４４９２
ＤＬ−酒石酸：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード２０３−０００５２
粘液酸：東京化成工業株式会社  コードＭ０４６６
グルコン酸ナトリウム：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード１９３−１３１９５
グルコヘプトン酸ナトリウム二水和物：東京化成工業株式会社  コードＧ０２１４
ＤＬ−グリセリン酸（４０％水溶液）：  東京化成工業株式会社  コードＤ０６０２
ＤＬ−リンゴ酸：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード１３９−００５６５
クエン酸：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード０３０−０５５２５
ｍｅｓｏ−エリトリトール：和光純薬工業株式会社の和光一級  コード０５６−００２４２
キシリトール：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード２４４−００５４２
ソルビトール：和光純薬工業株式会社の和光一級  コード１９４−０３７５２
メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウム：和光純薬工業株式会社  コード１９０−０７０１２
酸化バナジウム（Ｖ）：和光純薬工業株式会社  コード２２２−００１２２
酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）ｎ水和物：和光純薬工業株式会社  コード２２３−０１１３２
塩化バナジウム（ＩＩＩ）：シグマアルドリッチジャパン株式会社  コード２０８２７２
Ｄ−フルクトース：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード１２７−０２７６５
Ｄ−アラビノース：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード０１３−０４５７２
Ｄ−グルコース(試薬特級)：和光純薬工業株式会社  コード０４７−００５９２
スクロース（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１９６−０００１５
Ｄ−ラフィノース五水和物（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１８０−０００１２
Ｄ−マルトース一水和物：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード１３０−００６１５
ラクトース一水和物（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１２８−０００９５
Ｄ−ガラクトース(試薬特級)：和光純薬工業株式会社  コード０７１−０００３２
１−ケストース（生化学用）：和光純薬工業株式会社  コード１１２−００４３３
スタキオースｎ水和物：和光純薬工業株式会社  コード１９６−１２７６４
イソマルツロース：和光純薬工業株式会社のパラチノース一水和物（生化学用）  コード１６９−１２９９１
マルツロース一水和物：東京化成工業株式会社  コードＭ１１３８
ラクツロース（生化学用）：和光純薬工業株式会社  コード１２６−０３７３２
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物（生化学用）：和光純薬工業株式会社  コード０１８−１６９１１
りん酸フェニル二ナトリウム二水和物 ：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード０４４−０４２６２
二りん酸ナトリウム十水和物（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１９５−０３０２５
アスコルビン酸（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード０１４−０４８０１
分光光度計：株式会社島津製作所の商品名「ＵＶ−１６００ＰＣ」
【００７３】
りん酸イオン溶液
以下の実施例等で用いたりん酸イオン溶液は次のものである。
りん酸イオン濃度が０、１．０、２．０、３．０および４．０ｍｇ［Ｐ］／Ｌの五種類のりん酸イオン溶液を用意した。りん酸イオン濃度が０ｍｇ［Ｐ］／Ｌのりん酸イオン溶液は蒸留水をそのまま用い、また、他のりん酸イオン溶液はりん標準液を蒸留水で希釈することでりん酸イオン濃度を調整した。
【００７４】
実験例１
次の試料水と酸化剤水溶液とを調製した。試料水２，３および４の調製に用いたＤ−グルコースは、きょう雑物としての有機物を想定したものである。
＜試料水＞
試料水１：
りん酸イオン濃度が５ｍｇ［Ｐ］／Ｌのりん酸イオン溶液。
試料水２：
二りん酸ナトリウム十水和物とＤ−グルコースとを蒸留水に溶解して得られた水溶液（二りん酸ナトリウム換算濃度が５ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度が４０ｍｇ／Ｌ）。
試料水３：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物とＤ−グルコースとを蒸留水に溶解して得られた水溶液（アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム換算濃度が５ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度が４０ｍｇ／Ｌ）。
試料水４：
りん酸フェニル二ナトリウム二水和物とＤ−グルコースとを蒸留水に溶解して得られた水溶液（りん酸フェニル二ナトリウム換算濃度が５ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度が４０ｍｇ／Ｌ）。
【００７５】
＜酸化剤水溶液＞
酸化剤水溶液１：
濃度が４０ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の４６．１．１に記載された濃度（以下、「ＪＩＳ法濃度」という）のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液２：
濃度が２０ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の５０％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液３：
濃度が８ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の２０％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液４：
濃度が４ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の１０％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液５：
濃度が２ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の５％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液６：
濃度が０．４ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の１％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
【００７６】
試料水１〜４のそれぞれ５ｍＬに対し、酸化剤水溶液１〜６の一つを１ｍＬ添加し、さらに１Ｍ硫酸を１ｍＬ添加した後、各試料水をブロックヒータを用いて９５℃で４０分間加熱した。そして、各試料水を蒸留水で５倍に希釈し、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の４６．１．１に記載されたモリブデン青（アスコルビン酸還元）吸光光度法に従って各試料水を発色させ、８９０ｎｍの吸光度を測定した。すなわち、同法において規定されたモリブデン酸アンモニウム溶液とアスコルビン酸溶液との５：１の混合溶液０．２ｍＬを希釈した試料水へ添加し、２５℃で約１５分間放置した後、８９０ｎｍの吸光度を測定した。結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
2012032243.tif 000002
【００７８】
表１において、試料水２〜４の酸化分解率は、試料水１について測定された吸光度に対する吸光度の割合であり、試料水に含まれているりん化合物のうち酸化分解によりりん酸イオンに変換されたものの割合を示している。表１の酸化分解率によると、試料水に含まれるりん化合物は、ペルオキソ二硫酸カリウムの濃度が４ｇ／Ｌ以上の水溶液（酸化剤水溶液４）を用いた場合において９０％以上が、また、同濃度が８ｇ／Ｌ以上の水溶液（酸化剤水溶液３）を用いた場合において９５％以上が分解されてりん酸イオンに変換される。このことから、酸化剤水溶液におけるペルオキソ二硫酸カリウムは、ＪＩＳ法濃度の大凡１／５以下の濃度に設定した場合であっても、試料水に含まれるりん化合物を効果的に酸化分解可能である。
【００７９】
実験例２
次の試料水を調製した。試料水５，６の調製に用いたＤ−グルコースは、きょう雑物としての有機物を想定したものである。
試料水５：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物およびＤ−グルコースを蒸留水に溶解することにより、アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム濃度を１ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、りん酸フェニル二ナトリウム濃度を１ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度を５０ｍｇ／Ｌに調整した水溶液。
試料水６：
二りん酸ナトリウム十水和物およびＤ−グルコースを蒸留水に溶解することにより、二りん酸ナトリウム濃度を２ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度を５０ｍｇ／Ｌに調整した水溶液。
【００８０】
各試料水５ｍＬに対し、濃度が３０ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液０．８ｍＬと１Ｍ硫酸１．２ｍＬとを添加した。そして、各試料水をブロックヒータを用いて９５℃で４０分間加熱した後、速やかに水で冷却した。冷却後の各試料水に蒸留水を加えて２倍に希釈し、実験例１の場合と同様にＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の４６．１．１に記載されたモリブデン青（アスコルビン酸還元）吸光光度法に従って各試料水を発色させ、８９０ｎｍの吸光度を測定した。また、ブロックヒータによる各試料水の加熱時間を短縮した場合について、同様に試料水を発色させて８９０ｎｍの吸光度を測定した。結果を表２に示す。
【００８１】
【表２】
2012032243.tif 000003
【００８２】
表２において、相対分解率は、加熱時間が４０分のときに各試料水に含まれるりん化合物の分解率が１００％とした場合における、各加熱時間でのりん化合物の分解率を意味し、加熱時間が４０分の場合の吸光度に対する吸光度の割合に基づいて算出したものである。表２によると、試料水中のりん化合物は、加熱時間が２５分で９０％以上、３０分で９８％以上が分解することがわかる。
【００８３】
実験例３
次の試料水を調製した。
試料水７：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が６５ｍｇ／Ｌ（１ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が８２ｍｇ／Ｌ（１ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、シリカ濃度が５０ｍｇ［Ｓｉ］／Ｌ、塩化物イオン濃度が７５ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコース、ケイ素標準液および塩化物イオン標準液を溶解し、試料水を５ｍＬ調製した。この試料水は、全りんの濃度が２ｍｇ［Ｐ］／Ｌである。この試料水の調製では、ケイ素標準液がアルカリ性であることから１Ｍ硫酸を添加することで中和したケイ素標準液を用い、シリカ濃度を上記のように調整した。
【００８４】
試料水８：
ケイ素標準液を用いずに、試料水７と同様にして全りんの濃度が２ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試料水５ｍＬを調製した。
【００８５】
試料水７に１Ｍ硫酸１．４ｍＬと濃度が３０ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム１．０ｍＬとを添加し、ブロックヒータを用いて９５℃で３０分間加熱した。続いて、試料水７を９５℃に加熱した状態で発色剤１．０ｍＬを添加し、４０分間放置した。ここで用いた発色剤は、蒸留水にスクロース、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物および酒石酸アンチモニルカリウム三水和物を溶解したものであり、スクロースの濃度を１００ｇ／Ｌ、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物の濃度を７ｇ／Ｌ、酒石酸アンチモニルカリウム三水和物の濃度を０．５ｇ／Ｌにそれぞれ調整したものである。発色剤を添加してから試料水が変色し始めるまでの時間は約３０分であった。これは、塩化物イオンから生成した塩素がスクロースおよびその分解により生成した単糖により消費されるのに時間を要したためである。
【００８６】
加熱終了後の試料水７について８３０ｎｍの吸光度を測定したところ、１．３６であった。同様に処理した試料水８（試料水７と同じく、発色剤を添加してから試料水が変色し始めるまでの時間は約３０分であった。）について同じ波長の吸光度を測定したところ、１．０２であった。シリカを含む試料水７は、シリカを含まない試料水８の約１．３倍の吸光度を示していることから、全りんの測定結果がシリカの影響を大きく受けることになる。
【００８７】
実施例１〜１３
（検量線の作成）
りん酸イオン濃度が０、１．０、２．０、３．０および４．０ｍｇ［Ｐ］／Ｌの五種類のりん酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対し、１Ｍ硫酸０．７ｍＬと表３に示すペルオキソ二硫酸化合物水溶液０．５ｍＬとを添加し、ブロックヒータを用いて９５℃で３０分間加熱した。
【００８８】
【表３】
2012032243.tif 000004
【００８９】
次に、９５℃に加熱した状態を維持し、第１水溶液０．１ｍＬを添加して２分間放置した。続けて、９５℃に加熱した状態を維持しながら第２水溶液０．４ｍＬをさらに添加し、２５分間放置した。ここで用いた第１水溶液および第２水溶液は、それぞれ、表４および表５に示す成分を同表に示す濃度になるよう蒸留水に溶解したものである。
【００９０】
【表４】
2012032243.tif 000005
【００９１】
【表５】
2012032243.tif 000006
【００９２】
上述の処理をした各りん酸イオン溶液について、表６に示す波長の吸光度を測定し、吸光度からりん酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図１〜１３に示す。図１〜１３によると、この検量線は、少なくともりん酸イオン濃度が０〜４ｍｇ［Ｐ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００９３】
（試験水の調製）
次の試験水を調製した。ケイ素標準液を用いる試験水の調製では、ケイ素標準液がアルカリ性であることから、１Ｍ硫酸を添加することで中和したケイ素標準液を用いた。
【００９４】
試験水Ａ：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が６５ｍｇ／Ｌ（１．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が８２ｍｇ／Ｌ（１．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度が２００ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコースおよび塩化物イオン標準液を溶解し、全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【００９５】
試験水Ｂ：
塩化物イオン濃度が７５ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【００９６】
試験水Ｃ：
塩化物イオン濃度が１５０ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【００９７】
試験水Ｄ：
塩化物イオン濃度が１００ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【００９８】
試験水Ｅ：
シリカ濃度が１００ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液をさらに溶解した点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【００９９】
試験水Ｆ：
シリカ濃度が９０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｂと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１００】
試験水Ｇ：
シリカ濃度が８０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｃと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０１】
試験水Ｈ：
シリカ濃度が７０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｂと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０２】
試験水Ｉ：
シリカ濃度が５０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０３】
試験水Ｊ：
シリカ濃度が９０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｃと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０４】
試験水Ｋ：
シリカ濃度が５０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｄと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０５】
試験水Ｌ：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が９７．５ｍｇ／Ｌ（１．５０ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が１２３ｍｇ／Ｌ（１．５０ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度が１００ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコースおよび塩化物イオン標準液を溶解し、全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０６】
試験水Ｍ：
塩化物イオン濃度が１５０ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ｌと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０７】
試験水Ｎ：
塩化物イオン濃度が３０ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ｌと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０８】
試験水Ｏ：
シリカ濃度が６０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液をさらに溶解した点を除き、試験水Ｌと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１０９】
試験水Ｐ：
シリカ濃度が９０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｌと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１１０】
試験水Ｑ：
シリカ濃度が７０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｍと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１１１】
試験水Ｒ：
シリカ濃度が７０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｎと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１１２】
試験水Ｓ：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が３２．５ｍｇ／Ｌ（０．５０ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が４１ｍｇ／Ｌ（０．５０ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度が２００ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコースおよび塩化物イオン標準液を溶解し、全りんの濃度が１．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１１３】
試験水Ｔ：
シリカ濃度が５０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｓと同様にして全りんの濃度が１．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１１４】
試験水Ｕ：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が１３０ｍｇ／Ｌ（２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が１６４ｍｇ／Ｌ（２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度が５０ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコースおよび塩化物イオン標準液を溶解し、全りんの濃度が４．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１１５】
試験水Ｖ：
シリカ濃度が４０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｕと同様にして全りんの濃度が４．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。
【０１１６】
（試験水の全りん定量）
表６に示す試験水に対して１Ｍ硫酸０．７ｍＬと表３に示すペルオキソ二硫酸化合物水溶液０．５ｍＬとを添加し、ブロックヒータを用いて９５℃で３０分間加熱した。次に、試験水を９５℃に加熱した状態で第１水溶液（検量線の作成時に用いたものと同じもの）０．１ｍＬを添加して２分間放置した。さらに、試験水を９５℃に加熱した状態で第２水溶液（検量線の作成時に用いたものと同じもの）を０．４ｍＬ添加し、同温度での加熱を２５分間継続した。第２水溶液を添加してから試験水が発色し始めるまでの時間（発色開始時間）を表６に示す。
【０１１７】
加熱終了後の試験水について、表６に示す波長の吸光度を測定し、その測定値から作成した検量線に基づいて全りん濃度を定量した。結果を表６に示す。
【０１１８】
【表６】
2012032243.tif 000007
【図１】
2012032243.tif 000008
【図２】
2012032243.tif 000009
【図３】
2012032243.tif 000010
【図４】
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【図５】
2012032243.tif 000012
【図６】
2012032243.tif 000013
【図７】
2012032243.tif 000014
【図８】
2012032243.tif 000015
【図９】
2012032243.tif 000016
【図１０】
2012032243.tif 000017
【図１１】
2012032243.tif 000018
【図１２】
2012032243.tif 000019
【図１３】
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