【化学技術部】

六価クロム分析用水道水標準物質の長期安定性評価
乾１．

哲朗、城田

はまな、坂尾昇治(化学技術部化学評価グループ)

はじめに

水道法では、水道水の安全確保と生活利用上の観点から、51 項目の水質基準が定められていて、水道水事業者等に水質検査を義務づけている。2020 年 4 月に水道法が一部改正され、六価クロム (Cr(VI)) 化合物の水質基準が 0.05
mg L−1 から 0.02 mg L−1 に強化された。そのため、水道水中の極低濃度の Cr(VI) を正確に分析することが求められる。
水道水中の Cr(VI) はジフェニルカルバジド吸光光度法やイオンクロマトグラフ-ポストカラム吸光光度法で分析する。Cr(VI) の分析結果の妥当性を確認するためにはCr(VI) の濃度が値付けされた水道水標準物質が必要とな

図 1 水道水標準物質る。しかし、溶液中の Cr(VI) の安定性に関する知見が少ないことから、Cr(VI) の濃度が値付けされた水道水標準

水道水は神奈川県海老名市で採取し、孔径 1 µm のセル物質が開発されていないのが現状である。そこで、本研究では Cr(VI) 分析用の水道水標準物質を開発することをロースろ紙でろ過したものを原料とした。

目的とした。
これまでに、著者らは水道水に Cr(VI) 標準溶液を添加２．３

して酸性化せずに弱アルカリ性の状態で水道水標準物質を調製し、ジフェニルカルバジド吸光光度法で Cr(VI) の液を 1 mL 添加し、原料で希釈して酸性化せずに弱アルカリ性 (pH 7.6) の状態で水道水標準物質を調製した。この濃度を値付けする方法を開発した 1)。標準物質は長期にわたり安定であることが要求されるので、標準物質を調製し水道水標準物質 (2 L) を硝酸洗浄した 10 本のフッ素樹
脂 (PFA) ボトルに 200 mL ずつ充填し (図 1)、冷蔵庫でたときは、その標準物質の長期安定性を確かめなければならない。本報告では、調製した Cr(VI) 分析用水道水標準保管した。

物質の長期安定性を評価したので、その結果を報告する。

２．４

水道水標準物質の調製

2 L ガラス製メスフラスコに 100 mg L−1 Cr(VI) 標準溶

Cr(VI) の定量

Cr(VI) は JIS K 0102 工場排水試験方法 2)に準拠してジ２． 実験
２．１ 装置フェニルカルバジド吸光光度法で定量した。50 mL ガラス製メスフラスコに水道水標準物質を 25 mL 分取し、1.8Cr(VI) の分析には U-1800 形レシオビーム分光光度計( 日 立 製 作 所 製 ) を 用 い た 。 全 Cr の 分 析 に はmol L−1 硫酸 2.5 mL と 10 g L−1 ジフェニルカルバジド溶液 1 mL を添加して発色させ、脱イオン水で定容希釈しSpectrAA-220Z 原子吸光光度計 (Varian 製) に GTA110
グラファイトチューブアトマイザー (Varian 製) を組みた。この発色液を 100 mm 石英セルに移して、分光光度計を用いて波長 540 nm における吸光度を測定した。

合わせたものを用いた。pH の測定には F-72 pH メーター(堀場製作所製) を用いた。脱イオン水の製造にはCr(VI) の濃度はあらかじめ標準溶液で作成しておいた検量線から求めた。

Aquarius RFD342HA 蒸留水製造装置 (Advantec 製) を用いた。

３．

２．２

水道水標準物質の長期安定性を評価するために、10 本の PFA ボトルから 5 本を取り出し、標準物質の調製日試薬と試料結果と考察

100 mg L−1 Cr(VI) 標準溶液は容量分析用の二クロム酸カリウム (関東化学製、純度 99.98 % 以上) を脱イオン水から 0、1、3、6、12 か月後に各ボトルを開封して、Cr(VI)濃度、全 Cr 濃度、pH をそれぞれ測定した。12 か月にで溶解して調製した。10 g L−1 ジフェニルカルバジド溶液
は試薬特級の 1,5-ジフェニルカルボノヒドラジド (関東わたる安定性試験の結果を表 1 に示す。水道水標準物質の Cr(VI) 濃度は 50～51 µg L−1 であり、全 Cr 濃度 (50化学製) をアセトンで溶解し、酢酸を数滴加えて調製した。
その他の試薬はすべて特級のものを使用した。

～51 µg L−1) と良く一致したことから、水道水標準物質中の Cr(VI) は Cr(III) に還元されていないことが分かった。

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KISTEC研究報告2020（2020.8）

【化学技術部】

Cr(VI) 濃度 (µg/L)

表 1 水道水標準物質の安定性試験の結果
保管時間 (月)Cr(VI) 濃度 (µg/L)

全 Cr 濃度 (µg/L)

pH

050517.6151507.6350517.6650517.61251507.656こで、b1 はこう配、b0 は切片、t0.95, n − 2 は 95 % 信頼水
準における自由度 n − 2 から求めたスチューデントの t54係数、s(b1) はこう配にかかわる不確かさである。表 1 の保管時間を x 軸、Cr(VI) 濃度を y 軸にプロットして得ら52れた回帰直線を図 2 に示す。回帰分析の結果、b1 は0.0451 で s(b1) は 0.0736 であった。この場合、スチュー

50

デントの t 係数は 3.18 に等しい。結果として、こう配はゼロと有意に異ならず、12 か月の間、水道水標準物質に不安定性は見られなかった。このことから、本法で調製した Cr(VI) 分析用の水道水標準物質は長期間安定である

y = 0.0451x + 50.248と判断した。

4644４．

まとめ

Cr(VI) 分析用水道水標準物質の長期安定性を評価する0246810ために、調製した水道水標準物質を冷蔵庫で 12 か月間保管して Cr(VI) 濃度の経時変化を調べた。Cr(VI) 濃度と保12

保管時間 (月)図 2

管時間の回帰直線のこう配はゼロと有意に異ならず、水道水標準物質は 12 か月間安定であることが分かった。以上

Cr(VI) 濃度と保管時間の回帰直線のことから、本法で調製した Cr(VI) 分析用の水道水標準物質は水道水中の Cr(VI) の分析結果の妥当性確認に使

また、水道水標準物質の pH は 7.6 と一定であったことから、水道水標準物質中の Cr(VI) は CrO42− の状態で存在していると考えられる。更に、水道水標準物質は調製後用することができると考えられる。

12 か月が経過しても、藻や沈殿物が発生することはなかった。

【参考文献】
1. T. Inui, H. Shirota, S. Sakao, Anal. Sci., 35, 1375 (2019).

水道水標準物質の安定性は JIS Q 0035 標準物質−認証のための一般的及び統計的な原則 3)に従い、Cr(VI) 濃度の

2. JIS K 0102, 工場排水試験方法 (2016).
3. JIS Q 0035, 標準物質−認証のための一般的及び統計的経時変化を直線 (y = b1x + b0) と仮定して評価した。
|b1|< t0.95, n − 2 × s(b1) であれば、こう配はゼロと有意に異な原則 (2008).

ならない (すなわち、不安定性はない) と判断できる。こ【外部発表】論文等発表

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