特許 5962880 ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法及び濃度測定用試薬

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5962880

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法及び濃度測定用試薬

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/78 20060101AFI20160721BHJP

   G01N 31/00 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/78 Z

   G01N31/00 V

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-516625(P2016-516625)

(86)(22)【出願日】2016年3月17日

(86)【国際出願番号】JP2016058425

【審査請求日】2016年3月24日

(31)【優先権主張番号】特願2015-55246(P2015-55246)

(32)【優先日】2015年3月18日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078732

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 保

(74)【代理人】

【識別番号】100131635

【弁理士】

【氏名又は名称】有永 俊

(72)【発明者】

【氏名】高橋 寿和

(72)【発明者】

【氏名】高橋 淳一

(72)【発明者】

【氏名】岸根 義尚

【審査官】 伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２８３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６１７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０００３１１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表平８−５０２３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５１５２９２７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 海老原祐介，ピロリジンジチオカルバミン酸アンモニウムを用いる曇点抽出/黒鉛炉原子吸光法による河川水中のクロム(III）とクロム(VI)の分別定量，分析化学，２００７年，56/9，737-743

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／７６−２１／８３

Ｇ０１Ｎ ３１／００−３１／０２

Ｃ０２Ｆ １／５２−１／６２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（１）ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を含有する捕集剤含有液と、前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤と反応して発色する発色剤と、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、を混合して濃度測定用試料を作製する工程と、
（２）前記濃度測定用試料の透過率及び／又は吸光度を測定する工程と、
（３）測定した透過率及び／又は吸光度から前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を求める工程と、を含むジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法。

【請求項2】

前記濃度測定用試料に、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の少なくともいずれかを混合する請求項１に記載のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法。

【請求項3】

前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが下記式（Ｉ）で表される請求項１又は２に記載のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法。
Ｒ−Ｏ−（ＥＯ）_ｍ（ＰＯ）_ｎ−Ｈ ・・・式（Ｉ）
（Ｒは炭素数１２〜２２の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基であり、ＥＯはエチレンオキサイドを表し、ＰＯはプロピレンオキサイドを表し、ｎ＋ｍは１０〜２１の数である。）

【請求項4】

前記式（Ｉ）におけるＲが炭素数１８〜２２の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基である請求項３に記載のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法。

【請求項5】

ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を測定するために使用される濃度測定用試薬であって、
前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤と反応して発色する発色剤とポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する濃度測定用試薬。

【請求項6】

さらに、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の少なくともいずれかを含有する請求項５に記載の濃度測定用試薬。

【請求項7】

前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが下記式（Ｉ）で表される請求項５又は６に記載の濃度測定用試薬。
Ｒ−Ｏ−（ＥＯ）_ｍ（ＰＯ）_ｎ−Ｈ ・・・式（Ｉ）
（Ｒは炭素数１２〜２２の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基であり、ＥＯはエチレンオキサイドを表し、ＰＯはプロピレンオキサイドを表し、ｎ＋ｍは１０〜２１の数である。）

【請求項8】

前記式（Ｉ）におけるＲが炭素数１８〜２２の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基である請求項７に記載の濃度測定用試薬。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法及び濃度測定用試薬に関する。

【背景技術】

【0002】

メッキ排水、塗装排水等の重金属排水には、銅、クロム、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、ニッケル、カドミウム等の重金属が含まれており、これらの重金属含有排水は水質汚濁防止法により適切な処理を行うことが義務付けられている。

【0003】

重金属含有排水の処理方法としては、ジチオカルバミン酸基を主体とするキレート系重金属捕集剤（ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤）を添加して、凝集沈殿処理を行う方法が知られている。これまでのジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を用いた処理は、重金属含有排水の水質変動を考慮して、重金属含有排水中の重金属量に対して、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を過剰に添加している。かかる処理は安定的な重金属の処理としては有効であるが、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を過剰に添加しているため、コストが嵩むことが問題であった。

【0004】

そこで特許文献１では、重金属含有排水の処理水中のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の残留濃度を管理することで、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の使用量とコストの最適化を行った。

【0005】

特許文献１には、排水中のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を二価の鉄イオンによって発色させて、その重金属捕集剤の濃度を吸光光度法によって測定することが記載されている。

【0006】

具体的には、まず、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を含有する試料に試薬を添加し、この試料を試薬中の塩化第一鉄によって発色させて被測定液とした後、この被測定液を透明な測定セル中に収容する。
次に、この被測定液に、測定セルを介して、発光体からの、吸収度合いの高い特定波長の光を透過させて、この被測定液に一部の光を吸収させた後、光源と対面に設置した受光体でこの透過光を受光し、このときの透過光強度を計測する。
続いて、このとき測定した透過光強度と、別に測定した、例えば透明液に対する特定波長の光の透過光強度とから吸光度（又は透過率）を求めることにより、この溶解物に関して予め既知濃度の試料により作成した、吸光度（又は透過率）と溶解物濃度との関係を示す検量グラフを用いて、試料中の溶解物濃度を求める。

【0007】

ここで、被測定液中の溶解物濃度を測定する場合、発光体及び受光体の光学方式は、（１）特許文献１に記載されているように、被測定液を収容した測定セルを挟むように対向して配置されている透過型と、（２）被測定液を収容した測定セルを挟むように、すなわち、特許文献２に記載されているように反射板と発光体および受光体とが対抗している反射型と、がある。

【0008】

そして、透過型測定及び反射型測定のいずれであっても、被測定液は試薬により発色されており、測定を繰り返す度に試薬と被測定物質との化合物が測定セルに付着し、測定セルが汚れることになる。

【0009】

したがって、測定セルに付着した汚れによって被測定光が減光されるために、透明液等の吸光度が徐々に大きくなり（又は透過率が徐々に小さくなり）検量グラフとの誤差が大きくなる。さらに、測定誤差の増大が制御結果に波及するという問題があった。このため、高頻度で物理洗浄または薬品洗浄せざるをえなかった。物理洗浄においては、洗浄を繰り返すことによる傷によって測定セルを交換しなければならなく、また薬品洗浄では、薬品の使用量が多量となる問題を伴ってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１２−１６１７２４号公報

【特許文献2】特開２００６−２７５７５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

以上の点に鑑み、本発明は、光の透過率や吸光度に基づいて試料中のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を測定するに当たり、洗浄回数が格段に少なく、精度良く当該濃度の測定ができる、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤濃度の測定方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を測定する際に、測定用セルに汚れが生じにくく、精度良く当該濃度の測定を可能とするジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定用試薬を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、下記本発明に想到し当該課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は下記のとおりである。

【0013】

［１］ （１）ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を含有する捕集剤含有液と、前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤と反応して発色する発色剤と、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、を混合して濃度測定用試料を作製する工程と、（２）前記濃度測定用試料の透過率及び／又は吸光度を測定する工程と、（３）測定した透過率及び／又は吸光度から前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を求める工程と、を含むジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法。
［２］ 前記濃度測定用試料に、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の少なくともいずれかを混合する［１］に記載のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法。
［３］ 前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが下記式（Ｉ）で表される［１］又は［２］に記載のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法。
Ｒ−Ｏ−（ＥＯ）_ｍ（ＰＯ）_ｎ−Ｈ ・・・式（Ｉ）
（Ｒは炭素数１２〜２２の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基であり、ＥＯはエチレンオキサイドを表し、ＰＯはプロピレンオキサイドを表し、ｎ＋ｍは１０〜２１の数である。）
［４］ 前記式（Ｉ）におけるＲが炭素数１８〜２２の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基である［３］に記載のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法。
［５］ ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を測定するために使用される濃度測定用試薬であって、前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤と反応して発色する発色剤とポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する濃度測定用試薬。
［６］ さらに、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の少なくともいずれかを含有する［５］に記載の濃度測定用試薬。
［７］ 前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが下記式（Ｉ）で表される［５］又は［６］に記載の濃度測定用試薬。
Ｒ−Ｏ−（ＥＯ）_ｍ（ＰＯ）_ｎ−Ｈ ・・・式（Ｉ）
（Ｒは炭素数１２〜２２の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基であり、ＥＯはエチレンオキサイドを表し、ＰＯはプロピレンオキサイドを表し、ｎ＋ｍは１０〜２１の数である。）
［８］ 前記式（Ｉ）におけるＲが炭素数１８〜２２の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基である［７］に記載の濃度測定用試薬。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、光の透過率や吸光度に基づいて試料中のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を測定するに当たり、洗浄回数が格段に少なく、精度良く当該濃度の測定ができる、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤濃度の測定方法を提供することができる。また、本発明によれば、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を測定する際に、測定用セルの汚れが生じにくく、精度良く当該濃度の測定を可能とするジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定用試薬を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】濃度測定装置の分解斜視図である。

【図2】濃度測定装置の作用説明図である。

【図3】濃度測定装置の受発光部内の電気配線図である。

【図4】測定セルへ汚れ付着の度合いを示す図である。

【図5】測定セルへ汚れ付着の度合いおよび汚れ抑制効果の持続性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［１．ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法］
本発明のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法は、
（１）ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を含有する捕集剤含有液と、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤と反応して発色する発色剤と、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、を混合して濃度測定用試料を作製する工程と、
（２）上記濃度測定用試料の透過率及び／又は吸光度を測定する工程と、
（３）測定した透過率及び／又は吸光度から前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を求める工程と、を含む。

【0017】

上記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有させることで、濃度測定用試料（被測定液）中の、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤と発色剤との反応により生成するキレート物質を良好に分散させることができる。例えば、試料に発色剤としての鉄及びジチオカルバミン酸のジチオカルバミド基のキレート物質の測定セルへの付着を抑制することができる。これにより、濃度測定における洗浄頻度及び洗浄剤の使用量を格段に削減することができる。また、測定セルへの汚れ付着による減光や散乱の影響を受けにくく、長期に渡って精度の良い測定を行うことができる。
以下、本発明の測定方法に係る（１）〜（３）の工程について説明する。

【0018】

（１）の工程：
本発明に係る測定方法は、例えば、重金属含有排水にジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を添加して、重金属含有排水中の重金属を当該捕集剤と反応させて重金属を不溶化させた後、固液分離した後の処理水（捕集剤含有液）中のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定に適用することができる。
なお、重金属含有排水に上記捕集剤を添加して生成した不溶化物を固液分離するための固液分離手段としては、沈降分離、濾過、遠心分離、膜分離などのいずれでもよい。

【0019】

この重金属含有排水としては、鉄鋼や半導体及び自動車製造のメッキ工程、清掃工場や発電所の洗煙、集塵工程、電池や硝子の製造工程、産業廃棄物処理場の埋め立て浸出水等からの排水が例示されるがこれに限定されない。また、この重金属含有排水中の重金属としては、水銀、カドミウム、砒素、鉛、６価クロム、セレン、銅、亜鉛、マンガン、２価鉄、ニッケル、３価鉄等が例示されるが、これに限定されない。
重金属含有排水中の重金属イオン濃度は、通常は約１００ｐｐｍ以下、例えば１〜５０ｐｐｍ程度であるが、これについても限定されない。

【0020】

ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤としては、ジチオカルバミン酸塩、ジアルキルジチオカルバミン酸塩、シクロアルキルジチオカルバミン酸塩、ピペラジンビスジチオカルバミン酸塩、テトラエチレンペンタミンジチオカルバミン酸塩、ポリアミンのジチオカルバミン酸塩などが例示されるが、これに限定されない。なお、これらの１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【0021】

この固液分離後の処理水等に添加され、残留捕集剤と反応して発色する発色剤に含有される重金属化合物としては、Ｆｅ^２＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｕ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｃｄ^２＋、Ｍｎ^２＋などの硫酸塩、塩酸塩等の水溶性塩が挙げられるが、発色の度合いや分析作業終了後の放流時に特段の処理が不要となることからＦｅ^２＋又はＦｅ^３＋の塩が好適である。
発色剤中の上記重金属の含有量は、５ｐｐｍ以上であることが好ましく、２５ｐｐｍ以上であることがより好ましい。

【0022】

捕集剤含有液と発色剤とともに混合されるポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては下記式（Ｉ）で表されることが好ましい。
Ｒ−Ｏ−（ＥＯ）_ｍ（ＰＯ）_ｎ−Ｈ ・・・式（Ｉ）
（Ｒは炭素数１２〜２２（好ましくは１８〜２２）の直鎖又は分岐鎖の鎖式炭化水素基であり、ＥＯはエチレンオキサイドを表し、ＰＯはプロピレンオキサイドを表し、ｎ＋ｍは１０〜２１の数である。）

【0023】

また、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの具体例としては、三洋化成工業社製サンノニックＦＮ−１００、サンノニックＦＮ−１４０、サンノニックＳＳ−１２０、セドランＦＦ−１８０、セドランＦＦ−２００、セドランＦＦ−２１０、ナクロアクティーＣＬ−１００、ナクロアクティーＣＬ−１２０；花王社製、エマルゲン１２０、エマルゲン２２０、エマルゲン３２０Ｐ、エマルゲン４２０、エマルゲン２０２０Ｇ−ＨＡ；青木油脂工業社製ＦＩＮＥＳＵＲＦ Ｄ−１３１０、ＦＩＮＥＳＵＲＦ Ｄ−１３１０、ＢＬＡＵＮＯＮ ＥＬ−１５１２Ｐ、ＢＬＡＵＮＯＮ ＥＬ−１５１５、ＢＬＡＵＮＯＮ ＥＬ−１５１９Ｐ、ＢＬＡＵＮＯＮ ＥＬ−１５２１、ＢＬＡＵＮＯＮ ＣＨ−３１０、ＢＬＡＵＮＯＮ ＣＨ−３１０Ｌ、ＢＬＡＵＮＯＮ ＣＨ−３１３、ＢＬＡＵＮＯＮ ＣＨ−３１５Ｌ、ＢＬＡＵＮＯＮ ＳＲ−７１１、ＢＬＡＵＮＯＮ ＳＲ−７１５、ＢＬＡＵＮＯＮ ＳＲ−７２０、ＢＬＡＵＮＯＮ ＥＮ−９１４、ＢＬＡＵＮＯＮ ＥＮ−１５１３．５、ＢＬＡＵＮＯＮ ＥＮ−１５２０Ａ等が挙げられる。

【0024】

捕集剤含有液、発色剤及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルの混合方法としては、（ｉ）これらを同時に混合してもよいし、（ii）発色剤とポリオキシアルキレンアルキルエーテルとを混合し、さらに捕集剤含有液を混合してもよいし、（iii）捕集剤含有液とポリオキシアルキレンアルキルエーテルとを混合し、さらに発色剤を混合してもよいし、（iv）発色剤と捕集剤含有液とを混合し、さらにポリオキシアルキレンアルキルエーテルを混合してもよい。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを添加するためのポンプを削減できるために経済的であること、あらかじめ発色剤と混合することにより、捕集剤含有液との混合性が向上することで、測定精度が良いことを考慮すると、（ii）発色剤とポリオキシアルキレンアルキルエーテルとを混合し、さらに捕集剤含有液を混合する態様が好ましい。

【0025】

濃度測定用試料中における捕集剤含有液、発色剤及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、それぞれ以下の含有量とすることが好ましい。
まず、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤は１〜１００ｐｐｍであることが好ましく、３〜３０ｐｐｍであることがより好ましい。１〜１００ｐｐｍであることで、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤濃度を精度良く計測することができる。
また、発色剤は１〜１０質量％であることが好ましく、３〜６質量％であることがより好ましい。１〜１０質量％であることで、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤濃度を精度良く計測することができる。
さらに、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは１０〜６０００ｐｐｍであることが好ましく、１５〜１００ｐｐｍであることがより好ましい。１０〜６０００ｐｐｍであることで、本発明の効果を経済的に実現することができる。

【0026】

本発明においては、濃度測定用試料に、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の少なくともいずれかを混合することが好ましい。例えば、捕集剤含有液、発色剤及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルの少なくともいずれかに、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の少なくともいずれかを混合することが好ましい。
アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の少なくともいずれかを混合することにより、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの曇点を上昇させ、長期間安定させることができる。これにより、高温下でも試薬を安定させ発色物質のセルへの付着を抑制することができ、安定的に精度の良い濃度測定を行うことができる。
特に、測定セルの汚れの原因となる鉄およびジチオカルバミル基のキレート物質を分散し、他に設備を設けることなくセルへの汚れの付着を抑制することができる。

【0027】

アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩としては、三洋化成工業社製サンデットＡＬ、サンデットＡＬＨ；花王社製ペレックスＳＳ−Ｌ、ペレックスＳＳ−Ｈ等が挙げられる。
硫酸型アニオン性界面活性剤としては、アルキル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミンエステル硫酸ナトリウム、ポリオキシアルキレンエーテル硫酸、２−エチルヘキシル硫酸エステルナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウムが挙げられる。これらは、三洋化成工業社製サンデットＥＮ、サンデットＥＮＤ、サンデットＯＮＡ、サンデットＬＮＭ、サンデットＥＮＲ−２０、サンデットＥＴ；花王社製エマール０、エマール０Ｓ、エマール１０Ｇ、エマール２ＦＧ、エマール２Ｆ−３０、エマール４０、エマール２０Ｃ、エマール２７０Ｊ、エマール２０ＣＭ、エマールＤ−３−Ｄ、エマールＤ−４−Ｄ、ラムテルＥ−１１８Ｂ、ラムテルＥ−１５０、ラムテルＷＸ、レベノールＷＸ、エマール２０Ｔ；ライオン社製サンノールＬＭ−１１３０、サンノールＬＭ−１１４０Ｔ、サンノールＬＭＴ−１４３０、サンノールＴＤ−３１３０、サンノールＰＰ−２０３０；日本ＢＡＳＦ社製コリフォールＳＬＳ１２１６、コリフォールＳＬＳ、コリフォールＳＬＳファイン等が挙げられる。

【0028】

また、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の合計含有量は、１〜１６００ｐｐｍであることが好ましく、２０〜１０００ｐｐｍであることがより好ましい。

【0029】

また、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の合計含有量と、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの含有量との含有比は、０．１〜２．０であることが好ましく、０．３〜１．０であることがより好ましい。

【0030】

（２）及び（３）の工程
濃度測定用試料を作製した後は、当該試料の透過率及び／又は吸光度を測定する（（２）の工程）。そして、予め求めておいた検量線（又は検量関係）に基づいて固液分離処理水中の捕集剤濃度を求めることが好ましい（（３）の工程）。この検量線（又は検量関係）は、濃度既知の捕集剤水溶液に反応当量以上の重金属化合物を添加して測定した透過率及び／又は吸光度によって求められるものである。

【0031】

本発明に係る透過率及び／又は吸光度の測定は、発光体から被測定液（濃度測定用試料に相当）に向けて発せられた光は、一部の光が被測定液に吸収されつつ、この被測定液中を透過した後、発光体の反対側にある反射板で反射され、再度、一部の光が被測定液に吸収されつつ、この被測定液中を透過して、発光体側にある受光体にて受光されることで行われる。
もちろん、本発明では、被測定液の光の吸光度等を算出する必要性から、受光体は、発光体から発せられた光の被測定液に対する透過光強度を計測するとともに、被測定液による吸収が生じていない場合（例えば、被測定液に替えて透明液を使用する場合）の発光体からの光の透過光強度をも計測し、このことによって、この被測定液の光の吸光度等が算出される。そして、事前に作成した溶解物濃度と光の吸光度等との関係から、試料中の溶解物の濃度が算出される。

【0032】

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。
図１は濃度測定装置の主要部を示しており、図２はこの濃度測定装置の作用説明図である。

【0033】

濃度測定装置１は、重金属排水中に溶解する、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を、吸光度や光の透過率を用いて簡便に測定するものである。この濃度測定装置１は、図１で示されるように、内部に被測定液Ｓ１や調整液Ｓ０が流される測定部２と、測定部２の一側面に取り付けられ、測定部２側への発光と測定部２からの反射光の受光とを行う受発光部３と、測定部２に被測定液Ｓ１や調整液Ｓ０を供給する液供給ライン４と、測定部２からの被測定液Ｓ１や調整液Ｓ０を排出する液排出ライン５と、受発光部３からの出力が入力される演算処理装置６（図３参照）とを有している。
なお、液供給ライン４には、チューブポンプ４０とストレーナ４１とが設けられている。

【0034】

測定部２は、図１及び図２で示されるように、左右幅の小さい箱状のものであり、左側面部が厚さｔ１＝２ｍｍの白い反射板２１から形成され、この反射板２１に対向する、内面黒色の右側面部２２も厚さｔ２＝２ｍｍの板材で形成されているが、この右側面部２２の中央部には、高さＨが１８ｍｍで、幅Ｗが８ｍｍの長方形状のアクリル製透明部２３が形成されている。

【0035】

測定部２の前面部、後面部、上面部、下面部とも、所定厚さで内面が黒色の板材で形成されており、下面部には、液供給ライン４が連結され、上面部には、液排出ライン５が連結されている。測定部２の内面の左右幅サイズ、すなわち、被測定液Ｓ１等の流路の左右幅サイズＴは、６ｍｍに設定されている。

【0036】

また、この測定部２には、透明部２３と、この透明部２３を反射板２１側に投影した被測定液Ｓ１の長方形流路部及び反射板２１の長方形部とで、容量が０．７ｍＬの測定セルＧが形成されている。
なお、測定部２の内面の左右幅サイズＴは、発光体３１や受光体３２の形状や性能、溶解物濃度によって変更できるようになっている。

【0037】

受発光部３は、測定部２側に開口３０ａが設けられたケーシング３０内に、発光体３１、受光体３２、配線基盤等を収納したもので、電源供給用及び出力用のケーブル３３が、ケーシング３０からが突出するように設けられている。

【0038】

発光体３１は、測定セルＧ内に光を発し、この光を被測定液Ｓ１中や調整液Ｓ０中に透過させるものである。この発光体３１には、可視光域を含んだ光（白色光）を発する、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような光源が使用される。

【0039】

受光体３２は、発光体３１から発せられた光の、被測定液Ｓ１や調整液Ｓ０からの透過光を受光して、これらの透過光の透過光強度を計測するものである。
この受光体３２は、３つのフォトダイオードと、可視光域の光の波長帯を略３分割して得られる、レッド領域成分の光（以下赤色帯域光という）、グリーン領域成分の光（以下緑色帯域光という）、及びブルー領域成分の光（以下青色帯域光という）のみをそれぞれ透過させる３つのカラーフィルタＦ、すなわち、赤色（Ｒ）フィルタ、緑色（Ｇ）フィルタ、青色（Ｂ）フィルタとを有している。このように受光体３２には、Ｒフィルタを備えたフォトダイオードＤ１と、Ｇフィルタを備えたフォトダイオードＤ２と、Ｂフィルタを備えたフォトダイオードＤ３とを有したＲＧＢカラーセンサが使用されており（図３参照）、この受光体３２により、被測定液Ｓ１等を透過した光のうち、各フィルタを透過した赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、それぞれの光の強度が同時に計測される。
なお、Ｒフィルタは、赤色帯域光のうち赤色光を最も透過し、Ｇフィルタは、緑色帯域光のうち緑色光を最も透過し、Ｂフィルタは、青色帯域光のうち青色光を最も透過する。

【0040】

また、受光体３２は、図１や図２で示されるように、測定セルＧに対して、発光体３１と同一側に配置されている。このため、受光体３２は、発光体３１から発せられた被測定液Ｓ１中の透過光が、被測定液Ｓ１を挟んで発光体３１に対向する反射板２１により反射され、被測定液Ｓ１中を再度透過したときの透過光を受光する。

【0041】

上記の場合、図２で示されるように、発光体３１と受光体３２とは、発光体３１の光軸Ｋ１が、反射板２１に対してα＝略４５度をなすように向けられるとともに、受光体３２の光軸Ｋ２が、反射板２１に直交するように向けられ、かつ、発光体３１の光軸Ｋ１の反射板２１との交点Ｐと、受光体３２の光軸の反射板２１との交点とが略一致するように位置決めされている。このため、反射板２１で反射される、発光体３１からの主要光は、受光体３２には達せず、受光体３２は、発光体３１からの主要光周りの周辺光による反射光の一部や反射板２１で乱反射された光の一部を受光する。

【0042】

図３は測定部２内の回路図である。図中、符号Ｄ１は、Ｒフィルタを備えたフォトダイオードであり、符号Ｄ２は、Ｇフィルタを備えたフォトダイオードであり、符号Ｄ３は、Ｂフィルタを備えたフォトダイオードであり、これらが一体になって、受光体３２を形成している。

【0043】

また、図３中、符号Ｌは、発光体３１となる発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、符号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、各フォトダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３用の主回路であり、符号Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３は、各フォトダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３用のオペアンプ（演算増幅器）である。

【0044】

受光体３２から出力された各帯域光の透過光強度の信号は、オペアンプＯ１，Ｏ２，Ｏ３を通って、演算処理装置６に伝達される。演算処理装置６は、受光体３２から出力された、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光との光の強度信号に基づいて、各帯域光についての時間平均強度を算出したり、特定色が吸収された光の透過光強度と吸収のない光の透過光強度とを用いて、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、各吸光度や透過率を算出したり、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、各吸光度や透過率から溶解物濃度を算出する演算部を有するとともに、溶解物の種類毎に、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、各吸光度や透過率と溶解物濃度との関係を示す表等を記憶する記憶部や、溶解物濃度等を表示する表示部を有している。

【0045】

つぎに、この濃度測定装置１を用いて試料中のジチオカルバミン酸を主成分とする重金属捕集剤の濃度を測定する手順について説明する。

【0046】

まず、塩化第一鉄３０００ｍｇ／Ｌにポリオキシアルキレンアルキルエーテル（式（Ｉ）：Ｒ−Ｏ−（ＥＯ）_ｍ（ＰＯ）_ｎ−Ｈ）を主成分とする非イオン界面活性剤（例えば三洋化成工業社製セドランＦＦ−２００を８０ｇ／Ｌ）、および試薬安定用のアニオン界面活性剤（アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩又は硫酸型アニオン性界面活性剤であり、例えば三洋化成工業社製サンデットＬＮＭを８０ｇ／Ｌ）を添加し、かつ体積が５０ｍＬとなるように調整した発色試薬Ｃ１を作製する。
次に、ジチオカルバミン酸を主成分とする重金属捕集剤を溶解した一定量（１０ｍＬ）の試料に、発色試薬Ｃ１を一定量（例えば０．２ｍＬ）添加後、この試料を充分に発色させて、被測定液Ｓ１（濃度測定用試料）を作る。この場合、被測定液Ｓ１の色は、溶解物（重金属捕集剤）の濃度によって濃淡が異なる。

【0047】

つづいて、光の吸収の生じない透明な調整液Ｓ０（例えば、純水や発色前の透明な試料）を、チューブポンプ４０（例えば、ＥＹＥＬＡ製ＳＭＰ２１）を使用して、液供給ライン４から測定部２に、１０ｍＬ／分の流量で３分間程度通水した後、通水を止め、１分間の間、発光体３１からの光を、測定セルＧの透明部２３を介して、被測定液Ｓ１中に照射（発射）させる。

【0048】

このことにより、発光体３１からの可視光域を含んだ光は、被測定液Ｓ１を透過して反射板２１で反射された後、再度被測定液Ｓ１を透過して、受光体３２により受光される。
この場合、受光体３２は、発光体３１からの被測定液Ｓ１の透過光を、ＲＧＢの３つのカラーフィルタＦを介して受光するので、受光体３２は、可視光域の光の波長帯を略３分割した、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、それぞれの光の強度を同時に計測する。
そして、演算処理装置６は、１分間にわたる受光体３２からの出力値を平均して、被測定液Ｓ１による光の吸収が無い場合（透過率１００％）の、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、それぞれの平均の光強度を算出する。

【0049】

つぎに、試薬を加えて一定時間放置し、充分に発色した被測定液Ｓ１を、上記調整液Ｓ０の場合と同様に、測定部２（測定セルＧ）に１０ｍＬ／分の流量で３分間通水して、通水を止め、その後１分間の間、発光体３１からの光を、被測定液Ｓ１中に透過させて、受光体３２により受光させる。

【0050】

受光体３２は、受光時に、被測定液Ｓ１により一部の光の吸収がなされた、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、それぞれの光の強度を計測する。
演算処理装置６は、１分間にわたる受光体３２からの出力値を平均して、被測定液Ｓ１により一部の光の吸収がなされた、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、それぞれの平均光強度を算出した後、透過率１００％の調整液Ｓ０を用いて計測された、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、それぞれの平均光強度を用いて、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光についての、それぞれの吸光度（又は透過率）を算出する。

【0051】

そして、演算処理装置６は、特定の溶解物（重金属捕集剤）について記憶している、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光についての、それぞれの吸光度（又は透過率）と溶解物の濃度との関係から、現在の被測定液Ｓ１中のその溶解物の濃度を算出して表示する。

【0052】

ここで、被測定液Ｓ１は、例えば、溶解物の濃度に比例するような色の濃さを示しており、発色した色光の補色光を、この濃さに比例する割合で吸収する。したがって、被測定液Ｓ１を透過した、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、それぞれの吸光度（又は透過率）と、被測定液Ｓ１中の溶解物の濃度との関係を事前に求めておけば、被測定液Ｓ１を透過した、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光の、それぞれの吸光度（又は透過率）により、被測定液Ｓ１中の溶解物濃度は容易に算出できる。

【0053】

これらの操作を繰り返し透過率１００％測定時の青色帯の光の強度を記憶しておくことで、測定セルＧの汚れの度合いを評価することができる。
なお、被測定液Ｓ１が、試薬の添加により、例えば黄色に発色している場合は、この被測定液Ｓ１は、赤色帯域光と緑色帯域光をほとんど吸収せず、補色光である青色帯域光のみを吸収すると考えられるので、光の強度は、Ｂフィルタを備えたフォトダイオードＤ３により計測される青色帯域光のみを考慮すればよい。

【0054】

また、被測定液Ｓ１が、例えば、青色に発色している場合は、この被測定液Ｓ１は青色帯域光をほとんど吸収せず、赤色帯域光と緑色帯域光を吸収すると考えられるので、光の強度は、ＲフィルタとＧフィルタとを備えたフォトダイオードＤ１，Ｄ２により計測される赤色帯域光と緑色帯域光の強度を考慮すればよい。

【0055】

［２．濃度測定用試薬］
本発明の濃度測定用試薬は、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を測定するために使用され、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤と反応して発色する発色剤と既述のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する。
ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤、発色剤、及びポリオキシアルキレンアルキルエーテル、並びにこれらの含有量については既述のとおりである。

【0056】

また、本発明の濃度測定用試薬は、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤の少なくともいずれかを含有することが好ましい。アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩及び硫酸型アニオン性界面活性剤、並びにこれらの含有量については、既述のとおりである。

【0057】

本発明の濃度測定用試薬では、発色剤とともに含有するポリオキシアルキレンアルキルエーテルによって、鉄およびジチオカルバミル基のキレート物質を良好に分散させることができる。このため、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定では、試料に発色試薬を添加することによって生成された、鉄およびジチオカルバミル基のキレート物質が測定セルへ付着するのを抑制することができ、このことによって、濃度測定における洗浄頻度および洗浄剤の使用量の削減や、セルへの汚れ付着による減光や散乱の影響を受けずいつも精度の良い測定を行うことができる。

【実施例】

【0058】

以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0059】

［測定例１］ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する塩化第一鉄によるジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定

【0060】

ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の発色試薬である塩化第一鉄および鉄イオンの酸化防止用の塩酸を純水に溶解して、塩化第一鉄濃度が３０００ｍｇ／Ｌ、塩酸２０ｍｍｏｌ／Ｌとなるようにそれぞれ調整したものを発色試薬Ｃ１とした。

【0061】

さらに、式（Ｉ）で示されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル（Ｒの炭素数が１２〜１３、ｎ＋ｍが１０〜１４）である、三洋化成工業社製サンノニックＦＮ−１００（界面活性剤Ｎ１）、及びサンノニックＦＮ−１４０（界面活性剤Ｎ２）、並びに、式（Ｉ）で示されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル（Ｒの炭素数が１８〜２２、ｎ＋ｍが２０〜２１）である、三洋化成工業社製セドランＦＦ−２００（界面活性剤Ｎ３）、及びセドランＦＦ−２１０（界面活性剤Ｎ４）、をそれぞれ４ｇとり、これらに塩化第一鉄を加え塩化第一鉄の濃度が３０００ｍｇ／Ｌかつ体積が５０ｍＬとなるようにそれぞれ調整したものを発色剤Ｃ２−１〜Ｃ２−４とした。

【0062】

重金属捕集剤（栗田工業社製ウェルクリン）を純水に溶解して、ジカリウム＝ピペラジン−１，４ビス（カルボジチアート）濃度が、１００ｍｇ／Ｌとなるように調整した試料を準備し、これに、発色試薬Ｃ１（界面活性剤なし）、及び発色剤Ｃ２−１〜Ｃ２−４（界面活性剤Ｎ１〜Ｎ４の何れかを含有）をそれぞれ添加し、これらの試料を発色させて、実施例１〜４（界面活性剤Ｎ１〜Ｎ４の何れかを含有）の被測定液Ｓ１、及び比較例（界面活性剤なし）の被測定液Ｓ１を作製した。各実施例で用いた界面活性剤は下記表１に示すとおりである。

【0063】

つづいて、これらの被測定液Ｓ１の吸光度を、濃度測定装置１を使用した、濃度測定方法により、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光とについて、それぞれ測定した。
この場合、測定セルＧに試薬添加前の透明な試料を通液した際の発光体３１からの光を反射板２１で反射して、この反射光を受光体３２で受光した場合の各帯域光の強度を初期受光強度とし、初期受光強度＝透過率１００％とした。

【0064】

図４は、上記操作を繰り返したときの、測定開始時の青色帯の受光強度（初期受光強度）、及び初期受光強度を１００％としたときの各測定回の受光強度を示しており、測定開始時よりもセルがどれ程汚れたかを示す。
また、下記表１は、各実施例及び比較例によるセルの汚れ抑制効果を表にまとめたものである。

【0065】

【表1】

【0066】

図４及び表１から、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの添加されていない発色剤（比較例）の場合は２８回程度で洗浄が必要となるが、界面活性剤を用いた場合には、少なくとも３３回まで洗浄が必要ないことが分かる。したがって、実施例１〜４によれば、洗浄回数および洗浄薬品使用量を大きく低減できる。特に、Ｒの炭素数が１８〜２２の実施例３及び４は汚れ難く、洗浄せずに従来のおおよそ２倍測定することができることが分かる。
以上より、鉄とジチオカルバミン基とのキレートに対しては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いることが好ましく、特にＲの炭素数が１８〜２２のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いることが好ましいことがわかる。

【0067】

［測定例２］ポリオキシアルキレンアルキルエーテルおよびアニオン性界面活性剤を含有する塩化第一鉄による、ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定

【0068】

Ｒの炭素数が１８〜２２のポリオキシアルキレンアルキルエーテルである三洋化成工業社製セドランＦＦ−２００を４ｇとり、これに塩化第一鉄および塩酸を加え、塩化第一鉄の濃度が３０００ｍｇ／Ｌ、塩酸２０ｍｍｏｌ／Ｌかつ体積が５０ｍＬとなるようにそれぞれ調整したものを発色剤Ｃ３とした。

【0069】

さらに、発色剤Ｃ３に、下記の試薬安定用界面活性剤を４ｇ添加したものを発色剤Ｃ４−１〜Ｃ４−６とした。
試薬安定用界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤として、既述の式（Ｉ）のＲの炭素数が１２〜１３、ｎが１０〜１４、ｍが０のポリオキシアルキレンアルキルエーテルである、三洋化成工業社製サンノニックＦＮ−１００（界面活性剤Ｎ５）、及びサンノニックＦＮ−１４０（界面活性剤Ｎ６）；アニオン性界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（Ｃ１２〜１５、ＥＯ３）である三洋化成工業社製サンデットＥＮＤ（界面活性剤Ａ１）、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム（Ｃ９〜１４）である三洋化成工業社製サンデットＡＬＨ（界面活性剤Ａ２）、アルキル硫酸エステルナトリウム（Ｃ１０〜１８）である三洋化成工業社製サンデットＬＮＭ（界面活性剤Ａ３）、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（Ｃ１２〜１３、ＥＯ１〜２．５）である花王社製エマール２０ＣＭ（界面活性剤Ａ４）を使用した。

【0070】

栗田工業社製重金属捕集剤ウェルクリンを純水に溶解して、ジカリウム＝ピペラジン−１，４ビス（カルボジチアート）濃度が、１００ｍｇ／Ｌとなるように調整した試料を準備し、これに、発色剤Ｃ３（安定用界面活性剤なし）、及び発色剤Ｃ４−１〜Ｃ４−６（安定用界面活性剤Ｎ５，Ｎ６及びＡ１〜Ａ４を含有）をそれぞれ添加し、これらの試料を発色させて、実施例５（安定用界面活性剤なし）の被測定液Ｓ１、及び実施例６〜１１（安定用界面活性剤Ｎ５，Ｎ６及びＡ１〜Ａ４を含有）の被測定液Ｓ１を作製した。各実施例で用いた安定用界面活性剤は下記表２に示すとおりである。

【0071】

つづいて、この被測定液Ｓ１の吸光度を、濃度測定装置１を使用した、この濃度測定方法により、赤色帯域光と緑色帯域光と青色帯域光とについて、それぞれ測定した。
この場合、測定セルＧに試薬添加前の透明な試料を通液した際の発光体３１からの光を反射板２１で反射して、この反射光を受光体３２で受光した場合の各帯域光の強度を初期受光強度とし、初期受光強度＝透過率１００％とした。

【0072】

図５は、上記操作を繰り返したときの、測定開始時の青色帯の受光強度（初期受光強度）、及び初期受光強度を１００％としたときの各測定回の受光強度を示しており、測定開始時よりもセルがどれ程汚れたかを示す。
また、表２は、作製した発色試薬の曇点をまとめたものである。
なお、曇点は、恒温水槽で発色試薬を温め、発色試薬の温度を確認しながら、外観を目視確認して、試薬作製直後、及び常温で３０日放置後のそれぞれについて測定した。

【0073】

【表2】

【0074】

図５において、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルに対して、アニオン性界面活性剤であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムを添加したものは、汚れ抑制効果が持続している。これにより、長期的に安定してセルへの汚れ付着を防止することができ、安定的に濃度測定できるといえる。
また、表２から、安定用界面活性剤のなかでもアニオン性界面活性剤を添加したものは曇点が高く、酸性液体中でも安定していることがわかる。

【符号の説明】

【0075】

１ 濃度測定装置
２ 測定部
３ 受発光部
４ 液供給ライン
５ 液排出ライン
２１ 反射板
２２ 右側面部
２３ 透明部
３０ ケーシング
３０ａ 開口
３１ 発光体
３２ 受光体
３３ ケーブル
４０ チューブポンプ
４１ ストレーナ
Ｓ１ 被測定液
Ｓ０ 調整液

【要約】

試料中のジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を測定するにあたり、洗浄回数が格段に少なく、精度良く当該濃度の測定ができるジチオカルバミン酸系重金属捕集剤濃度の測定方法等を提供する。
（１）ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤を含有する捕集剤含有液と、前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤と反応して発色する発色剤と、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、を混合して濃度測定用試料を作製する工程と、（２）前記濃度測定用試料の透過率及び／又は吸光度を測定する工程と、（３）測定した透過率及び／又は吸光度から前記ジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度を求める工程と、を含むジチオカルバミン酸系重金属捕集剤の濃度測定方法等である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】