JPH0348750A - 原子吸光測定により水銀または水素化物形成元素を分析する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、分析機器に関し、さらに詳細には原子吸光測
定により水銀または水素化物形成元素を分析する装置に
関する。

［発明の背景コ 水銀は、室温で蒸気となっていて単原子として存在する
元素であり、原子吸光測定に利用できる。

この目的に対しては、還元により、たとえば、ナトリウ
ムハイドロボロンにより、試料溶液から水銀か放出され
る。

このようにして発生した水銀蒸気は、原子吸光分光計の
測定光線が中を進行するチューブ状測定キュベツト中へ
、キャリヤーガス流によりに運ばれる。

独国特許出願第３７　２３　１７８号は、測定装置への
試薬の流れがホースポンプの手段により生しるフロー注
入装置を開示している。キャリヤー液体の導管中に位置
しているチューブループを有する切り換え弁の手段によ
り、チューブループの中にある試料液体が試薬の流れの
中に送り込まれる。試薬は、試料液体の水素化物形成成
分たとえばひ素から対応する揮発性の水素化物を生しる
還元剤であり、この揮発性水素化物は気体分離器中にあ
って液体の流れから分離され、加熱可能な測定キュベツ
ト中へと案内される。同様にして水銀も試料溶液から放
出される。

従来技術について述べれば、独国特許出願第２９　４３
　０９２号は、水銀か還元剤の手段により試料から追い
出される方法を記載している。少量の水銀を測定するた
め、還元により得られる水銀の蒸気が、銀または金のウ
ール中に通されて蓄積される。よって、水銀は銀または
金とアマルガムを形成する。次に、アマルガムとして結
合している水銀を加熱により再び追い出し、測定キュベ
ット中へと送り込むことができる。測定キュベツト中で
は、還元剤により試料溶液から追い出される水銀蒸気の
直接測定の場合によりもより高濃度の水銀が得られる。

このようにして、感度は約１０倍増すことができる。

アマルガムの発生の手段により水銀を蓄積するこれらの
方法では、たとえば水銀蒸気のよう・な試料溶液から放
出される揮発性の成分は少な・くとも１つの洗壜に通さ
れ、次に、乾燥チューブに通されてから金のネットまた
は金のウールを通るように流される。

公知の方法では、モノクロメータ−を有する原子吸光分
光計を用いて原子吸光を測定する。これは非常に高価な
装置である。原子吸光分光計は、重量があり、正確な調
整を必要とし、したがって、固定位置でのみ使用できる
。

簡単な原子吸光分光計を水銀蒸気の原子吸光測定に用い
る装置も公知である。そのような光度計（ｐｈｏｔｏｍ
ｅｔｅｒ）は光源としての水銀ランプと、検知器として
の光電子増倍管とからなっている。光源からでる測定光
線は、水銀蒸気がキャリヤーガスにより通常のようにし
て運ばれる測定キュベツト中へと案内される。

て、特定的でない吸光がたとえば水蒸気により行われる
。固体試料から水銀を加熱により追い出すことも可能で
ある。しかしながら、結果として、多量の妨害煙も考虜
しなくてはならない。この煙は、また、非特定的な吸光
をもたらし、測定結果を誤らせる。

もう１つの問題は光源である。選択されたスペクトル線
だけを検出器に照射させるモノクロメータ−なしで操作
されるので、光源のスペクトル純度が測定の結果に影響
を与える。検量線は弧状である。光源のスペクトル純度
は経時的に変化する。

このこのち多くの誤差の原因となる。

スイス国特許出願第５５　９０３号および実質的に同じ
内容の英国特許出願より、原子吸光分光分析法でのパッ
クグラウンド吸光を抑えるために、噴霧化した試料の共
鳴線の波長を、ゼーマン効果を用いて磁界をかける事に
より求める元素の共鳴線を放射する線放射光源の波長に
関連して移動させることが公知である。磁界はスイッチ
の入れ切定された強度の差から特定の吸光が測定できる
。

適用した装置は、試料液体が高温で噴霧化されるｆｆｊ
ｆｆ　ｎ化手段たとえば炎を有するようにした原子吸光
分光計である。原子吸光分光計は、求める元素の線スペ
クトルから、１つだけの単一共鳴線とそのすぐ付近を選
択して検出器に送るモノクロメータ−を含んで構成され
ている。

同じ目的の独国特許出願第１　９６４　４６９号からは
、光源に磁界を供給し、放射されるスペクトル線の波長
を変えることが公知である。

［発明の概要コ 本発明の目的は、できるだけ簡単に構成されていて十分
な正確さをちって働く上記の形式の水銀または水素化物
形式元素に対する測定装置を提供することである。

本発明に従えは、この目的および他の目的は水銀蒸気ま
たは揮発性水素化物を発生させるために試料から水銀ま
たは水素化物形式元素を追い出す手段：水銀または水素
化物形成元素の共鳴線と共に測定光線をＴＩｉ則する線
放射光源；中に水銀蒸気または水素化物を形成する物質
の蒸気を導入し、測定光線を通過させる測定キュベツト
、測定光線がモノクロメータ−なしで直接当たる検出器
、およびスイ／チの入れ切りが行われるようにな・って
いる磁界の発生手段であり、この磁界によりゼーマン効
果を用いて測定キュベツト内の原子蒸気の共鳴線と光源
の放射スペクトル線の周期的相対的移動を達成させる磁
界の発生手段を含んでなる原子吸光測定により水銀また
は水素化物形成元素を分析する新規で改良された装置の
提供により達成される。

有利には、水銀を測定する装置は、水銀蒸気を通すこと
ができるようになっていてつな（とも１つの洗壜、該洗
壜と直列に接枦された乾燥チューブおよびアマルガム生
成金属からなるチューブを有する水銀を蓄積させる装置
を含んでなる。

いずれの場合も洗壜と、該洗壜と直列に接続された乾燥
チューブとを通常は必要とするアマルガムとして水銀を
蓄積することにより、煙および水蒸気を排除する。同時
に、蓄積により、測定と共に水銀の濃度の増加が達成さ
れ、よって、必要でｆｆい吸光の影響かさらに減少され
る。

したがって、蓄積のための装置は２つの点で有効であり
、モノクロメータ−なしでの測定が可能となる。測定さ
れるへき水銀の蒸気および光源の波長の周期的相対的移
動により、非特定的吸光の影響かさらに減少される。光
源のスペクトル純変の影響も、すなわち、光源の妨害放
射も排除される。特定の吸光だけがゼーマン効果による
線移動こより影響される。

このようにして、原子吸光測定による水銀測定用の非常
に簡単に構成された装置が提供される。

この装置は、高い感度を示し、光源のスペクトルの純度
または非特定的な吸光により影響を受けない。

測定キュベツトが、交流の供給されたソレノイドの極片
に位置していて測定光線が長平方向に通って進む加熱さ
れたチューブであるとき、特に簡単な測定装置となる。

本発明の１実施例を図示と説明のために選び、添付の図
面に示した。

［発明の好ましい実施例の詳細な説明１図面において、
参照数字１０は、気体分ｔｌ”５を示す。気体分離器は
、試料液体から還元剤により追い出される揮発性の水素
化物または水銀が、試料液体から分離しこれらの気体ま
たは蒸気から出口導管１２へと流れる反応容器を形式す
る。気体分離器１０は図示したようにフーロ注入装置の
一部であり、上記の独国特許出願第３７　２３　１７８
号に説明がある。

出口導管１２は、上から底部付近へと下方へ第１の洗壜
１４中に案内される。密封された洗壜１４の上方の側か
ら、出力導管１６がでていて、出力導管１６は上から底
部付近へと下方へ第２の洗壜１８中に案内される。密封
された第２の洗壜１８の上方の側から、出力導管２０が
でていて、出力導管２０は乾燥チューブ２２の一端に案
内される。チューブ２４が乾燥チューブ２２の他端から
出ている。このチューブ２４は測定キュベツト２６に案
内される。

金ネット２８がこのチューブ２４の中に設けられている
。金ネット２８はリフレクタ−３４を有するランプ３０
により加熱される。通常は、２個のそのようなランプが
設けられている。説明上、ここでは１つのランプ示すも
のとする。チューブ２４は石英チューブである。ランプ
３０からの熱輻射はほぼ弱まることなくチューブの壁を
通り抜け、金ネット２８により吸収され得る。加圧空気
出口３８からの加圧空気流により、チューブ２４および
金ネット２８は加熱後とランプ３０のスイッチを切った
後、急速に冷却できる。

不活性キャリヤーガスたとえばアルゴンが、キャリヤー
ガス導管４０を通じて供給される。キャリヤーガスの圧
力は圧力制御器４２により調節される。圧力制御器４２
の下流で、閉止弁４４がキャリヤーガス導管４０に設け
られている。閉止弁４４はソレノイド弁である。閉止弁
４４を越えて、第１の分岐導管４６がキャリヤーガス導
管からででいる。第１の分岐導管４６は、金ネット２８
の上流で、すなわち、乾燥チューブ２２と金ネット２８
との間で、チューブ２４に開いている。レストリクター
４８が分岐導管４６に設けられている。

レストリクターは、閉止弁４４を開いているとき、１分
当たり約７５ミリリツターの比較的少量のキャリヤーガ
スが分岐導管を通って流れるように設計されている。

第２の分岐導管５０が閉止弁４４の下流でかつ第１の分
岐導管と平行にキャリヤーガス導管４０からでている。

第２の分岐導管５０には、閉止弁５２とレストリクター
５４とが設けられている。

レストリクター５４は、閉止弁４４および５２を開いて
いるとき、キャリヤーガスが第１の分岐導管４６のキャ
リヤーガス流よりも実質的に大きく第２の分岐導管を通
って流れるように設計されている。第２の分岐導管５８
のキャリヤーガス流は１分当たり約１０００ミリリツタ
ーである。

金ネット２８およびチューブ２４は加圧空気出口３８を
通ってでる加圧空気により冷却され得る。

加圧空気出口３８は、加圧空気導管（図示せず）に接続
されている。

測定光ｖＡ５６は測定キュベツト２６を長手方向に進む
ようになっている。測定光線５６は光源としての水銀ラ
ンプ５８からでている。測定光線は、測定キュベツト２
６を通り、検出器として働く倍率器（ｍｕｌｔｉｐｌｉ
ｅｒ）　６０を直接、すなわち、モノクロメータ−を通
ることなく、照射する。

通常は石英からなる測定キュベツトはソレノイド６６の
極片６２と６４との間に位置している。

参照数字６８は、ソレノイド６６の巻き線を示している
。測定キュベツトの長手方向でかつ測定光線５６と平行
に極片６２と６４との間でソレノイドにより電界が発生
する。ソレノイドは周期的にスイッチが入れられたり切
られたりするようになっている。

説明した装置は次のように働く 水銀が分析されているとき、水銀はアマルガム法により
蓄積し、反応容器に入ったガス（水銀蒸気）は乾燥チュ
ーブ２２およびチューブ２４とを通り流れなければなら
ない。このガスは金ネット２８を通って流れる。金ネッ
トは加熱されず、後記するようにして前に行った分析に
より冷却される。したがって、水銀は、アマルガムとし
て金車ット２８の表面に結合し、蓄積する。水銀の十分
な蓄積が達成されると、金ネット２８はランプ３０のス
イッチを入れることにより加熱される。加熱により、ア
マルガムは分解され、水銀は、閉止弁４４を開いた後、
第１の分岐導管を通る比較的弱いキャリヤーガス流れに
より測定キュベツト２６へと運ばれる。よって、測定キ
ュベツト２６中への水銀蒸気の直接的な導入に関し、約
１０倍の濃度の増加が達成され、測定信号の対応する増
加がもたらされる。さらに、試料の他の妨害成分の影響
が減ぜられる。

測定後、増加したキャリヤーガス流れは閉止弁５２を開
（ことにより第２の分岐導管を経てチューブ２４を通る
ように送られる。よって、チューブ２４がすすがれる。

ランプ３０はスイッチが切られる。加圧空気出口３８か
らの加圧空気ジェットが金ネット２８の領域のチューブ
２４に向かって送られ、チューブ２・１および金ネット
２８を急速に冷却し、短時間後に、装置は冷却された金
ネット２８により次の分析に再び応じられる。

測定キュベットでの吸光の測定はスイッチの切られたソ
レノイド６６の磁界によりまず行われる。

したがって、特定吸光、非特定吸光および水銀ランプの
妨害放射を含む測定値がもたらされる。次に、吸光は、
ソレノイドのスイッチを入れて測定する。強實の差を求
める。特定の吸光だけが磁界により影響され得るので、
水銀によってのみ影響される純粋な吸光がもたらされる
。

説明した構成により、水銀に対する試料の分析用の簡単
で高価でない装置が作成できる。ソレノイド６６は非常
に狭い空気の間隙を有していても良い。これにより、小
さなエネルギーの要求がもたらされる。モノクロメータ
−のような鋭敏な光学要素を省略できる。し、たがって
、高価な調整を必要としない。装置は、比較的に軽量と
なり、また、携帯できるようにすら設計できる。そのよ
うな携帯可能な装置は、水銀が、危険な環境上の毒物な
ので非常に有用である。

小さな空気間隙を有する層の大きい厚さを達成するため
には、複数のソレノイドまたは極片を測定キュベツト上
に直列に配置することができる。

理論上、説明した方法は揮発性水素化物を形成する他の
元素にも使用できる。そのような場合、容器は加熱しな
くてはならない。

本発明のある特定の実施例を説明を目的として開示する
が、本明細書を検討すれば、その変更態様は本発明に関
係する当業者に明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

図面は、原子吸光測定による水銀の試料を分析する装置
を示していて、この装置では、水銀の蓄積がなされ、バ
ックグラウンド吸光または放射がゼーマン効果を用いる
ことによって抑えられている。 １０・　・試料から水銀または水素化物形成元素を追い
出す手段、１４・　・洗壜、２２・乾燥チューブ、２４
・ 測定チューブ、２６・ ・線放射光源、６０ 電磁石。 ・チューブ、２６・ ・測定キュベツト、５８・ ・検出器、６６・ 図面の浄書（内容に変更なし） 手 続 争甫 正 書（方式） ％式％ １、事件の表示 平成２年特許廓第１ ４０１０８号 ２゜ 発明の名称 原子吸光測定により水銀または水素化物形成元素を分析
する装置 ３゜ 補正をする者 事件との関係：特許出願人 名称：　ボーデンゼーヴエルク・パーキンエルマー・ゲ
ゼルシャフト・ミント へシェレンクテル・ハフラング ４、代理人 （１）特許出願人の代表者の氏名を記載した適正なｔｉ
ｌｌ書（２）適正な図面 （３）代理権を証明する書面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）水銀蒸気または揮発性水素化物を発生させ
   るため試料から水銀または水素化物形成元素を追い出す
   手段（１０）、 （ｂ）水銀または水素化物形成元素の共鳴線と共に測定
   光線（５６）を放射する線放射光源（５８）、 （ｃ）中に水銀蒸気または水素化物形成元素の蒸気を導
   入し、測定光線（５６）を通過させる測定キュベット（
   ２６）、 （ｄ）測定光線（５６）がモノクロメーターなしで直接
   当たる検出器（６０）および （ｅ）スイッチの入れ切りが行われる磁界の発生手段（
   ６６）であって、この磁界がゼーマン効果を用いること
   により測定キュベット（２６）内の原子蒸気の共鳴線と
   光源（５８）の放射スペクトル線の周期的相対的移動を
   起こさせる磁界の発生手段（６６） を含んでなる原子吸光測定により水銀または水素化物形
   成元素を分析する装置。
2. （２）水銀を蓄積させる装置であり該水銀を蓄積させる
   装置に水銀蒸気が通るようになっていて、少なくとも１
   つの洗壜（１４）と、該洗壜（１４）と直列に接続され
   た乾燥チューブ（２２）と、アマルガム生成金属からな
   るボデー（２８）を有するチューブ（２４）とを有して
   なる水銀を蓄積させる装置をさらに含む水銀を測定する
   特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）該測定キュベット（２６）が、電磁石（６６）の
   極片（６２、６４）に位置しスイッチの入れ切り行われ
   るように配置された、加熱されたチューブであり、測定
   光線が該測定キュベットを長手方向に通る特許請求の範
   囲第１項記載の装置。