塩素測定器とは
塩素測定器とは、主に残留塩素の測定に用いられている測定機器です。
残留塩素計、残留塩素測定器ともよばれます。カラーチャートで簡単に塩素濃度を測る製品なども、これらの製品に含めることがあります。
水道水の残留塩素の測定やプールの塩素濃度の測定など、塩素測定器が使用される場面は幅広いです。
塩素測定器の使用用途
各用途によって、計測する塩素濃度のレンジや精度が異なります。計測する塩素濃度が十分な精度で計測できる塩素測定器を使用することが重要です。
なお、塩素測定器の主な用途は以下の通りです。
- 水道水の残留塩素濃度が水道法を遵守しているかの測定する場合
- 野菜、果物、卵などの洗浄水の濃度管理
- 遊泳用プールの塩素濃度が衛生基準に従っているかを測定する場合
- 産業用装置やクーリングタワー等、様々な所で殺菌・消毒用に使われている塩素濃度を測定したり、工場用水の管理を行ったりする場合
- 福祉施設、厨房、給食施設での衛生管理
- 公衆浴場でのレジオネラ菌対策として塩素濃度を測定する場合
- 浄化槽の残留塩素濃度が条件を見対しているかを測定する場合
- 原子力発電所、火力発電所において、海洋に戻す冷却水の残留塩素濃度を測定する場合
塩素測定器の原理
塩素測定器の測定原理には、主に、ジエチルパラフェニレンジアミン法 (DPD法) 、吸光光度式、ポーラログラフ (電流) 式などがあります。
1. ジエチルパラフェニレンジアミン法 (DPD法)
図1. 比色式の塩素測定器のイメージ
ジエチルパラフェニレンジアミン法 (DPD法) とは、DPDの化学反応を利用して比色定量で塩素を測定する方法です。この方法は、法令で規定されている公定法でもあります。
図2. DPD法の反応機構
DPD (ジエチルパラフェニレンジアミン) は塩素によって酸化されると、無色のキノンジイミンを経由した後に更に未反応のDPDと反応し、N,N-ジエチル-セミキノン中間体を生じて桃赤色に呈色する性質があります。この原理によって比色管内で呈色した色濃度を、残留塩素標準比色列と比色することにより、残留塩素の濃度を決定する事が可能です。
なお、DPDは遊離残留塩素とは直ちに発色するものの、結合残留塩素との反応は遅い性質があります。遊離残留塩素と結合残留塩素を合わせた総残留塩素の濃度を決定するには、ヨウ化カリウムを添加して結合型を遊離型に変えることが必要です。
2. 吸光光度式
図3. 吸光光度式の塩素測定器のイメージ
吸光光度式では、DPD法において比色定量の代わりに吸光光度法を用いて機械的に読み取る方法です。通常、デジタル表示などで数値化して表示します。
3. ポーラログラフ (電流) 式
試料中にに2つの電極を静置して電圧をかけると、電極間に電流が流れます。このとき、残留塩素の濃度によって流れる電流量が変化します。ポーラログラフ式とは、この電流量を測定することにより、サンプル内の塩素濃度を測定する方法です。
海水中の残留塩素を測定する発電所向けの測定器では、ポーラログラフ式が採用されており、大型となっています。また、0～100ppbという極低濃度域の検出が可能です。
塩素測定器の種類
塩素測定器は、前述の測定原理では比色 (DPD) 式測定器、吸光光度式測定器、ポーラログラフ(電流)式測定器などの種類があります。DPD式の測定器でも、機器によっては超高濃度や全塩素測定はヨウ化カリウム試薬を用い、低濃度や遊離塩素測定にはDPD試薬を使用するなど、製品によって細かい測定原理が異なります。
一般的には比色式のものに小型で手軽なものが多いです。吸光光度式測定器の中にも持ち運び可能な小型なものがあります。無試薬で水道水やプールの残留塩素を測定可能な機器、次亜水濃度の測定も可能な機器や、高濃度を測定する機器など、製品にはそれぞれ特徴があり、用途に合わせたものを選択することが必要です。
測定範囲や分解能 (測定性能) によって、高性能/高価格なものから簡易性能/低価格なものまで各社から多くの製品がラインナップされています。