JP2000500858A - ガス中の揮発性物質を分析するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ガス中、特に空気中の揮発性成分の自動分析用の方法及び装置に関する。当該方法は、ａ）被分析ガスを吸収及び任意に反応溶液内を通過させ；及びｂ）溶液をクロマトグラフィー法によって分析する連続工程を包含してなる。本発明によれば、吸収及び任意に反応溶液は、容器（８）の底部のくぼみ（６）内に配置され、被分析ガスと反応されたところで、カニューレによって取り出され、分析に供される。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス中の揮発性物質を分析するための方法及び装置 本発明は、ガス中、特に空気中の揮発性物質を自動的に分析するための方法及び 装置に係り、該方法は、ａ）被分析ガスを吸収又は反応溶液中を通過させ、ｂ） 該溶液をクロマトグラフィー法によって分析する連続工程を包含してなる。 このような方法及び装置は公知である：定期雑誌「INSTRUMENTATION SCIENCE Cammannの論文「空気中の酸化窒素、アルデヒド及びケトンの同時測定のための 自動化、準連続的方法の開発」はこの種の方法を開示する。この方法によれば、 被分析ガスは、ほぼ完全に反応溶液を充填した容器（インピンジャー）を通過さ れ、その際、ガスは溶液を通って上方に泡立つ。所定の時間後、溶液の一部を、 ダクトを介して蠕動ポンプによってクラマトグラフィーに送ると共に、残りの溶 液を容器から取出す。ついで、容器を清浄化し、次の分析サイクルのために新た な溶液を充填する。これら工程のすべてが順次プログラムによって自動的に管理 、制御される。 この方法の主な課題は、特に下記の影響により感度が低いことである。 ａ）一般的に使用されている２つのクロマトグラフィー法、すなわち、高分解 能液体クロマトグラフィー法（HPLC）及びキャビラリーガスクロマトグラフィー 法（CGC）による分析では、吸収又は反応溶液の各約２０μｌのみをクロマトグ ラフィーカラムに注入すればよい。液体容積が約２０ｍｌであるとすると、これ はサンプル全体の容積のわずか１％以下に当たり、感度のロスを意味する。 ｂ）容積数ｍｌを有する吸収又は反応容器を、高感度測定に必要な程度まで適 正な費用で清浄化することは不可能である。従って、記憶効果が高い。この記憶 効果は、接触後、被分析溶液がクロマトグラフィーに向かって流動、通過される ダクトによってさらに増大される。この理由のため、このダクトも、各分析サイ クル後、清浄化されなければならない。さらに、このダクトの長さが容器の容積 の低限を課するものであるため、容器の容積を任意に低減させることはできない 。このように、各サイクルにおいて、溶液２０ｍｌがクロマトグラフィーに送給 されなければならない。これらの条件下において、５０ppbまでのホルムアルデ ヒ ド濃度が測定されなければならなかった。 断熱の改良、及び家具工業における及び壁紙及びカーペットを設置するための 有害な接着剤の使用により、閉鎖された部屋については汚染がますます増大され ることになるため、低コストでの測定及びより低い汚染物濃度、特に５０ppbよ り低い濃度範囲のホルムアルデヒド濃度の監視に関する要求が生じている。 従って、本発明の目的は、被分析ガスサンプルの抽出、このサンプルの反応溶 液中での吸着及び最後にこの溶液の分析を行う一連の分析サイクルを全自動式で 実現することを可能にし、非常に低い濃度の汚染物、たとえば１μｇ／ｍ³又は 約０.８ppbのホルムアルデヒド濃度の測定を実施できる新規な方法及び装置を提 供することにある。 この目的は、本発明に従い、請求項１に記載された方法によって達成される。 この方法を実施するための装置は請求項３によって特徴づけられる。当該方法の 好適な具体例の特徴については請求項２を参照する。 次に、好適な一具体例及び添付図面（反応溶液が被分析ガスと接触される反応 容器を概略的にかつ断面として示す）によって、本発明を詳細に説明する。 本発明を、周囲空気中のホルムアルデヒドの検出の枠内で説明するが、本発明 は、空気又は他の支持ガス中の他の物質、特に汚染物にも適用される。 分析されるべき部屋１の空気を、吸引ポンプ２によって反応容器３を通って吸 引する。この容器のガス入口４及びガス出口５は、被分析ガスが細いパイプ１０ を通って、容器の底部の小さいくぼみ６内に収容された吸収及び反応溶液中に注 入されるように配置されている。入口及び出口は、パイプ１０がくぼみ６に向か って直線的に延びるように水平方向に又は傾斜したラインに沿って配置される。 このくぼみの上方で容器は隔壁７で閉止され、この隔壁を通ってカニューレ８ が容器内に侵入できる。たとえば、容器は被分析ガス及び反応溶液に対して不活 性なガラス製である。カニューレには、移動システム９（ここでは、ピストンタ イプの注射器として象徴的に図示しているが、現実には、移動システムは、自動 化され、所定量の反応生成物及び清浄化液を容器内に注入し、又は自動化液体ク ロマトグラフィーカラムに移すために、所定量の接触された反応溶液を容器から 抽出できるものである）が組合されている。移動システム及び分析カラム自体は 公知のものであり、たとえば、島津製作所によってSIL−７Ａとして市販されて いるものである。この市販の装置では、それぞれ分析サンプルが充填された複数 個の試験管が、自動順次コントローラーの制御下で分析される。カニューレは管 の隔壁を通って侵入し、サンプルを抽出し、液体クロマトグラフィーカラムにサ ンプルを移し、ここで、サンプルが適宜の検出器によって別々に分析される。カ ニューレの清浄化後、次の試験管が処理される。 本発明による装置は、好ましくは次のように作動される。初めに、移動システ ムがカニューレ８を介して一定量の清浄化液を供給タンク（図示していない）か ら取出し、この液を反応容器３に注ぐ、吸引ポンプを作動させることによって、 内部表面全体がすすがれるように清浄化液を容器内に分配させる。次に、装置に おいて、カニューレ８を介して一定量のジニトロフェニルヒドラジンの酸溶液を くぼみ内に入れる。その後、空気又はガスサンプルを注入する。場合に応じて数 秒、数分又は数時間接触させた後、被分析ガスの注入を中止する。次の工程は、 カニューレ８を介する溶液の完全な取出し及び汚染物の内容の測定を行う液体ク ロマトグラフィーカラムのドーシングシステムへの移動で構成される。これがサ イクルの終点であり、上述の如く、カニューレ及び反応容器を清浄化し、くぼみ ６に新たな反応溶液を入れ、再びカニューレ８を清浄化することによって新たな サイクルが開始される。 くぼみには、極めて少量、たとえば、わずか１０〜１００μｌの反応溶液が入 れられ、接触後、カニューレを介してクラマトグラフィーにすべてが移される。 この少量の溶液のため（クロマトグラフィーに向かうダクトが存在しないこと及 びカニューレを介して直接移動させることによって可能になった）、溶液中の汚 染物の濃度がより高くなり、容器及びカニューレの清浄化がほとんど煩雑ではな く、その結果、記憶効果が、たとえば１μｌ／ｍ³又はそれ以下の範囲のホルム アルデヒド濃度の繰返し可能な測定が達成される程度まで低減される。 ヒトの介存なく全サイクルが実施されるため、移動システムの好適なプログラ ミングによって広範な分析要求を満足できる。 これは、たとえば、反応溶液の種類及び量と共に、接触期間に関して及び場合 によっては２つの連続するサンプルの抽出の間の待機時間に関して明らかである 。 このように、複雑な及び変更可能な測定プログラムがプレプログラム化され、ヒ トの介存なく自動的に実施される。 本発明による装置は、上述のインジェクターSIL−７Ａを、当該インジェクタ ーから複数個の試験管を収容するためのラックを単に取除くことによって及びこ れに代わって、図面に示した反応容器を所定の位置に装着することによって変更 することにより実現される。ついで、移動システムは、それぞれラック内におい て連続分析を待っている複数個の試試験の代わりに、この位置に及び清浄化液用 及び吸収及び反応溶液又はその成分用のタンクにのみ案内されなければならない 。本発明の枠内では、１以上の反応容器３の使用、特に交互に作動される２つの 反応容器（これらの内の１つは接触段階にあり、他は次の接触のための準備段階 にある）の使用が予測される。これにより、実質的に中断することなく、部屋内 又は外部環境中の空気の監視が可能となる。 本発明は、詳細に示した装置及び相当する方法に限定されない。このように、 本発明による装置によって、ホルムアルデヒド以外の他の汚染物（たとえば、ア セントアルデヒド、アクロレイン及びアセトン）を検出でき、さらに、これら汚 染物は空気以外の支持ガス中に含有されていてもよい。場合によっては、反応生 成物はジニトロフェニルヒドラジン以外の組成物であってもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）被分析ガスを場合により吸収又は反応溶液内を通過させ、ｂ）該溶液を クロマトグラフィー法によって分析する連続工程を包含してなるガス中の揮発性 物質を自動的に分析する方法において、前記吸収又は反応溶液を反応容器のくぼ みに収容し、被分析ガスとの接触後、カニューレを介して容器から完全に取出し 、ついで該溶液を分析することを特徴とする、ガス中の揮発性物質の自動分析法 。 ２．溶液中の反応生成物がジニトロフェニルヒドラジンである。請求項１記載の 方法。 ３．請求項１記載の方法を実施するための装置において、反応容器（３）は底部 に反応溶液用のくぼみ（６）を有し、かつ上方端で、前記くぼみに対向して隔壁 （７）により閉止されると共に、該隔壁を通ってカニューレ（８）がくぼみに侵 入できること；被分析ガスのための容器（３）への入口が、くぼみに浸漬された パイプ（１０）内で終わっており、一方、吸引ポンプ（２）に接続された出口（ ５）が前記くぼみの上方に横方向で配置されていること；及びカニューレ（８） が、プログラムの制御下で、清浄化液を容器に注入し、その後、この液を排出し 、次の分析のために反応容器に所定量の新たな溶液又はその成分を注入する公知 の自動化移動システムの部材であることを特徴とする、自動分析装置。