JPH0915200A - 電子活動度計 - Google Patents

電子活動度計

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JPH0915200A
JPH0915200A JP7188259A JP18825995A JPH0915200A JP H0915200 A JPH0915200 A JP H0915200A JP 7188259 A JP7188259 A JP 7188259A JP 18825995 A JP18825995 A JP 18825995A JP H0915200 A JPH0915200 A JP H0915200A
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JP
Japan
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electrode
potential difference
water
electronic activity
reference electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP7188259A
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English (en)
Inventor
Toshio Ogawa
俊雄 小川
Yoshikazu Hamazaki
嘉和 濱崎
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AIKEN KOGYO KK
Original Assignee
AIKEN KOGYO KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 農業、医療その他の分野において用いた際に
人体に無害な電解水の電子活動度peを簡易に測定する
ことができる電子活動度計(pe計)を提供することを
目的とする。 【構成】 請求項1により、検水2が充填された容器1
内に指示電極4と参照電極3を配置して電位差測定用の
電極とし、両電極間より検出された電位差を変換増幅回
路5を介してアナログ表示器6に伝送して電子活動度を
表示するようにした電子活動度計(pe計)を提供し、
請求項2により、検水2が充填された容器1内に指示電
極4と温度検出器8と参照電極3とを配置して電位差測
定用の電極とし、検出された電位差と、温度検出器8に
よって検出された検水の温度を変換増幅回路5、AD変
換回路9及び表示回路10を介してディジタル表示器1
1に伝送して電子活動度を表示するようにした電子活動
度計(pe計)を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、農業、医療、獣医畜
産、水産加工、環境衛生、厨房清掃等の分野における滅
菌、殺菌を含む消毒のための散布、流水、清掃のために
用いる強電解水の電子活動度peを測定するための電子
活動度計(pe計)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から農業用の消毒剤とか殺菌剤とし
て用いられる農薬は、有機塩素系、ジチオカーバメート
系、カルボン酸イミド系、安息香酸アニリド系、ベンズ
イミダゾール系、有機リン系、トリアゾール系、抗生物
質等があり、それらの詳細と使用方法については河野修
一郎著「日本農薬事情」(岩波書店、1990年発
行)、香月繁孝著「農薬便覧」(農山漁村文化協会、1
959年発行)等に記載されている。
【0003】他方で医療関係に用いられる消毒薬には、
手洗い用とか皮膚・粘膜消毒用、器具・機械消毒用、環
境その他(病室、手術室、寝具・リネン等)の消毒用、
感染症患者の滅菌・消毒、MRSA(黄色ブドウ状球
菌)の殺菌、医療廃棄物等の消毒等があり、それらの使
用法については日本病院薬剤師会編「消毒剤の使用指
針」(薬事日報社、1987発行)などに記載されてい
る。
【0004】一方、本発明者は先に強酸性電解水の殺菌
作用を電子活動度peの値で特定した高電子活性度を有
する殺菌水及びその生成方法を発明し、本願出願人によ
って特許出願を行っている。この電子活動度pe(ピー
イー)とは、電解水溶液中で活動する電子濃度[e-]
について10を底とする対数をとってマイナス記号をつ
けたもので、pe=−log[e-]で定義される。こ
れは基本的には水素イオン濃度[H+]から酸性度を表
すpH(ピーエッチ又はペーハー)が定義されるのと同
様の定義によるものである。peの値が大きい電解水は
電子の極端に不足した水である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記の強酸性電解水に
は無害で強力な殺菌作用のあることが認められている
が、強酸性電解水のどのような性質がこの殺菌作用を有
するかという理由について明らかでない。従来の説明で
は、上記の理由として、強酸性(pHの低い値)であ
ること、酸化還元電位が高いこと、添加した塩化物
から発生する次亜塩素酸の効果、電解水中に発生する
活性酸素の作用、という4つの説明がなされている。
【0006】これに対して本発明者は上記出願において
殺菌の原因は強酸性電解水の電子活動度peの値が高い
ことにあり、このような水は極端に電子の不足した水で
あって、このような電子不足の状態にある水に接するす
べての細菌類は、細胞壁の内外にかかっている電位差に
異常を生じて死滅にいたることを明らかとした。更に高
電子活動度を有する殺菌水の殺菌試験及び殺菌効果を具
体的に明らかにした。しかしこのような強電解水の電子
活動度peの概念は本発明者によって初めて導入された
ものであるため、これを測定する従来の技術は存在しな
い。
【0007】そこで本発明は上記に鑑みて、電解水の電
子の活動度peを簡易に測定することができる電子活動
度計(pe計)を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項1により、検水が充填された容器内
に指示電極と参照電極を配置して電位差測定用の電極と
し、両電極間より検出された電位差を変換増幅回路を介
してアナログ表示器に伝送して電子活動度を表示するよ
うにした電子活動度計を提供し、請求項2により、検水
が充填された容器内に指示電極と温度検出器と参照電極
とを配置して電位差測定用の電極とし、検出された電位
差と、温度検出器によって検出された検水の温度を変換
増幅回路、AD変換回路及び表示回路を介してディジタ
ル表示器に伝送して電子活動度を表示するようにした電
子活動度計を提供する。
【0009】請求項4により、検水中の前記参照電極と
指示電極間の電位差を、 EH=Eref−Eind・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 式に基づいて求め、電子活動度peを pe=(F/2.3RT)EH・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (F:ファラデーの定数,R:気体定数,T:絶対温
度,Eref:参照電極電位,Eind:指示電極電位)式に
基づいて求める構成を提供する。
【0010】
【作用】かかる請求項1記載の電子活動度計(pe計)
によれば、検水中に配置された参照電極と指示電極間よ
り検出された電位差が変換増幅回路に入力され、変換増
幅されてからアナログ表示器に伝送されて電子活動度が
外部に直接表示される。また請求項2記載の電子活動度
計(pe計)によれば、検水中に配置された参照電極と
指示電極間より検出された電位差が検出されると同時
に、温度検出器によって検水の温度が検出されて変換増
幅回路により温度補正と同時に増幅され、AD変換回路
によりディジタル信号に変換されてから表示回路を介し
てディジタル表示器に伝送され、電子活動度が外部に直
接表示される。
【0011】
【実施例】以下図面に基づいて本発明にかかる電子活動
度計(pe計)の具体的な実施例を説明する。先ず本実
施例で説明している電子活動度peの概念を説明する。
近時、水道水に食塩又は塩化カリウム等の電解物質を添
加した水を電気分解することによって得られる強電解水
が強い殺菌作用を持つことが分かり、種々の分野で利用
されている。この強電解水とは、酸・アルカリ度を表す
pHの値が約2.5の強酸性水と、このpHが約11.5
の強アルカリ水とがあり、病院での消毒用とか、農業分
野での農薬による悪影響を避けるために農薬に代えて野
菜とか果樹に伝染する病原菌の消毒用に用いられてい
る。
【0012】上記強電解水を生成する一例として、約
0.075%濃度の食塩水を電気分解すると、陽極(ア
ノード)側にpHが約2.5の強酸性電解水が得られ、
陰極(カソード)側にpHが約11.5の強アルカリ電
解水が得られる。基本的な化学反応式は以下の通りであ
る。 H2O=H+ +OH- (1) 2H+ +2e- =H2 (2) O2+2H2O+4e- =4OH- (3) NaCl=Na+ +Cl- (4) HCl=H+ +Cl- (5) 〔1/2〕Cl2+e- =Cl- (6) HOCl+H+ +e- =〔1/2〕Cl2+H2O (7) HOCl=H+ +OCl- (8) 即ち、食塩水を電気分解すると、水溶液中に水素イオン
[H+]、水酸化物イオン[OH-]、水素[H2]、酸
素[O2]のほかに、ナトリウムイオン[Na+]、塩素
イオン[Cl-]、塩素[Cl2]、次亜塩素酸[HOC
l]、次亜塩素酸イオン[OCl-]、塩酸[HCl]
が生成されるが、このような電解水中の成分がどのよう
な割合で存在しているのかは、水素イオン[H+]濃度
を表すpHと、電子[e-]の活動度を表すpeで表現
することができる。
【0013】図1は本発明にかかる電子活動度計(pe
計)の第1実施例を示すアナログ方式の概要図であり、
図中の1は容器であって、この容器1内に被測定物とし
ての検水2が充填されており、該検水2中に電位検出用
の電極としての参照電極3と指示電極4とが浸漬配置さ
れている。本例では参照電極3として銀−塩化銀電極が
採用され、指示電極4として白金電極が採用されてい
る。5は変換増幅回路、6はアナログ表示器である。
【0014】かかる第1実施例によれば、検水2中に配
置された参照電極3と指示電極4より検出された電位差
が変換増幅回路5に入力され、変換増幅されてからアナ
ログ表示器6に伝送されて電子活動度が外部に直接表示
される。
【0015】図2は本発明の第2実施例を示す温度補正
を加えたディジタル方式の概要図であり、検水2が充填
された容器1内には第1実施例と同様に銀−塩化銀電極
でなる参照電極3と白金電極でなる指示電極4とが配置
されており、他方に温度検出器8が浸漬されている。5
は変換増幅回路、9はAD変換回路、10は表示回路、
11はディジタル表示器である。
【0016】かかる第2実施例によれば、検水2中に配
置された参照電極3と指示電極4間より検出された電位
差が検出されると同時に、温度検出器8によって検水2
の温度が検出され、変換増幅回路5により温度補正と同
時に変換増幅され、AD変換回路9によりディジタル信
号に変換されてから表示回路10を介してディジタル表
示器11に伝送されて電子活動度が外部に直接表示され
る。
【0017】本実施例にかかる電子活動度の測定原理を
以下に説明する。先ず検水2中の電子e-の電子活動度
peは下記の(1)式で与えられる。 pe=−logαe-=−log[e-]・γe・・・・・・・・・・・・・・ ここでαe-:電子活量、γe:電子e-の活量係数
【0018】上記の電子活動度pe(ピーイー)とは、
電解水溶液中で活動する電子濃度[e-]について、1
0を底とする対数に電子e-の活量係数の積をとり、マ
イナス記号をつけたものである。このpeの値が大きい
電解水は、電子が極端に不足した水である。
【0019】水溶液中の電子(e-)の濃度が小さくて
「無限希釈」の状態にあると考えられる場合にはγe≒
1となる。この場合にはpeは電子濃度[e-](mol/l)
を用いて pe=−log[e-]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 式で近似させることができる。
【0020】標準水素電極を基準とする参照電極電位の
測定は次のとおりとなる。一般に水素電極の電極反応は 2H+ +2e-=H2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 式で与えられる。温度25℃、1気圧の標準状態におけ
る標準水素電極電位は EH0=0.00ボルト・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ と定義されている。標準水素電極を基準とした前記参照
電極3の電極電位Eは、 E=Eref−EH0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 式で与えられる。
【0021】標準水素電極で校正された参照電極を用い
たpeの測定は次のとおりとなる。即ちpeを測定しよ
うとする検水2中に前記参照電極3と指示電極4を浸漬
し、両電極3,4間の電位差を測定する。 EH=Eref−Eind・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 電子活動度peは pe=(F/2.3RT)EH・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (F:ファラデーの定数,R:気体定数,T:絶対温
度,Eref:参照電極電位,Eind:指示電極電位)この
式から式を用いてpeを求めることができる。
【0022】このような電子活動度peの値が大きい電
解水が何故強い殺菌力を有しているのかについて説明す
ると、殺菌の対象となる病原微生物には、B型肝炎ウイ
ルス(HBV)、エイズウイルス(HIV)、黄色ブド
ウ状球菌(MRSA)、大腸菌、サルモネラ菌、結核菌
等がある。これらのウイルスや細菌は細胞壁で囲まれた
単細胞の微生物で、1ミクロンから1/100ミクロン
程度の大きさをもっている。ウイルスの網目状の細胞壁
は鎧のようなものを着た状態になっており、これは細菌
だけにあって人間の細胞には存在しない。ウイルス自身
ではタンパク質の合成ができず、一定期間生きるための
生命部分と、子孫を増やすための情報、遺伝子因子をも
つ核酸からなり、他の生きている細胞の中で増殖する性
質をもっている。これらのウイルス又は細菌類の細胞壁
は植物や人間の細胞膜よりはずっと薄くできている。
【0023】これらウイルス又は細菌類の細胞壁には、
プロトン・ポンプと呼ばれるものがあって、細胞の中か
ら水素イオンを外に汲み出している。このため細胞壁の
内外に水素イオン濃度あるいは分布の差ができて電位差
が発生し、これによる電気力がウイルス又は細菌の活動
エネルギーに変換されている。これはプロトン駆動力と
呼ばれ、あらゆる生物に共通する基本的なエネルギー獲
得形式となっている。これらのことがらについては相沢
慎一著「原子が生命に転じるとき」(光文社、1993
年発行)に解説されている。
【0024】上記の細菌は、細胞壁から外に出ているベ
ン毛を動かして、ブラウン運動のような運動をする。こ
のベン毛を動かすエネルギーの元がプロトン駆動力であ
る。またこの細胞壁の内外電位差によって、細胞壁の内
外にナトリウム、カリウム、カルシウムなどのイオンを
取り込んだり汲み出したりして生命を保つ働きをしてい
る。
【0025】このようにウイルスや細菌の活動の根源
は、細胞壁の内外にかかる水素イオンの電気力による。
この電気力を用いて動き回っていることが細菌が生きて
いることの証拠になる。特別の場合を除いて運動の停止
は細菌の死滅を意味する。このようなウイルスや細菌
に、電子活動度peの値の大きい強電解水をかけると、
その極端に電子不足(pe大)と同時に水素イオン過剰
(pH小)の電気的な特徴によって、細胞壁の内外の電
位バランスが完全にくずれてしまい、細菌は一瞬のうち
に運動を停止する。高pe殺菌水の強い電気力によって
ウイルスや細菌の細胞壁に孔が開いたり、破裂したりし
て、内部の核(DNA)が溶け出す。本発明は強酸性電
解水の殺菌作用を確実に判断するために電子活動度pe
を直接的に測定することにより、強酸性電解水の殺菌性
を容易に判断することが可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる電
子活動度計(pe計)は、検水中に配置された参照電極
と指示電極間により検出された電位差が変換増幅回路に
入力され、変換増幅されてからアナログ表示器に伝送さ
れて電子活動度が直接表示され、更に参照電極と指示電
極間により検出された電位差が検出されると同時に、温
度検出器によって検水の温度が検出されて変換増幅回路
により温度補正と同時に変換増幅され、AD変換回路を
介してディジタル表示器に伝送されて電子活動度が外部
に直接表示されるので、特に強酸性電解水の電子活動度
値を簡易に測定することが可能となり、生成された高電
子活動度を有する電解水の殺菌性を容易に判断すること
ができる。
【0027】そして得られた電子活動度peの値の大き
な殺菌水の持つ極端な電子不足と水素イオン過剰の電気
的な特徴によってウイルスとか細菌の運動を一瞬のうち
に停止して大きな殺菌効果が得られ、特に農業用に用い
た場合でも従来の消毒剤、殺菌剤として用いられている
農薬のように農産物に残留することは全くないので、食
品衛生上及び人体に対する安全性は万全であり、医療用
として用いた場合であっても高活性度殺菌水の強い電気
力によってウイルスとか細菌の細胞壁に孔があいたり、
もしくは破裂により殺菌作用が高められ、普通の殺菌剤
である抗生物質とか化学薬品のように菌の宿主である植
物や人体に悪影響を与えることがなく、副作用の恐れが
ない。従って医療・獣医畜産・食品加工・環境衛生、家
庭衛生・厨房清掃など広範囲の分野における殺菌作用に
利用できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる電子活動度計(pe計)の第1
実施例を示す概要図。
【図2】本発明にかかる電子活動度計(pe計)の第2
実施例を示す概要図。
【符号の説明】
1…容器 2…検水 3…参照電極 4…指示電極 5…変換増幅回路 6…アナログ表示器 8…温度検出器 9…AD変換回路 10…表示回路 11…ディジタル表示器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検水が充填された容器内に指示電極と参
    照電極を配置して電位差測定用の電極とし、両電極間よ
    り検出された電位差を変換増幅回路を介してアナログ表
    示器に伝送して電子活動度を表示することを特徴とする
    電子活動度計。
  2. 【請求項2】 検水が充填された容器内に指示電極と温
    度検出器と参照電極とを配置して電位差測定用の電極と
    し、検出された電位差と、温度検出器によって検出され
    た検水の温度を変換増幅回路、AD変換回路及び表示回
    路を介してディジタル表示器に伝送して電子活動度を表
    示することを特徴とする電子活動度計。
  3. 【請求項3】 前記参照電極として銀−塩化銀電極を採
    用し、指示電極として白金電極を採用した請求項1又は
    2記載の電子活動度計。
  4. 【請求項4】 検水中の前記参照電極と指示電極間の電
    位差を、 EH=Eref−Eind・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 式に基づいて求め、電子活動度peを pe=(F/2.3RT)EH・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (F:ファラデーの定数,R:気体定数,T:絶対温
    度,Eref:参照電極電位,Eind:指示電極電位)式に
    基づいて求めることを特徴とする請求項1,2又は3記
    載の電子活動度計。
JP7188259A 1995-06-30 1995-06-30 電子活動度計 Pending JPH0915200A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235188B1 (en) 1998-07-23 2001-05-22 Omega Co., Ltd. Water pollution evaluating system with electrolyzer
US6617168B1 (en) 1998-01-08 2003-09-09 Omega Co., Ltd. Evaluation method and evaluation system of free hypohalous acid concentration

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6617168B1 (en) 1998-01-08 2003-09-09 Omega Co., Ltd. Evaluation method and evaluation system of free hypohalous acid concentration
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