JPH10318965A - Ｂｏｄバイオセンサ測定装置および同測定装置用標準溶液 - Google Patents
Ｂｏｄバイオセンサ測定装置および同測定装置用標準溶液Info
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- JPH10318965A JPH10318965A JP9125235A JP12523597A JPH10318965A JP H10318965 A JPH10318965 A JP H10318965A JP 9125235 A JP9125235 A JP 9125235A JP 12523597 A JP12523597 A JP 12523597A JP H10318965 A JPH10318965 A JP H10318965A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＢＯＤバイオセンサ測定装置には、グルコース
とＬ−グルタミン酸の等量混合液が校正用標準溶液とし
て用いられているが、標準溶液の調製後時間が経つと劣
化が進行して検量線の傾きが変化し、測定精度の低下の
原因となる。本発明はこの課題を解決し、精度の高いＢ
ＯＤバイオセンサ測定装置を提供することにある。 【解決手段】標準溶液としてグルコースとＬ−グルタミ
ン酸の等量混合液にアジ化ナトリウムを添加した水溶液
を使用する。これは標準溶液中への雑菌の繁殖やかび類
の発生を抑制して標準溶液が劣化しないために、ＢＯＤ
の測定値が長期間安定しており、長期間の連続測定など
が実施可能となった。
とＬ−グルタミン酸の等量混合液が校正用標準溶液とし
て用いられているが、標準溶液の調製後時間が経つと劣
化が進行して検量線の傾きが変化し、測定精度の低下の
原因となる。本発明はこの課題を解決し、精度の高いＢ
ＯＤバイオセンサ測定装置を提供することにある。 【解決手段】標準溶液としてグルコースとＬ−グルタミ
ン酸の等量混合液にアジ化ナトリウムを添加した水溶液
を使用する。これは標準溶液中への雑菌の繁殖やかび類
の発生を抑制して標準溶液が劣化しないために、ＢＯＤ
の測定値が長期間安定しており、長期間の連続測定など
が実施可能となった。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場、工
場、事業所などからの排水、および河川、湖沼などの環
境水域における検水を用いて、検水中の有機物汚染の尺
度である生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を、バイオセ
ンサにより測定する装置の校正用に用いる標準溶液の組
成に関する。
場、事業所などからの排水、および河川、湖沼などの環
境水域における検水を用いて、検水中の有機物汚染の尺
度である生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を、バイオセ
ンサにより測定する装置の校正用に用いる標準溶液の組
成に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＢＯＤは、２０℃、５日間という条件
で、好気性微生物によって検水中の有機物を資化する際
に消費される水中溶存酸素量をｍｇ／Ｌの単位で表した
ものであり、最も代表的な水質汚濁の指標として極めて
重要なものである。ＢＯＤは通常、日本工業規格（ＪＩ
Ｓ Ｋ０１０２）や、日本下水道協会の下水試験方法
（１９８４年）により、公定法として手分析によって測
定されている。
で、好気性微生物によって検水中の有機物を資化する際
に消費される水中溶存酸素量をｍｇ／Ｌの単位で表した
ものであり、最も代表的な水質汚濁の指標として極めて
重要なものである。ＢＯＤは通常、日本工業規格（ＪＩ
Ｓ Ｋ０１０２）や、日本下水道協会の下水試験方法
（１９８４年）により、公定法として手分析によって測
定されている。
【０００３】また、これら手分析によるＢＯＤ測定法と
は別に、簡便性、迅速性を特徴とするバイオセンサを用
いたＢＯＤの測定法があり、例えば特公昭６１−７２５
８号公報などに記載されている。このバイオセンサとし
て微生物を用いたＢＯＤバイオセンサ測定装置は、排水
中のＢＯＤを約２０〜４０分程度で測定することができ
る非常に有効なＢＯＤ測定方法であり、平成２年には日
本工業規格「ＪＩＳＫ３６０２：微生物電極による生物
化学的酸素要求量( ＢＯＤS ) 計測器」に採用され、既
に製品化、実用化されている。
は別に、簡便性、迅速性を特徴とするバイオセンサを用
いたＢＯＤの測定法があり、例えば特公昭６１−７２５
８号公報などに記載されている。このバイオセンサとし
て微生物を用いたＢＯＤバイオセンサ測定装置は、排水
中のＢＯＤを約２０〜４０分程度で測定することができ
る非常に有効なＢＯＤ測定方法であり、平成２年には日
本工業規格「ＪＩＳＫ３６０２：微生物電極による生物
化学的酸素要求量( ＢＯＤS ) 計測器」に採用され、既
に製品化、実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
微生物センサを用いたＢＯＤバイオセンサ測定装置は、
校正に用いる標準溶液の経時変化が大きいという問題点
がある。即ち、校正用標準溶液は、調製後に時間が経つ
と共に劣化が進行し、ＢＯＤとして測定される有機物の
濃度が減少してしまう。このため、調製後長時間置いた
標準溶液では、調整直後のものに比べてＢＯＤバイオセ
ンサ測定装置の出力が低下し、検量線の傾きが低下する
結果、検水の測定値が正常値より上昇し、また測定精度
が悪化してしまう。したがって、長期間連続的に測定を
続ける必要のある場合には、校正用標準溶液を新しく調
製し直したものに頻繁に交換しなければならない。これ
は測定装置の操作に手間がかかるということであり、ま
た測定精度も問題があるため、厳密にはこの測定装置で
は、長期間連続の測定ができないことになる。
微生物センサを用いたＢＯＤバイオセンサ測定装置は、
校正に用いる標準溶液の経時変化が大きいという問題点
がある。即ち、校正用標準溶液は、調製後に時間が経つ
と共に劣化が進行し、ＢＯＤとして測定される有機物の
濃度が減少してしまう。このため、調製後長時間置いた
標準溶液では、調整直後のものに比べてＢＯＤバイオセ
ンサ測定装置の出力が低下し、検量線の傾きが低下する
結果、検水の測定値が正常値より上昇し、また測定精度
が悪化してしまう。したがって、長期間連続的に測定を
続ける必要のある場合には、校正用標準溶液を新しく調
製し直したものに頻繁に交換しなければならない。これ
は測定装置の操作に手間がかかるということであり、ま
た測定精度も問題があるため、厳密にはこの測定装置で
は、長期間連続の測定ができないことになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】ＢＯＤ標準溶液の劣化を
防ぐという上記の問題を解決するために、本発明では、
アジ化ナトリウムを添加したグルコース・グルタミン酸
標準溶液をＢＯＤバイオセンサ測定装置用標準溶液とす
ることとする。このアジ化ナトリウムを従来のグルコー
ス・Ｌ−グルタミン酸等量混合溶液に添加することによ
って、標準溶液中での雑菌の繁殖や、かび類の発生を抑
制することができる。この結果、標準溶液中のＢＯＤ濃
度の低下が抑制され、精度の良いＢＯＤ測定が可能とな
る。さらに、標準溶液を調製し直す頻度も少なくでき、
長期間の連続測定にも適用が可能となる。
防ぐという上記の問題を解決するために、本発明では、
アジ化ナトリウムを添加したグルコース・グルタミン酸
標準溶液をＢＯＤバイオセンサ測定装置用標準溶液とす
ることとする。このアジ化ナトリウムを従来のグルコー
ス・Ｌ−グルタミン酸等量混合溶液に添加することによ
って、標準溶液中での雑菌の繁殖や、かび類の発生を抑
制することができる。この結果、標準溶液中のＢＯＤ濃
度の低下が抑制され、精度の良いＢＯＤ測定が可能とな
る。さらに、標準溶液を調製し直す頻度も少なくでき、
長期間の連続測定にも適用が可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をＢＯＤバイオセン
サ測定装置を用いた実施例にもとづき説明する。図１は
ＢＯＤバイオセンサ測定装置の要部構成の一例を示す模
式図である。この測定装置は、容器に貯蔵された測定、
校正、洗浄、緩衝用の５種類の溶液と、送液制御用の電
磁弁、送液ポンプ、エアポンプと、測定系としての微生
物センサ、恒温槽、熱交換器と、制御部、表示部、記録
計とから構成されている。
サ測定装置を用いた実施例にもとづき説明する。図１は
ＢＯＤバイオセンサ測定装置の要部構成の一例を示す模
式図である。この測定装置は、容器に貯蔵された測定、
校正、洗浄、緩衝用の５種類の溶液と、送液制御用の電
磁弁、送液ポンプ、エアポンプと、測定系としての微生
物センサ、恒温槽、熱交換器と、制御部、表示部、記録
計とから構成されている。
【０００７】図１において、同一組成で濃度の異なる２
種類の校正用標準溶液１Ａ、標準溶液１Ｂ、洗浄液２、
検水３、緩衝溶液４をそれぞれの容器に満たしておき、
制御部１４のプログラムに従って、標準溶液１Ａ、１
Ｂ、洗浄液２、測定検水３、のそれぞれの溶液の流路に
設けた電磁弁５Ａ〜５Ｄを切り替えて、選択した一種類
の溶液と、緩衝溶液４とを、送液ポンプ６Ａおよび６Ｂ
を用いて混合し、エアポンプ７からのエアにより送液中
の溶存酸素を飽和させる。
種類の校正用標準溶液１Ａ、標準溶液１Ｂ、洗浄液２、
検水３、緩衝溶液４をそれぞれの容器に満たしておき、
制御部１４のプログラムに従って、標準溶液１Ａ、１
Ｂ、洗浄液２、測定検水３、のそれぞれの溶液の流路に
設けた電磁弁５Ａ〜５Ｄを切り替えて、選択した一種類
の溶液と、緩衝溶液４とを、送液ポンプ６Ａおよび６Ｂ
を用いて混合し、エアポンプ７からのエアにより送液中
の溶存酸素を飽和させる。
【０００８】この時使用する校正用標準溶液１Ａと１Ｂ
は、ＪＩＳ Ｋ０１０２の手分析法および日本下水道協
会の下水試験方法で定められたＢＯＤ標準溶液であり、
グルコースとＬ−グルタミン酸の等量混合液である（以
下、従来の標準溶液と記載する）。この標準溶液は微生
物センサ１０の検量線の作成に用いられる。また、洗浄
液２は配管系に残った標準溶液１Ａ，１Ｂや検水３の洗
浄と、微生物センサ１０の出力を内生呼吸（餌の無い）
状態に戻すために用い、他の溶液を送液して測定が終了
する都度、洗浄液２を送って配管系を洗浄する。
は、ＪＩＳ Ｋ０１０２の手分析法および日本下水道協
会の下水試験方法で定められたＢＯＤ標準溶液であり、
グルコースとＬ−グルタミン酸の等量混合液である（以
下、従来の標準溶液と記載する）。この標準溶液は微生
物センサ１０の検量線の作成に用いられる。また、洗浄
液２は配管系に残った標準溶液１Ａ，１Ｂや検水３の洗
浄と、微生物センサ１０の出力を内生呼吸（餌の無い）
状態に戻すために用い、他の溶液を送液して測定が終了
する都度、洗浄液２を送って配管系を洗浄する。
【０００９】微生物センサ１０は、微生物を多孔質膜に
固定化した微生物膜１２と、溶存酸素電極１１およびフ
ローセル１３とから成り、測定時の溶液の温度を一定に
する熱交換器９と共に、設定温度に温度制御された恒温
槽８内に組込んである。溶存酸素が飽和状態の溶液は、
エアと共に恒温槽８内の熱交換器９を通過し、設定温度
に保たれた後、微生物センサ１０へ送られる。ここで、
多孔質膜に固定化された微生物と溶存酸素電極とによっ
て、送液された溶液中の有機物を資化する際に消費され
る溶存酸素量（呼吸量）に応じた電気信号（電圧または
電流）を出力する。この時、消費される溶存酸素量は測
定溶液中の有機物量と比例するので、あらかじめ２種類
の濃度既知のＢＯＤ標準溶液を測定して検量線を作成し
ておき、これに対して測定検水を測定したときの電気出
力信号を、制御部１４により比較、演算して測定検水の
ＢＯＤ濃度を算出し、一連のデータを表示部１５に表示
し、また記録部１４で印字する。
固定化した微生物膜１２と、溶存酸素電極１１およびフ
ローセル１３とから成り、測定時の溶液の温度を一定に
する熱交換器９と共に、設定温度に温度制御された恒温
槽８内に組込んである。溶存酸素が飽和状態の溶液は、
エアと共に恒温槽８内の熱交換器９を通過し、設定温度
に保たれた後、微生物センサ１０へ送られる。ここで、
多孔質膜に固定化された微生物と溶存酸素電極とによっ
て、送液された溶液中の有機物を資化する際に消費され
る溶存酸素量（呼吸量）に応じた電気信号（電圧または
電流）を出力する。この時、消費される溶存酸素量は測
定溶液中の有機物量と比例するので、あらかじめ２種類
の濃度既知のＢＯＤ標準溶液を測定して検量線を作成し
ておき、これに対して測定検水を測定したときの電気出
力信号を、制御部１４により比較、演算して測定検水の
ＢＯＤ濃度を算出し、一連のデータを表示部１５に表示
し、また記録部１４で印字する。
【００１０】制御部１４のプログラムは次の通りであ
る。最初に微生物センサ１０の出力を標準状態にするた
めに、洗浄液２を送り出すように電磁弁５Ｃを開く。標
準状態になった時や、既に標準状態になっている時に
は、電磁弁５Ａ、５Ｃ、５Ｂ、５Ｃがこの順で開いて、
２種類の濃度の標準溶液１Ａ、１Ｂや洗浄液２を送り、
校正のための測定と洗浄を行う。その後、原点とこの２
種類の校正値を用いて検量線を作成すると共に、データ
を表示部１５に表示し、また記録部１４で印字する。
る。最初に微生物センサ１０の出力を標準状態にするた
めに、洗浄液２を送り出すように電磁弁５Ｃを開く。標
準状態になった時や、既に標準状態になっている時に
は、電磁弁５Ａ、５Ｃ、５Ｂ、５Ｃがこの順で開いて、
２種類の濃度の標準溶液１Ａ、１Ｂや洗浄液２を送り、
校正のための測定と洗浄を行う。その後、原点とこの２
種類の校正値を用いて検量線を作成すると共に、データ
を表示部１５に表示し、また記録部１４で印字する。
【００１１】次に検水３を電磁弁５Ｄを開いて送液し、
濃度未知の検水３のＢＯＤ濃度を検量線から演算してデ
ータを表示部１５に表示し、また記録部１４で印字す
る。設定した回数の検水測定が終わり、センサ出力が標
準状態になった時点で再び校正を開始する。これらのそ
れぞれの測定の間には、必ず洗浄液２を送液して微生物
センサ１０の出力を内生呼吸状態に戻している。各バル
ブの開閉時間、および検水の測定回数などの設定は、プ
ログラムの調整で容易に変更することができる。
濃度未知の検水３のＢＯＤ濃度を検量線から演算してデ
ータを表示部１５に表示し、また記録部１４で印字す
る。設定した回数の検水測定が終わり、センサ出力が標
準状態になった時点で再び校正を開始する。これらのそ
れぞれの測定の間には、必ず洗浄液２を送液して微生物
センサ１０の出力を内生呼吸状態に戻している。各バル
ブの開閉時間、および検水の測定回数などの設定は、プ
ログラムの調整で容易に変更することができる。
【００１２】以上の構成の装置を用いて、従来のＢＯＤ
値３３ｍｇ／Ｌの標準溶液を連続して測定した結果を図
２の破線に示す。図２では、本発明の標準溶液との差を
明確にするために初期のセンサ出力で規格化した値とセ
ンサ連続運転日数との関係で示した。破線で示した従来
の標準溶液では、４日目から劣化によるセンサ出力低下
が始まり、９日目で初期のセンサ出力の５０％以下に減
少してしまうことがわかる。一方、本発明の１ｍＭ−ア
ジ化ナトリウムを添加したＢＯＤ３３ｍｇ／Ｌ標準溶液
を適用した場合は、図２の実線で示すように２０日以上
経過してもセンサ出力は初期の７０％以上を保持してい
る。
値３３ｍｇ／Ｌの標準溶液を連続して測定した結果を図
２の破線に示す。図２では、本発明の標準溶液との差を
明確にするために初期のセンサ出力で規格化した値とセ
ンサ連続運転日数との関係で示した。破線で示した従来
の標準溶液では、４日目から劣化によるセンサ出力低下
が始まり、９日目で初期のセンサ出力の５０％以下に減
少してしまうことがわかる。一方、本発明の１ｍＭ−ア
ジ化ナトリウムを添加したＢＯＤ３３ｍｇ／Ｌ標準溶液
を適用した場合は、図２の実線で示すように２０日以上
経過してもセンサ出力は初期の７０％以上を保持してい
る。
【００１３】このような標準溶液の劣化の原因として考
えられるものに、標準溶液中への雑菌の繁殖やかび類の
発生が考えられる。雑菌の繁殖やかび類の発生を抑制す
るものにはアジ化ナトリウム、銅錯塩（ボルドー液）、
サリチル酸、多硫化カルシウムがあるが、本発明者らは
アジ化ナトリウムについてはＢＯＤバイオセンサの微生
物膜に用いる微生物である前述のＪＩＳ Ｋ３６０２で
既定されている酵母菌トリコスポロン・クタネウムに対
する影響を与えないことを実験により確認している。こ
のため、アジ化ナトリウムがＢＯＤ標準溶液の劣化の抑
制に効果があると認められる。
えられるものに、標準溶液中への雑菌の繁殖やかび類の
発生が考えられる。雑菌の繁殖やかび類の発生を抑制す
るものにはアジ化ナトリウム、銅錯塩（ボルドー液）、
サリチル酸、多硫化カルシウムがあるが、本発明者らは
アジ化ナトリウムについてはＢＯＤバイオセンサの微生
物膜に用いる微生物である前述のＪＩＳ Ｋ３６０２で
既定されている酵母菌トリコスポロン・クタネウムに対
する影響を与えないことを実験により確認している。こ
のため、アジ化ナトリウムがＢＯＤ標準溶液の劣化の抑
制に効果があると認められる。
【００１４】
【発明の効果】ＢＯＤバイオセンサに用いる従来の標準
溶液は劣化の進行が早く、連続運転を行うためには３日
おき程度の頻繁な試薬交換が必要であり、また、間欠運
転を行う場合でも、測定精度を保つためには標準溶液の
交換が重要な項目となる。しかし、本発明の標準溶液を
適用すれば、標準溶液の劣化が低減されるので、標準溶
液の再調整や、交換の頻度を低減させ、長時間連続的に
安定な測定を実施することができる。
溶液は劣化の進行が早く、連続運転を行うためには３日
おき程度の頻繁な試薬交換が必要であり、また、間欠運
転を行う場合でも、測定精度を保つためには標準溶液の
交換が重要な項目となる。しかし、本発明の標準溶液を
適用すれば、標準溶液の劣化が低減されるので、標準溶
液の再調整や、交換の頻度を低減させ、長時間連続的に
安定な測定を実施することができる。
【図１】ＢＯＤバイオセンサ測定装置の要部構成の一例
を示す模式図
を示す模式図
【図２】本発明の標準溶液と従来の標準溶液を適用した
場合のＢＯＤバイオセンサ測定装置の出力比較図
場合のＢＯＤバイオセンサ測定装置の出力比較図
１Ａ： 校正用標準溶液Ａ １Ｂ： 校正用標準溶液Ｂ ２： 洗浄液 ３： 検水 ４： 緩衝溶液 ５Ａ〜５Ｄ： 電磁弁 ６Ａ〜６Ｂ： 送液ポンプ ７： エアポンプ ８： 恒温槽 ９： 熱交換器 10： 微生物センサ 11： 溶存酸素電極 12： 微生物膜（酵母菌トリコスポロン・クタ
ネウム） 13： フローセル 14： 制御部 15： 表示部 16： 記録計 17： 排水
ネウム） 13： フローセル 14： 制御部 15： 表示部 16： 記録計 17： 排水
Claims (3)
- 【請求項１】バイオセンサを利用して水中のＢＯＤを測
定する装置において、校正に使用する標準溶液が、グル
コース・Ｌ−グルタミン酸等量混合溶液にアジ化ナトリ
ウムを添加することを特徴とするＢＯＤバイオセンサ測
定装置。 - 【請求項２】請求項１において、バイオセンサが微生物
センサであり、酵母菌トリコスポロン・クタネウムを固
定化した微生物膜と、溶存酸素電極と、フローセルとか
ら成るＢＯＤバイオセンサ測定装置。 - 【請求項３】グルコース・Ｌ−グルタミン酸等量混合溶
液にアジ化ナトリウムを添加することを特徴とするＢＯ
Ｄバイオセンサ測定装置用標準溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9125235A JPH10318965A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | Ｂｏｄバイオセンサ測定装置および同測定装置用標準溶液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9125235A JPH10318965A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | Ｂｏｄバイオセンサ測定装置および同測定装置用標準溶液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318965A true JPH10318965A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14905156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9125235A Withdrawn JPH10318965A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | Ｂｏｄバイオセンサ測定装置および同測定装置用標準溶液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10318965A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001004626A1 (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-18 | Korea Institute Of Science And Technology | An electrochemical method for enrichment of microorganism, a biosensor for analyzing organic substance and bod |
| KR20030003849A (ko) * | 2001-07-04 | 2003-01-14 | 주식회사 에코아이티이십일 | 구리 전극을 포함하는 화학적 산소요구량 측정용 전기화학센서 및 상기 센서를 이용한 화학적 산소요구량 측정 방법및 그 자동 분석 시스템 |
| CN103308575A (zh) * | 2013-05-27 | 2013-09-18 | 中粮生化能源（龙江）有限公司 | 一种生物传感分析仪测定谷氨酸含量的检测方法及用途 |
| CN116794131A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-22 | 南开大学 | 一种bod实时在线监测装置 |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP9125235A patent/JPH10318965A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001004626A1 (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-18 | Korea Institute Of Science And Technology | An electrochemical method for enrichment of microorganism, a biosensor for analyzing organic substance and bod |
| KR20030003849A (ko) * | 2001-07-04 | 2003-01-14 | 주식회사 에코아이티이십일 | 구리 전극을 포함하는 화학적 산소요구량 측정용 전기화학센서 및 상기 센서를 이용한 화학적 산소요구량 측정 방법및 그 자동 분석 시스템 |
| CN103308575A (zh) * | 2013-05-27 | 2013-09-18 | 中粮生化能源（龙江）有限公司 | 一种生物传感分析仪测定谷氨酸含量的检测方法及用途 |
| CN116794131A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-22 | 南开大学 | 一种bod实时在线监测装置 |
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