全窒素の定量方法
【課題】亜硝酸イオンによるジアゾ化反応を利用し、検査水の全窒素を簡単な操作で高濃度の領域まで定量できるようにする。
【解決手段】検査水の全窒素の定量方法は、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加し、アルカリ性下において９０℃から検査水の沸騰温度までの温度で加熱する工程１と、工程１を経た検査水に対し、塩化バナジウム（III）と、亜硝酸イオンとの反応によりジアゾニウム塩を生成可能なジアゾ化試薬とを添加し、酸性下において加熱する工程２と、工程２を経た検査水について、ジアゾ化試薬による着色の吸光度または生成したジアゾニウム塩による着色の吸光度を測定することで亜硝酸イオン濃度を測定する工程３とを含んでいる。ジアゾ化試薬として、ケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物群および３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群からなる群から選ばれた化合物を用いる。
【解決手段】検査水の全窒素の定量方法は、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加し、アルカリ性下において９０℃から検査水の沸騰温度までの温度で加熱する工程１と、工程１を経た検査水に対し、塩化バナジウム（III）と、亜硝酸イオンとの反応によりジアゾニウム塩を生成可能なジアゾ化試薬とを添加し、酸性下において加熱する工程２と、工程２を経た検査水について、ジアゾ化試薬による着色の吸光度または生成したジアゾニウム塩による着色の吸光度を測定することで亜硝酸イオン濃度を測定する工程３とを含んでいる。ジアゾ化試薬として、ケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物群および３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群からなる群から選ばれた化合物を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全窒素の定量方法、特に、検査水の全窒素を定量するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒素は海洋水、湖沼水、河川水および地下水等の富栄養化に関わる原因物質の一つであることから、工場排水等での排出規制が設けられており、工場排水等は、環境への排出前に生態系の栄養源となるイオン状態の窒素（例えば、硝酸イオンや亜硝酸イオン）の定量が求められる。しかし、工場排水等は、イオン状態で窒素を含むだけではなく、各種の窒素化合物として窒素を含むのが一般的であり、この窒素化合物は環境への排出後に自然分解されることでイオン状態の窒素を発生する。このため、工場排水等は、窒素化合物から生成し得るイオン状態の窒素を含めた窒素の総量、いわゆる全窒素の定量が求められることが多い。
【０００３】
工場排水等の検査水に含まれる全窒素の定量の一形態では、検査水に含まれる窒素化合物を酸化分解により硝酸イオンへ変換した後にさらに還元して亜硝酸イオンへ変換する前処理をし、この前処理後の検査水に含まれる亜硝酸イオンを定量する。そして、亜硝酸イオンの定量結果を換算して全窒素濃度を求める。
【０００４】
検査水に含まれる亜硝酸イオンの定量方法として、亜硝酸イオンによるジアゾ化反応を利用した方法が知られており、そのような方法の公的なものとして日本工業規格（ＪＩＳ）において規定されたナフチルエチレンジアミン吸光光度法が知られている（非特許文献１）。この定量方法（以下、ＪＩＳ法という。）は、検査水に含まれる亜硝酸イオンが酸性下でスルファニルアミドと反応して生成するジアゾニウム塩をナフチルエチレンジアミンとカップリング反応させ、それにより生成するアゾ化合物による検査水の着色（発色）を吸光光度法により測定することで亜硝酸イオンを定量するものである。
【０００５】
しかし、ＪＩＳ法は、生成するアゾ化合物による検査水の着色が非常に鋭敏であって着色強度（モル吸光係数）が高まり過ぎることから、検査水における高濃度の亜硝酸イオンの正確な定量が困難であり、亜硝酸イオン濃度の測定可能範囲が０．０６〜０．６ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌに制限されている。この範囲の亜硝酸イオン濃度は全窒素に換算すると０．０２〜０．２ｍｇ［Ｎ］／Ｌ程度の微量範囲であることから、ＪＩＳ法は、全窒素の定量に適用するのが困難である。
【０００６】
特許文献１には、ＪＩＳ法に替わる亜硝酸イオンの定量方法として、ポルフィン核にアミノ基を有するポルフィリン化合物を検査水へ添加し、当該ポルフィリン化合物と亜硝酸イオンとの反応により生成するジアゾ基を有するポルフィリン化合物の吸光度または励起時の蛍光強度を測定する方法が記載されている。この方法は、ポルフィリン化合物のソーレ吸収帯がジアゾ基の生成により減少することを利用したもので、必要な反応はポルフィリン化合物と亜硝酸イオンとの反応だけであるから、ジアゾニウム塩の生成反応とカップリング反応との二段階の反応が必要なＪＩＳ法に比べて簡単な操作で亜硝酸イオンを定量可能である。しかし、この定量方法は、特許文献１の記載（特に、段落００２３）によると亜硝酸イオン濃度の測定可能範囲が０〜０．０１８ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌ程度であり、この範囲の亜硝酸イオン濃度は全窒素に換算すると０〜０．００６ｍｇ［Ｎ］／Ｌ程度の微量範囲でしかないことから、ＪＩＳ法と同じく全窒素の定量に適用するのが困難である。しかも、この定量方法は、特許文献１の記載（特に、段落００２３および図４）によると、ジアゾ基を有するポルフィリン化合物を生成させるために、検査水に含まれる亜硝酸イオンの２倍モル当量以上の多量のポルフィリン化合物を用いる必要があるため、不経済であり、定量の自動化装置を実現する上で装置の小型化を図るのが困難である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ０１０２、工場排水試験方法（２００８） ４３．１．１
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−８９７８１号公報（特許請求の範囲、段落００１２、００１６および００２３並びに図４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、亜硝酸イオンによるジアゾ化反応を利用し、検査水の全窒素を簡単な操作で高濃度の領域まで定量できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、検査水の全窒素を定量する方法に関するものであり、この方法は、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加し、アルカリ性下において加熱する工程１と、工程１を経た検査水に対し、塩化バナジウム（III）と、亜硝酸イオンとの反応によりジアゾニウム塩を生成可能なジアゾ化試薬とを添加し、酸性下において加熱する工程２と、工程２を経た検査水について、ジアゾ化試薬による着色の吸光度および生成したジアゾニウム塩による着色の吸光度のうちの少なくとも一つの吸光度を測定することで亜硝酸イオン濃度を測定する工程３とを含んでいる。この方法では、ジアゾ化試薬として、ケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物群および３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群からなる群から選ばれた化合物を用いる。
【００１１】
工程１では、例えば、検査水を９０℃から沸騰温度までの温度で加熱する。
【００１２】
本発明の定量方法の一形態では、例えば、工程３の前に、工程２を経た検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程をさらに含み、かつ、工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する。
【００１３】
本発明において用いられる芳香族第一級アミン化合物群は、通常、オルト位若しくはパラ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第１群と、メタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群とからなる。第１群は、例えば、１−アミノアントラキノン、２−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム、ｐ−ニトロアニリン、２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンおよび１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムからなり、第２群は、例えば、３’−アミノアセトフェノンおよび３−アミノベンゾフェノンからなる。
【００１４】
一方、３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群は、例えば、３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンおよび２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンからなる。
【００１５】
この定量方法の他の一形態では、工程２においてジアゾ化試薬を第１群から選択し、かつ、工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する。この場合、工程２において、塩化バナジウム（III）およびジアゾ化試薬とともに、検査水に対してアルコール系化合物並びに次亜りん酸およびその塩からなる化合物群から選択された少なくとも１種の化合物をさらに添加するのが好ましい。
【００１６】
この定量方法のさらに他の一形態では、工程２においてジアゾ化試薬を第２群から選択し、かつ、工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する。
【００１７】
この定量方法のさらに他の一形態では、工程２においてジアゾ化試薬を３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群から選択し、かつ、工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する。
【００１８】
工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する上記各形態の定量方法においては、通常、工程２を経た検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程をさらに含むのが好ましい。
【００１９】
この定量方法のさらに他の一形態では、工程２においてジアゾ化試薬を第２群から選択し、かつ、工程３においてジアゾニウム塩による着色の吸光度を測定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る全窒素の定量方法は、上述の工程を含むものであるため、亜硝酸イオンによるジアゾ化反応を利用したものでありながら、検査水の全窒素を簡単に高濃度の領域まで定量することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１で測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図２】実施例１で作成した検量線を示す図。
【図３】実施例２で測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図４】実施例２で作成した検量線を示す図。
【図５】実施例３で測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図６】実施例３で作成した検量線を示す図。
【図７】実施例４で測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図８】実施例４で作成した検量線を示す図。
【図９】参考例１Ａで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図１０】参考例１Ａで作成した検量線を示す図。
【図１１】参考例１Ｂで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図１２】参考例１Ｂで作成した検量線を示す図。
【図１３】参考例１Ｃで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図１４】参考例１Ｃで作成した検量線を示す図。
【図１５】参考例１Ｄで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図１６】参考例１Ｄで作成した検量線を示す図。
【図１７】参考例１Ｅで作成した検量線を示す図。
【図１８】参考例１Ｆで作成した検量線を示す図。
【図１９】参考例１Ｇで作成した検量線を示す図。
【図２０】参考例１Ｈで作成した検量線を示す図。
【図２１】参考例１Ｉで作成した検量線を示す図。
【図２２】参考例１Ｊで作成した検量線を示す図。
【図２３】参考例１Ｋで作成した検量線を示す図。
【図２４】参考例１Ｌで作成した検量線を示す図。
【図２５】参考例１Ｍで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図２６】参考例１Ｍで作成した検量線を示す図。
【図２７】参考例１Ｎで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図２８】参考例１Ｎで作成した検量線を示す図。
【図２９】参考例１Ｏで作成した検量線を示す図。
【図３０】参考例１Ｐで作成した検量線を示す図。
【図３１】参考例１Ｑで作成した検量線を示す図。
【図３２】参考例１Ｒで作成した検量線を示す図。
【図３３】比較例１で作成した検量線を示す図。
【図３４】参考例２Ａで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３５】参考例２Ｂで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３６】参考例２Ｃで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３７】参考例２Ｄで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３８】参考例３Ａで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３９】参考例３Ｂで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図４０】参考例３Ｃで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の方法により全窒素を定量可能な検査水は、特に限定されるものではないが、通常は工場排水や生活排水等の窒素の排出規制が設けられている排水の他、海洋水、湖沼水、河川水および地下水等の天然水であり、窒素化合物を含む可能性のあるものである。但し、本発明の定量方法は、窒素化合物を含まない検査水に対して適用することも可能である。
【００２３】
検査水の全窒素を定量する際には、先ず、所定量の検査水を採取し、この検査水に含まれる窒素化合物を酸化分解することで当該窒素化合物を構成する窒素を硝酸イオンへ変換するための前処理をする（工程１）。なお、検査水に当初から含まれる亜硝酸イオンは、この工程において併せて酸化され、一度硝酸イオンへ変換される。また、検査水に当初から含まれる硝酸イオンは、この工程において、そのまま硝酸イオンとして維持される。
【００２４】
この工程では、ペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を用い、アルカリ性下において窒素化合物を酸化分解する。ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩を用いた方法は、例えば、日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ０１０２ 「工場排水試験方法（２００８）」の４５．２に挙げられた「紫外吸光光度法」において、窒素化合物を硝酸イオンへ変換するための方法として記載されており、この記載に従って実行することができる。但し、この「紫外吸光光度法」による方法は、ペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加した検査水をアルカリ性下において１２０℃で３０分間加熱することから、その操作において蒸気滅菌装置やオートクレーブのような耐圧反応器を用いる必要がある。このため、当該方法は、本発明の定量方法の自動化を想定したとき、自動化装置の複雑化を招くことになることから支障がある。
【００２５】
そこで、本発明の定量方法は、自動化を想定したとき、上述の「紫外吸光光度法」において規定の方法を、耐圧容器を用いずに実行できるように改変するのが好ましい。具体的には、工程１では、検査水にペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加し、アルカリ性下(好ましくはｐＨ１０以上のアルカリ性下)において、９０℃から検査水が沸騰する温度まで（好ましくは１００℃以下）の温度範囲で加熱するのが好ましい。
【００２６】
ここで用いられるペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、通常、ペルオキソ二硫酸カリウムまたはペルオキソ二硫酸ナトリウムである。ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、通常、水溶液として検査水へ添加するのが好ましい。また、ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩を添加した検査水は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウムまたは水酸化バリウムなどのアルカリ性水溶液を別途添加することでアルカリ性に調整することができる。なお、ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、このようなアルカリ性水溶液の溶液として検査水へ添加することもでき、この場合、検査水は、アルカリ性水溶液を別途添加しなくてもアルカリ性に調整され得る。
【００２７】
ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、検査水に含まれる窒素化合物の全量を十分に酸化分解可能なように添加量を設定するのが好ましいが、あまり過剰に添加すると、未反応のペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩が検査水に残留し、それが後記する工程２において誤発色を引き起こす可能性がある。特に、この工程において９０℃から検査水が沸騰する温度まで（好ましくは１００℃以下）の温度範囲で検査水を加熱する場合、未反応のペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩が検査水に残留しやすい。このため、アルカリ性に調整後の検査水におけるペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩の濃度は、通常、０．５〜２０ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、１〜１０ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。
【００２８】
この工程での加熱時間は、検査水に含まれる窒素化合物の全量を十分に酸化分解できかつぺルオキソ二硫酸アルカリ金属塩が一部未反応のまま残留することのないよう全量が消費または自己分解により消滅するように設定するのが好ましく、通常、３０〜１２０分が好ましい。なお、ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩を消滅させるためにこの工程での加熱時間が長くなる場合、検査水に含まれる窒素化合物の酸化分解に十分な時間加熱した後、検査水に対して紫外線照射等の処理をすることで残留するペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩を酸化分解することもできる。この場合、この工程での加熱時間を短縮することができる。
【００２９】
次に、工程１を経た検査水に対し、塩化バナジウム（III）とジアゾ化試薬とを添加し、酸性下において反応させる（工程２）。ここでは、検査水に含まれる硝酸イオン、すなわち、検査水に当初から含まれる硝酸イオンおよび工程１において生成した硝酸イオンに対して塩化バナジウム（III）が酸性下で還元剤として作用し、硝酸イオンを還元して亜硝酸イオンへ変換する。また、生成した亜硝酸イオンは、酸性下でジアゾ化試薬と反応し、ジアゾニウム塩を生成する。ここで、塩化バナジウム（III）による硝酸イオンの還元は、ジアゾ化試薬の存在下においても阻害されず、安定に進行し得る。また、ジアゾ化試薬によるジアゾニウム塩の生成反応は、塩化バナジウム（III）の存在下においても阻害されず、安定に進行し得る。なお、塩化バナジウム（III）により酸性下で硝酸イオンを亜硝酸イオンに還元可能なことは、例えば、次の非特許文献２において知られている。
【００３０】
【非特許文献２】郷康弘、分析化学、５５巻、４号、２５９−２６２頁、２００６年
【００３１】
検査水に対する塩化バナジウム（III）の添加量は、通常、検査水に含まれる硝酸イオンの全量を亜硝酸イオンへ還元可能なように設定するのが好ましく、通常、この工程において所要の薬剤を添加した後の検査水における濃度が０．１〜２．０ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、０．２〜１．０ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。
【００３２】
この工程で用いられるジアゾ化試薬は、亜硝酸イオンとの反応によりジアゾニウム塩を生成可能なもの、特に、検査水への添加によりそれ自体で検査水を着色させることができ、同時に、生成したジアゾニウム塩により検査水を着色させることができるものである。このようなジアゾ化試薬としては、通常、ケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物の群および３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物の群からなる群から選ばれた化合物を用いることができる。
【００３３】
芳香族第一級アミン化合物の群は、オルト位若しくはパラ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第１群と、メタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群とからなる。
【００３４】
第１群は、例えば、１−アミノアントラキノン、２−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム、ｐ−ニトロアニリン、２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノン、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム、２−アミノ−２’−フルオロ−５−ブロモベンゾフェノン、４−アミノベンゾフェノン、４−フルオロ−２−ニトロアニリン、５−アミノ−２−ニトロベンゾトリフルオリド、４−アミノ−３−ニトロベンゾフェノン、２−アミノ−５−ニトロベンゾフェノンおよび４，６−ジニトロ−ｏ−トルイジンなどを含むが、１−アミノアントラキノン、２−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム、ｐ−ニトロアニリン、２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンおよび１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムからなるものが特に好ましい。
【００３５】
一方、第２群は、例えば、３’−アミノアセトフェノン、３−アミノベンゾフェノン、２−アミノ−９−フルオレノン、ｍ−ニトロアニリンおよび２−クロロ−５−ニトロアニリンなどを含むが、３’−アミノアセトフェノンおよび３−アミノベンゾフェノンからなるものが好ましい。
【００３６】
３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物の群は、例えば、３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン、２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンおよび３−アミノ−５，５−ジメチル−２−シクロヘキセン−１−オンなどを含むが、３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンおよび２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンからなるものが特に好ましい。
【００３７】
ジアゾ化試薬は、通常、溶媒に溶解した溶液として検査水へ添加するのが好ましい。ジアゾ化試薬を溶解するために用いられる溶媒としては、例えば、逆浸透膜等により膜処理することで得られる純水、蒸留水およびイオン交換水等の精製水、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン並びにメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ポリエチレングリコールおよびグリセリン等のアルコール類などが挙げられる。
【００３８】
検査水へのジアゾ化試薬の添加量は、検査水に含まれる亜硝酸イオンの全量がジアゾニウム塩の生成に関与するのに十分な量に設定する必要があり、検査水に含まれるものと想定される亜硝酸イオンと少なくとも等モルに設定する必要がある。この点に関し、検査水中に含まれる窒素化合物から硝酸イオンを経て誘導される亜硝酸イオンを考慮すると、検査水に含まれる亜硝酸イオン濃度は一般的に０〜３５ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌ程度の範囲と想定されることから、例えば、検査水の量を２．０ｍＬとした場合のジアゾ化試薬の添加量は、通常、１．５μｍｏｌ以上になるよう設定するのが好ましい。但し、検査水の亜硝酸イオン濃度が３５ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌよりも大幅に低いことが判明している、または、想定されるような場合、ジアゾ化試薬の添加量は１．５μｍｏｌ未満であってもよい。
【００３９】
この工程において、塩化バナジウム（III）による硝酸イオンの還元反応およびジアゾ化試薬と亜硝酸イオンとの反応によるジアゾニウム塩の生成反応は、酸性下で加熱することにより進行させる。具体的には、全窒素の定量結果に影響する可能性がある窒素元素を含まずかつ本工程での反応を阻害しない酸を検査水に添加することで検査水を酸性に調整し、その環境下で反応を進行させる。酸としては、例えば、塩酸および硫酸などの無機酸、酢酸、ベンゼンスルホン酸、クエン酸およびコハク酸などの有機酸並びにこれらの水溶液を用いることができるが、通常は塩酸水溶液（希塩酸）または硫酸水溶液（希硫酸）を用いるのが好ましい。
【００４０】
検査水に対する酸の添加量は、この工程での反応が円滑かつ安定に進行するように検査水を酸性に調整可能なように設定するのが好ましく、通常、検査水のｐＨが３以下になるように設定するのが好ましく、０〜１．５になるよう設定するのが特に好ましい。
【００４１】
ここで、酸は、塩化バナジウム（III）の溶媒として検査水へ添加するのが好ましい。すなわち、検査水は、塩化バナジウム（III）の酸溶液を添加することで酸性に調整するのが好ましい。この際、酸としては、希塩酸または希硫酸を用いるのが特に好ましい。工程１の終了後の検査水がアルカリ性の場合、そこに塩化バナジウム（III）を添加すると水酸化バナジウムとして析出してしまうことになるが、塩化バナジウム（III）を酸溶液として添加すると、このような問題が発生せず、添加した塩化バナジウム（III）は硝酸イオンを安定に還元することができる。
【００４２】
なお、塩化バナジウム（III）は、既述の精製水を用いて調製した水溶液として検査水へ添加することもできるが、この場合、検査水に対する酸の添加時期は、塩化バナジウム（III）の水溶液を添加する前が好ましい。このようにすることで、上述のような水酸化バナジウムの析出を抑えることができる。但し、工程１において用いるペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、自己分解により酸性化合物になると、それが検査水のｐＨを酸性側へ移行させる作用を有する。したがって、工程１においてアルカリ性水溶液およびペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩の使用量を調整することで、工程１の終了時の検査水が中性〜酸性になるよう制御すれば、検査水に対して塩化バナジウム（III）の水溶液を添加してから酸を添加することもできる。
【００４３】
なお、ジアゾ化試薬の添加時期は、検査水に対する塩化バナジウム（III）の酸溶液または酸の添加前であってもよいし、添加後であってもよく、特に限定されない。
【００４４】
この工程での反応のための加熱温度は、通常、６０〜１００℃に設定するのが好ましい。加熱温度が６０℃未満の場合は、検査水に含まれる硝酸イオンが亜硝酸イオンに還元されにくい場合がある。反応に要する時間は、加熱温度により変動し、加熱温度を高めるほどに短縮することができるが、通常、５〜１２０分程度である。
【００４５】
この工程において、硝酸イオンの還元により生成した亜硝酸イオンは、酸により調整された酸性下においてジアゾ化試薬と反応し、ジアゾニウム塩を生成する。これにより、ジアゾ化試薬の添加により着色した検査水は、ジアゾ化試薬が亜硝酸イオンとの反応により消費されることでジアゾ化試薬自体による着色が退色し、同時に、生成したジアゾニウム塩による着色を呈するようになる。
【００４６】
次に、工程２を経た検査水の吸光度を測定する（工程３）。ここで測定する吸光度は、検査水に残留しているジアゾ化試薬が検査水に付与している着色の吸光度（以下、「吸光度Ａ」と称することがある。）、または、ジアゾ化試薬の反応により生成するジアゾニウム塩が検査水に付与している着色の吸光度（以下、「吸光度Ｂ」と称することがある。）である。
【００４７】
吸光度Ａは、ジアゾ化試薬そのものが検査水に付与する着色についてのものであり、この着色はジアゾ化試薬が検査水中の亜硝酸イオンとの反応で消費されるに従って着色強度が低下する。このため、吸光度Ａと検査水におけるジアゾ化試薬濃度および亜硝酸イオン濃度とは相関性を有する。吸光度Ａの測定波長は、ジアゾ化試薬が検査水に付与する着色の極大吸収波長またはその付近の波長であり、使用するジアゾ化試薬の種類により異なるため特定されるものではないが、通常は２５０〜６００ｎｍの範囲にある。
【００４８】
一方、吸光度Ｂは、反応により生成したジアゾニウム塩が検査水に付与する着色についてのものであり、この着色は反応の進行によりジアゾニウム塩濃度が高まるに従って着色強度が高まる。そして、ジアゾニウム塩濃度は、検査水の亜硝酸イオン濃度に応じて高まることから、吸光度Ｂと、工程１を経た検査水における亜硝酸イオン濃度とは相関性を有する。吸光度Ｂの測定波長は、生成するジアゾニウム塩が検査水に付与する着色の極大吸収波長またはその付近の波長であり、生成するジアゾニウム塩の種類（すなわち使用するジアゾ化試薬の種類）により異なるため特定されるものではないが、通常は２５０〜６００ｎｍの範囲にある。
【００４９】
この工程では、吸光度Ａまたは吸光度Ｂと亜硝酸イオン濃度との関係を予め調べて作成しておいた検量線に基づいて、吸光度Ａまたは吸光度Ｂの測定値から検査水の亜硝酸イオン量を判定する。ここで作成する検量線は、亜硝酸イオン濃度と吸光度Ａまたは吸光度Ｂとの間の直線関係が比較的高濃度の亜硝酸イオン濃度の範囲まで良好に成立することから、検査水に含まれる亜硝酸イオンの定量可能範囲がＪＩＳ法等の従来法で可能な範囲よりも広い０〜５３ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌの範囲になる。
【００５０】
検査水の全窒素濃度は、工程３で得られた亜硝酸イオンの定量結果から換算することで求めることができる。工程３での亜硝酸イオンの上述の定量可能範囲は、全窒素換算で０〜１６ｍｇ［Ｎ］／Ｌの広範囲に相当する。したがって、本発明の定量方法は、窒素化合物を含む検査水の全窒素濃度を測定するための方法として有効である。
【００５１】
なお、工程３では、亜硝酸イオンの定量結果の信頼性を高めるために、吸光度Ａと吸光度Ｂとの両方を測定し、各吸光度に基づいて検査水の亜硝酸イオン量を別々に判定することもできる。この場合、吸光度Ａによる判定結果と吸光度Ｂによる判定結果とが実質的に一致していれば、定量結果の信頼性が高いものと判断することができる。
【００５２】
本発明の定量方法は、工程３において吸光度Ａを測定する場合、工程３の前に、工程２を経た検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程（工程３’）を含むのが好ましい。吸光度Ａは、検査水のｐＨが７以下のとき、ｐＨ値により数値が異なる場合があることから亜硝酸イオンの定量結果に多少の誤差を生じさせる可能性があるが、このような調整をすると、吸光度ＡはｐＨの影響による測定誤差が小さくなるため、亜硝酸イオン濃度の定量精度をより高めることができる。
【００５３】
検査水のｐＨは、通常、工程２の終了後の検査水へアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩若しくは炭酸水素塩などのアルカリ化合物またはその水溶液を添加することで調整することができるが、通常は水酸化ナトリウム水溶液を添加することで調整するのが好ましい。
【００５４】
本発明の定量方法の好ましい一形態（形態１）では、工程２においてオルト位若しくはパラ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第１群からジアゾ化試薬を選択し、工程３において吸光度Ａを測定する。この場合、ジアゾ化試薬が検査水中の亜硝酸イオンとの反応で消費されやすく、ジアゾ化試薬による着色強度が低下しやすいため、亜硝酸イオン濃度の定量精度を高めやすい。
【００５５】
但し、この形態の工程２で生成したジアゾニウム塩は、それを形成するジアゾニウムイオンのジアゾニオ基（−Ｎ２＋）が容易に分解され、その基がヒドロキシル基（−ＯＨ）に変換された化合物（以下、変換化合物という場合がある。）を生成する傾向にある。特に、工程２は、加熱下で実行されるため、このような変換化合物の生成が進行しやすい。例えば、ジアゾ化試薬として１−アミノアントラキノンを用いた場合、そのジアゾニウムイオンのジアゾニオ基がヒドロキシル基に変換され、変換化合物として１−ヒドロキシアントラキノンが生成する。生成した変換化合物のヒドロキシル基は、ジアゾ化試薬のアミノ基（−ＮＨ２）と同様に非共有電子対を有することから、それが結合している芳香族構造部分と共役系を形成する。このため、変換化合物は、ジアゾ化試薬の極大吸収波長の近接波長に極大吸収波長を有する別の色素として検査水を着色し、工程３において測定する吸光度に影響する可能性がある。例えば、１−アミノアントラキノンによる着色の吸光スペクトルでは４８０ｎｍ付近が極大吸収波長になるが、変換化合物である１−ヒドロキシアントラキノンによる着色の吸光スペクトルでは極大吸収波長が４００ｎｍ付近になる。このため、工程３において、発光ダイオードのような光源を用いて吸光度を測定するとき、当該光源からは波長幅を持った光が照射されることになるため、目的の吸光度の測定において変換化合物による検査水の着色が障害になりやすい。
【００５６】
そこで、この形態の工程２では、検査水へ塩化バナジウム（III）およびジアゾ化試薬とともに、アルコール系化合物並びに次亜りん酸およびその塩からなる化合物群から選択された少なくとも１種の化合物（以下、「添加剤」という場合がある。）を添加するのが好ましい。このような添加剤を添加した場合、工程２において生成したジアゾニウム塩のジアゾニウムイオンは、ジアゾニオ基が水素原子へ速やかに還元されることで変換化合物とは別の化合物に変換される。例えば、ジアゾ化試薬が1−アミノアントラキノンの場合、この工程では、１−ヒドロキシアントラキノンの生成が抑えられ、代わりにアントラキノンが生成する。この別の化合物は、ジアゾニオ基の還元による水素原子が芳香族構造部分の共役系に関与しないことから検査水を着色しにくく、工程３での吸光度の測定に影響しにくい。
【００５７】
添加剤として利用可能なアルコール系化合物としては、例えば、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、ポリエチレングリコールおよびグリセリンなどを挙げることができる。また、次亜りん酸塩としては、次亜りん酸ナトリウム、次亜りん酸カリウムおよび次亜りん酸カルシウム並びにこれら次亜りん酸塩の水和物などを挙げることができる。
【００５８】
添加剤は、通常、溶媒に溶解した溶液として検査水に添加するのが好ましい。溶媒としては、例えば、既述の精製水およびジメチルスルホキシドなどが挙げられる。また、添加剤は、検査水を酸性に設定するために用いられる酸やその水溶液の溶液として検査水へ添加することもできる。さらに、ジアゾ化試薬をアルコール類に溶解した溶液として検査水へ添加する場合、溶媒として用いるアルコール類を添加剤として用いることもできる。
【００５９】
検査水への添加剤の添加量は、工程２での反応により生成するジアゾニウム塩のジアゾニウムイオンの全量を還元するのに十分な量に設定するのが好ましく、通常、検査水へ添加するジアゾ化試薬量と少なくとも等モルになるよう設定するのが好ましい。
【００６０】
本発明の定量方法のさらに他の好ましい一形態（形態２）では、工程２においてメタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群からジアゾ化試薬を選択し、かつ、工程３において吸光度Ａを測定する。また、本発明の定量方法のさらに他の好ましい一形態（形態３）では、工程２において３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物の群からジアゾ化試薬を選択し、工程３において吸光度Ａを測定する。これらの場合においても、ジアゾ化試薬が検査水中の亜硝酸イオンとの反応で消費されやすく、ジアゾ化試薬による着色強度が低下しやすいため、亜硝酸イオン濃度の定量精度を高めやすい。
【００６１】
なお、形態１〜３においては、ｐＨの影響による吸光度Ａの測定誤差を抑えるために、工程３の前に、工程２を経た検査水のｐＨが７よりも大きくなるよう設定するのが特に好ましい。
【００６２】
本発明の定量方法のさらに他の好ましい一形態では、工程２においてメタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群からジアゾ化試薬を選択し、工程３において吸光度Ｂを測定する。この場合、第２群のジアゾ化試薬と検査水中の亜硝酸イオンとの反応が進行しやすく、生成するジアゾニウム塩による着色強度が高まりやすいため、亜硝酸イオン濃度の定量精度を高めやすい。
【００６３】
本発明の定量方法において用いられる各種の水溶液は、既述の精製水を用いて調製することが明記されている以外のものについても、既述の精製水を用いて調製したものを用いるのが好ましい。
【実施例】
【００６４】
試薬および分光光度計
以下の実施例等で用いた試薬および分光光度計は次のものである。
亜硝酸性窒素標準液（イオンクロマトグラフ用）：和光純薬工業株式会社 コード１４７−０６３４１
１０重量％塩酸：和光純薬工業株式会社 コード０８５−０７５３５
１ｍｏｌ／Ｌ塩酸：和光純薬工業株式会社 コード０８３−０１０９５
１０ｗ／ｖ％水酸化ナトリウム溶液：和光純薬工業株式会社 コード１９１−１１５５５
１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液：和光純薬工業株式会社 コード１９２−０２１７５
０．２ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液：上記の１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を蒸留水で５倍に希釈したもの。
塩化バナジウム（III）：シグマアルドリッチジャパン株式会社 コード２０８２７２
Ｌ−グルタミン酸：和光純薬工業株式会社 コード０７４−００５０５
硫酸アンモニウム：和光純薬工業株式会社 コード０１９−０３４３５
ペルオキソ二硫酸カリウム：和光純薬工業株式会社 コード１６９−１１８９１
水酸化ナトリウム−ペルオキソ二硫酸カリウム溶液：日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ０１０２「工場排水試験方法（２００８）」の４５．２「紫外吸光光度法」、ａ）試薬、４）の記載に従って調製したもの。ここで用いた水酸化ナトリウムは、和光純薬工業株式会社製の窒素測定用（コード１９１−０８６２５）であり、また、ペルオキソ二硫酸カリウムは上記のものである。
次亜りん酸ナトリウム一水和物：和光純薬工業株式会社 コード１９３−０２２２５
１−プロパノール：和光純薬工業株式会社 コード１６２−０４８１６
ジメチルスルホキシド（試薬特級）：和光純薬工業株式会社 コード０４３−０７２１６
１−アミノアントラキノン：東京化成工業株式会社 コードＡ０５９０
２−ニトロアニリン：東京化成工業株式会社 コードＮ０１１８
ｐ−ニトロアニリン：東京化成工業株式会社 コードＮ０１１９
４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム：東京化成工業株式会社 コードＡ０３７５
２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノン：東京化成工業株式会社 コードＡ０３１５
３’−アミノアセトフェノン：東京化成工業株式会社 コードＡ０２４９
３−アミノベンゾフェノン：東京化成工業株式会社 コードＡ１８９９
３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン：東京化成工業株式会社 コードＡ１９３６
２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノン：東京化成工業株式会社 コードＡ１２８８
１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム：東京化成工業株式会社 コードＡ０２７９
スルファニルアミド（試薬特級）：和光純薬工業株式会社 コード１９１−０４５０２
ナフチルエチレンジアミン（窒素酸化物測定用）：和光純薬工業株式会社 コード１４７−０４１４１
分光光度計：株式会社島津製作所の商品名「ＵＶ−１６００ＰＣ」
【００６５】
実施例１
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を用意した。亜硝酸イオン濃度が０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの亜硝酸イオン溶液は蒸留水をそのまま用い、また、他の亜硝酸イオン溶液は亜硝酸性窒素標準液を蒸留水で希釈することで亜硝酸イオン濃度を調整した。
【００６６】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対し、１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１０重量％塩酸溶液（塩化バナジウム（III）濃度１．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬおよび蒸留水０．５ｍＬを添加し、ｐＨを０．３に設定した。この亜硝酸イオン溶液を６０℃で３０分間加熱した後、反応液の３５０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図１に示す。
【００６７】
次に、測定した吸光スペクトルから、１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。各濃度の亜硝酸イオン溶液の吸光度を表１に示し、また、表１に基づいて作成した検量線を図２に示す。表１において、吸光度の変化量は、亜硝酸イオン濃度が０．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの亜硝酸イオン溶液の吸光度を基準とした場合の変化量（減少量）である。図２によると、作成した検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００６８】
【表１】
【００６９】
（評価）
日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ０８０８ 水質監視用全窒素自動計測器（２００８）の６．２．４に記載された、Ｌ−グルタミン酸および硫酸アンモニウムを窒素換算濃度（ｍｇ［Ｎ］／Ｌ）で同量ずつ含む標準試料原液を調製し、これを希釈することで全窒素濃度が４．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの２種類の検査水試料を用意した。
【００７０】
各検査水試料に含まれるＬ−グルタミン酸および硫酸アンモニウムを日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法（２００８）」の４５．２「紫外吸光光度法」に記載の方法により酸化分解した。より具体的には、同法の「ｃ）操作」の１）〜４）に記載の方法により、水酸化ナトリウム−ペルオキソ二硫酸カリウム溶液を用い、各検査水試料のＬ−グルタミン酸および硫酸アンモニウムを１２０℃、３０分の加熱条件で酸化分解した。
【００７１】
次に、酸化分解処理を施した各検査水試料３．０ｍＬに対し、検量線の作成において用いたものと同じ１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液１．０ｍＬと塩化バナジウム（III）の１０重量％塩酸溶液１．０ｍＬとを添加し、ｐＨを０．３に設定した。そして、各検査水試料を６０℃で３０分間加熱した後、反応液について４８０ｎｍの吸光度を測定し、この吸光度から作成した検量線に基づいて各検査水試料の亜硝酸イオン濃度を判定した。結果を表２に示す。
【００７２】
【表２】
【００７３】
実施例２
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００７４】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対し、２−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）０．５ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液（塩化バナジウム（III）濃度１０．０ｇ／Ｌ）０．２ｍＬおよび蒸留水０．４ｍＬを添加し、ｐＨを１．２に設定した。この亜硝酸イオン溶液を９５℃で２０分間加熱した後、反応液の３１５〜５１５ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３に示す。
【００７５】
次に、測定した吸光スペクトルから、２−ニトロアニリンによる発色波長である４１５ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。各濃度の亜硝酸イオン溶液の吸光度を表３に示し、また、表３に基づいて作成した検量線を図４に示す。表３に表示した吸光度の変化量は、表１と同様のものである。図４によると、作成した検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００７６】
【表３】
【００７７】
（評価）
全窒素濃度が２．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの２種類の検査水試料を実施例１と同様の方法で用意した。
【００７８】
各検査水試料を実施例１と同様の方法で酸化分解処理した。そして、酸化分解処理後の各検査水試料２．４ｍＬに対し、検量線の作成において用いたものと同じ２−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液０．５ｍＬと塩化バナジウム（III）の１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液０．２ｍＬとを添加し、ｐＨを１．２に設定した。そして、各検査水試料を９５℃で２０分間加熱した後、反応液について４１５ｎｍの吸光度を測定し、この吸光度から作成した検量線に基づいて各検査水試料の亜硝酸イオン濃度を判定した。結果を表４に示す。
【００７９】
【表４】
【００８０】
実施例３
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００８１】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対し、ｐ−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）０．４ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液（塩化バナジウム（III）濃度５．０ｇ／Ｌ）０．６ｍＬおよび蒸留水０．４ｍＬを添加し、ｐＨを０．８に設定した。この亜硝酸イオン溶液を６０℃で３０分間加熱した後、反応液の２８０〜４８０ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図５に示す。
【００８２】
次に、測定した吸光スペクトルから、ｐ−ニトロアニリンによる発色波長である３８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。各濃度の亜硝酸イオン溶液の吸光度を表５に示し、また、表５に基づいて作成した検量線を図６に示す。表５に表示した吸光度の変化量は、表１と同様のものである。図６によると、作成した検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００８３】
【表５】
【００８４】
（評価）
全窒素濃度が２．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの２種類の検査水試料を実施例１と同様にして用意した。
【００８５】
各検査水試料を実施例１と同様の方法で酸化分解処理した。そして、酸化分解処理後の各検査水試料２．４ｍＬに対し、検量線の作成において用いたものと同じｐ−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液０．４ｍＬと塩化バナジウム（III）の１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液０．６ｍＬとを添加し、ｐＨを０．８に設定した。そして、各検査水試料を６０℃で３０分間加熱した後、反応液について３８０ｎｍの吸光度を測定し、この吸光度から作成した検量線に基づいて各検査水試料の亜硝酸イオン濃度を判定した。結果を表６に示す。
【００８６】
【表６】
【００８７】
実施例４
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００８８】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対し、１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１０重量％塩酸溶液（塩化バナジウム（III）濃度１０．０ｇ／Ｌ）０．１５ｍＬ、次亜りん酸ナトリウム一水和物の１０重量％塩酸溶液（水分子を含めた次亜りん酸ナトリウム一水和物濃度５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬおよび蒸留水０．５ｍＬを添加し、ｐＨを０．２に設定した。ｐＨが上記のように設定された亜硝酸イオン溶液を９５℃で１０分間加熱した後、反応液の３５０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図７に示す。
【００８９】
次に、測定した吸光スペクトルから、１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。各濃度の亜硝酸イオン溶液の吸光度を表７に示し、また、表７に基づいて作成した検量線を図８に示す。表７に表示した吸光度の変化量は、表１と同様のものである。図８によると、作成した検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００９０】
【表７】
【００９１】
（評価）
全窒素濃度が４．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの２種類の検査水試料を実施例１と同様にして用意した。
【００９２】
０．２ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液にペルオキソ二硫酸カリウムを溶解し、ペルオキソ二硫酸カリウム濃度が３０ｇ／Ｌの溶液を調製した。各検査水試料２．５ｍＬに対して調製した溶液を０．５ｍＬずつ添加し、各検査水試料を９５℃で６０分間加熱した。続いて、検量線の作成において用いたものと同じ１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１０重量％塩酸溶液０．１５ｍＬおよび次亜りん酸ナトリウム一水和物の１０重量％塩酸溶液１．０ｍＬを添加し、ｐＨを０．２に設定した。そして、各検査水試料を９５℃で１０分間加熱した後、反応液について４８０ｎｍの吸光度を測定し、この吸光度から作成した検量線に基づいて各検査水試料の亜硝酸イオン濃度を判定した。結果を表８に示す。
【００９３】
【表８】
【００９４】
参考例１
［参考例１Ａ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０、６．０、８．０、１０．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの７種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００９５】
（検量線の作成）
用意した７種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液（濃度０．２ｇ／Ｌ）２．０ｍＬを添加し、さらに１０重量％塩酸０．５ｍＬを添加してｐＨを０．６に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１５分間放置して反応させた後、反応液の２８２〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図９に示す。
【００９６】
次に、測定した吸光スペクトルから１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、測定した吸光スペクトルから反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図１０に示す。図１０によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００９７】
［参考例１Ｂ］
ｐＨを０．６に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１５分間放置して反応させた後、反応液に１０ｗ／ｖ％水酸化ナトリウム溶液０．６ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．４に調整してから吸光スペクトルを測定した点を除いて参考例１Ａと同様に操作し、２種類の検量線を作成した。吸光スペクトルの測定結果を図１１に示し、検量線を図１２に示す。図１２によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００９８】
［参考例１Ｃ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００９９】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して２−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）０．５ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．２に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液の２４０〜５００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図１３に示す。
【０１００】
次に、測定した吸光スペクトルから２−ニトロアニリンによる発色波長である４１０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、測定した吸光スペクトルから反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である２８０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図１４に示す。図１４によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０１】
［参考例１Ｄ］
ｐＨを１．２に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．７に調整してから吸光スペクトルを測定した点を除いて参考例１Ｃと同様に操作し、２種類の検量線を作成した。吸光スペクトルの測定結果を図１５に示し、検量線を図１６に示す。図１６によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０２】
［参考例１Ｅ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、０．５、１．０、１．５および２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１０３】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウムの水溶液（濃度０．６ｇ／Ｌ）０．２ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．１に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、この反応液について４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウムによる発色波長である３７０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、反応液について、生成したジアゾニウム塩による発色波長である２６０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図１７示す。図１７によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０４】
［参考例１Ｆ］
ｐＨを１．１に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．９に調整してから４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウムによる発色波長である３７０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）および生成したジアゾニウム塩による発色波長である２６０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定した点を除いて参考例１Ｅと同様に操作し、２種類の検量線を作成した。結果を図１８に示す。図１８によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０５】
［参考例１Ｇ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、１．０、２．０、３．０、４．０および５．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの６種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１０６】
（検量線の作成）
用意した６種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対してｐ−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３３ｇ／Ｌ）０．３ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．５ｍＬを添加してｐＨを０．７に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で５分間放置して反応させた後、この反応液についてｐ−ニトロアニリンによる発色波長である３８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、反応液について、生成したジアゾニウム塩による発色波長である３１０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図１９に示す。図１９によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜５．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０７】
［参考例１Ｈ］
ｐＨを０．７に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で５分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．７ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．８に調整してからｐ−ニトロアニリンによる発色波長である３８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定した点を除いて参考例Ｇと同様に操作し、検量線を作成した。結果を図２０に示す。図２０によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜５．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０８】
［参考例１Ｉ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０、１２．０および１６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１０９】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対して２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．５ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．３に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で５分間放置して反応させた後、この反応液について２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンによる発色波長である５２０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、反応液について、生成したジアゾニウム塩による発色波長である４６０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図２１に示す。図２１によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１０】
［参考例１Ｊ］
ｐＨを１．３に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で５分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．５ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．８に調整してから２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンによる発色波長である５６０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）および生成したジアゾニウム塩による発色波長である５２０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定した点を除いて参考例１Ｉと同様に操作し、２種類の検量線を作成した。結果を図２２に示す。図２２によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１１】
［参考例１Ｋ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、０．５、１．０、１．５および２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１１２】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３３ｇ／Ｌ）０．１ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．１に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、この反応液について３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンによる発色波長である２８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図２３に示す。図２３によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１３】
［参考例１Ｌ］
ｐＨを１．１に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．９に調整してから３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンによる発色波長である２７０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定した点を除いて参考例１Ｋと同様に操作し、検量線を作成した。また、反応液について、生成したジアゾニウム塩による発色波長である３２０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図２４に示す。図２４によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１４】
［参考例１Ｍ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１１５】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．３に設定した。この亜硝酸イオン溶液を９５℃で３０分間放置して反応させた後、３００〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図２５に示す。
【０１１６】
次に、測定した吸光スペクトルから２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンによる発色波長である４６０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図２６に示す。図２６によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１７】
［参考例１Ｎ］
ｐＨを１．３に調整した亜硝酸イオン溶液を９５℃で３０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．５ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．９に調整してから吸光スペクトルを測定した点を除いて参考例１Ｍと同様に操作し、検量線を作成した。検量線は、吸光スペクトルから２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンによる発色波長である４８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）と、生成したジアゾニウム塩による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）とを抽出し、それぞれの吸光度による２種類のものを作成した。吸光スペクトルの測定結果を図２７に示し、検量線を図２８に示す。図２８によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１８】
［参考例１Ｏ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０、６．０および８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１１９】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して３’−アミノアセトフェノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）１．０ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．２に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、この反応液について３’−アミノアセトフェノンと亜硝酸イオンとの反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図２９に示す。図２９によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１２０】
［参考例１Ｐ］
ｐＨを１．２に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．７に調整してから３’−アミノアセトフェノン自体による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定した点を除いて参考例１Ｏと同様に操作し、検量線を作成した。また、反応液について、３’−アミノアセトフェノンと亜硝酸イオンとの反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である３１０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図３０に示す。図３０によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１２１】
［参考例１Ｑ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０、６．０および８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１２２】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して３−アミノベンゾフェノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．２に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置した後、３−アミノベンゾフェノンと亜硝酸イオンとの反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図３１に示す。図３１によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１２３】
［参考例１Ｒ］
ｐＨを１．２に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．７に調整してから３−アミノベンゾフェノン自体による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定した点を除いて参考例１Ｑと同様に操作し、検量線を作成した。結果を図３２に示す。図３２によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１２４】
比較例１
亜硝酸イオン濃度が０．０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９および１．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの１１種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。そして、各亜硝酸イオン溶液に対して日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ０１０２、工場排水試験方法（２００８）４３．１．１（非特許文献１）に規定されたナフチルエチレンジアミン吸光光度法を適用し、５４０ｎｍの吸光度と亜硝酸イオン濃度との関係を調べた。結果を図３３に示す。
【０１２５】
図３３によると、亜硝酸イオン濃度の定量可能範囲は０〜０．３ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲に止まり、本法で高濃度の亜硝酸イオンを定量することはできないことがわかる。
【０１２６】
参考例２
［参考例２Ａ］
実施例１と同様にして亜硝酸イオン濃度が１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの亜硝酸イオン溶液を調製した。調製した亜硝酸イオン溶液を３本の試験管Ａ、ＢおよびＣのそれぞれに２．５ｍＬずつ入れ、各試験管の亜硝酸イオン溶液へ１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬを加えた。また、１０重量％塩酸を０．５ｍＬずつ添加し、ｐＨを０．５に設定した。そして、ブロックヒーターを用いて各試験管を下記の条件で加熱した後、３６０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３４に示す。なお、図３４には、試験管Ａについて、１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液を添加直後であって加熱前に同様の吸光スペクトルを測定した結果（ブランク）を併せて示している。
【０１２７】
試験管Ａ：９５℃で１０分間
試験管Ｂ：９５℃で３０分間
試験管Ｃ：８５℃で１０分間
【０１２８】
図３４によると、加熱後の試験管Ａ〜Ｃについての吸光スペクトルは、１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍに近い４４０〜４７０ｎｍ付近において不一致が生じている（図３４の一点鎖線枠内）。これは、４８０ｎｍ付近を中心として発光波長に幅のある発光ダイオードや同様に感度波長に幅のあるフォトトランジスタを用いて１−アミノアントラキノンによる着色の吸光度を測定しようとする場合、加熱温度や加熱時間の変動により吸光度の測定結果が変動することを意味し、亜硝酸イオンの定量結果が不正確になる可能性があることを示している。
【０１２９】
［参考例２Ｂ］
１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液を１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）に変更した点を除いて参考例２Ａと同様に操作し、３６０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３５に示す。なお、図３５には、試験管Ａについて、１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液を添加直後であって加熱前に同様の吸光スペクトルを測定した結果（ブランク）を併せて示している。
【０１３０】
図３５によると、加熱後の試験管Ａ〜Ｃについての吸光スペクトルは、１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍに近い４４０〜４７０ｎｍ付近においても略一致している（図３５の一点鎖線枠内）。これは、４８０ｎｍ付近を中心として発光波長に幅のある発光ダイオードや同様に感度波長に幅のあるフォトトランジスタを用いて１−アミノアントラキノンによる着色の吸光度を測定しようとする場合においても、加熱温度や加熱時間の変動により吸光度の測定結果が実質的に変動しないことを意味し、信頼性の高い亜硝酸イオンの定量結果が得られることを示している。
【０１３１】
［参考例２Ｃ］
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で調製した。調製した４種類の亜硝酸イオン溶液２．０ｍＬを個別の試験管に入れ、各試験管を９０℃のブロックヒーターに装着した。そして、各試験管へ１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムの水溶液（濃度１．０ｇ／Ｌ）０．８ｍＬ、１０重量％塩酸水溶液０．５ｍＬおよび蒸留水０．５ｍＬを添加し、ｐＨを０．５に設定した。ブロックヒーターによる亜硝酸イオン溶液の加熱温度を９５℃に変更して１５分間反応させた後、反応液の３６０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３６に示す。
【０１３２】
図３６によると、亜硝酸イオン溶液の濃度が異なることで４２０〜５４０ｎｍの範囲での極大吸収波長が変動している。これは、測定された吸光スペクトルにおいて、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムによる着色の吸光スペクトルと、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムからジアゾニウム塩を経由して生成したヒドロキシ体（１−ヒドロキシ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム）の吸光スペクトルとが融合した状態で現れているためと考えられる。特に、亜硝酸イオン濃度が高いほど極大吸収波長が低波長側へ移動しているのは、亜硝酸イオン濃度が高いためにヒドロキシ体の生成量が相対的に多くなるためと考えられる。
【０１３３】
［参考例２Ｄ］
蒸留水０．５ｍＬに替えて水分子を含めた次亜りん酸ナトリウム一水和物濃度を１０ｇ／Ｌに設定した次亜りん酸ナトリウム一水和物水溶液０．５ｍＬを試験管へ加えた点を除いて参考例２Ｃと同様に操作し、反応液の３６０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３７に示す。
【０１３４】
図３７によると、亜硝酸イオン濃度が異なる場合であっても、亜硫酸イオン濃度が１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの場合を除いて４２０〜５４０ｎｍの範囲での極大吸収波長は略一定している。これは、次亜りん酸ナトリウム一水和物水溶液を用いることで参考例２Ｃのようなヒドロキシ体の生成が抑制され、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムによる着色の吸光スペクトルが安定に得られたためと考えられる。
【０１３５】
参考例３
［参考例３Ａ］
蒸留水２．５ｍＬ対してジアゾ化試薬であるｐ−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）０．１５ｍＬを添加したジアゾ化試薬水溶液を４つ用意し、このうちの３つのそれぞれに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸を０．０３ｍＬ、０．０６ｍＬおよび０．０９ｍＬ添加することで水素イオン濃度を０．０１１ｍｏｌ／Ｌ、０．０２２ｍｏｌ／Ｌおよび０．０３３ｍｏｌ／Ｌに調整した３種類の溶液を調製した。これらの溶液を２５℃で５分間放置した後、２９０〜４８０ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３８に示す。図３８には、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸を添加していないジアゾ化試薬水溶液のみについて同様の吸光スペクトルを測定した結果を併せて示している。
【０１３６】
［参考例３Ｂ］
参考例３Ａで用意したものと同様のジアゾ化試薬水溶液を４つ用意し、このうちの３つのそれぞれに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸に替えて１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を０．０３ｍＬ、０．０６ｍＬおよび０．０９ｍＬ添加することでｐＨを７以上に調整した３種類の溶液を調整した。これらの溶液について、参考例３Ａと同様の条件で放置した後に吸光スペクトルを測定した。結果を図３９に示す。図３９には、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を添加していないジアゾ化試薬水溶液のみについて同様の吸光スペクトルを測定した結果を併せて示している。
【０１３７】
［参考例３Ｃ］
参考例３Ａと同様にして水素イオン濃度を調整した３種類の溶液を調製し、これらの溶液を２５℃で５分間放置した。その後、それぞれの溶液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．１５ｍＬを添加し、ｐＨをそれぞれ１２．６、１２．５および１２．３に調整した３種類の溶液を調製した。これらの溶液について、参考例３Ａと同様に吸光スペクトルを測定した結果を図４０に示す。図４０には、参考例３Ａで用意したものと同じジアゾ化試薬水溶液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．１５ｍＬのみを添加することでｐＨを１２．７に調整した溶液について、同様の吸光スペクトルを測定した結果を併せて示している。
【０１３８】
［参考例３Ａ〜３Ｃの説明］
参考例３Ａに関する図３８は、吸光スペクトルを測定した溶液の水素イオン濃度が異なることで、ジアゾ化試薬であるｐ−ニトロアニリンの濃度が同じであっても極大吸収波長の吸光度が異なることを示している。より具体的には、溶液の水素イオン濃度が０．０１１ｍｏｌ／Ｌ増加する毎に、極大吸収波長の吸光度は約５％低下することを示している。これに対し、参考例３Ｂに関する図３９は、ジアゾ化試薬水溶液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを７以上に設定すれば、ｐ−ニトロアニリンの濃度が同じ溶液において極大吸収波長の吸光度に大きな変化が生じないことを示している。そして、参考例３Ｃに関する図４０は、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸を添加することで水素イオン濃度を高めた溶液は、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の添加によりｐＨを７以上に調整してから吸収スペクトルを測定すると、極大吸収波長の吸光度に殆ど変化が生じないことを示している。
【０１３９】
以上の結果より、検査水の亜硝酸イオンを定量するときは、ジアゾ化試薬の反応後の検査水のｐＨを７以上に調整してから吸光度を測定するのが好ましいものと考えられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全窒素の定量方法、特に、検査水の全窒素を定量するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒素は海洋水、湖沼水、河川水および地下水等の富栄養化に関わる原因物質の一つであることから、工場排水等での排出規制が設けられており、工場排水等は、環境への排出前に生態系の栄養源となるイオン状態の窒素（例えば、硝酸イオンや亜硝酸イオン）の定量が求められる。しかし、工場排水等は、イオン状態で窒素を含むだけではなく、各種の窒素化合物として窒素を含むのが一般的であり、この窒素化合物は環境への排出後に自然分解されることでイオン状態の窒素を発生する。このため、工場排水等は、窒素化合物から生成し得るイオン状態の窒素を含めた窒素の総量、いわゆる全窒素の定量が求められることが多い。
【０００３】
工場排水等の検査水に含まれる全窒素の定量の一形態では、検査水に含まれる窒素化合物を酸化分解により硝酸イオンへ変換した後にさらに還元して亜硝酸イオンへ変換する前処理をし、この前処理後の検査水に含まれる亜硝酸イオンを定量する。そして、亜硝酸イオンの定量結果を換算して全窒素濃度を求める。
【０００４】
検査水に含まれる亜硝酸イオンの定量方法として、亜硝酸イオンによるジアゾ化反応を利用した方法が知られており、そのような方法の公的なものとして日本工業規格（ＪＩＳ）において規定されたナフチルエチレンジアミン吸光光度法が知られている（非特許文献１）。この定量方法（以下、ＪＩＳ法という。）は、検査水に含まれる亜硝酸イオンが酸性下でスルファニルアミドと反応して生成するジアゾニウム塩をナフチルエチレンジアミンとカップリング反応させ、それにより生成するアゾ化合物による検査水の着色（発色）を吸光光度法により測定することで亜硝酸イオンを定量するものである。
【０００５】
しかし、ＪＩＳ法は、生成するアゾ化合物による検査水の着色が非常に鋭敏であって着色強度（モル吸光係数）が高まり過ぎることから、検査水における高濃度の亜硝酸イオンの正確な定量が困難であり、亜硝酸イオン濃度の測定可能範囲が０．０６〜０．６ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌに制限されている。この範囲の亜硝酸イオン濃度は全窒素に換算すると０．０２〜０．２ｍｇ［Ｎ］／Ｌ程度の微量範囲であることから、ＪＩＳ法は、全窒素の定量に適用するのが困難である。
【０００６】
特許文献１には、ＪＩＳ法に替わる亜硝酸イオンの定量方法として、ポルフィン核にアミノ基を有するポルフィリン化合物を検査水へ添加し、当該ポルフィリン化合物と亜硝酸イオンとの反応により生成するジアゾ基を有するポルフィリン化合物の吸光度または励起時の蛍光強度を測定する方法が記載されている。この方法は、ポルフィリン化合物のソーレ吸収帯がジアゾ基の生成により減少することを利用したもので、必要な反応はポルフィリン化合物と亜硝酸イオンとの反応だけであるから、ジアゾニウム塩の生成反応とカップリング反応との二段階の反応が必要なＪＩＳ法に比べて簡単な操作で亜硝酸イオンを定量可能である。しかし、この定量方法は、特許文献１の記載（特に、段落００２３）によると亜硝酸イオン濃度の測定可能範囲が０〜０．０１８ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌ程度であり、この範囲の亜硝酸イオン濃度は全窒素に換算すると０〜０．００６ｍｇ［Ｎ］／Ｌ程度の微量範囲でしかないことから、ＪＩＳ法と同じく全窒素の定量に適用するのが困難である。しかも、この定量方法は、特許文献１の記載（特に、段落００２３および図４）によると、ジアゾ基を有するポルフィリン化合物を生成させるために、検査水に含まれる亜硝酸イオンの２倍モル当量以上の多量のポルフィリン化合物を用いる必要があるため、不経済であり、定量の自動化装置を実現する上で装置の小型化を図るのが困難である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ０１０２、工場排水試験方法（２００８） ４３．１．１
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−８９７８１号公報（特許請求の範囲、段落００１２、００１６および００２３並びに図４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、亜硝酸イオンによるジアゾ化反応を利用し、検査水の全窒素を簡単な操作で高濃度の領域まで定量できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、検査水の全窒素を定量する方法に関するものであり、この方法は、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加し、アルカリ性下において加熱する工程１と、工程１を経た検査水に対し、塩化バナジウム（III）と、亜硝酸イオンとの反応によりジアゾニウム塩を生成可能なジアゾ化試薬とを添加し、酸性下において加熱する工程２と、工程２を経た検査水について、ジアゾ化試薬による着色の吸光度および生成したジアゾニウム塩による着色の吸光度のうちの少なくとも一つの吸光度を測定することで亜硝酸イオン濃度を測定する工程３とを含んでいる。この方法では、ジアゾ化試薬として、ケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物群および３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群からなる群から選ばれた化合物を用いる。
【００１１】
工程１では、例えば、検査水を９０℃から沸騰温度までの温度で加熱する。
【００１２】
本発明の定量方法の一形態では、例えば、工程３の前に、工程２を経た検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程をさらに含み、かつ、工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する。
【００１３】
本発明において用いられる芳香族第一級アミン化合物群は、通常、オルト位若しくはパラ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第１群と、メタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群とからなる。第１群は、例えば、１−アミノアントラキノン、２−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム、ｐ−ニトロアニリン、２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンおよび１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムからなり、第２群は、例えば、３’−アミノアセトフェノンおよび３−アミノベンゾフェノンからなる。
【００１４】
一方、３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群は、例えば、３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンおよび２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンからなる。
【００１５】
この定量方法の他の一形態では、工程２においてジアゾ化試薬を第１群から選択し、かつ、工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する。この場合、工程２において、塩化バナジウム（III）およびジアゾ化試薬とともに、検査水に対してアルコール系化合物並びに次亜りん酸およびその塩からなる化合物群から選択された少なくとも１種の化合物をさらに添加するのが好ましい。
【００１６】
この定量方法のさらに他の一形態では、工程２においてジアゾ化試薬を第２群から選択し、かつ、工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する。
【００１７】
この定量方法のさらに他の一形態では、工程２においてジアゾ化試薬を３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群から選択し、かつ、工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する。
【００１８】
工程３においてジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する上記各形態の定量方法においては、通常、工程２を経た検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程をさらに含むのが好ましい。
【００１９】
この定量方法のさらに他の一形態では、工程２においてジアゾ化試薬を第２群から選択し、かつ、工程３においてジアゾニウム塩による着色の吸光度を測定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る全窒素の定量方法は、上述の工程を含むものであるため、亜硝酸イオンによるジアゾ化反応を利用したものでありながら、検査水の全窒素を簡単に高濃度の領域まで定量することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１で測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図２】実施例１で作成した検量線を示す図。
【図３】実施例２で測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図４】実施例２で作成した検量線を示す図。
【図５】実施例３で測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図６】実施例３で作成した検量線を示す図。
【図７】実施例４で測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図８】実施例４で作成した検量線を示す図。
【図９】参考例１Ａで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図１０】参考例１Ａで作成した検量線を示す図。
【図１１】参考例１Ｂで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図１２】参考例１Ｂで作成した検量線を示す図。
【図１３】参考例１Ｃで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図１４】参考例１Ｃで作成した検量線を示す図。
【図１５】参考例１Ｄで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図１６】参考例１Ｄで作成した検量線を示す図。
【図１７】参考例１Ｅで作成した検量線を示す図。
【図１８】参考例１Ｆで作成した検量線を示す図。
【図１９】参考例１Ｇで作成した検量線を示す図。
【図２０】参考例１Ｈで作成した検量線を示す図。
【図２１】参考例１Ｉで作成した検量線を示す図。
【図２２】参考例１Ｊで作成した検量線を示す図。
【図２３】参考例１Ｋで作成した検量線を示す図。
【図２４】参考例１Ｌで作成した検量線を示す図。
【図２５】参考例１Ｍで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図２６】参考例１Ｍで作成した検量線を示す図。
【図２７】参考例１Ｎで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図２８】参考例１Ｎで作成した検量線を示す図。
【図２９】参考例１Ｏで作成した検量線を示す図。
【図３０】参考例１Ｐで作成した検量線を示す図。
【図３１】参考例１Ｑで作成した検量線を示す図。
【図３２】参考例１Ｒで作成した検量線を示す図。
【図３３】比較例１で作成した検量線を示す図。
【図３４】参考例２Ａで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３５】参考例２Ｂで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３６】参考例２Ｃで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３７】参考例２Ｄで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３８】参考例３Ａで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図３９】参考例３Ｂで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【図４０】参考例３Ｃで測定した吸光スペクトルの結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の方法により全窒素を定量可能な検査水は、特に限定されるものではないが、通常は工場排水や生活排水等の窒素の排出規制が設けられている排水の他、海洋水、湖沼水、河川水および地下水等の天然水であり、窒素化合物を含む可能性のあるものである。但し、本発明の定量方法は、窒素化合物を含まない検査水に対して適用することも可能である。
【００２３】
検査水の全窒素を定量する際には、先ず、所定量の検査水を採取し、この検査水に含まれる窒素化合物を酸化分解することで当該窒素化合物を構成する窒素を硝酸イオンへ変換するための前処理をする（工程１）。なお、検査水に当初から含まれる亜硝酸イオンは、この工程において併せて酸化され、一度硝酸イオンへ変換される。また、検査水に当初から含まれる硝酸イオンは、この工程において、そのまま硝酸イオンとして維持される。
【００２４】
この工程では、ペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を用い、アルカリ性下において窒素化合物を酸化分解する。ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩を用いた方法は、例えば、日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ０１０２ 「工場排水試験方法（２００８）」の４５．２に挙げられた「紫外吸光光度法」において、窒素化合物を硝酸イオンへ変換するための方法として記載されており、この記載に従って実行することができる。但し、この「紫外吸光光度法」による方法は、ペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加した検査水をアルカリ性下において１２０℃で３０分間加熱することから、その操作において蒸気滅菌装置やオートクレーブのような耐圧反応器を用いる必要がある。このため、当該方法は、本発明の定量方法の自動化を想定したとき、自動化装置の複雑化を招くことになることから支障がある。
【００２５】
そこで、本発明の定量方法は、自動化を想定したとき、上述の「紫外吸光光度法」において規定の方法を、耐圧容器を用いずに実行できるように改変するのが好ましい。具体的には、工程１では、検査水にペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加し、アルカリ性下(好ましくはｐＨ１０以上のアルカリ性下)において、９０℃から検査水が沸騰する温度まで（好ましくは１００℃以下）の温度範囲で加熱するのが好ましい。
【００２６】
ここで用いられるペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、通常、ペルオキソ二硫酸カリウムまたはペルオキソ二硫酸ナトリウムである。ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、通常、水溶液として検査水へ添加するのが好ましい。また、ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩を添加した検査水は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウムまたは水酸化バリウムなどのアルカリ性水溶液を別途添加することでアルカリ性に調整することができる。なお、ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、このようなアルカリ性水溶液の溶液として検査水へ添加することもでき、この場合、検査水は、アルカリ性水溶液を別途添加しなくてもアルカリ性に調整され得る。
【００２７】
ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、検査水に含まれる窒素化合物の全量を十分に酸化分解可能なように添加量を設定するのが好ましいが、あまり過剰に添加すると、未反応のペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩が検査水に残留し、それが後記する工程２において誤発色を引き起こす可能性がある。特に、この工程において９０℃から検査水が沸騰する温度まで（好ましくは１００℃以下）の温度範囲で検査水を加熱する場合、未反応のペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩が検査水に残留しやすい。このため、アルカリ性に調整後の検査水におけるペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩の濃度は、通常、０．５〜２０ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、１〜１０ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。
【００２８】
この工程での加熱時間は、検査水に含まれる窒素化合物の全量を十分に酸化分解できかつぺルオキソ二硫酸アルカリ金属塩が一部未反応のまま残留することのないよう全量が消費または自己分解により消滅するように設定するのが好ましく、通常、３０〜１２０分が好ましい。なお、ペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩を消滅させるためにこの工程での加熱時間が長くなる場合、検査水に含まれる窒素化合物の酸化分解に十分な時間加熱した後、検査水に対して紫外線照射等の処理をすることで残留するペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩を酸化分解することもできる。この場合、この工程での加熱時間を短縮することができる。
【００２９】
次に、工程１を経た検査水に対し、塩化バナジウム（III）とジアゾ化試薬とを添加し、酸性下において反応させる（工程２）。ここでは、検査水に含まれる硝酸イオン、すなわち、検査水に当初から含まれる硝酸イオンおよび工程１において生成した硝酸イオンに対して塩化バナジウム（III）が酸性下で還元剤として作用し、硝酸イオンを還元して亜硝酸イオンへ変換する。また、生成した亜硝酸イオンは、酸性下でジアゾ化試薬と反応し、ジアゾニウム塩を生成する。ここで、塩化バナジウム（III）による硝酸イオンの還元は、ジアゾ化試薬の存在下においても阻害されず、安定に進行し得る。また、ジアゾ化試薬によるジアゾニウム塩の生成反応は、塩化バナジウム（III）の存在下においても阻害されず、安定に進行し得る。なお、塩化バナジウム（III）により酸性下で硝酸イオンを亜硝酸イオンに還元可能なことは、例えば、次の非特許文献２において知られている。
【００３０】
【非特許文献２】郷康弘、分析化学、５５巻、４号、２５９−２６２頁、２００６年
【００３１】
検査水に対する塩化バナジウム（III）の添加量は、通常、検査水に含まれる硝酸イオンの全量を亜硝酸イオンへ還元可能なように設定するのが好ましく、通常、この工程において所要の薬剤を添加した後の検査水における濃度が０．１〜２．０ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、０．２〜１．０ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。
【００３２】
この工程で用いられるジアゾ化試薬は、亜硝酸イオンとの反応によりジアゾニウム塩を生成可能なもの、特に、検査水への添加によりそれ自体で検査水を着色させることができ、同時に、生成したジアゾニウム塩により検査水を着色させることができるものである。このようなジアゾ化試薬としては、通常、ケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物の群および３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物の群からなる群から選ばれた化合物を用いることができる。
【００３３】
芳香族第一級アミン化合物の群は、オルト位若しくはパラ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第１群と、メタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群とからなる。
【００３４】
第１群は、例えば、１−アミノアントラキノン、２−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム、ｐ−ニトロアニリン、２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノン、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム、２−アミノ−２’−フルオロ−５−ブロモベンゾフェノン、４−アミノベンゾフェノン、４−フルオロ−２−ニトロアニリン、５−アミノ−２−ニトロベンゾトリフルオリド、４−アミノ−３−ニトロベンゾフェノン、２−アミノ−５−ニトロベンゾフェノンおよび４，６−ジニトロ−ｏ−トルイジンなどを含むが、１−アミノアントラキノン、２−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム、ｐ−ニトロアニリン、２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンおよび１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムからなるものが特に好ましい。
【００３５】
一方、第２群は、例えば、３’−アミノアセトフェノン、３−アミノベンゾフェノン、２−アミノ−９−フルオレノン、ｍ−ニトロアニリンおよび２−クロロ−５−ニトロアニリンなどを含むが、３’−アミノアセトフェノンおよび３−アミノベンゾフェノンからなるものが好ましい。
【００３６】
３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物の群は、例えば、３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン、２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンおよび３−アミノ−５，５−ジメチル−２−シクロヘキセン−１−オンなどを含むが、３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンおよび２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンからなるものが特に好ましい。
【００３７】
ジアゾ化試薬は、通常、溶媒に溶解した溶液として検査水へ添加するのが好ましい。ジアゾ化試薬を溶解するために用いられる溶媒としては、例えば、逆浸透膜等により膜処理することで得られる純水、蒸留水およびイオン交換水等の精製水、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン並びにメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ポリエチレングリコールおよびグリセリン等のアルコール類などが挙げられる。
【００３８】
検査水へのジアゾ化試薬の添加量は、検査水に含まれる亜硝酸イオンの全量がジアゾニウム塩の生成に関与するのに十分な量に設定する必要があり、検査水に含まれるものと想定される亜硝酸イオンと少なくとも等モルに設定する必要がある。この点に関し、検査水中に含まれる窒素化合物から硝酸イオンを経て誘導される亜硝酸イオンを考慮すると、検査水に含まれる亜硝酸イオン濃度は一般的に０〜３５ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌ程度の範囲と想定されることから、例えば、検査水の量を２．０ｍＬとした場合のジアゾ化試薬の添加量は、通常、１．５μｍｏｌ以上になるよう設定するのが好ましい。但し、検査水の亜硝酸イオン濃度が３５ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌよりも大幅に低いことが判明している、または、想定されるような場合、ジアゾ化試薬の添加量は１．５μｍｏｌ未満であってもよい。
【００３９】
この工程において、塩化バナジウム（III）による硝酸イオンの還元反応およびジアゾ化試薬と亜硝酸イオンとの反応によるジアゾニウム塩の生成反応は、酸性下で加熱することにより進行させる。具体的には、全窒素の定量結果に影響する可能性がある窒素元素を含まずかつ本工程での反応を阻害しない酸を検査水に添加することで検査水を酸性に調整し、その環境下で反応を進行させる。酸としては、例えば、塩酸および硫酸などの無機酸、酢酸、ベンゼンスルホン酸、クエン酸およびコハク酸などの有機酸並びにこれらの水溶液を用いることができるが、通常は塩酸水溶液（希塩酸）または硫酸水溶液（希硫酸）を用いるのが好ましい。
【００４０】
検査水に対する酸の添加量は、この工程での反応が円滑かつ安定に進行するように検査水を酸性に調整可能なように設定するのが好ましく、通常、検査水のｐＨが３以下になるように設定するのが好ましく、０〜１．５になるよう設定するのが特に好ましい。
【００４１】
ここで、酸は、塩化バナジウム（III）の溶媒として検査水へ添加するのが好ましい。すなわち、検査水は、塩化バナジウム（III）の酸溶液を添加することで酸性に調整するのが好ましい。この際、酸としては、希塩酸または希硫酸を用いるのが特に好ましい。工程１の終了後の検査水がアルカリ性の場合、そこに塩化バナジウム（III）を添加すると水酸化バナジウムとして析出してしまうことになるが、塩化バナジウム（III）を酸溶液として添加すると、このような問題が発生せず、添加した塩化バナジウム（III）は硝酸イオンを安定に還元することができる。
【００４２】
なお、塩化バナジウム（III）は、既述の精製水を用いて調製した水溶液として検査水へ添加することもできるが、この場合、検査水に対する酸の添加時期は、塩化バナジウム（III）の水溶液を添加する前が好ましい。このようにすることで、上述のような水酸化バナジウムの析出を抑えることができる。但し、工程１において用いるペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩は、自己分解により酸性化合物になると、それが検査水のｐＨを酸性側へ移行させる作用を有する。したがって、工程１においてアルカリ性水溶液およびペルオキソ二硫酸アルカリ金属塩の使用量を調整することで、工程１の終了時の検査水が中性〜酸性になるよう制御すれば、検査水に対して塩化バナジウム（III）の水溶液を添加してから酸を添加することもできる。
【００４３】
なお、ジアゾ化試薬の添加時期は、検査水に対する塩化バナジウム（III）の酸溶液または酸の添加前であってもよいし、添加後であってもよく、特に限定されない。
【００４４】
この工程での反応のための加熱温度は、通常、６０〜１００℃に設定するのが好ましい。加熱温度が６０℃未満の場合は、検査水に含まれる硝酸イオンが亜硝酸イオンに還元されにくい場合がある。反応に要する時間は、加熱温度により変動し、加熱温度を高めるほどに短縮することができるが、通常、５〜１２０分程度である。
【００４５】
この工程において、硝酸イオンの還元により生成した亜硝酸イオンは、酸により調整された酸性下においてジアゾ化試薬と反応し、ジアゾニウム塩を生成する。これにより、ジアゾ化試薬の添加により着色した検査水は、ジアゾ化試薬が亜硝酸イオンとの反応により消費されることでジアゾ化試薬自体による着色が退色し、同時に、生成したジアゾニウム塩による着色を呈するようになる。
【００４６】
次に、工程２を経た検査水の吸光度を測定する（工程３）。ここで測定する吸光度は、検査水に残留しているジアゾ化試薬が検査水に付与している着色の吸光度（以下、「吸光度Ａ」と称することがある。）、または、ジアゾ化試薬の反応により生成するジアゾニウム塩が検査水に付与している着色の吸光度（以下、「吸光度Ｂ」と称することがある。）である。
【００４７】
吸光度Ａは、ジアゾ化試薬そのものが検査水に付与する着色についてのものであり、この着色はジアゾ化試薬が検査水中の亜硝酸イオンとの反応で消費されるに従って着色強度が低下する。このため、吸光度Ａと検査水におけるジアゾ化試薬濃度および亜硝酸イオン濃度とは相関性を有する。吸光度Ａの測定波長は、ジアゾ化試薬が検査水に付与する着色の極大吸収波長またはその付近の波長であり、使用するジアゾ化試薬の種類により異なるため特定されるものではないが、通常は２５０〜６００ｎｍの範囲にある。
【００４８】
一方、吸光度Ｂは、反応により生成したジアゾニウム塩が検査水に付与する着色についてのものであり、この着色は反応の進行によりジアゾニウム塩濃度が高まるに従って着色強度が高まる。そして、ジアゾニウム塩濃度は、検査水の亜硝酸イオン濃度に応じて高まることから、吸光度Ｂと、工程１を経た検査水における亜硝酸イオン濃度とは相関性を有する。吸光度Ｂの測定波長は、生成するジアゾニウム塩が検査水に付与する着色の極大吸収波長またはその付近の波長であり、生成するジアゾニウム塩の種類（すなわち使用するジアゾ化試薬の種類）により異なるため特定されるものではないが、通常は２５０〜６００ｎｍの範囲にある。
【００４９】
この工程では、吸光度Ａまたは吸光度Ｂと亜硝酸イオン濃度との関係を予め調べて作成しておいた検量線に基づいて、吸光度Ａまたは吸光度Ｂの測定値から検査水の亜硝酸イオン量を判定する。ここで作成する検量線は、亜硝酸イオン濃度と吸光度Ａまたは吸光度Ｂとの間の直線関係が比較的高濃度の亜硝酸イオン濃度の範囲まで良好に成立することから、検査水に含まれる亜硝酸イオンの定量可能範囲がＪＩＳ法等の従来法で可能な範囲よりも広い０〜５３ｍｇ［ＮＯ２−］／Ｌの範囲になる。
【００５０】
検査水の全窒素濃度は、工程３で得られた亜硝酸イオンの定量結果から換算することで求めることができる。工程３での亜硝酸イオンの上述の定量可能範囲は、全窒素換算で０〜１６ｍｇ［Ｎ］／Ｌの広範囲に相当する。したがって、本発明の定量方法は、窒素化合物を含む検査水の全窒素濃度を測定するための方法として有効である。
【００５１】
なお、工程３では、亜硝酸イオンの定量結果の信頼性を高めるために、吸光度Ａと吸光度Ｂとの両方を測定し、各吸光度に基づいて検査水の亜硝酸イオン量を別々に判定することもできる。この場合、吸光度Ａによる判定結果と吸光度Ｂによる判定結果とが実質的に一致していれば、定量結果の信頼性が高いものと判断することができる。
【００５２】
本発明の定量方法は、工程３において吸光度Ａを測定する場合、工程３の前に、工程２を経た検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程（工程３’）を含むのが好ましい。吸光度Ａは、検査水のｐＨが７以下のとき、ｐＨ値により数値が異なる場合があることから亜硝酸イオンの定量結果に多少の誤差を生じさせる可能性があるが、このような調整をすると、吸光度ＡはｐＨの影響による測定誤差が小さくなるため、亜硝酸イオン濃度の定量精度をより高めることができる。
【００５３】
検査水のｐＨは、通常、工程２の終了後の検査水へアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩若しくは炭酸水素塩などのアルカリ化合物またはその水溶液を添加することで調整することができるが、通常は水酸化ナトリウム水溶液を添加することで調整するのが好ましい。
【００５４】
本発明の定量方法の好ましい一形態（形態１）では、工程２においてオルト位若しくはパラ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第１群からジアゾ化試薬を選択し、工程３において吸光度Ａを測定する。この場合、ジアゾ化試薬が検査水中の亜硝酸イオンとの反応で消費されやすく、ジアゾ化試薬による着色強度が低下しやすいため、亜硝酸イオン濃度の定量精度を高めやすい。
【００５５】
但し、この形態の工程２で生成したジアゾニウム塩は、それを形成するジアゾニウムイオンのジアゾニオ基（−Ｎ２＋）が容易に分解され、その基がヒドロキシル基（−ＯＨ）に変換された化合物（以下、変換化合物という場合がある。）を生成する傾向にある。特に、工程２は、加熱下で実行されるため、このような変換化合物の生成が進行しやすい。例えば、ジアゾ化試薬として１−アミノアントラキノンを用いた場合、そのジアゾニウムイオンのジアゾニオ基がヒドロキシル基に変換され、変換化合物として１−ヒドロキシアントラキノンが生成する。生成した変換化合物のヒドロキシル基は、ジアゾ化試薬のアミノ基（−ＮＨ２）と同様に非共有電子対を有することから、それが結合している芳香族構造部分と共役系を形成する。このため、変換化合物は、ジアゾ化試薬の極大吸収波長の近接波長に極大吸収波長を有する別の色素として検査水を着色し、工程３において測定する吸光度に影響する可能性がある。例えば、１−アミノアントラキノンによる着色の吸光スペクトルでは４８０ｎｍ付近が極大吸収波長になるが、変換化合物である１−ヒドロキシアントラキノンによる着色の吸光スペクトルでは極大吸収波長が４００ｎｍ付近になる。このため、工程３において、発光ダイオードのような光源を用いて吸光度を測定するとき、当該光源からは波長幅を持った光が照射されることになるため、目的の吸光度の測定において変換化合物による検査水の着色が障害になりやすい。
【００５６】
そこで、この形態の工程２では、検査水へ塩化バナジウム（III）およびジアゾ化試薬とともに、アルコール系化合物並びに次亜りん酸およびその塩からなる化合物群から選択された少なくとも１種の化合物（以下、「添加剤」という場合がある。）を添加するのが好ましい。このような添加剤を添加した場合、工程２において生成したジアゾニウム塩のジアゾニウムイオンは、ジアゾニオ基が水素原子へ速やかに還元されることで変換化合物とは別の化合物に変換される。例えば、ジアゾ化試薬が1−アミノアントラキノンの場合、この工程では、１−ヒドロキシアントラキノンの生成が抑えられ、代わりにアントラキノンが生成する。この別の化合物は、ジアゾニオ基の還元による水素原子が芳香族構造部分の共役系に関与しないことから検査水を着色しにくく、工程３での吸光度の測定に影響しにくい。
【００５７】
添加剤として利用可能なアルコール系化合物としては、例えば、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、ポリエチレングリコールおよびグリセリンなどを挙げることができる。また、次亜りん酸塩としては、次亜りん酸ナトリウム、次亜りん酸カリウムおよび次亜りん酸カルシウム並びにこれら次亜りん酸塩の水和物などを挙げることができる。
【００５８】
添加剤は、通常、溶媒に溶解した溶液として検査水に添加するのが好ましい。溶媒としては、例えば、既述の精製水およびジメチルスルホキシドなどが挙げられる。また、添加剤は、検査水を酸性に設定するために用いられる酸やその水溶液の溶液として検査水へ添加することもできる。さらに、ジアゾ化試薬をアルコール類に溶解した溶液として検査水へ添加する場合、溶媒として用いるアルコール類を添加剤として用いることもできる。
【００５９】
検査水への添加剤の添加量は、工程２での反応により生成するジアゾニウム塩のジアゾニウムイオンの全量を還元するのに十分な量に設定するのが好ましく、通常、検査水へ添加するジアゾ化試薬量と少なくとも等モルになるよう設定するのが好ましい。
【００６０】
本発明の定量方法のさらに他の好ましい一形態（形態２）では、工程２においてメタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群からジアゾ化試薬を選択し、かつ、工程３において吸光度Ａを測定する。また、本発明の定量方法のさらに他の好ましい一形態（形態３）では、工程２において３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物の群からジアゾ化試薬を選択し、工程３において吸光度Ａを測定する。これらの場合においても、ジアゾ化試薬が検査水中の亜硝酸イオンとの反応で消費されやすく、ジアゾ化試薬による着色強度が低下しやすいため、亜硝酸イオン濃度の定量精度を高めやすい。
【００６１】
なお、形態１〜３においては、ｐＨの影響による吸光度Ａの測定誤差を抑えるために、工程３の前に、工程２を経た検査水のｐＨが７よりも大きくなるよう設定するのが特に好ましい。
【００６２】
本発明の定量方法のさらに他の好ましい一形態では、工程２においてメタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群からジアゾ化試薬を選択し、工程３において吸光度Ｂを測定する。この場合、第２群のジアゾ化試薬と検査水中の亜硝酸イオンとの反応が進行しやすく、生成するジアゾニウム塩による着色強度が高まりやすいため、亜硝酸イオン濃度の定量精度を高めやすい。
【００６３】
本発明の定量方法において用いられる各種の水溶液は、既述の精製水を用いて調製することが明記されている以外のものについても、既述の精製水を用いて調製したものを用いるのが好ましい。
【実施例】
【００６４】
試薬および分光光度計
以下の実施例等で用いた試薬および分光光度計は次のものである。
亜硝酸性窒素標準液（イオンクロマトグラフ用）：和光純薬工業株式会社 コード１４７−０６３４１
１０重量％塩酸：和光純薬工業株式会社 コード０８５−０７５３５
１ｍｏｌ／Ｌ塩酸：和光純薬工業株式会社 コード０８３−０１０９５
１０ｗ／ｖ％水酸化ナトリウム溶液：和光純薬工業株式会社 コード１９１−１１５５５
１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液：和光純薬工業株式会社 コード１９２−０２１７５
０．２ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液：上記の１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を蒸留水で５倍に希釈したもの。
塩化バナジウム（III）：シグマアルドリッチジャパン株式会社 コード２０８２７２
Ｌ−グルタミン酸：和光純薬工業株式会社 コード０７４−００５０５
硫酸アンモニウム：和光純薬工業株式会社 コード０１９−０３４３５
ペルオキソ二硫酸カリウム：和光純薬工業株式会社 コード１６９−１１８９１
水酸化ナトリウム−ペルオキソ二硫酸カリウム溶液：日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ０１０２「工場排水試験方法（２００８）」の４５．２「紫外吸光光度法」、ａ）試薬、４）の記載に従って調製したもの。ここで用いた水酸化ナトリウムは、和光純薬工業株式会社製の窒素測定用（コード１９１−０８６２５）であり、また、ペルオキソ二硫酸カリウムは上記のものである。
次亜りん酸ナトリウム一水和物：和光純薬工業株式会社 コード１９３−０２２２５
１−プロパノール：和光純薬工業株式会社 コード１６２−０４８１６
ジメチルスルホキシド（試薬特級）：和光純薬工業株式会社 コード０４３−０７２１６
１−アミノアントラキノン：東京化成工業株式会社 コードＡ０５９０
２−ニトロアニリン：東京化成工業株式会社 コードＮ０１１８
ｐ−ニトロアニリン：東京化成工業株式会社 コードＮ０１１９
４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム：東京化成工業株式会社 コードＡ０３７５
２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノン：東京化成工業株式会社 コードＡ０３１５
３’−アミノアセトフェノン：東京化成工業株式会社 コードＡ０２４９
３−アミノベンゾフェノン：東京化成工業株式会社 コードＡ１８９９
３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン：東京化成工業株式会社 コードＡ１９３６
２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノン：東京化成工業株式会社 コードＡ１２８８
１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム：東京化成工業株式会社 コードＡ０２７９
スルファニルアミド（試薬特級）：和光純薬工業株式会社 コード１９１−０４５０２
ナフチルエチレンジアミン（窒素酸化物測定用）：和光純薬工業株式会社 コード１４７−０４１４１
分光光度計：株式会社島津製作所の商品名「ＵＶ−１６００ＰＣ」
【００６５】
実施例１
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を用意した。亜硝酸イオン濃度が０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの亜硝酸イオン溶液は蒸留水をそのまま用い、また、他の亜硝酸イオン溶液は亜硝酸性窒素標準液を蒸留水で希釈することで亜硝酸イオン濃度を調整した。
【００６６】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対し、１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１０重量％塩酸溶液（塩化バナジウム（III）濃度１．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬおよび蒸留水０．５ｍＬを添加し、ｐＨを０．３に設定した。この亜硝酸イオン溶液を６０℃で３０分間加熱した後、反応液の３５０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図１に示す。
【００６７】
次に、測定した吸光スペクトルから、１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。各濃度の亜硝酸イオン溶液の吸光度を表１に示し、また、表１に基づいて作成した検量線を図２に示す。表１において、吸光度の変化量は、亜硝酸イオン濃度が０．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの亜硝酸イオン溶液の吸光度を基準とした場合の変化量（減少量）である。図２によると、作成した検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００６８】
【表１】
【００６９】
（評価）
日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ０８０８ 水質監視用全窒素自動計測器（２００８）の６．２．４に記載された、Ｌ−グルタミン酸および硫酸アンモニウムを窒素換算濃度（ｍｇ［Ｎ］／Ｌ）で同量ずつ含む標準試料原液を調製し、これを希釈することで全窒素濃度が４．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの２種類の検査水試料を用意した。
【００７０】
各検査水試料に含まれるＬ−グルタミン酸および硫酸アンモニウムを日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法（２００８）」の４５．２「紫外吸光光度法」に記載の方法により酸化分解した。より具体的には、同法の「ｃ）操作」の１）〜４）に記載の方法により、水酸化ナトリウム−ペルオキソ二硫酸カリウム溶液を用い、各検査水試料のＬ−グルタミン酸および硫酸アンモニウムを１２０℃、３０分の加熱条件で酸化分解した。
【００７１】
次に、酸化分解処理を施した各検査水試料３．０ｍＬに対し、検量線の作成において用いたものと同じ１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液１．０ｍＬと塩化バナジウム（III）の１０重量％塩酸溶液１．０ｍＬとを添加し、ｐＨを０．３に設定した。そして、各検査水試料を６０℃で３０分間加熱した後、反応液について４８０ｎｍの吸光度を測定し、この吸光度から作成した検量線に基づいて各検査水試料の亜硝酸イオン濃度を判定した。結果を表２に示す。
【００７２】
【表２】
【００７３】
実施例２
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００７４】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対し、２−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）０．５ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液（塩化バナジウム（III）濃度１０．０ｇ／Ｌ）０．２ｍＬおよび蒸留水０．４ｍＬを添加し、ｐＨを１．２に設定した。この亜硝酸イオン溶液を９５℃で２０分間加熱した後、反応液の３１５〜５１５ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３に示す。
【００７５】
次に、測定した吸光スペクトルから、２−ニトロアニリンによる発色波長である４１５ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。各濃度の亜硝酸イオン溶液の吸光度を表３に示し、また、表３に基づいて作成した検量線を図４に示す。表３に表示した吸光度の変化量は、表１と同様のものである。図４によると、作成した検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００７６】
【表３】
【００７７】
（評価）
全窒素濃度が２．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの２種類の検査水試料を実施例１と同様の方法で用意した。
【００７８】
各検査水試料を実施例１と同様の方法で酸化分解処理した。そして、酸化分解処理後の各検査水試料２．４ｍＬに対し、検量線の作成において用いたものと同じ２−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液０．５ｍＬと塩化バナジウム（III）の１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液０．２ｍＬとを添加し、ｐＨを１．２に設定した。そして、各検査水試料を９５℃で２０分間加熱した後、反応液について４１５ｎｍの吸光度を測定し、この吸光度から作成した検量線に基づいて各検査水試料の亜硝酸イオン濃度を判定した。結果を表４に示す。
【００７９】
【表４】
【００８０】
実施例３
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００８１】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対し、ｐ−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）０．４ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液（塩化バナジウム（III）濃度５．０ｇ／Ｌ）０．６ｍＬおよび蒸留水０．４ｍＬを添加し、ｐＨを０．８に設定した。この亜硝酸イオン溶液を６０℃で３０分間加熱した後、反応液の２８０〜４８０ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図５に示す。
【００８２】
次に、測定した吸光スペクトルから、ｐ−ニトロアニリンによる発色波長である３８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。各濃度の亜硝酸イオン溶液の吸光度を表５に示し、また、表５に基づいて作成した検量線を図６に示す。表５に表示した吸光度の変化量は、表１と同様のものである。図６によると、作成した検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００８３】
【表５】
【００８４】
（評価）
全窒素濃度が２．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの２種類の検査水試料を実施例１と同様にして用意した。
【００８５】
各検査水試料を実施例１と同様の方法で酸化分解処理した。そして、酸化分解処理後の各検査水試料２．４ｍＬに対し、検量線の作成において用いたものと同じｐ−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液０．４ｍＬと塩化バナジウム（III）の１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液０．６ｍＬとを添加し、ｐＨを０．８に設定した。そして、各検査水試料を６０℃で３０分間加熱した後、反応液について３８０ｎｍの吸光度を測定し、この吸光度から作成した検量線に基づいて各検査水試料の亜硝酸イオン濃度を判定した。結果を表６に示す。
【００８６】
【表６】
【００８７】
実施例４
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００８８】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対し、１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１０重量％塩酸溶液（塩化バナジウム（III）濃度１０．０ｇ／Ｌ）０．１５ｍＬ、次亜りん酸ナトリウム一水和物の１０重量％塩酸溶液（水分子を含めた次亜りん酸ナトリウム一水和物濃度５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬおよび蒸留水０．５ｍＬを添加し、ｐＨを０．２に設定した。ｐＨが上記のように設定された亜硝酸イオン溶液を９５℃で１０分間加熱した後、反応液の３５０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図７に示す。
【００８９】
次に、測定した吸光スペクトルから、１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。各濃度の亜硝酸イオン溶液の吸光度を表７に示し、また、表７に基づいて作成した検量線を図８に示す。表７に表示した吸光度の変化量は、表１と同様のものである。図８によると、作成した検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００９０】
【表７】
【００９１】
（評価）
全窒素濃度が４．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの２種類の検査水試料を実施例１と同様にして用意した。
【００９２】
０．２ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液にペルオキソ二硫酸カリウムを溶解し、ペルオキソ二硫酸カリウム濃度が３０ｇ／Ｌの溶液を調製した。各検査水試料２．５ｍＬに対して調製した溶液を０．５ｍＬずつ添加し、各検査水試料を９５℃で６０分間加熱した。続いて、検量線の作成において用いたものと同じ１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬ、塩化バナジウム（III）の１０重量％塩酸溶液０．１５ｍＬおよび次亜りん酸ナトリウム一水和物の１０重量％塩酸溶液１．０ｍＬを添加し、ｐＨを０．２に設定した。そして、各検査水試料を９５℃で１０分間加熱した後、反応液について４８０ｎｍの吸光度を測定し、この吸光度から作成した検量線に基づいて各検査水試料の亜硝酸イオン濃度を判定した。結果を表８に示す。
【００９３】
【表８】
【００９４】
参考例１
［参考例１Ａ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０、６．０、８．０、１０．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの７種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００９５】
（検量線の作成）
用意した７種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液（濃度０．２ｇ／Ｌ）２．０ｍＬを添加し、さらに１０重量％塩酸０．５ｍＬを添加してｐＨを０．６に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１５分間放置して反応させた後、反応液の２８２〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図９に示す。
【００９６】
次に、測定した吸光スペクトルから１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、測定した吸光スペクトルから反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図１０に示す。図１０によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００９７】
［参考例１Ｂ］
ｐＨを０．６に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１５分間放置して反応させた後、反応液に１０ｗ／ｖ％水酸化ナトリウム溶液０．６ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．４に調整してから吸光スペクトルを測定した点を除いて参考例１Ａと同様に操作し、２種類の検量線を作成した。吸光スペクトルの測定結果を図１１に示し、検量線を図１２に示す。図１２によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【００９８】
［参考例１Ｃ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０および６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【００９９】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して２−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）０．５ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．２に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液の２４０〜５００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図１３に示す。
【０１００】
次に、測定した吸光スペクトルから２−ニトロアニリンによる発色波長である４１０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、測定した吸光スペクトルから反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である２８０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図１４に示す。図１４によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０１】
［参考例１Ｄ］
ｐＨを１．２に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．７に調整してから吸光スペクトルを測定した点を除いて参考例１Ｃと同様に操作し、２種類の検量線を作成した。吸光スペクトルの測定結果を図１５に示し、検量線を図１６に示す。図１６によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０２】
［参考例１Ｅ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、０．５、１．０、１．５および２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１０３】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウムの水溶液（濃度０．６ｇ／Ｌ）０．２ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．１に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、この反応液について４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウムによる発色波長である３７０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、反応液について、生成したジアゾニウム塩による発色波長である２６０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図１７示す。図１７によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０４】
［参考例１Ｆ］
ｐＨを１．１に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．９に調整してから４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウムによる発色波長である３７０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）および生成したジアゾニウム塩による発色波長である２６０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定した点を除いて参考例１Ｅと同様に操作し、２種類の検量線を作成した。結果を図１８に示す。図１８によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０５】
［参考例１Ｇ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、１．０、２．０、３．０、４．０および５．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの６種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１０６】
（検量線の作成）
用意した６種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対してｐ−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３３ｇ／Ｌ）０．３ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．５ｍＬを添加してｐＨを０．７に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で５分間放置して反応させた後、この反応液についてｐ−ニトロアニリンによる発色波長である３８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、反応液について、生成したジアゾニウム塩による発色波長である３１０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図１９に示す。図１９によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜５．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０７】
［参考例１Ｈ］
ｐＨを０．７に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で５分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．７ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．８に調整してからｐ−ニトロアニリンによる発色波長である３８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定した点を除いて参考例Ｇと同様に操作し、検量線を作成した。結果を図２０に示す。図２０によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜５．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１０８】
［参考例１Ｉ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０、１２．０および１６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１０９】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対して２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．５ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．３に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で５分間放置して反応させた後、この反応液について２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンによる発色波長である５２０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。また、反応液について、生成したジアゾニウム塩による発色波長である４６０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図２１に示す。図２１によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１０】
［参考例１Ｊ］
ｐＨを１．３に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で５分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．５ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．８に調整してから２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンによる発色波長である５６０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）および生成したジアゾニウム塩による発色波長である５２０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定した点を除いて参考例１Ｉと同様に操作し、２種類の検量線を作成した。結果を図２２に示す。図２２によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１６．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１１】
［参考例１Ｋ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、０．５、１．０、１．５および２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１１２】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３３ｇ／Ｌ）０．１ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．１に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、この反応液について３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンによる発色波長である２８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図２３に示す。図２３によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１３】
［参考例１Ｌ］
ｐＨを１．１に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．９に調整してから３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンによる発色波長である２７０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定した点を除いて参考例１Ｋと同様に操作し、検量線を作成した。また、反応液について、生成したジアゾニウム塩による発色波長である３２０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図２４に示す。図２４によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１４】
［参考例１Ｍ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１１５】
（検量線の作成）
用意した４種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．３に設定した。この亜硝酸イオン溶液を９５℃で３０分間放置して反応させた後、３００〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図２５に示す。
【０１１６】
次に、測定した吸光スペクトルから２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンによる発色波長である４６０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を抽出し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図２６に示す。図２６によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１７】
［参考例１Ｎ］
ｐＨを１．３に調整した亜硝酸イオン溶液を９５℃で３０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．５ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．９に調整してから吸光スペクトルを測定した点を除いて参考例１Ｍと同様に操作し、検量線を作成した。検量線は、吸光スペクトルから２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンによる発色波長である４８０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）と、生成したジアゾニウム塩による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）とを抽出し、それぞれの吸光度による２種類のものを作成した。吸光スペクトルの測定結果を図２７に示し、検量線を図２８に示す。図２８によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１１８】
［参考例１Ｏ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０、６．０および８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１１９】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して３’−アミノアセトフェノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）１．０ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．２に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、この反応液について３’−アミノアセトフェノンと亜硝酸イオンとの反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図２９に示す。図２９によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１２０】
［参考例１Ｐ］
ｐＨを１．２に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．７に調整してから３’−アミノアセトフェノン自体による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定した点を除いて参考例１Ｏと同様に操作し、検量線を作成した。また、反応液について、３’−アミノアセトフェノンと亜硝酸イオンとの反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である３１０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。これらの結果を図３０に示す。図３０によると、作成した２種類の検量線は、いずれも、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１２１】
［参考例１Ｑ］
（亜硝酸イオン溶液の調製）
亜硝酸イオン濃度が０．０、２．０、４．０、６．０および８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの５種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。
【０１２２】
（検量線の作成）
用意した５種類の亜硝酸イオン溶液のそれぞれ２．０ｍＬに対して３−アミノベンゾフェノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬを添加し、さらに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸０．２ｍＬを添加してｐＨを１．２に設定した。この亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置した後、３−アミノベンゾフェノンと亜硝酸イオンとの反応により生成したジアゾニウム塩による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ｂ）を測定し、この吸光度から亜硝酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図３１に示す。図３１によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１２３】
［参考例１Ｒ］
ｐＨを１．２に調整した亜硝酸イオン溶液を２５℃で１０分間放置して反応させた後、反応液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．４ｍＬをさらに加えてｐＨを１２．７に調整してから３−アミノベンゾフェノン自体による発色波長である３３０ｎｍの吸光度（吸光度Ａ）を測定した点を除いて参考例１Ｑと同様に操作し、検量線を作成した。結果を図３２に示す。図３２によると、この検量線は、少なくとも亜硝酸イオン濃度が０〜８．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。
【０１２４】
比較例１
亜硝酸イオン濃度が０．０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９および１．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの１１種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で用意した。そして、各亜硝酸イオン溶液に対して日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ０１０２、工場排水試験方法（２００８）４３．１．１（非特許文献１）に規定されたナフチルエチレンジアミン吸光光度法を適用し、５４０ｎｍの吸光度と亜硝酸イオン濃度との関係を調べた。結果を図３３に示す。
【０１２５】
図３３によると、亜硝酸イオン濃度の定量可能範囲は０〜０．３ｍｇ［Ｎ］／Ｌの範囲に止まり、本法で高濃度の亜硝酸イオンを定量することはできないことがわかる。
【０１２６】
参考例２
［参考例２Ａ］
実施例１と同様にして亜硝酸イオン濃度が１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの亜硝酸イオン溶液を調製した。調製した亜硝酸イオン溶液を３本の試験管Ａ、ＢおよびＣのそれぞれに２．５ｍＬずつ入れ、各試験管の亜硝酸イオン溶液へ１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）１．０ｍＬを加えた。また、１０重量％塩酸を０．５ｍＬずつ添加し、ｐＨを０．５に設定した。そして、ブロックヒーターを用いて各試験管を下記の条件で加熱した後、３６０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３４に示す。なお、図３４には、試験管Ａについて、１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液を添加直後であって加熱前に同様の吸光スペクトルを測定した結果（ブランク）を併せて示している。
【０１２７】
試験管Ａ：９５℃で１０分間
試験管Ｂ：９５℃で３０分間
試験管Ｃ：８５℃で１０分間
【０１２８】
図３４によると、加熱後の試験管Ａ〜Ｃについての吸光スペクトルは、１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍに近い４４０〜４７０ｎｍ付近において不一致が生じている（図３４の一点鎖線枠内）。これは、４８０ｎｍ付近を中心として発光波長に幅のある発光ダイオードや同様に感度波長に幅のあるフォトトランジスタを用いて１−アミノアントラキノンによる着色の吸光度を測定しようとする場合、加熱温度や加熱時間の変動により吸光度の測定結果が変動することを意味し、亜硝酸イオンの定量結果が不正確になる可能性があることを示している。
【０１２９】
［参考例２Ｂ］
１−アミノアントラキノンのジメチルスルホキシド溶液を１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液（濃度０．５ｇ／Ｌ）に変更した点を除いて参考例２Ａと同様に操作し、３６０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３５に示す。なお、図３５には、試験管Ａについて、１−アミノアントラキノンの１−プロパノール溶液を添加直後であって加熱前に同様の吸光スペクトルを測定した結果（ブランク）を併せて示している。
【０１３０】
図３５によると、加熱後の試験管Ａ〜Ｃについての吸光スペクトルは、１−アミノアントラキノンによる発色波長である４８０ｎｍに近い４４０〜４７０ｎｍ付近においても略一致している（図３５の一点鎖線枠内）。これは、４８０ｎｍ付近を中心として発光波長に幅のある発光ダイオードや同様に感度波長に幅のあるフォトトランジスタを用いて１−アミノアントラキノンによる着色の吸光度を測定しようとする場合においても、加熱温度や加熱時間の変動により吸光度の測定結果が実質的に変動しないことを意味し、信頼性の高い亜硝酸イオンの定量結果が得られることを示している。
【０１３１】
［参考例２Ｃ］
亜硝酸イオン濃度が０．０、４．０、８．０および１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの４種類の亜硝酸イオン溶液を実施例１と同様の方法で調製した。調製した４種類の亜硝酸イオン溶液２．０ｍＬを個別の試験管に入れ、各試験管を９０℃のブロックヒーターに装着した。そして、各試験管へ１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムの水溶液（濃度１．０ｇ／Ｌ）０．８ｍＬ、１０重量％塩酸水溶液０．５ｍＬおよび蒸留水０．５ｍＬを添加し、ｐＨを０．５に設定した。ブロックヒーターによる亜硝酸イオン溶液の加熱温度を９５℃に変更して１５分間反応させた後、反応液の３６０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３６に示す。
【０１３２】
図３６によると、亜硝酸イオン溶液の濃度が異なることで４２０〜５４０ｎｍの範囲での極大吸収波長が変動している。これは、測定された吸光スペクトルにおいて、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムによる着色の吸光スペクトルと、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムからジアゾニウム塩を経由して生成したヒドロキシ体（１−ヒドロキシ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム）の吸光スペクトルとが融合した状態で現れているためと考えられる。特に、亜硝酸イオン濃度が高いほど極大吸収波長が低波長側へ移動しているのは、亜硝酸イオン濃度が高いためにヒドロキシ体の生成量が相対的に多くなるためと考えられる。
【０１３３】
［参考例２Ｄ］
蒸留水０．５ｍＬに替えて水分子を含めた次亜りん酸ナトリウム一水和物濃度を１０ｇ／Ｌに設定した次亜りん酸ナトリウム一水和物水溶液０．５ｍＬを試験管へ加えた点を除いて参考例２Ｃと同様に操作し、反応液の３６０〜６００ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３７に示す。
【０１３４】
図３７によると、亜硝酸イオン濃度が異なる場合であっても、亜硫酸イオン濃度が１２．０ｍｇ［Ｎ］／Ｌの場合を除いて４２０〜５４０ｎｍの範囲での極大吸収波長は略一定している。これは、次亜りん酸ナトリウム一水和物水溶液を用いることで参考例２Ｃのようなヒドロキシ体の生成が抑制され、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムによる着色の吸光スペクトルが安定に得られたためと考えられる。
【０１３５】
参考例３
［参考例３Ａ］
蒸留水２．５ｍＬ対してジアゾ化試薬であるｐ−ニトロアニリンのジメチルスルホキシド溶液（濃度０．３ｇ／Ｌ）０．１５ｍＬを添加したジアゾ化試薬水溶液を４つ用意し、このうちの３つのそれぞれに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸を０．０３ｍＬ、０．０６ｍＬおよび０．０９ｍＬ添加することで水素イオン濃度を０．０１１ｍｏｌ／Ｌ、０．０２２ｍｏｌ／Ｌおよび０．０３３ｍｏｌ／Ｌに調整した３種類の溶液を調製した。これらの溶液を２５℃で５分間放置した後、２９０〜４８０ｎｍの吸光スペクトルを測定した。結果を図３８に示す。図３８には、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸を添加していないジアゾ化試薬水溶液のみについて同様の吸光スペクトルを測定した結果を併せて示している。
【０１３６】
［参考例３Ｂ］
参考例３Ａで用意したものと同様のジアゾ化試薬水溶液を４つ用意し、このうちの３つのそれぞれに１ｍｏｌ／Ｌ塩酸に替えて１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を０．０３ｍＬ、０．０６ｍＬおよび０．０９ｍＬ添加することでｐＨを７以上に調整した３種類の溶液を調整した。これらの溶液について、参考例３Ａと同様の条件で放置した後に吸光スペクトルを測定した。結果を図３９に示す。図３９には、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を添加していないジアゾ化試薬水溶液のみについて同様の吸光スペクトルを測定した結果を併せて示している。
【０１３７】
［参考例３Ｃ］
参考例３Ａと同様にして水素イオン濃度を調整した３種類の溶液を調製し、これらの溶液を２５℃で５分間放置した。その後、それぞれの溶液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．１５ｍＬを添加し、ｐＨをそれぞれ１２．６、１２．５および１２．３に調整した３種類の溶液を調製した。これらの溶液について、参考例３Ａと同様に吸光スペクトルを測定した結果を図４０に示す。図４０には、参考例３Ａで用意したものと同じジアゾ化試薬水溶液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液０．１５ｍＬのみを添加することでｐＨを１２．７に調整した溶液について、同様の吸光スペクトルを測定した結果を併せて示している。
【０１３８】
［参考例３Ａ〜３Ｃの説明］
参考例３Ａに関する図３８は、吸光スペクトルを測定した溶液の水素イオン濃度が異なることで、ジアゾ化試薬であるｐ−ニトロアニリンの濃度が同じであっても極大吸収波長の吸光度が異なることを示している。より具体的には、溶液の水素イオン濃度が０．０１１ｍｏｌ／Ｌ増加する毎に、極大吸収波長の吸光度は約５％低下することを示している。これに対し、参考例３Ｂに関する図３９は、ジアゾ化試薬水溶液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを７以上に設定すれば、ｐ−ニトロアニリンの濃度が同じ溶液において極大吸収波長の吸光度に大きな変化が生じないことを示している。そして、参考例３Ｃに関する図４０は、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸を添加することで水素イオン濃度を高めた溶液は、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の添加によりｐＨを７以上に調整してから吸収スペクトルを測定すると、極大吸収波長の吸光度に殆ど変化が生じないことを示している。
【０１３９】
以上の結果より、検査水の亜硝酸イオンを定量するときは、ジアゾ化試薬の反応後の検査水のｐＨを７以上に調整してから吸光度を測定するのが好ましいものと考えられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査水の全窒素を定量するための方法であって、
前記検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加し、アルカリ性下において加熱する工程１と、
工程１を経た前記検査水に対し、塩化バナジウム（III）と、亜硝酸イオンとの反応によりジアゾニウム塩を生成可能なジアゾ化試薬とを添加し、酸性下において加熱する工程２と、
工程２を経た前記検査水について、前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度および生成した前記ジアゾニウム塩による着色の吸光度のうちの少なくとも一つの吸光度を測定することで亜硝酸イオン濃度を測定する工程３とを含み、
前記ジアゾ化試薬として、ケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物群および３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群からなる群から選ばれた化合物を用いる、
全窒素の定量方法。
【請求項２】
工程１において、前記検査水を９０℃から沸騰温度までの温度で加熱する、請求項１に記載の全窒素の定量方法。
【請求項３】
工程３の前に、工程２を経た前記検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程をさらに含み、かつ、工程３において前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する、請求項１または２に記載の全窒素の定量方法。
【請求項４】
前記芳香族第一級アミン化合物群は、オルト位若しくはパラ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第１群と、メタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群とからなる、請求項１または２に記載の全窒素の定量方法。
【請求項５】
前記第１群が１−アミノアントラキノン、２−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム、ｐ−ニトロアニリン、２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンおよび１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムからなり、前記第２群が３’−アミノアセトフェノンおよび３−アミノベンゾフェノンからなる、請求項４に記載の全窒素の定量方法。
【請求項６】
前記３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群が３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンおよび２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンからなる、請求項１または２に記載の全窒素の定量方法。
【請求項７】
工程２において前記ジアゾ化試薬を前記第１群から選択し、かつ、工程３において前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する、請求項４または５に記載の全窒素の定量方法。
【請求項８】
工程２において、塩化バナジウム（III）および前記ジアゾ化試薬とともに、前記検査水に対してアルコール系化合物並びに次亜りん酸およびその塩からなる化合物群から選択された少なくとも１種の化合物をさらに添加する、請求項７に記載の全窒素の定量方法。
【請求項９】
工程２において前記ジアゾ化試薬を前記第２群から選択し、かつ、工程３において前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する、請求項４または５に記載の全窒素の定量方法。
【請求項１０】
工程２において前記ジアゾ化試薬を前記３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群から選択し、かつ、工程３において前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する、請求項６に記載の全窒素の定量方法。
【請求項１１】
工程３の前に、工程２を経た前記検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程をさらに含む、請求項７から１０のいずれかに記載の全窒素の定量方法。
【請求項１２】
工程２において前記ジアゾ化試薬を前記第２群から選択し、かつ、工程３において前記ジアゾニウム塩による着色の吸光度を測定する、請求項４または５に記載の全窒素の定量方法。
【請求項１】
検査水の全窒素を定量するための方法であって、
前記検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩を添加し、アルカリ性下において加熱する工程１と、
工程１を経た前記検査水に対し、塩化バナジウム（III）と、亜硝酸イオンとの反応によりジアゾニウム塩を生成可能なジアゾ化試薬とを添加し、酸性下において加熱する工程２と、
工程２を経た前記検査水について、前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度および生成した前記ジアゾニウム塩による着色の吸光度のうちの少なくとも一つの吸光度を測定することで亜硝酸イオン濃度を測定する工程３とを含み、
前記ジアゾ化試薬として、ケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物群および３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群からなる群から選ばれた化合物を用いる、
全窒素の定量方法。
【請求項２】
工程１において、前記検査水を９０℃から沸騰温度までの温度で加熱する、請求項１に記載の全窒素の定量方法。
【請求項３】
工程３の前に、工程２を経た前記検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程をさらに含み、かつ、工程３において前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する、請求項１または２に記載の全窒素の定量方法。
【請求項４】
前記芳香族第一級アミン化合物群は、オルト位若しくはパラ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第１群と、メタ位にケトン基若しくはニトロ基を有する芳香族第一級アミン化合物からなる第２群とからなる、請求項１または２に記載の全窒素の定量方法。
【請求項５】
前記第１群が１−アミノアントラキノン、２−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン−２−スルホン酸ナトリウム、ｐ−ニトロアニリン、２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンおよび１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムからなり、前記第２群が３’−アミノアセトフェノンおよび３−アミノベンゾフェノンからなる、請求項４に記載の全窒素の定量方法。
【請求項６】
前記３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群が３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オンおよび２−アミノ−３−クロロ−１，４−ナフトキノンからなる、請求項１または２に記載の全窒素の定量方法。
【請求項７】
工程２において前記ジアゾ化試薬を前記第１群から選択し、かつ、工程３において前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する、請求項４または５に記載の全窒素の定量方法。
【請求項８】
工程２において、塩化バナジウム（III）および前記ジアゾ化試薬とともに、前記検査水に対してアルコール系化合物並びに次亜りん酸およびその塩からなる化合物群から選択された少なくとも１種の化合物をさらに添加する、請求項７に記載の全窒素の定量方法。
【請求項９】
工程２において前記ジアゾ化試薬を前記第２群から選択し、かつ、工程３において前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する、請求項４または５に記載の全窒素の定量方法。
【請求項１０】
工程２において前記ジアゾ化試薬を前記３−アミノ−２−シクロヘキセン−１−オン骨格含有化合物群から選択し、かつ、工程３において前記ジアゾ化試薬による着色の吸光度を測定する、請求項６に記載の全窒素の定量方法。
【請求項１１】
工程３の前に、工程２を経た前記検査水のｐＨが７より大きくなるよう調整する工程をさらに含む、請求項７から１０のいずれかに記載の全窒素の定量方法。
【請求項１２】
工程２において前記ジアゾ化試薬を前記第２群から選択し、かつ、工程３において前記ジアゾニウム塩による着色の吸光度を測定する、請求項４または５に記載の全窒素の定量方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【公開番号】特開２０１３−４７６５９（Ｐ２０１３−４７６５９Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２６６３（Ｐ２０１１−２０２６６３）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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