環境水試料の無機イオン分析

河川、湖沼から工場排水に至るまで、水の汚染状態は、年々深刻化しています。これに対し、最近では、様々な環境規制や下水処理設備の充実といった努力がなされています。この過程の中で、試料を迅速に分析し、データを把握する事が、水質管理や環境汚染源の解明において重要です。

環境水試料における従来のイオン分析方法では、分析対象成分に応じた分析方法や試料の前処理が必要でした。キャピラリー電気泳動（ＣＥ）では、試料の前処理がほとんど無く、多くの成分について短時間でかつ高分離能の測定が可能です。さらに、陰イオンと陽イオンの分析を、泳動液の種類を変えるだけで、連続して測定することが可能であるため、環境水試料のイオン分析には有効です。

今回、実際の環境水として、近畿地域の主な河川水中に含まれる陰イオンと陽イオンについて実施し、比較検討しました。

近畿地域の主要河川である木津川、宇治川、桂川、および淀川（図１）に含まれる陰イオンと陽イオンをすべて原液について分析しました。

各河川水は同一日に流れの中央部分から採取しました。今回、それぞれの河川において、測定対象としたイオン種は、陰イオンではCl^-、SO₄^2-、NO₂^-、NO₃^-、F-、PO₄^3-、陽イオンではNH4⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺です。標準サンプルによる測定から、陰イオンと陽イオンの検出感度は0.1ppmでした。


キャピラリー電気泳動装置による各河川それぞれの水中に含まれるイオン種について、陰イオンと陽イオンのエレクトロフェログラムをそれぞれ図２と図３に示しました。

表１．河川水についての陰イオン分析結果

表２．河川水についての陰イオン分析結果

標準サンプルの検量線から定量した各イオンの含量は表1および表２のようになりました。ほとんどのイオン種について、もっとも低い値が得られたのは大都会を流域に持たない木津川、比較的高い値が得られたのは京都の市街地を流れる桂川でした。特定の日に採取した河川水とはいうのものの、値の大小、データ間の差が有意であるかどうか疑問が残ります。しかし、結果は河川流域と矛盾せず、今度、データの蓄積によって更なる議論が可能になると考えます。

我が国の環境基準に一つ「水質汚濁に係る環境基準」には「人の健康の保護に関する環境基準」、および「生活環境の保全に関する環境基準」が定められています。前者は設定後、直ちに達成され、維持されるように努めるものと定義され、平成11年には3項目が追加されました。3項目とは、硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素、フッ素、ホウ酸である。富栄養化の直接の原因である硝酸、亜硝酸に関する規制が強化されつつあることから、今後、硝酸、亜硝酸の分析の重要性は高まり、前処理が不要で、陽イオン、陰イオンが連続して一時に分析できるキャピラリー電気泳動（CE）が注目されると考えられる。

（大塚電子株式会社 佐藤康博 2004/2）