2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of pretreatment method for on-site measurement of trace elements such as fluorine in volcanic ash sample
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17K05906
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
中島 常憲 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (70284908)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 火山灰 / フッ素 / 簡易前処理法 / オンサイト分析 / 酸素フラスコ燃焼法 / 比色分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
桜島などの火山から噴出される火山灰は、火山ガスに含まれるフッ素（F）を吸着し大気中へ放出される。火山灰に吸着したフッ素は火山灰とともに直接人体へ取り込まれ健康被害を引き起こし、堆積した火山灰が雨水などと接触した場合には環境を汚染する。よって、火山灰中の全フッ素含有量分析が重要であるが、火山灰のようにケイ素やアルミニウムを主成分とする無機固体試料は通常の酸分解では溶液化が困難であり、特にフッ素の分析においては、フッ酸を用いる分解法が適用できず、一般的な固体試料の元素分析法である蛍光X線分析でもフッ素のような軽元素は分析が困難である。
本研究では、複雑な装置を必要としない「酸素フラスコ燃焼法（OFC法）」による試料溶液化法により火山灰中に含まれる全フッ素濃度の簡便な分析法開発を目指し難燃性固体中フッ素のOFC法最適化条件の検討を行った。
まず、文献調査などから火山灰に含まれるフッ素化合物を選び、モデル物質として使用し、OFC法による前処理を検討した。また、OFC法では可燃成分含有量の低い試料の燃焼が困難であるという欠点を克服するため、助燃剤を添加することを検討し、さらに試料中の難溶性フッ素化合物を反応させ、溶出させるために反応触媒の添加も検討した。フッ化カルシウムやフルオロアルミニウム塩の場合、融点や分解温度が高いため、助燃剤や反応触媒を添加しない場合はフッ素の回収率が低かったが、助燃剤、反応触媒の添加において、フッ素回収率の向上がみられた。
また、分解液中のF検出法として、比色分析であるランタンアリザリンコンプレキソン（ALC)法を適用することも試み、オンサイト分析に向けた検討を行った。OFC法にて溶液化した試料中には、ALC法によるF分析を妨害するAlが含まれていたが、アセチルアセトンをAlマスキング剤として使用することで、Fを分析することが可能となった。
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