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無公害な水質モニタリングを目指した水溶離液を用いるイオンクロマトグラフ法の開発

Research Project

Project/Area Number 11J09822
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Environmental technology/Environmental materials
Research InstitutionGunma University (2012)
Hiroshima University (2011)

Principal Investigator

小崎 大輔  群馬大学, 大学院・工学研究科, 学術振興会特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords水溶離液 / 静電型イオンクロマトグラフィー / イオン排除型イオンクロマトグラフィー / 陰イオン / イオン性栄養塩類 / モリブデンブルー法 / 高感度導電率検出 / 紫外・可視吸光検出
Research Abstract

本研究における平成24年度の研究成果について以下に示す.
静電型ICによる溶離液に水のみを用いた主要陰イオン(SO_4^<2->, Cl^-, NO_3^-, i^-, ClO_4^-)の同時分離計測法及び主要陽イオン(Na^+, NH_4^+, K^+, Mg^<2+>, Ca^<2+>)に関して,1本の英語論文が受理され,2件の国内外における学会発表を行った.具体的な研究内容としては,シリカ-C_<18>カラムに両性界面活性剤(CHAPS)を物理修飾した静電分離カラムを用い,検出感度の増大法に関する研究を行った.
その結果,種々な陰イオン類を静電分離した後,イオン当墨電気伝導度の高いH^+型に変換された強酸性の陽イオン交換樹脂が充填されたサプレッサーゲルを用い,各陰イオン類を各々の酸に変換することにより,強酸性の陰イオン類に関して,従来に比べて3-4倍程度の高感度な検出が可能となった.本研究において開発された高感度導電率検出静電型ICは従来型のICのように,酸もしくは塩基を用いることなく,水のみで陰イオン類の高感度な分離定量を可能にする非常に画期的な方法である.また,主要陽イオンに関して,1価陽イオン(Na^+, NH_4^+)球,Kり及び2価陽イオン(Mg^<2+>, Ca^<2+>)間の分離のみ達成された.
次に,溶離液に水を用いる紫外・可視吸光検出イオン排除型ICによるアルカリ度(HCO_3り,栄養塩(リン酸,ケイ酸)及び無機態窒素(NO_3^-, NO_2^-)の逐次分離計測システムの開発に関して,1本の英語論文が受理され,国内外において,4件の学会発表が行われた.具体的な研究内容としては,水溶離液を用いるイオン性栄養塩類の分離定量のために,3つのイオン排除型ICがカラム切り替えバルブによって接続された水質モニタリングシステムの開発である.開発されたICモニタリングシステムは,国内外の一般的な中小都市河川の富栄養化に関するイオン成分のモニタリングに適応され,河川水中の種々なイオン性栄養塩類のモニタリングが可能であり,本ICモニタリングシステムの有用性が実証された.
以上のマレーシア及びインドネシアを含めた発展途上国におけるICシステムの適応実験の結果,その有用性が認められ,今後は,現地での栄養塩に関するモニタリング調査の継続及び栄養塩や重金属のモニタリングシステムの開発を予定している.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

溶離液に水を用いる紫外・可視吸光検出イオン排除型イオンクロマトグラフィー(IC)によるアルカリ度(HCO_3),栄養塩(リン酸,ケイ酸)及び無機態窒素(NO_3,NO_2)の逐次分離計測システムの開発に関して,その有用性が実証され,その結果,1本の英語論文が受理され,国内外において,4件の学会発表が行われた。
また,マレーシア及びインドネシアを含めた発展途上国におけるICシステムの適応実験の結果,その有用性が認められ,今後は,現地でのモニタリング調査の継続及び栄養塩や重金属のモニタリングシステムの開発を予定している.
以上の結果から,平成24年度に行われた水溶離液を用いるイオンクロマトグラフィーの開発に関する研究は順調に進展した事は明らかである.

Strategy for Future Research Activity

平成24年度に行われた水溶離液を用いるイオンクロマトグラフィーのマレーシア及びインドネシアを含めた発展途上国への適応実験の結果,その有用性が認められ,2013年6月よりUniversity Malaysia Pahangにおいて現地でのモニタリング調査の継続及び栄養塩や重金属のモニタリングシステムの開発を予定している.

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results) Presentation (12 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Indirect UV Detection-Ion-exelusion Cation-exchange Chromatography of Common Inorganic Ions with Sulfosalicylic Acid Eluent2013

    • Author(s)
      Daisuke Kozaki, Masanobu Mori, Nobutake Nakatani, Tomoe Masuno, Masakazu Koseki, Hideyuki Itabashi, Kazuhiko Tanaka
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 29 Pages: 121-126

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    • Author(s)
      Daisuke Kozaki, Kazuhiko Tanaka, Nobutake Nakatani, Masanobu Mori
    • Journal Title

      Chinese Journal of Chromatography

      Volume: 30 Pages: 721-727

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  • [Journal Article] Development and application of advanced ion chromatography for water quality monitoring2012

    • Author(s)
      Nobutake Nakatani, Daisuke Kozaki, Kazuhiko Tanaka
    • Journal Title

      Chinese Journal of Chromatography

      Volume: 30 Pages: 365-368

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    • Author(s)
      Masanobu Mori, Takahiro Hironaga, Hideyuki Itabashi, Nobutake Nakatani, Daisuke Kozaki, Kazuhiko Tanaka
    • Journal Title

      Chinese Journal of Chromatography

      Volume: 30 Pages: 356-360

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  • [Journal Article] Recent Progress and Applications of Ion-exclusion/Ion-exchange Chromatography for Simultaneous Determination of Inorganic Anions and Cations2012

    • Author(s)
      Nobutake Nakatani, Daisuke Kozaki, Masanobu Mori, Kazuhiko Tanaka
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 28 Pages: 845-852

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    • Author(s)
      Kaori Arai, Masanobu Mori, Daisuke Kozaki, Nobutake Nakatani, Hideyuki Itabashi, Kazuhiko Tanaka
    • Journal Title

      Journal of Chromatography A

      Volume: 1270 Pages: 147-152

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    • Author(s)
      Daisuke KOZAKI, Kazuhiko TANAKA, Chao-Hong SHI, Nobutake NAKATANI
    • Journal Title

      Chinese Journal of Chromatography

      Volume: 30 Pages: 361-364

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    • Author(s)
      森勝伸, 原知里, 黒須東, 杉田剛, 中谷暢丈, 小崎大輔, 田中一彦, 松本富美雄, 伊藤司, 板橋英之
    • Journal Title

      工業用水

      Volume: 606 Pages: 59-66

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  • [Journal Article] アンモニウム,亜硝酸,硝酸イオンのイオン排除/陰イオン交換クロマトグラフィーによる同時定量の開発および高塩濃度試料への応用2011

    • Author(s)
      森勝伸, 廣永貴大, 佐島達也, 板橋英之, 中谷暢丈, 小崎大輔, 田中一彦
    • Journal Title

      鉄と鋼

      Volume: 97 Pages: 273-278

    • NAID

      130000673795

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  • [Journal Article] Ion-exclusion/cation-exchange chromatography with dual detection of the conductivity and spectrophotometry for the simultaneous determination of common inorganic anionic species and cations in river and wastewater2011

    • Author(s)
      Nobutake NAKATANI, Daisuke KOZAKI, Masanobu MORI, Kiyoshi HASEBE, Nobukazu NAKAGOSHI, Kazuhiko TANAKA
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 27 Pages: 499-504

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  • [Journal Article] Use of a Polystyrene-divinylbenzene-based Weakly Acidic Cation-Exchange Resin Column and Propionic Acid as an Eluent in Ion-Exclusion/Adsorption Chromatography of Aliphatic Carboxylic Acids and Ethanol in Food Samples2011

    • Author(s)
      Masanobu MORI, Takahiro HIRONAGA, Hiroe KAJIWARA, Nobutake NAKATANI, Daisuke KOZAKI, Hideyuki ITABASHI, Kazuhiko TANAKA
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 27 Pages: 505-510

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Development and application of advanced ion chromatography for water quality monitoring2011

    • Author(s)
      Nobutake NAKATANI, Daisuke KOZAKI, Kazuhiko TANAKA
    • Journal Title

      Chinese Journal of Chromatography

      Volume: 30 Pages: 365-368

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 先端的なイオンクロマトグラフィーを用いる種々な環境水の水質モニタリングとその評価2012

    • Author(s)
      小崎大輔, 田中一彦
    • Organizer
      平成23年度広島地区分析技術講演会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2012-02-28
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 弱酸性陽イオン交換樹脂分離カラム及びスルホサリチル酸溶離液を用いる間接紫外吸光検出イオン排除/陽イオン交換型イオンクロマトグラフィーの開発2012

    • Author(s)
      Daisuke Kozaki, Masanobu Mori, Hideyuki Itabashi, Nobutake Nakatani, Masakazu Koseki, Tomoe Masuno, Kaori Arai, Kazuhiko Tanaka
    • Organizer
      Japan Society of Analytical Chemistry 61^<th> Symposium
    • Place of Presentation
      Kanazawa University, Japan
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  • [Presentation] 弱酸性陽イオン交換樹脂及びスルホサリチル酸溶離液によるヨウ化物, セシウム, ストロンチウム及びバリウムイオンの導電率検出-イオン排除/陽イオン交換型イオンクロマトグラフィー2012

    • Author(s)
      Daisuke Kozaki, Masanobu Mori, Masakazu Koseki, Hideyuki Itabashi, Nobutake Nakatani, Kazuhiko Tanaka
    • Organizer
      29^<th> Ion Chromatography Symposium
    • Place of Presentation
      Okayama, Japan
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] クエン酸修飾ジルコニアを固定相とした無機陽イオンのイオンクロマトグラフィー2012

    • Author(s)
      Tomoe Masuno, Masanobu Mori, Daisuke Kozaki, Kaori Arai, Hideyuki Itabashi
    • Organizer
      Japan Society of Analytical Chemistry 61^<th> Symposium
    • Place of Presentation
      Kanazawa University, Japan
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Simultaneous separation of strontium, iodide, cesium and barium ions from common ions by ion-exclusion/cation-exchange chromatography with conductivity detector using a weakly acidic cation exchange resin column2012

    • Author(s)
      Daisuke Kozaki, Masanobu Mori, Nobutake Nakatani, Kaori Arai, Masakazu Koseki, Hideyuki Itabashi, Kazuhiko Tanaka
    • Organizer
      2012 China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry
    • Place of Presentation
      Shanghai New International Expo Centre, Shanghai, China
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  • [Presentation] Preliminary study on simultaneous separation of iodide, strontium, cesium and barium ions from common ions in soil by ion-exclusion/cation-exchange chromatography2012

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      Daisuke Kozaki, Masanobu Mori, Nobutake Nakatani, Masakazu Koseki, Hideyuki Itabashi, Kazuhiko Tanaka
    • Organizer
      The 6^<th> Asia-Pacific symposium on Ion Analysis
    • Place of Presentation
      The Axana Hotel, Padang, Indonesia
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  • [Presentation] Simultaneous separation of inorganic cations and anions by a combination of HILIC and cation-exchange columns2012

    • Author(s)
      Kaori Arai, Masanobu Mori, Daisuke Kozaki, Tomoe Masuno, Hideyuki Itabashi
    • Organizer
      The 6^<th> Asia-Pacific symposium on Ion Analysis
    • Place of Presentation
      The Axana Hotel, Padang, Indonesia
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  • [Presentation] 水溶離液を用いる陰イオンの導電率検出静電型イオンクロマトグラフィーの高感度化2011

    • Author(s)
      小崎大輔, 中谷暢丈, 森勝伸, 施朝鴻, 古月文志, 田中一彦
    • Organizer
      Separation Science 2011
    • Place of Presentation
      千葉
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  • [Presentation] Preliminary Stady on Ion-Exclusion/Cation-ExchangeChromatography for Determining Simultaneous Radioactive Anions and Cations Released from Nucler Power Plant2011

    • Author(s)
      Daisuke KOZAKI, Nobutake NAKATANI, Masanobu MORI, Kazuhiko TANAKA
    • Organizer
      2011 China-Japan-Korea Symposium of Analytical Science on Food, Environment, and Nano-Technology
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Enhanced Conductivity Detection of Common Inorganic Anions in electrostatic Ion Chromatography using Water Eluent2011

    • Author(s)
      Daisuke KOZAKI, Kazuhiko TANAKA, Nobutake NAKATANI
    • Organizer
      The 5^<th> Asia-Pacific Symposium on Ion Analysis
    • Place of Presentation
      Guilin, China
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Development and application of advanced ion chromatography for water quality monitoring2011

    • Author(s)
      Nobutake NAKATANI, Daisuke KOZAKI, Kazuhiko TANAKA
    • Organizer
      The 5^<th> Asia-Pacific Symposium on Ion Analysis
    • Place of Presentation
      Guilin, China
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Ion-exclusion/anion-exchange chromatography on a strongly basic anion-exchange resin in the OH^--form with basic eluent2011

    • Author(s)
      Masanobu MORI, Takahiro HIRONAGA, Hideyuki ITABASHI, Nobutake NAKATANI, Daisuke KOZAKI, Kazuhiko TANAKA
    • Organizer
      The 5^<th> Asia-Pacific Symposium on Ion Analysis
    • Place of Presentation
      Guilin, China
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      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 1. The Best Poster Presentation Award, The 611 Asia-Pacific symposium on Ion Analysis (The Axana Hotel, Padang, Indonesia), November 26-28, 2012.

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 2. Journal of Flow Injection Analysis, フローインジェクション透析とHPLCを組合せた有機酸及び食品添加物の分離分析, December, 2012.

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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