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海は、人間活動によって放出された二酸化炭素の重要な吸収源であり、その動向には強い関心がもたれている。そこで、海の炭酸系を精密に測定し、その変化の兆候をとらえることが緊急の課題となっている。そのため、海の全炭酸や二酸化炭素を正確に測定することが試みられている。海の炭酸系は、これら2化学種の実測値だけでなく、もし海水のpHが0.001の精度で測定できれば、pHやアルカリ度の測定値から計算で解明できる。
従来のガラス電極法では、上記の要求に応えられない。そこで、海水の組成はあまり変わらないこと、分光光度計が進歩してきたことを利用し、色素によってpHを高精度で、迅速に測定することを考えた。
まず、測定システムとして、恒温槽中で、海水と色素を250:1で連続的に流しながら、5cmフローセルに導き、フォトダイオードアレイをもちいた大塚電子-1000型分光光度計で吸光度を多波長で同時に測定する装置(船上で使用可能なもの)を完成させた(この装置は昨年度完成させた)。次に、用いるべき色素と緩衝溶液の検討を行った。その結果、クレゾールレッドを用いることにより、海水のpHを0.001の精度で測定することが可能となった。
今年度は、さらにブロムフェノールブルーを用いることにより海水のアルカリ度を1μeqの誤差で測定することを可能にした。そして、この測定システムを太平洋および南大洋における航海に乗せ、海水のpHとアルカリ度を測定した。
本研究で得られた海水を溶媒とするときの色素の分子吸光係数は、文献値と多少異なっていた。この原因をはっきりさせるため、また海水のpHの絶対値を決めるためにpHの標準物質と緩衝溶液についてさらに検討を続けていく予定である。
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