ニッケル汚染の主な原因は、電気めっき、冶金作業、または配管や継手からの溶出です。コバルトは、石油および化学工業における触媒として広く利用されています。いずれの場合も、これらの金属は直接的に、または廃水から河川を経由して飲料水システムへと混入されることがあります。
そのため、欧州連合(EU)では、飲料水中のニッケル濃度の基準値を20 µg/Lと定めています。
ニッケルおよびコバルトの同時かつ簡単な測定は、吸着溶出ボルタンメトリー(AdSV)に基づいています。非毒性のビスマス滴下電極の特異な特性とAdSVを組み合わせることで、感度において非常に優れた性能を発揮します。析出時間30秒の場合の検出下限は、ニッケルで約0.2 µg/L、コバルトで約0.1 µg/Lですが、析出時間を延長することでさらに低くすることが可能です。本手法は自動化システムやプロセスアナライザーに最適であり、大量のサンプルロッドに対して完全自動で測定を行うことができます。
飲料水、ミネラルウォーター、海水
水サンプルを測定容器に分取します。次に、アンモニア/塩化アンモニウム緩衝液および錯化剤であるジメチルグリオキシム(DMG)を添加し、表1に示されたパラメーターを用いて884 プロフェッショナル VAによりニッケルおよびコバルトの同時測定を行います。濃度定量は、ニッケルおよびコバルトの標準溶液を2回添加する標準添加法を用います。
最初の測定前に、ビスマス滴下電極は電気化学的に活性化させておきます。
図 1.
884 プロフェッショナル VA:ボルタンメトリー分析用の全自動分析システム例
| パラメーター | 設定 |
|---|---|
| モード | SQW – Square wave |
| 析出電位 | -0.8 V |
| 析出時間 | 30 s |
| 開始電位 | -0.8 V |
| 終了電位 | -1.3 V |
| ニッケル(Ni) のピーク電位 | -0.97 V |
| コバルト(Co) のピーク電位 | -1.12 V |
- 作用電極: ビスマス滴下電極
- 参照電極: Ag/AgCl/KCl (3 mol/L)
- 補助電極: Glassy carbon rod
本手法は、水サンプル中のニッケルおよびコバルトの濃度が、ニッケル(Ni²⁺) で 0.2~8 µg/L、コバルト(Co²⁺) で 0.1~10 µg/L の範囲にある場合に適用可能です。
図 2.
ニッケルおよびコバルトをそれぞれ Ni = 0.5 µg/L および Co = 0.5 µg/L 添加した水道水中の定量
| サンプル | Ni [μg/L] | Co [μg/L] |
|---|---|---|
| ニッケルおよびコバルトをそれぞれ Ni = 0.5 µg/L および Co = 0.5 µg/L 添加した水道水 | 0.58 | 0.54 |