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超音波洗浄機

超音波洗浄機といっても、メガネや貴金属を洗浄する家庭用のコンパクトな小型洗浄器(卓上型)、業務用の大きな浴槽タイプ、また高周波の超音波を流水にのせてノズルから噴霧する洗浄機と、様々なタイプのものがある。
用途においても、製薬工業、化学工業、自動車工業、機会工業、電子工業、医療関係など多種多様である。
洗浄を目的として使用されることが多いが、環境・理化学関係の分析や研究機関では、洗浄の他に、試薬の調製(溶解・混和)、溶離液の脱気などの目的で使用される。
そこで超音波洗浄の原理をちょいと調べたので報告する。

超音波洗浄を行う物理的な力を発揮するものには、大きくわけて2種類ある。
①キャビテーションによる洗浄
②水分子を加速させる超音波洗浄
ただ2種類といっても、どうやらキャビテーションによる洗浄効果がほとんどらしい。

①キャビテーションによる洗浄とは、超音波によって引き起こされた泡(空洞:Cavity)のはじける時の衝撃波(キャビテーション)によって、洗浄物の異物を剥離させる方法である。
液中には、無数の気体分子が存在し、20kHz~100kHzほどの強力な超音波が液中に照射された時に、正・負の圧力がその気体分子に交互にかかる。正の圧力で圧縮された気体分子は、次の瞬間には負の圧力により激しく膨張する。この繰り返しにより気体分子は非常に高い圧力を持ち、その限界ではじけて消滅して汚れを落とす。
キャビテーション強度は周波数が低いほど大きくなり、強固な固形物の剥離などの粗洗浄に適している。しかしその反面、洗浄物への物理的衝撃も大きくなるので、気を付けなければならない。

②水分子を加速させる超音波洗浄とは、水分子が加速され洗浄物にぶつかり、その衝撃によりワークから異物を剥離させる方法である。
この場合、高い周波数の方が効果あり、付着力の弱い非常に微細な汚れ異物の剥離に有効である。

環境分析にとって、超音波洗浄の原理まで知っておく必要はないかもしれないけど、ご参考ということで。

実際、環境・理化学関係の分析機関レベルでの超音波洗浄機を使用するのか否かは、洗浄物の材質、汚れの種類・程度、洗剤の種類・成分把握、洗浄の要求度などを理解しつつ、当然、コスト面、廃液など環境負荷、安全性などを考慮してどうか、ということになるのであろう。
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21年度技術士二次試験 終了

ようやく今年も試験が終わりました。
やるだけのことはやって臨みましたが、手応えはあまり感じられません。
まずはご無沙汰していた皆さんのためにも、今年の環境一般(必須)問題を掲載します。

―――――――――――――――――――

平成21年度技術士第二次試験問題【環境部門】
必須科目
10時~12時30分
Ⅱ 次の問題について解答せよ。
 第三次環境基本計画(平成18年4月)においては,持続可能な社会は「健全で恵み豊かな環境が地球規模から身近な地域までにわたって保全されるとともに,それらを通じて国民一人一人が幸せを実感できる生活を享受でき,将来世代にも継承することができる社会」と定義されている。
 ここに定義された持続可能な社会を実現する上での課題等について,次の問いに答えよ。
(各問いにつき答案用紙1枚以内,全体で3枚以内にまとめよ。)
(1)あなたが重要と考える課題を3つ取り上げ,それぞれについてその概要を述べよ。
(2)上記のうち,技術士として最重要と考える1つの課題を選び,最重要と考える理由を述べよ。
(3)平成19年6月に閣議決定された21世紀環境立国戦略では,地球生態系と共生して持続的に成長・発展する経済社会に向けて,「3つの社会」の相互関係を踏まえて統合的な取組を展開していくことが不可欠であると指摘されている。そこで「3つの社会」を明示した上で,この指摘に配慮して上記(2)で選択した課題の解決の方向性及び自らの貢献の可能性について,論述せよ。

―――――――――――――――――――

問題は昨年とあまり変わりませんでしたが、設問(3)だけが少しひねってきました。
平成19年の「21世紀環境立国戦略」がなぜ今頃?という感じでしたが、おそらく昨年と全く同様の問題では解答に差がつけにくいと判断したからなのでしょうか。よくは分かりませんが。
ただ、合否の分かれ目は、おそらく(3)になるのではないでしょうか。


それよりも、私は午後からの専門(環境測定)の出来が今一つだったので、昨年同様ですがそちらが気になります。

ひとまず受験された皆さん、お疲れ様でした。

現場でのやり取り

12月に入っていましたね。
今週は現場のサンプリング(採水)に2日も駆り出されていました。
普段、ラボでICP発光分析装置を用いた金属分析に明け暮れているけど、2日もサンプリングに費やしてしまうと、そのしわ寄せが後でぐっと来てしまう。
これも繁忙期だからしょうがないかな。
けれどもボーナスが寸志程度出ることが決まり、私にとってはそれだけでも非常にありがたい。

それはさておき、現場での採水というのは、工事現場処理施設貯留層である。といっても土木現場のため池のようなところでしたが。
ここで現場に立ち会ってくれた依頼先の方が、採水や保存処理などの作業に非常に興味をもたれ、あれこれいろいろなことを聞かれた。
中でも溶存酸素の固定に興味をもたれたのか、不思議そうにフラン瓶を眺め、固定液の中身について聞いてこられた。どうやって酸素が固定されるんですか?なんでこんな色に変色するんですか?など。
こちらとしては、一人で作業をしながらであったこともあり、それなりに知っている知識を話してそれとなく返答していた。

無事作業が終え、帰路の途中、現場での会話のやり取りを振り返ると、少ししまったという感が込み上げてきた。
今回は先方さんがせっかく興味を持っておられていたのだから、もっと話を膨らませてあげるべきだったかなと。こんなときこそ自己PRではないけど、強い印象を与えれば良かったかなと。
またこの人に聞きたいな、教えてもらいたいな、仕事頼みたいなというように。
そんなことを車中、一人運転しながら思い返したのである。
依頼者の方とは、一度限りの付き合いではないだろう。
次回こそは、と。


参考:現場サンプリングについての参考サイト
国土交通省北陸地方整備局北陸技術事務所 水質調査サイト
水質項目選定、現場採水方法や注意点について細かく載っています。
技術士二次試験の環境部門-環境測定の専門問題対策にも有効かと思います。

JIS K 0102ふっ素分析がイオンクロマトで!?

平成20年2月15日
環境省の報道発表資料に以下のような記事があった。
『公共用水域水質環境基準、地下水環境基準、土壌環境基準及び排水基準等に係る告示の一部改正案に対する意見の募集(パブリックコメント)について』

改正概要(案)はこちら

以下引用―――――――――

1.背景・経緯
公共用水域水質環境基準測定方法等に引用している日本工業規格(JIS)K0102(工場排水試験方法)は、平成20年3月20日付けで改正が予定されており、国際規格であるISOとの整合を図るため、新たな試験方法が導入される予定です。
 この改正を受け、環境省では同規格の改正内容のうち、公定分析法への導入が適当であるものを公定分析法に適用するための告示改正を検討しています。
 なお、今回検討している改正の内容は、これまで適用されていた分析法が使用できなくなるものではありません。
2.改正の内容
①ふっ素
懸濁物質及びイオンクロマトグラフ法で妨害となる物質が共存する試料について、水蒸気蒸留による前処理を実施することにより、イオンクロマトグラフ法を適用可能とする。
②ほう素
告示の表現の修正であり、公定分析法に係る実質的な変更なし。
③砒(ひ)素
これまでの測定方法に加え、JIS K0102に新たに採用されるICP質量分析法も使用できることとする。
④セレン
これまでの測定方法に加え、JIS K0102に新たに採用されるICP質量分析法も使用できることとする。

~略~

引用終わり―――――――――

公共用水域の水質環境基準測定方法などに引用されている工場排水試験方法のJIS K 0102が、国際規格ISOに足並みをそろえるために、分析方法を追加するというものである。
改正内容①ふっ素分析では、水蒸気蒸留による前処理後に、イオンクロマト分析と記載されている。

続きを読む »

いつのまに黒い斑点が

近頃は、明けても暮れてもBOD、COD分析の日々を送っている。
もっぱら、工場排水分析が主なので、そりゃ~汚い検体も多い。
大きな声では言えませんが、中には、えっ~!!こんなん放流しているの?という、排水もある。
ただ、分析に関して汚いだけの検体なら、希釈すればなんとかなる。
BOD・COD分析では、漂白剤がたっぷり入った検体、塩や金属を高濃度含む検体などは、非常にやっかいである。
JISに対処方法が記載されているものもあるが、無いものもあるし、一筋縄ではいかないものも多い。
技術士としての必要な資質、創意工夫が試されることもある。
それはそれで、やりがいのある検体であります。
ネタにもなるかな。
今日は、そんな話しをするつもりではなくって。

先日、CODで使う試薬の硝酸銀がいつのまにやら、手に付着してしまった!
(硝酸銀は、塩を含む試料の対策で用います)
時々、あることですが、今回は、心当たりがまったくない。
いつのまにか手に付着し、気が付けば黒い斑点が数カ所に。
手袋していたのにな~?!

これって、なかなかとれませんね。
1~2週間ほどしたら自然ととれて来ると思うのですが。
なんとか手早くとる方法はないだろうか?
ネットで調べて見たが、ヒットぜす。

と言うのも、うっすらとした遠い昔の記憶に、硝酸銀の皮膚付着をとる試薬がある、と聞いたことあるような気がするのだが。。。夢の話しかもしれません。
ちなみに、カメ(過マンガン酸カリウム)が付着した場合は、全水銀の分析で用いる塩ヒ(塩酸ヒドロキシルアミン溶液)を浸すと、とれますね。
同じように、硝酸銀の付着を手早くとる試薬はないものかね。

この手の写真をアップしようと思ったが、あまりにもみすぼらしいのでやめた(笑)
それにしても無細工な手だな。

師走

今、仕事が非常に多忙です。
というのも、某○○市内全メッキ事業場の亜鉛排水濃度の現況調査を行っているからです。
その背景は、こちら↓。
http://www.epcc.pref.osaka.jp/shidou/to-jigyousya/mizu/kijyun/znkaisei/

簡単に言うと、亜鉛排水基準が5mg/L ⇒ 2mg/Lと厳しくなり、市内のどれほどの事業場が、亜鉛の排水基準を守れているのかどうか、調べているわけです。
亜鉛排水基準2mg/Lは、厳しいですね~。

それはさておき、分析項目は、亜鉛とその他付随する項目さまざまである。
さらに、各事業場のメッキ工程液を複数本分析するので、かなりの検体数に膨れ上がっています。
メッキ工程液といえば、メッキ浴そのものです。
想像つきにくいかもしれませんが、超高濃度の金属や無機酸が含まれているわけです。

以前のブログで、フッ素のワールドレコード13000 mg/Lの話題を取り上げましたが、
ここ最近は、それに匹敵する検体を、続々と分析中です。
自分の担当外の分析も含めると、
鉄      170000 mg/L
六価クロム  90000 mg/L
硫酸イオン  20000 mg/L
フッ化物イオン 1400 mg/L
シアン     数百mg/L
などなどです。

ただ単に、高濃度の項目を分析するだけであれば、ひたすらに希釈して行えば良いので、それほど難しい事はないのですが、マトリックスが多いときに、低濃度の項目を分析するときがかなり大変です。
例えば、高濃度鉄を含む中で、低濃度の鉛分析など。
高濃度の6価クロムが含まれている中で、低濃度の塩素イオン分析など
あの手この手奥の手、全知全能、ない頭をフル回転しながら、なんとか分析しています。

当分の間、この忙しさ続きそうだな。

この年の瀬、体力はもっても、先に頭がオーバーヒートしないだろうか(笑)

ワールドレコード更新(フッ素分析)

最近、明けても暮れても毎日フッ素分析を行っている。
ほとんどが、工場・事業場の放流水や処理工程水なので、汚い水ばかりである。定量下限値は、0.1mg/L。
分析方法は、ランタン-アリザリンコンプレキソン吸光光度法。(長く言いにくい名前ですよね~)
手順は、
①蒸発皿で乾固
②水蒸気蒸留(電気加熱式装置を利用)
③発色
④測定・定量
ってな感じで。

今回、私がいままで行ったフッ素分析の中で、最高濃度の分析結果を更新しました。

なんと、フッ素濃度、13000mg/L!!

1.3%じゃないかい!
おそらく、工業の処理工程で、製品(部品)をフッ酸処理している水と推測する。
フッ酸原液に近く、ガラスをも溶かすレベル。
こんなん素手で触ったら、えらいことになっていたかも。
また、他の試料へのコンタミにかなり気を付けた。

とまぁ、こんな水の分析しました。
間違っても、放流水ではありませんよ。
ある意味、こんな高濃度のフッ素分析を経験することも珍しいかな。

今回は、事前に「高濃度フッ素の可能性あり」と聞いていたので、事前の対処が施せたのであるが、以前、別の担当者のときには、事前連絡もなく、この濃度を上回る処理工程水の分析をしたことがあった。
そのときは恐ろしかった。ケルダールフラスコの内側が、溶けてしまった。
蒸留途中で異変に気付き、蒸留ストップ。
おそらくこのときもフッ酸原液に近い水であったのだろう。

今回はそのような事態までにはならなかったが、非常に気を使う分析でした。

<追伸>
フッ素分析において、私が行っている事前濃度チェック操作
①過去データの活用。(事業場名と用途など)
②仮発色を実施し、概略濃度を調べる方法。(蒸留せずにそのままの水をpH調整だけして、発色してみる方法のこと)
③フッ素のパックテストの利用
などなど

怪しい試料は、必ず概略濃度を調べるのである。
当たり前のレベルだけど、これ基本だわな。

ICPと体のサビ落し

我が職場で愛用しているというか、なくては仕事にならないICP発光分光分析装置が、おととい突然故障してしまった。(職場のICP)
金属分析には欠かせないし、分析センターの稼ぎ頭の一つでもある大事な分析装置。
突然、私が分析している最中に装置の底部から水が滴り落ちてきた。

「やばい!循環冷却水の水漏れか?!」と思いながらも、どうやら装置の内部での漏れのようで、どうすることもできない。
日ごろの行いが悪いから?
最近、この装置にお備えしてなかったから?
(うちの職場では分析装置がご機嫌斜めのときはお菓子などお備えをする風習がある(笑))
なんてなことを言いながらも、幹線調査で忙しかったので、まったく乗り突っ込みする余裕なんぞなかった。

変わりになる装置もないし、今更、原子吸光光度計で金属全項目を分析するなんて考えられない。また、他なる分析手段ってもな~。
あらためて、ICPの有り難味をしった。
すぐさま上司に報告し、修理の手配をお願いし、今日、メーカーの方が来ていただいた。なんとか原因は究明できて、修理は無事完了した。
原因は、やはりICP装置内部で、循環冷却水が通っているホースの劣化であった。
タケノコとホースの接合部分から少しずつ水が漏れ出していた。

今日はICPの内部をまざまざと見せてもらったが、なんとまぁ腐食やサビがひどいこと。
そりゃ、ホースに限らず、部品や基盤など劣化するわな。
過去の修理では、パソコンやICPの基盤がサビサビになり、ゴッソリ変えた事もあった。
ICPの装置を使う職場では、どこでも硝酸や塩酸などの無機酸を含む試料を取り扱うため、装置の腐食やサビに悩まされると聞く。
うちの職場でも、ドラフト換気や通風などに気を使い、灰化後の試料保存も密閉系のバットに保存したりなど、酸対策は行ってはいるものの、なかなか完全に腐食やサビは防ぎきれない。
今日はせっかくメーカーさんが来てくれるということなので、良い方法がないか?他の職場ではこのような対策しているなどというものはないか?などを聞いてみたが、特に良い方法は聞けなかった。
なにか良い方法はないものかね~

さらに昔から心配していることだが、分析装置がサビているってことは、私の体もサビている?
おっ~、考えたら恐ろしや~

体のサビ落しを考えないとな。

DOメーター測定 裏技?!

先日、ある会社からでている、環境計量士の資格取得のための古そう~なビデオを見る機会があった。
これには、水質調査のサンプリング方法、BODやCODの分析、シアンや窒素などの蒸留、分光光度計、原子吸光光度計、GC/MSなどの機器分析が紹介されていた。

分析に従事している者にとっては、どれも初歩的なことばかりだった。どちらかというと、未経験者が勉強目的として見るにはよいかな~という内容だったかな。
そりゃ、そのためのビデオだからな。

それはさておき、BOD分析(隔膜電極法)で、DOメーター計を用いてDOを測定しているシーンがあった。
フラン瓶が水浴中にたくさん浸かっていて、順番に測定している。よく見るシーンだ。

経験したことのある方はご存知だろうが、隔膜電極法でのDO測定は、温度変化に非常に左右されやすい。20.0℃で測定することがベストであり、0.1℃単位で管理する必要がある。春夏秋冬では、測り易さもずいぶん変わってきますよね。

また、DOの測定には各社分析機関により、さまざまな工夫がなされていると聞く。
ビデオのように20℃の水浴につけて測定する分析機関が多いとは思うが、あるところでは、20℃の小部屋にこもって一気に測定するということを聞いたことがある。
わたくしも以前は、水浴につけて測定していたが、微妙な温度調節が難しいので、水浴は使っていない。

わたしの裏技は、こうである。
測定する少し前に、フラン器(インキュベーター)の温度を少し落とす。19.8℃くらいかな。
まとめてフラン瓶をフラン器から取り出し、測定するときに右手でDOメーターを持ち、左手でフラン瓶を温め、20.0℃になった瞬間にすぐさま測定する。という感じ(笑)
これを手際よく次々行っていく。あくまでも手際よくやれば、これが早くて一番かな。
私にとっては、フラン瓶の温度は下げにくいが、手の温度を使えば上げることはたやすい。
冬場は、手の先から冷えてきて寒くなることもあるんだけどぉ~。
また、夏場は温度が上がりやすいので、アイスノンを上手に利用する。
もちろん、季節、時間帯により、若干、工夫も変わってくる。

みなさんは、どのような裏技(工夫)をされているのでしょうか?

オートメーション化って!

そりゃ、いいな~(笑)
プロフィール

Water

Author:Water
Waterといいます。
環境測定、主に水質調査分析に携わってました。
2008年の春、不景気の荒波に飲み込まれ会社が倒産。
一度は業界から去ろうと考えたものの、転職、奮起再起し、現在は燃料電池の部材分析・評価に携わってます。
将来、国境を越えた技術コンサルタントを目指してます。
まずは、技術士(環境部門-環境測定)を目指して、古今奮闘中!!

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