オゾン全般
- オゾンにはどのような効力があるのか
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オゾン（水）は酸化力が強いため、殺菌や脱臭など幅広い分野で利用が広がっています。
オゾンの酸化力は、自然界ではフッ素に次いで強く、有機物、無機物を強力に酸化し、殺菌、脱臭、漂白などの効果を発揮します。 - オゾンの利用方法は
- オゾンは広範囲の分野で使われていて、次のような例があります。
① 浄水場・高度処理（カビ臭除去）
② 下水の殺菌、産業排水の処理（環境保全）
③ 半導体・酸化膜生成とウエハーの精密洗浄
④ 液晶パネル用ガラスの洗浄
⑤ 水族館・養魚場用水の殺菌
⑥ プール・浴場用水の殺菌
⑦ 食品の殺菌と洗浄
⑧ 室内空気の殺菌・脱臭
⑨ パルプの漂白 - オゾンにはどのような害があるのか
- １．オゾンの毒性
オゾンは呼。オゾンガ吸により人体に取り込まれ軌道内粘膜を損傷しながら肺胞にも達し、その酸化作用により毒性が現れますスを吸引した際の影響としては次表のようにまとめられています。
オゾンガス濃度[ppm] 作 用 0.01～0.02 多少の臭気を覚える。（やがて慣れる） 0.1 明らかな臭気があり、鼻やのどに刺激を感ずる 0.2～0.5 3～6時間暴露で視覚を低下する。 0.5 明らかに上部気道に刺激を感ずる。 1～2 2時間暴露で頭痛、胸部痛、上部気道の渇きと咳が起こり、暴露を繰り返せば慢性中毒にかかる。 5～10 脈拍増加、体痛、麻酔症状が現れ、暴露が続けば肺水腫を招く。 15～20 小動物は2時間で死亡する。 50 人間は1時間以内で生命が危険な状態になる。 当社の経験としてもオゾンガスの場合、はじめにオゾン臭を感じた後、気分の悪化、気道抵抗の増大、眼に対する刺激等を感じ、また皮膚がオゾン水で濡れ、そのままにしておくとあかぎれ状になります。
注意すべきは低濃度ガスの場合、オゾン臭を感じた後、徐々に慣れてオゾン臭を感じなくなることであり、これは人間の感覚特性によるものです。その意味でオゾン漏洩測定器は重要です。２．オゾンガスの許容濃度
オゾンを安全に使用するためには漏洩その他による作業環境中のオゾン濃度に注意しなければなりません。我が国では日本産業衛生学会が許容濃度の勧告値２）として0.1ppmを定めています。
許容濃度とは労働者が1日8時間、週間40時間程度肉体的に激しくない労働強度で有害物質に暴露される場合に当該有害物質の平均暴露濃度がこの数値以下であれば、ほとんど全ての労働者に健康上の悪い影響が見られないと判断される濃度です。
しかし大気中にはバックグラウンドとしてオキシダントが存在し、その90%以上がオゾンとされています。特に春先には一般にオキシダント濃度は上昇し0.1ppm以上になることも観測されています。このとき換気していると室内濃度は上昇します。また仮にオゾンの利用施設でオゾンが漏洩すれば短時間で環境濃度は上昇することを考えるとオゾン漏洩測定器の警報濃度の値としては0.1ppmよりも高い値（例 0.2～0.5ppm）に設定する方が誤報を防ぐ点で実際的で、そのようにしている施設もあります。1） 日本水道協会発行「オゾン処理調査報告書」 S59年8月
2） 日本産業衛生学会 許容濃度等の勧告（2002） - オゾン濃度測定にはどのような方式があるか
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気相中の測定法
- 中性ヨウ化カリウム法
この方法は現在、大気観測中のオキシダントの測定方法として、JIS B 7957に規定されています。pH7.0±0.2に調整された中性リン酸塩緩衝1％ヨウ化カリウム溶液を吸収液とし、液中で次の反応により、ヨウ素（I2）を遊離し、呈色するのでその呈色の度合いを分光光度計にて測定します。
03＋2KI＋H2O→O2＋2KOH＋I2 - 検知管法
ガラス管にガスと反応して退色、または呈色する試薬を粒状物質に含ませた指示層及び測定ガスに応じて酸化、還元、洗浄を行う等の前処理層をつめ、固定し、封入したものです。
この両端の封止を破り、一定量の試料空気をこの管内に一定流速で通過させ、指示層の色の変化の長さから濃度を測定します。オゾンの場合にはインジゴ染料等を使用します。 - ヨウ素滴定法
この方法は酸化試薬全般の定量法として採用されています。ヨウ化カリウム水溶液にオゾン含有ガスを通気させるとヨウ素イオンからヨウ素を生じます。
03＋2KI＋H2O→O2＋2KOH＋I2
このヨウ素をチオ硫酸ナトリウム水溶液等の還元剤で定量します。 - 紫外線吸収法
オゾンは波長254nm付近の紫外線を吸収するので一定量の測定セルに試料ガスを導入し、この波長域の紫外線を照射してその吸光度を測定することにより試料ガス中のオゾンを求める方法です。
水中の測定法
- ヨウ素滴定法
迅速に試料水とヨウ化カリウムを混合して反応させます。ここで遊離したヨウ素の量を還元剤であるチオ硫酸ナトリウム標準液で滴定します。 - ヨウ素滴定法（散気法）
本法は試料水に精製空気を吹き込み、水中オゾンを空気中に移動させ、そのオゾン含有空気をヨウ化カリウムに吸収させ定量させる方法です。遊離するヨウ素をチオ硫酸ナトリウムにて滴定してオゾン濃度を求めます。
反応式は 03＋2KI＋H2O→I2＋2KOH＋O2
I2＋2Na2S2O3→Na2S4O6＋2NaI
本法は日本水道協会発行の上水試験方法に規定されています。 - インジゴ法
インジゴ試薬に試料水を加え、インジゴ特有の藍色の退色度合いを波長600nmで吸光度を測定し、水中のオゾン濃度を求める方法です。
本法は日本水道協会発行の上水試験方法に規定されています。 - 紫外線吸収法
水中のオゾンは約260nmをピークとする光の吸収体を持っています。そこで既知の長さの試料セルに試料水を導入して吸光度を測定することにより、試料水中のオゾン濃度を定量する事が出来ます。
- 中性ヨウ化カリウム法
- オゾン濃度にはどのような単位を使用するのか
- 気相中のオゾン濃度
注）表示単位 表示内容 適用濃度範囲 1 ppm オゾンの体積（c㎥）/気体の体積（㎥） 低濃度、中濃度 2 g/㎥ オゾンの質量（g）／気体の体積（㎥） 中濃度、高濃度 3 Wt.% （オゾンの質量 ／ 気体の質量）× 100 高濃度 4 Vol.% （オゾンの体積（m3）／ 気体の体積（m3））×100 5 Pa 圧力の単位（パスカル）で濃度を分圧で表す場合の表示単位分圧＝全圧×モル分率 - 通常気体の体積は、標準状態（0℃、0.1013MPa）の時の値で表します。
- g/㎥については標準状態の表示であることを明確にする場合、g/ m3(N)またはg/ m3(0℃、0.1013MPa)等と表示します。
- Wt.%については気体の種類、測定する濃度により他の単位への換算係数が異なるので注意が必要です。
1g/㎥ ＝ 467ppm（0℃、0.1013MPaの場合）
1ppb ＝ 0.001ppm
1pphm ＝ 0.01ppm
1Wt.% ≒ 6690ppm（0℃、0.1013MPa、酸素中）
1Wt.% ≒ 6050ppm（0℃、0.1013MPa、空気中）
1vol.ppm ≒ 0.1013MPa（0℃、0.1013MPaの場合）
注）- ppbは大気中の極低濃度の表示に使用されることが多い。
- pphmはゴム、プラスチック材料の評価分野においてよく使用されている単位で、0～1000pphm程度の範囲まで適用します。
- Wt.%は原料ガス、濃度により換算係数が一定値ではないので注意が必要です。
液相中の単位の換算係数表示単位 表示内容 適用濃度範囲 1 mg/L オゾンの質量（mg）／ 試料水の体積（L） 低濃度～高濃度 2 g/㎥ オゾンの質量（g）／試料水の体積（㎥） 低濃度～高濃度 3 Wt.ppm オゾンの質量（μg） ／ 試料水の質量（g） 低濃度～高濃度
1mg/L ＝ 1 g/㎥
1mg/L ＝ 1Wt.ppm（水中オゾンの場合）
オゾンモニタ用語説明
- 気相パージ式
- 気相中濃度と水中濃度との間にはヘンリーの法則に基づく平衡関係が成立するのでオゾンの存在する試料水に空気を注入し、空気中のオゾン濃度が試料水中の濃度と平衡になるように混合、滞留させます。その結果、平衡になった空気中のオゾン濃度を紫外線吸収式のモニタで測定することにより、水中オゾン濃度を計算で求めることが出来ます。オゾンガス濃度とオゾン水濃度比は水温に依存するため、水温で補正を行います。気液の試料水の流量及び試料ガスの流量は平衡状態で測定するため厳密に設定せずにオゾン濃度を正確に測定することが出来ます。
※ヘンリーの法則：ある水温において一定容積の液体に溶け込む量は気体の分圧に比例する。
（平衡状態になるまでとけ込む） - 直線性（指示誤差）
- ゼロ及びスパンの調整を行った後、中間目盛付近の校正用ガスを導入して測定した場合に生じる真のオゾン濃度に対する指示誤差。
- ゼロドリフト
- 24時間連続測定し、測定開始時及び24時間後にゼロガスを用いて計器指示を測定したときの変動率。
- スパンドリフト
- 24時間連続測定し、測定開始時及び24時間後にゼロガス及びスパンガスを用いて計器指示を測定し、オフセット分を除いた時のドリフト率。
- 繰り返し性（再現性）
- 計測器にゼロガスとスパンガスを交互に3回導入し、それぞれの指示値からの偏差を求めます。
- 応答時間
- ゼロ及びスパンの調整を行った後、スパンガスの導入に切り替え、この時点から計測器の指示がスパンガス濃度の90%に到達するまでの時間。
- 暖機時間
- 電源を入れてからゼロ及びスパンドリフトが所定の性能を得られるまでの時間。
オゾンモニタの使用上の注意
- フルスケール以上で測定するとどうなるのか
- 表示が9999以上になった場合にErr0が出ます。（小数点を無視）
ゼロガス生成器が短期間で使用できなくなります。
低濃度用のモニタ（例：D型、F型）はフルスケール以上ではゼロガス生成器の寿命が低下し、正しい測定が出来なくなります。表示する値も正しくありません。
高濃度用のモニタ（例：A型、B型）はフルスケール以上になると正しい値を表示しなくなり、表示が9999（小数点を無視）を越えるとErr0を表示します。 - 湿気が多いオゾンを測定するときはどうするのか
- 結露水がモニタにはいるのを防ぐためウォータートラップ、電子除湿器、膜ドライヤーを使用して水分を除去して測定します。
- 測定した後のオゾン処理はどうするのか
- オゾン分解装置等でオゾンを分解します。分解後のガスは必ず室外に排気します。
分解剤としては一般的に高濃度の場合触媒、低濃度の場合オゾン用の活性炭等を使用します。 - 圧力がないオゾンガスを測定するのはどうするのか
- ポンプを使用してモニタ内部に吸引または圧送します。
オゾンガス
- オゾン発生法
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オゾンはいろいろな方法によって発生しますが、ここでは代表的な方法を紹介します。
- 紫外線法
空気、または酸素に紫外線を照射することによりオゾンが発生します。発生量は照射する紫外線の波長や強度により異なり、数ppmから数百ppmのオゾンを発生させることが出来ます。
複生成物としてのNOXが発生しないメリットがありますが、経時変化により紫外線の強度が低下し、発生量が徐々に下がる欠点があります。低圧水銀ランプを使用した代表的な発生波長は184.9nmです。 - 無声放電法
電極間に誘電体を介し高電圧を印加したところに、空気または酸素を流すとオゾンが発生します。
電極構造が環状型（無声放電型）のものと沿面放電型のものがあります。発生濃度は印加電圧、冷却方式、構造、原料ガスによって異なりますが、低濃度から高濃度まで幅広いオゾンを得られます。誘電体にはセラミックや石英なども使われるようになっています。一般的には露点を下げたガスを原料にします。 - 電解法
特殊な電極とフッ素樹脂系のイオン交換膜を使って純水を電気分解することにより、陽極からオゾンと酸素、陰極から水素が発生します。発生濃度は非常に高く、数十Wt.%のオゾンを発生することが出来、NOX等の不純物を含まないオゾンが得られます。近年では純水を使わずに発生させることも出来、装置の小型化も進んでいます。
- 紫外線法
- オゾン発生の原料ガスとは何か
- オゾンを人工的に発生させるには放電法、紫外線照射法、放射線照射法等がありますが、原料ガスには酸素または空気を原料とします。また、高濃度オゾンを発生させる電解法では水を原料とします。
- 原料ガスの露点とは何か
- 気体を冷却したときに結露を生じるときの温度。乾燥器の後やオゾン発生器への入口で測定します。
露点の管理はオゾン発生器を長期間安定して使用するには非常に重要です。 - オゾン発生量とは何か
- オゾン発生量とは時間当たりに生成するオゾン量[g]のことで一般的には１時間当たりの生成量を言います。発生量A[g/h]と濃度C[g/m3]、流量F[m3/h]の間には次のような関係があります。
A＝C･F - 注入量・注入率とは何か
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処理対象物に対して注入したオゾン濃度と注入ガス量の積
回分操作の場合
注入率 ＝ オゾンガス濃度[mg/L]×ガス流量[L/min]×処理時間[min]÷ 処理対象物の量[L]
連続操作の場合
注入率 ＝ オゾンガス濃度[mg/L]×ガス流量[L/min] ÷ 処理対象物の流量[L/min]上記式中の分子の項を注入率ということがあります。
販 売
- どうやったら購入できるのか
- 代理店は置いておりませんので直接ご購入可能です。なお、取引のある商社さん、WEBからのご購入も可能です。
- 修理期間はどの程度で、代替器は借りられるのか
- 機種、故障内容によりますが、大体２～３週間いただいております。
代替器は修理期間、内容によってご相談させていただきます。 - 定期的な交換部品にはどんなものがあるのか
- 主な交換部品は水銀ランプ、３方電磁弁、ゼロガス生成器、ダイヤフラム・バルブ、流量計パッキン です。その他必要に応じて追加部品が発生する場合があります。
- 購入を前提とした事前評価や確認のための貸出器はあるか
- ございます。事前のお打ち合わせが必要となりますのでお気軽にお問い合わせください。
（但し一部機種を除く） - 校正証明書は出せるのか
- 有償で発行しています。但し簡易オゾン検知器（AET-030P,OGAシリーズ,DOC-05A,CX-100Ⅱ等）
は発行しておりません。
