国際評価技術

ウルトラファインバブルの測定技術

ウルトラファインバブルの測定方法

ウルトラファインバブルは、泡の直径が1μm未満と小さく肉眼では見ることができませんが、水中に比較的安定して存在しています。
ウルトラファインバブルの粒子径や個数濃度を測定する方法として粒子軌跡解析法(PTA法)、レーザ回折・散乱法、動的光散乱法、共振式質量測定法などが使われています。

粒子軌跡解析法(PTA法)


粒子軌跡解析法(PTA法)は、ウルトラファインバブルの散乱光の動き(ブラウン運動)をトラッキングし、その移動速度からファインバブルの粒子径を算出します。
ウルトラファインバブルの測定動画
ウルトラファインバブルの測定動画 【wmv:6.1MB】


    粒子軌跡解析法(PTA法)の測定装置

    粒子軌跡解析法(PTA法)の測定例

レーザ回折・散乱法



    レーザ回折・散乱法の測定装置

    レーザ回折・散乱法の測定例

動的光散乱法



    動的光散乱法の測定装置

    動的光散乱法の測定例

共振式質量測定法


共振式質量測定法は、カンチレバー内の流路を通過する粒子によりカンチレバーの共振周波数が変化し、その変化から質量を測定し、密度、粒子径を求める方法です。水より軽い気体粒子と水より重いコンタミ粒子を区別することができます。


    共振式質量測定法の測定装置

    共振式質量測定法の測定例


    共振式質量測定法の測定画面

測定時の注意


多くの測定方法では、ウルトラファインバブルと意図せず入り込んだその他の粒子(コンタミ)との区別がつかないため注意が必要です。
測定用サンプルにコンタミが入らないようにするために、原料である液体や気体として不純物を含まないものを使用し、発生装置や測定装置の洗浄を十分に行いましょう。また、発生環境、測定環境を整えることも重要です。

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ウルトラファインバブルの取扱方法

保管と輸送


ウルトラファインバブル水の安定性は、保管方法、発生方法、気体の種類によってもかわりますが、数ヶ月安定して存在することもあるようです。
適切な方法で保管することでウルトラファインバブル水の長期保管が可能になります。

保管容器の選び方ですが、硬く、ガス透過率の低い容器、例えば、ガラス製ねじ口瓶にブチルゴムパッキンをつけたものに、バブル水を満量入れて密閉して保管するとよいでしょう。
保管温度については、凍結するとバブルが消えるという報告がありますので、0℃付近にならないよう注意して下さい。室温付近の温度で一定に保つとよいでしょう。

下の図は、ガス透過率の低いガラス容器とガス透過率の高いプラスチック容器に長期保管したときのウルトラファインバブルの個数濃度の減少率を示したものです。プラスチック容器に保管したものは、2ヶ月後にはほとんど消滅しています。このように、保管方法によっては、ウルトラファインバブルは消滅してしまうのでご注意下さい。


    容器による個数濃度の経時変化の比較

また、ウルトラファインバブル水を輸送する際は、温度、圧力の変化や振動の影響が最小限になるようにしましょう。

サンプリング


サンプリングで使用する器具は、あらかじめ数回共洗いしておき、作業中ゴミが入らないよう十分注意しましょう。
サンプリングする際は、ピペットを用いてウルトラファインバブル水とり、サンプル容器の内壁に伝わるようゆっくり入れます。

    サンプリングの例
ピペットの最後の一滴は泡をかむため入れないようにするとよいでしょう。

サンプルの希釈方法


サンプルの濃度が高い場合には、測定装置の範囲に合わせた濃度になるよう希釈を行います。
希釈する際は、ふた付きの容器にウルトラファインバブル水を入れて電子天秤で秤量し、原水で希釈後ローター等を用いてゆっくりと5分程撹拌して均質にしてから測定します。
ウルトラファインバブルの希釈動画
ウルトラファインバブルの希釈動画 【wmv:3.1MB】
希釈は測定直前に行い、希釈する液体はウルトラファインバブル水を作成したときの原水を使うとよいでしょう。

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お問い合わせ

独立行政法人製品評価技術基盤機構 国際評価技術本部  計画課 ファインバブル室
TEL:03-6845-0310  FAX:03-3481-0536
住所:〒151-0066 東京都渋谷区西原2-49-10 地図
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