分光測光法海水pHアナライザー(LI-5700A)

光吸収を利用して
海水のpHを正確に測定する

水環境での炭素測定の必要性

炭素の特性評価は、水環境における炭素の役割や影響を解明する上で重要です。炭素の測定は、炭素の流れ、循環、交換だけでなく、生態系の生産性、人為的排出量、そして地球規模の炭素収支に関する貴重な洞察を提供します。

特に、炭素の測定は、海洋酸性化の理解と評価に役立ちます。海洋酸性化は、大気中のCO₂濃度上昇による危険な影響であり、水生生物に与える影響を明らかにすることができます。これにより、最終的には気候変動の緩和戦略、保全活動、持続可能な管理の実践に貢献することが期待されます。

図1. 海面（大気-水界面）における炭酸塩化学の代表的な例：海は温室効果ガスである二酸化炭素（CO₂）の最大の吸収源です。大気中の二酸化炭素は水と結びついて炭酸（H₂CO₃）を形成し、次に重炭酸イオン（HCO₃^–）および炭酸イオン（CO₃^2–）に変化します。そこから、炭酸イオンは溶解したカルシウムまたはマグネシウムイオンと反応して石灰岩や他の鉱物を形成し、炭素が隔離されることになります。

海洋 pH 測定の必要性

pHの調節は、生物内、さらには生態系全体の最適な生息環境を維持するために極めて重要です。pHの変化は、重要な細胞機能を妨げ、生物の健康を損なう可能性があります。
そのため、環境科学、生態学、海洋学など、研究者が健全な生態系を理解し、促進することに関心を持つ分野では、定期的なpHモニタリングが必要不可欠です。

海洋のpHを正確に測定することは、海洋生態系の複雑な動態、最近では海洋酸性化を理解する上で極めて重要です。
二酸化炭素 (CO₂) 排出量の増加により、近年、海洋は大量の二酸化炭素を吸収し、pH レベルが変化しています。海洋酸性化と呼ばれるこの現象は、サンゴ礁や貝類の減少につながっています。したがって、pH測定は、研究者が海洋炭素循環、CO₂排出量、海洋酸性化をより深く理解するのに役立ちます。

pHとは？

pHは、特定の物質がどの程度酸性または塩基性であるかを測る指標であり、すべての酸塩基系の熱力学的状態を示します。溶液は、水素イオンまたは陽子 (H⁺) が水酸化物イオン (OH^–) より多い場合は酸性です。逆に、溶液は、水酸化物イオン (OH^–)が水素イオンより多い場合は塩基性です。

分光測光法海水pH分析装置の利点

・従来の測定方法よりも高い精度と感度
・さまざまな場所に設置可能
・正確で精密、そして安全な測定
・科学雑誌に掲載された確立された研究方法

測定方法

分光光度計海水 pH 分析装置は、最大9個のサンプルの pHを45分で自動的に測定します。このプロセスを完了するには、水サンプルを処理するメインユニット、比色測定に使用する Agilent Cary 60 分光光度計、および分光光度計に設置された水ジャケット付きフローセルの3つのコンポーネントが必要です。
デジタルポンプが m-クレゾールパープル (mCP) pH 指示薬染料と水サンプルを分析装置に引き込みます。比色測定と呼ばれるプロセスを使用して、m-クレゾールパープルが海水サンプルに移行し、分析装置によって測定されます。サンプルのpH が 2.8 ～ 7.4 の場合、染料は黄色に変わり、サンプルの pH が 9.0 以上の場合、染料は紫色に変わります。

pH 分析に加えて、フローセル近くのプローブがサンプルの温度を記録します。