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1) W. G. Golden, "Fourier Transform Infrared Spectroscopy", J. R. Ferraro, L. J. Basile, eds. Vol. 4, p. 315, Academic Press, New York (1985). 3) D. M

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(1)

日 イヒ,1991,No・5 村 田 ・山 下:iに よ る 腐 食 銅 板 の 表 面 分 析 と環 境 モ ニ タ リ ソ グ 491

論文特集 「

地球環境および地域環境 と化学」

論文

(日 本 化 学 会 誌,1991,(5),P・491∼496) ◎1991TheChemicalSocietyofJapan

FT-IRに

よ る腐 食 銅 板 の 表 面 分 析 と環 境 モ ニ タ リン グ

(1990年9月13日 受 理)

夫㌔ 山

フ ー リエ 変 換 赤 外 分 光 法 の 高 感 度 反 射 法(ReflectionAbsorptionSpectroscopy,IR-RAS法)を

境 試 料 に 適 用 す る た め}市

販 の 銅 板 を 用 い,こ

れ を 種 々の 観 測 点 で 大 気 に 暴 露 し,腐 食 した 銅 表 面 の 赤

外 ス ペ ク トル を 測 定 した 。 各 地 で の 試 料 を 測 定 し た 結 果,そ れ ら の 赤 外 ス ペ ク トル はf定 性 的 に 臨 海 型 ・

市 街 型,農

村 型,山

間 型 の 四 つ の パ タ ー ンに 分 け る こ とが で き た 。 銅 の腐 食 表 面 に は,ニ

トラ ト,ス ル

フ ァ ト,ヒ

ドロ キ ソ錯 体 な ど の 生 成 物 とCu20やCuO表

面 酸 化 物 の 生 成 も 認 め られ た 。 銅 表 面 に お

け る 各 生 成 化 学 種 の 経 時 変 化 を 調 べ る と,春

か ら 夏 に か け て腐 食 が 進 み,秋

か ら冬 に か け て腐 食 反 応 は

緩 慢 に な った 。 これ は 気 温 の 違 い よ りは む し ろ 海 側 か らの 季 節 風 と観 測 点 の地 形 が0腐

食 に 大 き な 影 響

を 与 え て い る もの と判 明 した 。 した が っ て 臨 海 部 に お け る 銅 腐 食 表 面 の ス ル フ ァ ト錯 体 の 生 成 は,風

塩 中 の 硫 酸 塩 か ら の 寄 与 が 大 きい も の と考 え られ る 。 この よ うに 市 販 の 銅 板 を 種 々 の 観 測 点 で 大 気 に 暴

露 し,こ の 経 時 変 化 をIR-RAS法

に よ り追 跡 し分 析 す る こ とに よ り,大 気 環 境 の モ ニ タ リン グ も 可 能

と思 わ れ る。

1緒

フ ー リエ 変 換 赤 外 分 光 法 に お い て,高 感 度 反 射 測 定 法(ReΩec-tionAbsGrptionSpectroscopy,!  i 」 法)の 導 入 に よ り,金 属 表 面 に お け る 吸 着 物 や 塗 膜 物 質,金 属 被 膜 な どの 振 動 ス ペ ク トル が 高 感 度 に 測 定 で き る よ うに な った1}2}◎ しか し 近 年 のIR-RAS 法 に よ る 研 究 に は0表 面 ま た は 表 面 吸 着 物 に 関 す る 基 礎i的な 研 究 が 多 く3}陶璃a実 用 的 な 応 用 例 は 必 ず し も多 くな く1?矧g),環 境 試 料

鳴門 教育大学 自然系 化学,772鳴

門 市鳴 門町 高島

1)

W. G. Golden,

"Fourier

Transform

Infrared

copy",

J. R. Ferraro,

L. J. Basile, eds.

Vol. 4, p. 315,

Academic

Press,

New York (1985).

2)末 高 治,分 光 研 究,26,251(1977).

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L 215

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4)

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Acta,

1, 149

(1988).

5)

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6)

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7)

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T. Takeda,

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8) K. J. Uram,

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Jr., Surf.

Sci., 177,

253(1986).

9)

F. Kitamura,

M. Takahashi,

M. Ito, Chem.

Phys.

Lett., 130, 181(1986).

10)

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nowitz,

Phys.

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11)

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B. Ivarsson,

I. Lundstroem,

W. R.

Salaneck,

Frog. Colloid Polym.

Sci., 70, 67(1985).

12) W. G. Golden,

Polym. Prepr., 25, 158(1984).

へ の 応 用 もほ とん どな さ れ て い な い。 そ こ で 本 研 究 で は,こ の IR学RAS法 の 環 境 分 析 また は 環 境 の 動 態 調 査 へ の 適 用 を試 み た 。 試 料 と して は,市 販 の銅 板 を 用 い,こ れ を 各 地 の 観 測 点 で 大 気 に 暴 露 し,銅 の 腐 食 表 面 に 生 成 す る化 学 種 をIR-RAS法 に よ り同 定,追 跡 す る こ と に よ り,銅 の 表 面 分 析 と環 境 モ ニ タ リン グ の 可 能 性 を あ わ せ て 検 討 した ◎ 2実 験 市 販 の 銅 板(三 津 和 化 学 製99.9%;0.5mm×70mm×150mm) を ア セ トン に よ り洗 浄 し,百 葉 箱 も し くは 軒 下 な ど の 雨 の か か ら な い 所 に 吊 る し,0定 期 間 ご とに,そ の表 面 状 態 をFT-IRRAS 法 に て測 定 を 行 った ◎FT-IRス ペ ク トル は,島 津4300型 フ ー リエ 変 換 赤 外 分 光 計 に,高 感 度 反 射 法 の 付 属 装 置 を 取 り付 け 測 定 0 を 行 っ た ◎

3結

果 と 考 察

銅板 を大 気 に暴露 す る と,そ の表 面 の 金 属光 沢 は 次 第 に 消滅

13) M. K. Debe, J. Appl. Phys., 55, 3354(1984).

14) W. G. Golden, D. D. Saperstein,

M. W. Severson,

J.

Overend, J. Phys. Chem., 88, 574(1984).

15) W. G. Golden, D. D. Saperstein,

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19) T. Nguyen,

W. E. Byred, Proc.-Int.

Conf . Org.

Coat. Sci. Technol. 11th, 235(1985).

(2)

492 誌1991Nα5 し,2∼3週 間 で銅 の 金 属 色 が 黄 色,紫 色,褐 色 と 変 化 し吸 着 物 の 生 成,い わ ゆ る腐 食 が 始 ま る 。 予 備 的 な平 行 実 験 と して,30℃ で 相 対 湿 度70%に 設 定 した 人 工 気 象 室 に て,二 か 月 間 銅 板 を放 置 して も,そ の 金 属 光 沢 は 失 わ れ な か った 。 こ の こ と は銅 の 腐 食 反 応 が 高 温,多 湿 度 の 水 の 存 在 だ け で は 進 行 しな い こ と を示 して い る◎ 図1・2に,大 学 の キ ャ ンパ ス の 百 葉 箱 に 吊 る した 銅 板 の FT-IRス ペ ク トル を 示 した 。 図1は1986年10月 ∼1987年3 月 で あ り,図2は1987年4月 ∼9月 で あ る。 大 学 は 鳴 門 市 の 北,四 国 の 北 東 端 に位 置 した 臨 海 部 に 属 す る。 図1や2で は, 4000∼400cm一 ユ の 波 数 領 域 に お い て,十 数 個 の特 徴 あ る ピ0ク が観 察 さ れ,そ れ ら の 強 度 が 時 間 の経 過 と と も に増 大 す る の が み られ る◎ ま た 初 め 水 平 に 近 い ベ ー ス ライ ンが,次 第 に 高 波 数 領 域 に斜 傾 して い く傾 向 を 示 す 。 銅 板 を 塩 化 ナ ト リウ ム の 溶 液 に 浸 漬 させ 腐 食 させ る と,ベ ー ス ラ イ ンに 同 様 な 傾 向 が み られ る の で, こ の斜 傾 現 象 は,基 本 的 に は,塩 化 ナ ト リウ ム を 主 成 分 とす る 吸 湿 性 の海 塩 粒 子 と銅 板 と の相 互 作 用 の 結 果 と考 え られ る。 各 ピー クバ ン ドの 帰 属 は,既 知 試 料 を 付 着 さ せ た 銅 板 の赤 外 ス ペ ク トル を 実 測 し,中 本20)を参 考 に して 行 っ た 。3500∼3000cm烈 の プ ロ ユ6の0硲i 盛 導 轡 看rぱ 磁 $6・ 鱗 ¢磁.魚"1 4ゥ.懸 念蓼.轡 誌:1、 L… ・ 毒300 辱の.o 2難.き

_∵

一ユ Wavenu搬be芸/c無 Fig.1FT-IRspectra◎fthecopperplateexposedt◎ambientatmosphereinthe campusfromOctober1986toMarchof1987fordi鉦erentperiodoftime:

1)0,2)12  days,3)1mon  th,4)3  manths,5)4  months,6)5  mon  ths, 7)6  months の 婁㈱.磁 茎,1,1

1

し 閣 唇 6 藤¢,蜷 糞喚0響 榊1:1{ ⋮

3ゆ ¢¢.鯵1薫 魯鱒懸.Φ ziワGJ.く 霧 茸 韮事』奪鴫事ウ癖 癖 6 准 臨 6 の 3 6 γ ー ⋮ ー ﹂ ﹂ー ﹃ : ー ⋮ 顎﹂ 縄9。 ¢ 灘難." 瞭.魯 … 群懸懸、藤磯硲窃嚇曝 一よ Wavenumb{垂r/C斑 Flg'. 2FT-1.RspectraofthecoPPerplateexpoeedt◎ambientatmospheτeinthe campusfromApriltoSeptemberof1987fordifferentpeτiodoftime: 1)0,2)12days肇3)1m◎nth,4)2  m゚nths,5)3m◎nthsf6)4m◎nths肇 7)6months

(3)

日 化01991,N(7.」 村 田0山 下;FT-IRに よ る 腐 食 銅 板 の 表 面 分 析 と環 境 モ ニ タ リソ グ 493 ¢、$ ◎,6

、o・4 墨 釜 遥 。 、2 、 ユ0/2QW20ユ2/20112◎212◎312◎4!2◎ τ締e1閣o轟 惣 5∼20.  i7/208/209/2◎ s侮 m Cu《9 Cu(m Fig', 3Formationcurvesofsomechemicalspeciesonthecapperplate f romautumntonextautumn 一 ドな バ ン ドは ,水 のOH基 に 基 づ くも の で あ り,2350cm自 ユの 鋭 い バ ン ドは 試 料 と無 関 係 に 測 定 さ れ た 気 体 のCO2で あ る◎ こ れ は 参 照 側 と試 料 側 の 光 路 差 に よ り,測 定 試 料 室 の 微 量 のCO盆 が 検 出 さ れ た も の で あ る◎1400cm一 ヱ付 近 の ご つ の ピー クは,硝 酸 塩 の ン3の 振 動 モ ー ド も し く は,ニ トラ ト錯 体 のNO伸 縮 振 動 のバ ゾ ドでAユ,B霧 種 に 属 す る。 ラ マ ン ス ペ ク トル に はaニ ト ラ ト錯 体 に特 異 的 な338cm一1の 強 い ピー クが 見 られ る の で 鋤, これ は ニ トラ ト錯 体 の生 成 と考 え られ る。 ま た 二 つ の ピ ー クの 波 数 差 は,80∼100cm繕1と 小 さ い の でLever鋤 に よれ ば,単 座 配 位 子 の 錯 体 と思 わ れ る。1 100 cmi;付 近 の バ ン ドはrス ル フ ァ ト 錯 体 の レ3で あ り,試 料 に よ っ て 二 つ か ら三 つ 分 裂 を起 こ して い る。 これ はSO4の 金 属 へ の 配 位 に よ り,下 記 に 示 す よ う な, SO4のTdか らC3vやC2vへ の 対 称 性 の低 下 が}原 因 と考 え ら れ る鋤 ◎

0\

S/O

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M-00

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納一 〇\ 〇一 岡 S/ o/\o,

FreeionUnidentateBidentateBridgedbidentate

(Td)(C3v)(C2v)(C2v)

ま た610cm噺 ユの ピー クは ス ル フ ァ ト錯 体 の ン4の 振 動 モ ー ド で あ る。 銅 板 を,水 酸 化 ナ ト リウ ム の水 溶 液 に 浸 漬 し,腐 食 さ せ る と,900∼?54  c m.-1に か け て 二 つ の ピー クが 生 ず る こ とに よ り, 実 際 の試 料 の銅 表 面 に も,ヒ ドロ キ ソ錯 体 が 生 成 して い る もの と =考え られ る◎ さ ら に520cm}ユ にCuOf640cm葡1にCu20の 表 面 酸 化 物 が 見 い だ さ れ る。 各 ピー ク強 度 を暴 露 日数 に対 して プ ロ ッ

20)

K. Nakamoto,

"Infrared

Spectra

of Inorganic

and

Coordination

Compounds",

2 nd ed.

John

Wiley

& Sons,

New York (1970).

21)

J. R. Ferraro,

A. Walker,

J.

Chem.

Phys.,

42, 1273

(1965).

22)

A. B. P. Lever,

Inorg.

Chem., 4, 1042(1965).

23)

K. Nakamoto,

J. Fujita,

S. Tanaka,

M. Kobayashi,

J.

Am. Chem.

Soc., 79, 4904(1957).

燐 ρ く 、 μ = 9 " ¢ 二 X ⑩ ① " t 1  ' 1 . 嬬 ◎ 2 0 0 擁!25 25 ユ 1 5 5 轟 ∠ ハ ∠ 1 6 Time 乃 3 / 7 奪 8!m 網03 s◎4 m CU(1) Cu(1n 5揃cgths 9125date Fig.4FormationcurvesofS  t71Tl echemicalspeciesm thecoPPerplatefrゥmspringt◎summer 毒

トした のが図3と4で

あ る。 図3に 見 られ る よ うに,銅 表 面 の腐

食物 の生成 速度 は秋 か ら冬 にか け て緩 慢 で あ るが,春 か ら夏 にか

け てい ち じる しく増 大す る こ とがわ か る。 この原 因 は,単 な る季

節 の違 いに よる気 温差 が腐 食 反応速 度 に影 響 をお よぼ した ものだ

け で はな く0季 節 に よる風 向の変化 に も密 接 な関 係が あ る と考 え

られ る◎ この点 に関 して は,後 で さらに考 察 を加 え る◎

次 に示す の は,徳 島県下 で環 境 の異 な るほ ぼ数 十か 所 の観 測点

で・腐 食 の顕著 な春 か ら夏 にか け ての2∼3か

月間t試 料 を大 気

に暴 露 して得 られ た結果 であ る。得 られ た試 料 の赤 外 スペ ク トル

は 図5に 示す よ うに,臨 海 部,市 街 部,農 村 部,山 間部 の四つ の

典型 的 な型 にf分 属 で き るこ とが わか った 。臨 海 部 では ベ ース ラ

イ ンの斜 傾 が見 られ,ス ル フ ァ ト錯体0ニ

トラ ト錯体 の腐 食 生成

物 や銅 表面 の酸 化反 応が い ち じる しい。市 街 部 では初 期 に スル フ

ァ ト錯体 の腐食 生成 が 見 られ,ベ ー ス ライ ンの傾 向は,か な り後

(4)

494 日 本 化 学 会 誌'1991No.  5

凝難

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Fig6Geographicalfeaturesandthecorrosiveandnoncorrosivepointsinthe rigionoftheYoshinodelta P1=Myoudou-cho・P2:Ichinomiya-cho,P3:Nyuta-cho ,P4:Kamojima-cho, P5:00asahiko-jinja,P6:00asa-cho ●:Corrosive,O:Noncorrosive

豫 ^ 、 w 配 謄

卵 9 卵 の 4000200015001000 Wavenumber/cm-1 4ao (a) (b) {c) {d) Fig.5Fou  rpatternsofFT--IRspectra a)Seasidetype,b)Urbantype,c)Rurattype, d)Moun  tainoustype れ て 観 察 され る。 農 村 部 で は ベ ー ス ライ ンが 全 領 域 で一 様 に増 加 し,水 のOHピ ー クの 増 大 が 見 られ る。 また 山 間 部 で は ベ ー ス ラ イ ン も ほ と ん ど変 化 せ ず,金 属 の光 沢 も失 わ れ る こ と は少 な い。 図6は 吉 野 川 流 域 の三 角 州 一 帯 に 設 定 した26の 観 測 点 で あ る。 ●は典 型 的 な 臨 海 部 型 の赤 外 ス ペ ク トル を 示 す20か 所 の地 点 で あ り,○ は 臨 海 部 型 を 示 さず,腐 食 が 進 行 しな か った6か 所 の 地 点 で あ る。 全 体 を 概 観 す る と,ほ ぼ 三 角 州 の 形 状 に 沿 っ た 地 点 で,臨 海 型 の 腐 食 反 応 が 見 られ る。 しか し南 北 の 山 系 の 近 くに 位 置 す る観 測 点 で は,腐 食 が 進 行 して い な い 。 こ の結 果 は,吉 野 川 流 域 の 地 形 と季 節 風 の 影 響 が 端 的 に反 映 し て い る も の と思 わ れ る 。 参 考 のた め,徳 島 県 保 健 環 境 セ ンタ ー の測 定 に よ る鳴 門 局 の 風 配 図24)を図7に 示 した 。 図3で 明 らか な よ うに,:腐 食 が 進 行 し やす い春 か ら 夏 に か け て の風 向 は,図7に よれ ば 南 南 東 の風 で あ る 。 ま た 吉 野 川 流 域 の 松 茂,藍 往,北 島,川 内;応 神,徳 島地 区 に お け る春 か ら夏 に か け て の 季 節 風 は南 東 の風 で あ り24),毎 年 そ の傾 向 は 変 わ らな い25)ω28}。?まり春 か ら夏 に か け て,南 東 よ りの 海 風 に の り,風 送 塩 が 吉 野 川 の三 角 州0帯 に 広 く飛 来 す る も の と 思 わ れ る。 そ の影 響 は 川 の 中 流 付 近 に ま で お よん で い るが,下 流 の 名 東 町(P1),一 宮 町(P2),入 田 町(P3)や,中 流 近 くの 鴨 島 町(P4)な どの 地 区 は 例 外 で あ り,腐 食 の 進 行 が 認 め られ な か っ た ・ これ は こ の 地 区 の 背 後 に 位 置 す る 眉 山(標 高277m)や そ れ に連 な る 南 側 の 山 系 が,屏 風 の 役 目を 担 い,南 東 よ りの 風 を防 い で い る と い う,地 形 上 の しゃへ い 効 果 が 現 れ て い る も の と考 え ら れ る。 また 北 側 の 山 系 に あ る 観 測 点(P5),(P6)は,そ れ ぞ れ 24)徳 島 県 保 健 環 境 セ ソ タ ー,"大 気 汚 染常 時 監 視 測 定 結 果 報 告 書",昭 和61年 度(1986). 25)徳 島 県 保 健 環 境 セ ソ タ ー,"一 般 環 境 大 気 測 定 局 測 定 結 果 報 告 書",昭 和62年 度(1987). 26)徳 島 県 保 健 環 境 セ ン タ ー,"一 般 環 境 大 気 測 定 局 測 定 結 果 報 告 書",昭 和63年 度(1988).

(5)

日 化,1991,Nα5 村 田 ・山 下:FT-IRに よ る 腐 食 銅 板 の 表 面 分 析 と環 境 モ ニ タ リ ソ グ 495 a *辱 n ﹁ 」ul.辱 びい εW l43% Oct.睡 0 '¢ 舞y ε 秘 Ja轟.封 藝 β y a 纂 凝 μ︾ 睡 i i 糊 鯛Ol … 麗◎V. w鑑 εW畿 εW

Jun。N 、1 0… 畿 ≠} s $.  . き Seや.10 芝 響 鍛 1' Summer 三)礎c. ∈ 響 、 L讐 P 壽

1  S N O  メ L讐 'P s Autu照1 ε 》 黙 ε … Feb.濤 ε 》 畿,ε Mar.爵 ε 殊 鑑 ε s Winter Fi,g. 7MonthlywinddirectiゥnatNarutofromApril1986toNlarch of1987 1000年 の 歴 史 を 有 す る大 麻 比 古 神 社 と,そ の 近 辺 の 地 点 で いず れ も う っそ う と した 木 立 に 囲 ま れ だ 地 点 で,風 送 塩 か ら し ゃ へ い され た 環 境 と考 え られ る◎ 次 に 建 築 物 の し ゃへ い効 果 が 現 れ た 結 果 に つ い て 示 す ◎ 建 物 の 東 側 はa海 に 面 し撫 養 川 を は さ み 海 岸 ま で1kmの 地 で あ り,窓 辺 に海 塩 が 析 出 す る ほ ど,臨 海 部 の影 響 を 直 接 受 け る と こ ろ で あ る◎ こ の 建 物 の 正 面 は 西 側 に 面 し,鳴 門 駅 前 で あ る の で,そ の 前 面 に は 大 き な 広 告 板 の よ うな 形 状 の ガ ラ ス プ ロ ヅ ク で し ゃへ い が な され て は い る が,そ の 内側 は 十 分 に 国 道 の 大 気 と の 流 通 が あ る◎ こ の 西 側 は,国 道11号 線 に 面 し 交 通 量 も 比 較 的 多 く (15000台/日),東 側 とは 異 な る環 境 に あ る 。環 境 の 異 な る両 地 点 を 比 較 す るた め,こ の 建 物 の5階 で0西 側 の ガ ラ ス プ ロ ヅ クの 内 側 に試 料 を 一 つ,も う一 つ は 東 側 の軒 先 に 設 置 し0銅 板 の腐 食 を 追 跡 した 。 図8に そ の 結 果 を 示 した ◎ 図. r rは,西 側 の 国 道 側 に 吊 る した 試 料 の 赤 外 ス ペ ク トル で あ り,図i  iは 東 側 の臨 海 側 の 試 料 の も の で あ る ◎ 図8に よ れ ば,臨 海 側 の腐 食 反 応 が い ち じ る し く,各 腐 食 化 学 種 の 生 成 も速 い◎ これ に 対 して 国 道 側 で は 腐 食 反 応 は 遅 く,主 た る生 成 物 は 窒 素 酸 化 物 と銅 の表 面 酸 化 物 で, ス ル フ ァ ト錯 体 の生 成 は ご くわ ず か で あ る◎ こ の こ とは,こ の 観 測 点 で の 東 側 か ら の 海 風 の 回 り込 み が 少 な くa交 通 量 の 多 い環 境 が 反 映 さ れ て い る結 果 を示 して い る も の と思 わ れ る◎ つ ま り昭 和 61年 度 に お け る 鳴 門 地 区 の 大 気 中 のNqとSO乞 の 平 均 濃 度 は0そ れ ぞ れ0.020ppmと0.008ppmで あ り24i,気 体 に関 して はNqの 濃 度 がSO2の 濃 度 よ り高 くな っ て い る が,浮 遊 粉 じ ん 中 で は 平 均 濃 度 と して,SO∼ 儒(4。56μ9/ms)がNOゴ(2.07 μg/m3)よ り高 い2%し た が っ て臨 海 部 に 設 置 し た 銅 板 に 見 られ る 腐 食 生 成 物 の スル フ ァ ト錯 体 は,大 気 中 のSO2か ら の寄 与 は 少 な く,む しろ海 塩 粒 子 中 のSO∼ 縢か ら の寄 与 が 大 き い も の と考 え られ る◎ 実 際 海 水 中 の 陰 イ オ ン と してtSq2禰(7.68%)は Cr(55.04%)に つ い で,第2位 の成 分 で あ る◎ 銅 板 を 海 水 に 浸 漬 す る と,図9に 示 す よ う に海 水 中 のSO4か が,銅 表 面 に付 着 す る の が 観 察 さ れ,こ れ は 臨 海 部 で大 気 に暴 露 した 初 期 の こ ろ の銅 板 試 料 に 似 て い る◎ 27)高 橋 博,近 森 憲 助,村 田 勝 夫,山 下 伸 典,日 本 分 析 化 学 会 第36年 会 講 演 要 旨集(1987)P.568. m 罐 b} 蔚 隻9購婁 ●尋.o 曙翫"_ 毒6壷叡_ 0■■響●● ●●.●● 榊.導● 箒刷■.鱒 s...● ,...。 獅1二" 噛ユW avenu紬er/em 脚崎轡○● ●●.◎● ..m 3噂 ◎の 嶺?こ●'

Fig. 8 FT-IR

spectra

of the copper

plate samples

from two different

points

of the

building

in

the city (near

Naruto

station)

a)

Facing

to the route

11 on the west : plates

exposed

for 1) 4 months

and 2) 5 months

b)

Facing

to the sea side on the east : plates

exposed

for 1) 0, 2) 1 month,

and 3) 5

ths

環 境 モ ニ タ リ ン グ用 に,銅 板 以 外 に 一 般 的 に 入 手 しや す い 金 属 板 と して ・Fe・Zn,A1,Ni,Sn,Pbな ど の 適 用 を 試 み た が ,適 度 の反 応 性 と加 工 性 な らび に 比 較 的 安 価 な 材 料 と い う点 で,銅 板 が 最 も適 切 で あ っ た ◎ す な わ ちFeで は 腐 食 反 癒 が 速 く,腐 食 表 面 も粗 く,反 射 赤 外 光 の 測 定 が 困 難 で あ っ た 。 ま たA1,Pb,Sn

(6)

496 日 本 化 学 会 誌" 1991 N◎.5 茎懸o.m菅 葦 …   39嫌 ¢ サ1

灘 膿華蓬董 …

隷妻董 遥肇瞳毫藝墾繋 盤1

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は,腐 食 反 応 が 緩 慢 で あ った 。NiとZnに つ い て は ス ル フ ァ ト錯 体 の 生 成 は 見 ら れ るが,ニ トラ ト錯 体 の 生 成 が 見 られ な か った ◎ した が っ て,銅 板 以 外 の金 属 板 は,環 境 モ ニ タ リ ン グ と して は適 切 で は な か った ◎ こ の よ うに して 市 販 の 銅 板 を 用 い,種 々の 観 測 点 に お い て 大 気 に 暴 露 し,こ の試 料 の経 時 変 化 をIR-RAS法 に よ り追 跡 す る こ とに よ り,試 料 近 辺 の環 境 の モ ニ タ リ ン グ も可 能 と思 わ れ る。 (第49回 分 析 化 学 討 論 会1988年6月 お よび 第37年 会 分 析 化 学 会1988年10月 に て 発 表)

Special

Articles

on

Global

and

Regional

Environment

and

Chemistry

Surface

Analysis

of the Corroded

Copper

Plate

by FT-IR Reflection

Absorption

Spectroscopy

as Means

of Euvironmental

Monitoring

Katsuo

MURATA* and

Shinsuke

YAMASHITA

Department

of Chemistry,

Naruto

University

of Education

; Takashima,

Naruto-shi

772 Japan

The copper plates were exposed to ambient

atmosphere

at different

locations

under various

environmental

conditions.

The plates

were analyzed

by FT-IR

reflection

absorption

spectros-

copy.

The spectra of these plates were classified into 4 patterns

according

to their sampling

locations

: seaside,

urban,

rural

and mountainous.

FT-IR

analysis

showed

that

the plates

from most of 26 locations

in the delta of Yoshino

River were corroded

by reaction

with sea

spray.

This

result

revealed

that sea spray is transported

to the middle course of Yoshino

River.

The formation

of sulfato,

nitrato

and hydroxo

species as well as oxides

(Cu20 and

CuO) was observed

on the surface of the corroded

plates.

The formation

of sulfato

species

is mainly

attributable

to sea spray.

Of several

metals

examined,

copper

was found

to be

most suitable

for monitoring

corrosive

pollutants

in the atmosphere

with its reflectivity

and

reactivity.

参照

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