皮革なめし産業におけるクロム測定のための紫外可視分光光度計の使用

皮革と皮なめし廃水中のクロムのモニタリングは、環境と人間の健康を守るために不可欠である。画像ソースPexelsのユーザーJay Mantri氏

日用品や素材の製造には、適切に管理されなければ深刻な健康被害をもたらす可能性のあるさまざまな物質が使用されています。皮革なめし産業において、クロムは環境と公衆衛生を維持するために考慮しなければならない主要元素の一つである。現在、世界の皮革製造の90％はクロムなめしに依存しており、その安定化特性により、皮革は微生物による劣化、温度変化、汗への暴露、その他の環境ストレス要因に耐えることができる。

しかし、皮革に変換できるのはそのうちの20%に過ぎず、25%は廃棄物となり、主に廃水として排出される。この廃水が未処理のまま放置されると、人の健康や環境に大きなダメージを与える可能性がある。そのため、クロムのモニタリングは、レザーそのものとレザーのなめし排水の両方の安全性を確保するために必要であり、地域の規制を満たすと同時に、人々、生態系、水供給、農地を安全でないレベルのクロム暴露から保護します。

残念なことに、従来のクロムの定量法であるグラフィックファーネス原子吸光分析法やフレーム原子吸光分析法は、時間がかかり、破壊的で、大がかりな試料調製が必要であった。より迅速で、信頼性が高く、使いやすいクロム定量法を開発するために、研究者はUV-Vis分光光度法に注目している。

クロムを含む廃水は農地を荒廃させ、有害物質を食品に混入させる可能性がある。画像出典PexelsのユーザーMcDobbie Hu氏

クロムとは何か？

2 三価クロム（CR III）はタンパク質、グルコース、脂肪代謝の維持に関わる必須栄養素であるが、六価クロム（Cr VI）は有毒物質であり、以下のような健康上の問題を引き起こす可能性がある：

• 呼吸器の問題
• 胃腸への影響
• 肝臓と腎臓の障害
• 免疫系抑制
• 癌
• 神経障害

クロムの毒性にもかかわらず、クロムは鉄鋼製造、木材保存、クロムめっき、染料・顔料製造、皮革なめしなど、複数の主要産業に不可欠な物質です。これらの製造工程では、作業員や消費者が製品に直接触れるだけでなく、水道水、土壌、農産物、大気中にもクロムが混入する可能性があります。

クロムの紫外可視分光光度計による評価は、皮革産業が脆弱な生態系と水源を保護するのに役立つ。画像出典Pexelsユーザー Wolfgang Moritzer

UV-Vis分光光度法によるクロムの定量法

UV-Vis分光光度計は、皮革と皮革なめし工場排水の両方に含まれるクロムを、迅速、簡単、非破壊で測定する方法を提供します。皮革と排水のスペクトルをモニターすることで、オペレーターは迅速かつ簡単にクロム濃度を測定し、安全性を評価することができます。さらに、この方法は、石灰、硫酸、塩などの他の化学汚染物質による干渉を受けることなく、信頼性の高いクロムの測定値を得ることができます。ヘブロン大学の研究者による2009年の研究によると、「UV-Vis分光光度計による測定は、皮革産業におけるクロム溶液の処理とリサイクルを監視するための品質管理技術として使用できる」3 。

Chemical Monthlyに掲載された、皮革中のクロム濃度を分析するためのUV-Vis分光光度法の有効性を調査した研究によると、この方法は有効であるだけでなく、「最も適した方法である：他の方法では、高濃度の鉱酸や電解質から生じる深刻なマトリックス効果に悩まされる」4 この方法は、使いやすさ、高い精度、幅広い適用性が評価された。

UV-Vis分光光度法によるクロム定量法は、皮革なめし廃水中のクロム濃度を低下させようとする新しい処理方法の評価においても重要な役割を果たしている。例えば、2011年の研究では、石材切断産業からの固形石灰岩廃棄物を使用した革新的なクロム除去プロセスが紹介されました。このプロセスは、標準的な処理プロセスが容易に使用できない、あるいは十分なクロム除去ができない地域において、環境と公衆衛生の保護を強化するための新たな可能性を提供するかもしれません。

UV-Vis分光光度計を使用することで、研究者たちは、石灰石廃棄法が数日以内に「クロムのほぼ完全な除去」をもたらしたと判断することができた。クロムに関連する環境と公衆衛生への関心が高まり、規制が拡大するにつれ、UV-Vis分光光度計は、処理方法を分析・改良し、皮革なめし業界における安全な慣行を促進するための貴重なツールであり続けるだろう。

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