自然水や飲料水は大気と常に平衡状態にあるため、窒素・酸素・二酸化炭素などのガスが溶け込んでいます。これらの溶存ガスは、水の用途によっては重要な影響を及ぼすことがあります。

精製水に含まれる主なガス

精製水に溶存しているガスは主に酸素、窒素、二酸化炭素、そして微量の不活性ガスです。これらは周囲の大気と平衡状態にあり、温度・気圧・環境条件によって濃度が変化します。

一般的に25℃では、窒素が約13ppm、酸素が約8ppm、アルゴンが約0.05ppm含まれています。二酸化炭素は精製システム内のイオン交換処理により除去されますが、水が空気に触れると再び吸収されます。

ガスの由来

酸素・窒素・不活性ガスは、逆浸透膜、紫外線処理、マイクロフィルターやウルトラフィルター、イオン交換樹脂、電気再生式脱イオン（EDI）ユニットなどの精製工程をそのまま通過します。

これらのガスは精製媒体の容量を消費することがなく、多くの水精製システムではガス除去のための特別な技術を備えていません。

これは、ppmレベルの溶存ガスがほとんどの用途において大きな影響を及ぼさないためです。また、精製水は移送や使用の過程で大気に触れ、除去されたガスが再び溶け込むことが一般的です。そのため、精製水中の溶存ガス濃度は原水とほぼ同程度になります。

一方、二酸化炭素は原水中に比較的高濃度で存在する場合がありますが、イオン交換により除去され、再び原水と同じレベルまで精製水に溶け込むことはありません。

溶存ガスが影響を及ぼす用途

酸素や窒素は、圧力や温度の変化が大きいシステム（例：HPLC）において気泡を生成し、ポンプ、細径チューブ、フィルター、アトマイザー、液体クロマトグラフィーカラムや検出器を部分的または完全に詰まらせることがあります。

これにより、HPLC、ICP-MS、IC、ICP-OES、LC-MS、臨床分析装置などの多くの分析手法で問題を引き起こすことがあります。

また、二酸化炭素は水のpHや比抵抗値に影響を与え、一部の分析装置では検出信号に誤差を生じさせる可能性があります。

ガスのモニタリング方法

溶存酸素はオンラインで直接モニタリングすることが可能です。一方、二酸化炭素は水の比抵抗値を低下させる要因となります。比抵抗値が18.2MΩ・cmに近い場合、二酸化炭素濃度は非常に低いことを示します。

重要となる濃度レベル

不純物の影響度は用途によって異なります。多くの用途では、酸素や窒素の溶存はほとんど問題となりません。しかし、影響が懸念される用途では、真空脱気やヘリウムパージなどの脱気処理が分析機器内で実施されます。

エルガのガス除去技術

エルガの精製システムは、原水中の二酸化炭素をアニオン交換樹脂によって除去します。二酸化炭素が重炭酸イオンや炭酸イオンの形で吸収されます。

さらに、PURELABおよびMEDICAシリーズには、オプションとして脱気モジュールを搭載することができ、高濃度のCO₂を含む原水に対しても効果的に対応することが可能です。