一、方法概要事業廢棄物萃出液經硝酸/硫酸消化後,使其中之砷先轉變
成為五價砷,續以碘化鉀試劑將其還原為三價砷。經由自動化連續流
動式氫化物產生裝置,使三價砷與鹽酸及硼氫化鈉試劑進行氫化反應
,生成砷化氫,再經由氬氣(或氮氣)載送導入原子吸收光譜儀,於
193.7nm波長處測定其吸光度,進行定量。
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二、適用範圍本方法適用於事業廢棄物萃出液中總砷之檢驗,方法偵測極
限通常為 0.002mg/L所有樣品均須經適當的消化步驟,方可進行分析
。
並使用基質樣品添加及適當的參考標準樣品分析,以檢核方法之適用
性。
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三、干擾
(一)高濃度的金屬如鉻、鈷、銅、汞、鉬、鎳及銀等會造成分析上之
干擾。
(二)樣品經前處理後所留下之微量硝酸會造成分析上的干擾,故樣品
在消化過程中必須加熱去除硝酸,直到產生白煙(SO3)為止。
(三)由於元素砷及其化合物均具揮發性,樣品處理應小心進行,以免
砷的逸失。
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四、設備及材料
(一)原子吸收光譜儀:需具備有氣體流量計、分光器、光電偵測器、
自動化控制及數據處理系統。
(二)燈管:砷中空陰極燈管(HCL),或無電極放電式砷燈管(EDL)
及其電源供應器。
(三)原子化器:不同的儀器廠牌,其規格與形式亦各有異。常見的原
子化器有下列幾種,可依適用範圍擇一使用。
1.電熱式石英管加熱器:以電熱方式加熱石英管至高溫進行原子
化。
2.火燄式燃燒頭:以氬氣(或氮氣)、空氣與氫氣形成之火燄進
行原子化。
3.火燄式石英管加熱器:以氫氣與氧氣(空氣)形成之火燄加熱
石英管。
(四)自動化連續流動式氫化物產生裝置:圖一所示為一般常見之裝置
圖,包括有氫化反應系統、氣液分離裝置及樣品注入系統等。將
樣品、酸及還原劑以流動注入的方式混合,反應所生成之砷化氫
以氬氣(或氮氣)載送,導入原子化器進行分析。
(五)排氣裝置:於原子吸收光譜儀之原子化器上方15~30cm處裝設抽
氣裝置,用以移除源自原子化器產生的煙霧與蒸氣,以保護分析
人員免於毒性氣體的危害。
(六)加熱板。
(七)天平:可精秤至0.1mg。
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五、試劑所有檢測時使用的試劑化合物除非另有說明,否則必須是分析試
藥級。若須使用其他等級試藥,在使用前必須要確認該試劑的純度足
夠高,使檢測結果的準確度不致降低。
(一)試劑水:參照本署公告之「事業廢棄物檢測方法總則」之規格。
除非特別指定,否則本方法所指的水皆為試劑水。
(二)濃硝酸,HNO3:應分析其不純物含量,且方法空白須小於方法偵
測極限。
(三)濃硫酸,H2SO4(36N):應分析其不純物含量,且方法空白須小
於方法偵測極限。
(四)18N硫酸:在100mL量瓶內先加入部份試劑水,再慢慢加入50mL濃
硫酸,並以水定量到100mL。
(五)濃鹽酸, HCl:應分析其不純物含量,且方法空白須小於方法偵
測極限。
(六)鹽酸,10%(v/v):取適量試劑水加入 10mL濃鹽酸,最後定量
至100mL。
(七)稀釋液:在1000mL量瓶內先加入400mL水,再加入 100mL18N硫酸
及400mL濃鹽酸,並以水定量到1000mL。
(八)碘化鉀(或碘化鈉)溶液:於100mL水中溶解20g碘化鉀(或碘化
鈉)。
(九)硼氫化鈉∕氫氧化鈉溶液:取5g硼氫化鈉及10g氫氧化鈉以試劑
水定量至1000mL,使用前配製。
(十)砷儲備溶液(1,000mg/L):購買經濃度確認之標準品,或在100
0mL量瓶內,於含有4g氫氧化鈉之100mL水中溶解 1.320g三氧化
二砷(註:三氧化二砷,As2O3為固體具有劇毒應避免食入),
再以20mL之濃硝酸酸化後,以水稀釋至刻度。
(十一)砷中間溶液:精取1.00mL砷儲備溶液,置於 100mL量瓶內,以
每升含1.5mL濃硝酸之稀硝酸溶液稀釋至刻度;1.00mL=10.0ug
As。
(十二)砷標準溶液:精取 10mL砷中間溶液,置於100mL量瓶內,以每
升含1.5mL濃硝酸之稀硝酸溶液稀釋至刻度;1.00mL=1.00ugAs
。
(十三)標準添加溶液:精取砷儲備溶液(1,000mg/L)1.5、2.0、2.5
mL置於100mL量瓶內,以每升含1.5mL濃硝酸之稀硝酸溶液稀釋
至刻度,其濃度分別為15、20、25mg/L。
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六、採樣及保存
(一)樣品採集均須依照採樣方法執行與保存,請參考本署公告之「事
業廢棄物採樣方法」。
(二)樣品已經本署公告之「事業廢棄物毒性特性溶出程序」所得之萃
出液應儘速分析,否則應以HNO3酸化至pH<2,貯存於4
℃最長可保存 6個月;惟若萃出液酸化時會產生沉澱,則應取未
經酸化萃出液儘速分析。
(三)若分析揮發性砷化合物時需使用特殊容器(如盛裝揮發性有機物
之容器)。
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七、步驟
(一)取 50mL事業廢棄物萃出液或待消化的樣品,置於100mL燒杯中,
加入10mL濃硝酸及 12mL18N硫酸,在煙櫥中以電熱板加熱消化,
直到產生白色 SO3煙霧。勿使樣品燒焦或變黑,以免逸失砷。若
發生燒焦現象應立即關掉電熱器、冷卻之並另外加入 3mL濃硝酸
。繼續加入過量的濃硝酸(有紅棕色煙霧產生)消化之。
(二)為避免在消化過程中逸失砷,不可讓溶液顏色變深,每當二氧化
氮紅棕色煙霧消失時,停止加熱並冷卻後,再加入 3mL之濃硝酸
繼續消化,直至三氧化硫白煙發生,且水樣呈無色或淡黃色時表
示已消化完全,停止加熱。
(三)冷卻樣品,加入約25mL水,加熱至三氧化硫白煙發生,以除去氮
氧化物。
(四)冷卻樣品,將此消化液移入50mL量瓶中,加入20mL濃鹽酸,以試
劑水定量至刻度。
(五)氫化程序:如下所述,或依據儀器操作使用說明操作。
1.取消化後的樣品或標準溶液25mL,置於反應瓶。
2.加入1.0mL碘化鉀(或碘化鈉)溶液,以去離子水稀釋定量至5
0mL。靜置一小時後,待五價砷還原成三價砷即可進行分析。
3.以取樣管(或自動取樣器)導入樣品注入迴路中(迴路體積一
般為1mL),如圖一A所示。
4.按圖一 B所示方式,改變流動注入閥至注入位置。藉由幫浦的
推動,分別將10.0(v/v)%鹽酸、硼氫化鈉氫氧化鈉溶液與
1.0mL 樣品,經由不同管路,以連續流動的方式,注入氫化反
應槽(圖一C)中混合,反應生成砷化氫。
5.生成之砷化氫及其他的氣液混合產物在氬氣(或氮氣)帶動下
,隨即進入氣液分離器(圖一 D)中進行分離。砷化氫在氬氣
(或氮氣)載送下瞬時被導入原子化器(圖一 E)中原子化,
並於波長193.7nm處被測定。
6.由檢量線求出樣品中的砷濃度註: As2O3(固體)、AsH3(氣
體)均為毒性極強之血液性毒劑,請操作者應極小心避免食入
及吸入。
(六)檢量線之配製:取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00及2.50mL之砷
標準溶液,分別置於 100mL量瓶中,用稀釋液定量至刻度,其濃
度分別為0.0、5.0、10.0、15.0、20.0及25.0(g/LAs。
(七)若待測樣品有基質干擾時,須使用標準添加法測定之,取10mL製
備好的樣品置於 50mL的量瓶中,以每升含有1.5mL濃鹽酸之稀鹽
酸溶液稀釋至刻度,本液作為該樣品的零添加溶液之用。另取 3
個量瓶中各加入10mL製備好的樣品,分別精取25mL的25、20及15
mg/L砷標準溶液,各置於50mL量瓶中,再以每升含有 1.5mL濃鹽
酸之稀鹽酸溶液稀釋至刻度。
繪製標準添加及空白之吸光度-濃度圖,而其外插值為最初樣品液濃
度的五分之一。若所繪結果非為直線,則必有非線性干擾存在,此時
可加以稀釋或略知樣品性質時可添加其他試劑來克服。若不需要標準
添加,則檢量線部份即為所求之濃度。
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八、結果處理
A×V2
事業廢棄物莘出液中砷濃度 (mg/L) =───
V×1000
其中:A = 檢量線求得砷含量 ((g/L)
V = 萃出液取樣體積 (mL)
V2= 萃出液消化後之定量體積 (mL)
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九、品質管制一般品質管制請參見本署公告之「重金屬檢測方法總則」、
「事業廢棄物檢測方法總則」及「事業廢棄物毒性特性溶出程序」的
規定。
(一)檢量線:檢量線製備須有一個空白溶液和至少五種濃度的標準濃
度,完成檢量線製作後,必須以檢量線空白及另一不同來源或不
同批號之標準品在檢量線中間濃度確認。另每批次分析結束時/
或每隔10個樣品後,檢量線必須以檢量線空白及檢量線中間濃度
查核。
(二)空白分析:以10個樣品數為一個分析批次,不足10個樣品則仍以
一個批次計。每批樣品至少要做一個完整操作程序的空白分析試
驗,以檢查系統是否遭受污染或是否有跨樣效應存在。
(三)重覆分析:每批次或每10個樣品至少做 1個重覆分析。
(四)添加樣品分析:每批次或每10個樣品至少做 1個添加樣品分析,
並求其回收率。待測物之回收率小於50%且其濃度未超過溶出標
準但為溶出標準之80%以上時,則該項金屬元素須使用標準添加
法分析。有關標準添加法請參照「事業廢棄物毒性特性溶出程序
」九、品質管制之內容。
(五)查核樣品分析:每批次或每10個樣品至少做 1個查核樣品分析。
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十、精密度及準確度本方法經國內某單一實驗室針對事業廢棄物萃出液真
實基質樣品進行九次分析,其添加回收率95-102%,相對標準偏差為
2.01%。
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十一、參考資料
(一)USEPA,TestMethodsforEvaluatingSolidWastesPhysic-al/Che
micalMethods,SW-8463rdEd.,Arsenic(AtomicAbsorptionSpe
ctrophotometryGaseousHydride),Method7061A,1992.
(二)USEPA,TestMethodsforEvaluatingSolidWastesPhysic-al/Che
micalMethods,SW-8463rdEd.,FlameAtomicAbs-orption,Metho
d7000B,1998.
(三)行政院環境保護署,重金屬檢測方法總則,2002。
(四)行政院環境保護署,事業廢棄物檢測方法總則,1999。
(五)行政院環境保護署,事業廢棄物毒性特性溶出程序,2002
。
註1:本檢測方法產生之廢液,依一般重金屬廢液處理原則處理。
註2:本文引用的公告方法名稱及編碼以環保署最新公告者為準。
註3:建議所使用之原子吸收光譜儀應含有背景校正裝置。
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