法規名稱: 空氣粒狀污染物中硫酸鹽、氯鹽、硝酸鹽檢測方法-離子層析法
時間: 中華民國092年12月10日

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一、方法概要
    空氣中粒狀污染物由高量空氣採樣器(High-volume air sampler)
    收集於 20cm × 25 cm(8 in ×10 in)之採集用濾紙,使用試劑水
    加熱回流萃取陰離子後,成為水溶液樣品,水樣中之待測陰離子,隨
    碳酸鈉-碳酸氫鈉移動相溶液經一系列之低容薄層離子交換層析管時
    ,因與樹脂間親和力不同而分離。分離後之待測陰離子再流經一高容
    量之陽離子交換樹脂之抑制裝置,被轉換成具高導電度酸之形態,而
    移動相溶液則轉換成低導電度之碳酸。經轉換後之待測陰離子再流經
    電導度偵測器,即可依其滯留時間及波峰面積、高度或感應強度予以
    定性及定量。

二、適用範圍
    本方法適用於水溶性佳之鹽類,如:Cl-、 SO42-、 NO3- 之檢測
    。本方法偵測極限與樣品之注入體積及導電度偵測器之設定有關,對
    於使用100 μL 樣品迴路及 10 μ S/cm 全比例(Full - scale)導
    電度偵測器,偵測極限可達 0.05 ~ 0.5 μg/m3 。

三、干擾
  (一)任何能產生與待測離子有相同滯留時間之波峰的物質,均會對該
        待測離子產生干擾。一般可利用適當稀釋水樣及梯度沖提予以排
        除。
  (二)對於圖譜中未知之波峰,應利用標準品添加法,予以確認之。
  (三)試劑水、玻璃器皿及採樣儀器等如遭污染,亦將對檢測結果造成
        干擾,尤其本方法檢測時所需水樣量相當少,操作時更應特別注
        意。
  (四)單一離子之濃度如太高會對其他離子造成干擾,可利用稀釋或梯
        度沖提來改善。
  (五)樣品前濃縮、梯度沖提及將沖提出之樣品再注射等技術,固然可
        減少干擾之發生,但仍應對個別成份的精密度與準確度作確認。

四、設備與材料
  (一)回流裝置:使用 125 mL 燒瓶,裝上回流冷凝器,置於加熱包或
        電熱板上加熱回流。
  (二)離子層析儀:包括注入閥、樣品迴路、保護管、抑制裝置、離子
        層析管、具溫度補償之電導度偵測器及記錄器或積分儀,且可提
        供 1至 5 mL/min 移動相溶液流量及 1400 至 6900 kpa 的壓力
        或適用於各廠牌儀器之特殊規定。
  (三)陰離子層析管柱:具苯乙烯-二乙烯基苯(Styrene divinylben
        z-ene-based) 之低容薄層層析管柱或類似材質之層析管柱對
        Cl-,SO42-及 NO3-有良好之分離效果者,參考圖一。
  (四)保護管柱:與層析管具有相同材質者;用以保護層析管避免污染
        或損壞。(就特定使用期間後應更換)
  (五)抑制裝置:具陽離子交換樹脂薄膜或纖維,能連續將待測物及移
        動相溶液轉換成酸的型態,或其它類似有效的背景抑制裝置(註
         1)。
  (六)採集用濾紙須符合下列基本規格
        1.濾紙尺寸:20 × 25 cm(或8 in × 10 in)。
        2.濾紙之有效採集面積:18 cm × 23 cm(或 7 in × 9 in)
          。
        3.濾紙材質:玻璃纖維、石英或鐵弗龍,以鐵弗龍材質為佳。
  (七)濾膜:不含待測物之 0.45 μm 孔徑。
  (八)天平:可精秤至 0.1 mg 者。
  (九)過濾用濾紙:不含待測物之濾紙。

五、試劑
  (一)試劑水:不含待測物之去離子水或蒸餾水,並經 0.45 μm 孔徑
        濾膜過濾,以避免堵塞管柱,導電度應在 0.1 μS/cm 以下者。
  (二)移動相溶液
        1.碳酸氫鈉-碳酸鈉溶液I:溶解 0.336 g (4 mM)之碳酸氫鈉
          和0.424 g(4 mM) 之無水碳酸鈉於水中,並以試劑水定容至
          1L。
        2.碳酸氫鈉-碳酸鈉溶液 II:溶解 0.143 g(1.7 mM)之碳酸氫
          鈉和 0.191 g(1.8 mM)之無水碳酸鈉於水中,並以試劑水定
          容至1L。
        3.或依各廠牌儀器分離管柱之特殊規定配製。
  (三)再生溶液,0.025 N :稀釋 2.8 mL 濃硫酸至 4L 或依各廠牌儀
        器之特殊規定配製。
  (四)標準儲備溶液,1000 mg/L :取表一中所列之標準品(試藥級以
        上之等級),於 105℃乾燥 8  小時後,參考表中所列之試藥取
        用量,將試藥溶解於試劑水中,並稀釋至 1 L,此溶液可保存 1
        個月,或購買市售具濃度及保存期限說明之標準儲備溶液。
  (五)標準中間溶液:配製適當之單一或混合標準中間溶液,分別各取
        標準儲備溶液 10 mL,至 100 mL 量瓶內,配製成單一或混合標
        準中間溶液(100 mg / L)。
  (六)檢量線標準工作溶液:依據待測陰離子濃度,將標準中間溶液配
        製成適當濃度範圍的標準工作溶液。

六、採樣及保存
    經高量空氣採樣器抽引 24 小時(約 2000 m3  空氣量)後之採樣濾
    紙,取其採集面積 10 %,即 2.3 cm × 18 cm  之條狀物,剪成小
    片置於 125 mL 燒瓶,加入試劑水 80 mL,裝上回流冷凝器,加熱 9
    0 分鐘,冷卻後過濾,清洗濾紙,並將試樣濾紙之殘存液壓乾,全濾
    液量稀釋至 250 mL ,混合均勻後即為檢液,於 4  ℃冷藏保存。

七、步驟
  (一)儀器準備
        1.打開離子層析儀電源,並調整移動相溶液流量(約1 ~2 mL/m
          in或依各儀器建議值),使之具有較佳之分離效果。
        2.調整導電度偵測器,通常設定在 10 至 30 μs 之間。使儀器
          溫機 15 至 20 min ,觀察偵測器之圖譜基線,俟其達到平穩
          後,將偵測器之偏位歸零。
        3.調整抑制管試劑流量約 2.5  至 3  mL/min(或依各儀器建議
          值)。
  (二)檢量線製備
        1.注入含有單一或混合化合物之標準溶液,在特定實驗條件下,
          各離子的滯留時間為一定值,則可依其滯留時間,予以定性。
        2.依據待測陰離子濃度,配製成適當濃度範圍的標準工作溶液,
          需要用五個濃度均勻分佈的檢量線標準溶液和一個零值標準溶
          液以製作檢量線。最低濃度必須小於待測物濃度或等於方法偵
          測極限( MDL),最高濃度必須稍微超過待測物濃度,並依結
          果之波峰高度、面積或感應強度與注入濃度之關係,繪製各個
          待測陰離子之檢量線。
  (三)真實水樣檢測
        取適量之檢液,必要時稀釋(如有需要,先使通過濾膜),選擇
        適當之樣品迴路(Sample Loop) 將樣品注入樣品迴路,並確實
        使樣品迴路充滿樣品,啟動注入樣品迴路開關,使樣品隨移動相
        溶液流入離子層析儀中,並依波峰高度、面積或感應強度,由檢
        量線求得待測液中陰離子之含量。
  (四)空白試驗
        另取採樣用,同樣尺寸、材質之空白濾紙,依步驟六分析空白樣
        品。

八、結果處理
    樣品中所含陰離子之濃度可以下式計算之:
                                a
    大氣中陰離子濃度(ug/㎡)=───×250
                              V ×F

    a :扣除空白採樣濾紙試驗後之陰離子濃度(μg/mL)
    V :吸引空氣量(m3)
    F :試樣濾液之分率
    F =濾紙所佔百分率÷必要時之稀釋倍數

九、品質管制
  (一)檢量線:製備檢量線時,至少應包括五種不同濃度之標準溶液(
        不包括空白零點),檢量線之相關係數應大於或等於 0.995。
  (二)空白分析:每批次或每十個樣品至少應執行一個空白樣品分析。
  (三)查核樣品分析:每批次或每十個樣品至少應執行一個查核樣品分
        析。
  (四)重複分析:每批次或每十個樣品至少應執行一個重複分析。
  (五)添加標準品分析:每批次或每十個樣品至少應執行一個添加已知
        量標準溶液之樣品。

十、精密度和準確度
    單一實驗室對 Cl-、 NO3 -、SO42-三種陰離子進行精密度與準確
    度檢測,分別以試劑水配製之查核樣品( 5 mg/L) 及真實樣品添加
    的結果如表二、表三。

十一、參考資料
      1.NIEA A401.10A 空氣粒狀污染物中硝酸鹽檢驗法- 2 ﹐4   二甲
        苯酚法。
      2.NIEA A402.10A 空氣中粒狀污染物中硫酸鹽檢驗法-濁度法。
      3.NIEA A403.10A 空氣中粒狀污染物中氯鹽檢驗法-硝酸汞滴定法
       。
      4.NIEA W415.50T 水中陰離子檢測方法- 離子層析法。
      5.NIEA A419.10C 空氣濕沉降物中氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽檢測方
        法-抑制型離子層析法。
      註 1:抑制裝置若有需要應依廠商之說明進行再生步驟。
      註 2、廢液分類處理原則-本檢驗廢液依一般無機廢液處理。