一、方法概要:
水樣經酸化、吹除無機碳,並在 116 至 130 ℃ 之高壓釜以過氧焦
硫酸鹽氧化。水樣中的有機碳被氧化為二氧化碳,隨即被載流氣體導
入可吸收二氧化碳特定波長的非分散式紅外線分析儀,偵測其二氧化
碳的波峰面積,經扣除空白試液波峰面積後,可由檢量線求得吹不掉
有機碳(NPOC)濃度。
|
二、適用範圍:
適用於總有機碳濃度小於 1 ㎎/L 且含 0.1 ㎎/L 以上之吹不掉有機
碳(NPOC)之水、水中懸浮顆粒混合物、海水之水樣檢測。不適用於
揮發性有機成份的檢測。
假如減少高濃度還原試劑的干擾並降低樣品污染與方法背景值,最低
偵測濃度可測至 0.10 ㎎/L的有機碳濃度。
|
三、干擾:
(一)水樣若過度酸化時,會使過氧焦硫酸鹽溶液之 pH 小於或等於 1
,而引起有機碳氧化緩慢且不完全。
(二)混濁之水樣會使其所接收之紫外光強度降低,而使有機碳之氧化
緩慢或不完全。較大之有機顆粒或較複雜之分子(如單寧、木質
素及腐植酸等)被過氧焦硫酸鹽溶液氧化之速率會較緩慢。
(三)水樣中若含有大量氯鹽時,將與過氧焦硫酸鹽溶液作用,而減緩
有機碳之氧化速率。當氯鹽之濃度大於 0.1 % 時,有機碳之氧
化作用將無法進行;此時,可加入硝酸汞以去除干擾。
(四)當檢測濃度小於 1 ㎎/L 時,在採樣、處理水樣和分析過程都需
很小心,以降低干擾物的來源。
(五)當水樣中所含有機碳的顆粒太大,無法由注射器注入分析儀時,
可能會使所得的值偏低。
|
四、設備:
(一)小玻璃瓶:預燒過的, 10mL ,玻璃(Oceanographics Interna
tionl Corp.或同等級)。
(二)小玻璃瓶吹除和封緘單位(Oceanographics International Cor
p.或同等級)。
(三)高壓釜。
(四)碳分析儀(Oceanographics International Corp.或同等級)。
(五)均質器(Willems Polytron PT-105 T ,Brinkman Inst.,或同等
級)。
|
五、試劑:
(一)試劑水:以碳濾器、再蒸餾方式製備不含碳之去離子水,用此不
含碳之試劑水製備空白和標準溶液。
(二)磷酸溶液,H3PO4 , 1.2N :加 83mL H3PO4 (85%)至試劑水
並稀釋到 1L 。儲存於緊密的玻璃瓶。
(三)過氧焦硫酸鉀,試劑級,顆粒狀,避免使用細粉狀。
(四)有機碳儲備標準溶液:溶解 2.1254 克試藥級無水鄰苯二甲酸氫
鉀(anhydrous potassium biphthalate, KHP)於試劑水中並定
容至100 0mL ,此溶液濃度為 1.00 mL= 1.00㎎ 碳。亦可用其
它具有合適純度、穩定度及溶解度的有機含碳物質配製此溶液。
配製好的有機碳儲備標準溶液須以濃磷酸或濃硫酸調整其PH 1至
2 加以保存。
(五)載流氣體:經純化之氧氣或空氣,不含二氧化碳且碳氫化合物含
量少於 1ppm 。
(六)吹氣用氣體:任何不含二氧化碳及碳氫化合物之氣體。
|
六、採樣與保存:
樣品須採集並保存於棕色玻璃瓶並附鐵氟龍內襯的瓶蓋,採樣瓶在使
用前須用酸清洗再以鋁箔紙密封後放入 400℃烘箱加熱至少 1 小時
,以清潔劑清洗鐵氟龍內襯,以不含有機物之水反覆清洗,以鋁箔紙
密封後,在 1 00 ℃ 烘箱加熱 1 小時,最好是用厚的矽膠背覆鐵氟
龍的墊片並且瓶蓋是開口式能呈正壓式密封,由於偵測極限高,因此
亦可使用較不嚴謹的方式清洗,每一組樣品需有瓶空白。當採樣深度
大於 2 公尺時使用 Kemmerer 或相似的採樣器具採集樣品,採集的
樣品須儲存於 4 ℃ 並避光且減少接觸空氣,若採樣無法立即分析則
須添加保存劑,採樣後以磷酸或硫酸添加於樣品中使 pH 1 至 2,若
樣品不穩定時此保存劑的添加是絕對必要的;添加酸保存劑之樣品分
析前須吹氣去除無機碳。
|
七、步驟:
(一)儀器操作:依儀器操作說明進行分析儀器之組裝、測試、校正及
操作。
(二)樣品前處理:
1.若水樣中含有大量顆粒或不溶物質時,則使用均質機加以攪拌
,產生均勻的樣品。
2.使用校正過的移液管加 0.2g 過氧焦硫酸鉀和 0.5mL 1.2N H3
PO4 溶液到燒過的玻璃瓶。
3.若僅檢測溶解性有機碳時,則以 0.45 μm 玻璃纖維濾紙真空
過濾。同時,以試劑水依上法過濾,作一空白試液。濾紙在使
用前,需先以 1:1 HNO3 和試劑水之混合溶液浸泡隔夜,並用
經酸洗烘焙燒瓶收集。每個樣本須使用清潔的濾紙和燒瓶。
4.吸取水樣(最多 10.0 mL)進入一個玻璃瓶,以試劑水調整水
樣到 10 mL ,每 10 個水樣檢測一試劑空白樣品(10mL 試劑
水加酸與氧化劑)。
5.稀釋有機碳標準溶液,使其涵蓋範圍 0.1 到 40㎎ 碳 /L 標
準溶液。
6.在純氧 60mL/min 6 分鐘的速率條件下予以吹除,依據儀器操
作說明封緘樣品。
7.放置密封的樣品、空白樣品和一系列標準溶液於玻璃瓶架上,
在 116至 130 ℃ 溫度間之熱蒸鍋消化 4 小時。
(三)依儀器操作說明,經由調整零和全幅控制設定碳分析儀的靈敏度
範圍。折斷在碳分析儀中燃燒的小玻璃瓶,以氮氣掃除 CO2 進
入紅外線樣品槽,並記錄每一 CO2 波峰面積。注意:因為燃燒
玻璃瓶是處於正壓情況下,應小心處理以防止爆炸。
(四)檢量線製備:利用每個標準品的波峰面積對有機碳標準品濃度(
㎎/L)繪製檢量線,波峰面積與有機碳濃度間是線性的關。每一
工作天需製備檢量線。
|
八、結果處理:
當水樣的波峰面積扣除合適的空白樣品之波峰面積後,由檢量線求得
注入樣品之吹不掉有機碳濃度,設為 A ㎎/L ,則:水樣的吹不掉有
機碳(NPOC)濃度(㎎/L)= A(㎎/L)×水樣稀釋倍數
|
九、品質管制:
以至多十個樣品為一分析批次,應製作檢量線,並執行空白分析、重
覆分析、添加分析、品管分析各一次。
|
十、精密度與準確度
多重檢測 2.00 ,5.00,10.0,和 40.0 ㎎碳 /L 四種不同濃度的含
鄰苯二甲酸氫鉀樣品,分別得到平均值 2.2,5.3,9.9,和 38 ㎎/L
和標準偏差 0.13 ,0.15,0.11,和 1.4。
精密度以相對標準偏差表達如下:
───────────────────
重覆樣品數 平均值㎎/L 相對標準偏差%
9 2.2 5.9
10 5.3 2.8
10 9.9 1.1
10 38.0 3.7
───────────────────
|
十一、參考資料:
(一)American Public Health Association, American Water Wor
ksAssociation & Water Pollution Control Federation.19
95. Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater, 19th ED., pp. 5-20-5-21.APHA,Washington,
D.C., USA.
(二)WILLIAMS,P.M.1969.The determination of dissolved organ
iccarbon in seawater: A comparison of two methods.Limn
ol. Oceanogr. 14:297.
(三)OCEANOGRAPHY INTERNATIONAL CORP.1970.The total carbon
sysetm operating manual.College Station,Tex.
(四)MACKINNON,M.D.1981. The measurement of organic carbon
in seaw ater. In E.K.Duursma & R.Dawson, eds. Marine
Organic Chemistry: Evolution,Composition,Interctions
and Chemistry of Organic Matter in Seawater Elsevier
Scientific Publishing Co., New York, N.Y.
|