层析检测方法总则.docx
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层析检测方法总则
層析檢測方法總則
中華民國88年1月18日（88）環署檢字第03036號公告
自中華民國88年4月18日起實施
NIEAM102.01B
中華民國91年3月5日環署檢字第0910014627號公告修正為NIEAM150.00C
一、方法概要
本方法總則係敘述利用層析法進行化合物的分離、定量及校正時須注意的通則，本總則可應用於列在表中的各檢測方法，各層析檢測方法須與適當的樣品製備、萃取、淨化及/或衍生步驟配合使用，而詳細的分析步驟，須參閱各特定的檢測方法。
（一）本總則敘述如何減少污染，尤其是減少樣品間的交互污染的一般準則（參見三、
（一）節）。
執行樣品的篩選有其必要性，相關敘述參見（三、
（二）節）。
（二）於進行任何樣品或空白樣品的層析分析前，必須先符合本方法中所敘述有關適當的解析度規範及校正步驟的相關規定（參見三、（三）及九、（三）節）。
（三）本總則敘述層析分析時干擾的影響（參見三、（四）及三、（五）節）。
（四）本總則敘述針對廢棄物樣品分析時，使用氣相層析和液相層析分析系統的一般準則（參見四、設備）。
（五）分析系統的校正對於所產生的數據品質有絕對的影響，本總則敘述線性相關和非線性相關的校正步驟和計算（參見七、（五）節）。
任何層析分析的持續進行，皆須針對其線性和非線性相關校正作確認（參見七、（七）節）。
（六）任何層析分析方法對於標的待測物的確認，至少是以滯留時間作為定性確認方法之一，本總則敘述使用表中各檢測方法時，決定待測物的滯留時間和滯留時窗的方法（參見七、（六）節）。
（七）表中所列的各檢測方法，皆須以儀器感應訊號來計算樣品的濃度。
常用的數據處理計算公式如結果處理（參見八、項）。
（八）實驗室內對儀器的日常設定、維護及矯正措施，對產生的數據品質具有重大影響，本總則敘述一般建議措施（參見七、（十）節）。
（九）表中大部份的檢測方法皆使用相同的品質管制步驟，整體的品質管制步驟另於相關的品質管制方法中敘述，本總則內品質管制則敘述執行例行校正確認、儀器績效檢查、容許的精密度及準確度規範標準等步驟（參見九、項）。
（十）在執行樣品測試前，分析員必須確定待測基質樣品中所有標的待測物的回收率、容許誤差範圍及偵測極限（參見九、（五）節）。
二、適用範圍
（一）本總則不是一個特定的檢測方法，而是層析檢測方法的總則，敘述適用於檢測所有樣品的層析檢測方法中有關校正及品質管制的規範。
本總則可與下列各檢測方法連用。
表適用於樣品中有機物檢測的層析方法
待測化合物
層析技術
偵測器
檢測方法編號
酚類（Phenols）
非衍生或衍生GC，毛細管柱
FID,ECD
NIEAR501.20C
酸性除草劑
衍生；GC，毛細管柱
ECD
NIEAR607.20C
有機磷農藥
GC，毛細管柱
FPD,NPD,ELCD
NIEAR610.20C
多氯聯苯（PCBs）
GC，毛細管柱
ECD,ELCD
NIEAR611.20C
有機氯殺蟲劑
GC，毛細管柱
ECD,ELCD
NIEAR612.20C
胺基甲酸鹽（N-MethylCarbamates）
衍生；HPLC
螢光偵
NIEAR613.20C
揮發性有機物
GC，毛細管柱
PID,ELCD
NIEAR701.20C
揮發性有機物
GC，毛細管柱
MS
NIEAR702.20B
揮發性非鹵有機物
GC，填充和毛細管柱
FID
NIEAR710.20C
氯化碳氫化合物
GC，毛細管柱
ECD
NIEAR801.20C
硝基芳香族和環酮類
GC，毛細管柱
ECD
NIEAR810.20C
鄰苯二甲酸酯類
（Phthalates）
GC，毛細管柱
ECD
NIEAR811.20C
多環芳香族（PAHs）
GC，填充管柱
FID
NIEAR812.20C
多環芳香族（PAHs）
HPLC，逆相
UV，螢光偵測器
NIEAR813.20C
半揮發性有機物
GC，毛細管柱
MS
NIEAR814.20B
EDB,DBCP
GC，毛細管柱
ECD
NIEAT502.10A
丙烯
（Acrylonitrile）
GC，填充管柱
NPD
SW-8468031
丙烯醯胺（Acrylamide）
GC，填充管柱
ECD
SW-8468032A
乙
（Acetonitrile）
GC，毛細管柱
NPD
SW-8468033
硝基胺（Nitrosamines）
GC，填充管柱
NPD,ELCD,TED
SW-8468070A
鹵化醚類（Haloethers）
GC，毛細管柱
ECD
SW-8468111
苯胺及選擇性衍生物
GC，毛細管柱
NPD
SW-8468131
半揮發性有機物
熱萃取/GC
MS
SW-8468275A
戴奧辛/
喃
（Dioxins/Dibenzofurans）
GC，毛細管柱
LRMS
SW-8468280A
戴奧辛/
喃
GC，毛細管柱
HRMS
SW-8468290
酮醛類化合物
（Carbonylcompounds）
衍生；HPLC
螢光偵測器
SW-8468315A
丙烯醯胺，丙烯
，
丙烯醛（Acrolein）
HPLC，逆相
UV
SW-8468316
可萃取非揮發性有機物
HPLC，逆相
TS/MS,UV
SW-8468321A
可萃取非揮發性有機物
HPLC，逆相
PB/MS,UV
SW-8468325
硝基芳香族和硝基氨
（Nitroaromaticsandnitramines）
HPLC，逆相
UV
SW-8468330
四氮烯（Tetrazene）
HPLC
離子對，逆相
UV
SW-8468331
硝化甘油
（Nitroglycerine）
HPLC，逆相
UV
SW-8468332
半揮發性有機物
GC，毛細管柱
FT-IR
SW-8468410
二（2-氯乙基）醚（bis（2-Chloroethyl）ether）
水解產物
GC，毛細管柱
FT-IR
SW-8468430
註：
DBCP：
二溴氯丙烷（Dibromochloropropane）
ECD：
電子捕捉偵測器（Electroncapturedetector）
EDB：
二溴乙烯（Ethylenedibromide）
ELCD：
電解導電感應偵測器（Electrolyticconductivitydetector）
FID：
火焰離子化偵測器（Flameionizationdetector）
FPD：
火焰光度偵測器（Flamephotometricdetector）
FT-IR：
霍式紅外線儀（Fouriertransform-infrared）
GC：
氣相層析儀（Gaschromatography）
HPLC：
高效能液相層析儀（Highperformanceliquidchromatography）
MS：
質譜儀（Massspectrometry）
NPD：
氮磷偵測器（Nitrogen/phosphorousdetector）
PAHs：
多環芳香族碳氫化合物（Polynucleararomatichydrocarbons）
PB/MS：
粒子束質譜儀（Particlebeammassspectrometry）
PID：
光離子化偵測器（Photoionizationdetector）
TED：
熱離子發射偵測器（Thermionicemissiondetector）
TS/MS：
熱噴霧式質譜儀（Thermospraymassspectrometry）
UV：
紫外光（Ultraviolet）
檢測方法編號：
行政院環境保護署已公告環境檢測方法依其編號。
其他參見美國環保署固體廢棄物檢測方法SW-846編號。
8031：
丙烯腈檢測方法－氣相層析法
8032：
丙烯醯胺檢測方法－氣相層析法
8033：
乙腈檢測方法－毛細管柱氣相層析法
8070：
硝基胺檢測方法－氣相層析法
8111：
鹵化醚類檢測方法－毛細管柱氣相層析法
8131：
苯胺及選擇性衍生物檢測方法－毛細管柱氣相層析法
8275：
半揮發性有機物（多環芳香族碳氫化合物和多氯聯苯）檢測方法－熱萃取氣相層析質譜儀（TE/GC/MS）法
8280：
戴奧辛（PolychlorinatedDibenzo-p-Dioxins）和呋喃檢測方法－高解析度氣相層析儀/低解析度質譜儀（HRGC/LRMS）法
8290：
戴奧辛（PolychlorinatedDibenzo-p-Dioxins）和呋喃檢測方法－高解析度氣相層析儀/高解析度質譜儀（HRGC/HRMS）法
8315：
酮醛類化合物檢測方法－高效能液相層析法
8316：
丙烯醯胺、丙烯腈及丙烯醛檢測方法－高效能液相層析法
8321：
溶劑可萃取非揮發性有機物檢測方法－高效能液相層析/熱噴霧式質譜儀（HPLC/TS/MS）或紫外光偵測器法
8325：
溶劑可萃取非揮發性有機物檢測方法－高效能液相層析/粒子束質譜儀（HPLC/PB/MS）法
8330：
硝基芳香族和硝基氨檢測方法－高效能液相層析法
8331：
四氮烯檢測方法－高效能液相層析法
8332：
硝化甘油檢測方法－高效能液相層析法
8410：
半揮發性有機物檢測方法－毛細管柱氣相層析儀/霍氏紅外線儀偵測器（GC/FT-IR）法
8430：
二（2-氯乙基）醚水解產物檢測方法－氣相層析儀/霍氏紅外線儀偵測器（GC/FT-IR）法
（二）層析分析法係將樣品中的標的待測物與共萃取出來的干擾物分離的方法，主要可分為氣相層析法和高效能液相層析法二種。
1、氣相層析法（稱為氣相-液相層析法較貼切）適用於在分析條件下不易被裂解或發生化學結構改變的可揮發性有機物。
2、高效能液相層析法適用於半揮發性和非揮發性化合物或遇熱易被裂解的待測物，應用此方法進行分析的先決條件是標的待測物必須溶於作為移動相的溶劑中。
由於移動相的溶劑是在加壓狀況下輸送，本方法最初被稱為高壓液相層析（Highpressureliquidchromatography），現在一般都稱之為高效能液相層析（Highperformanceliquidchromatography,簡稱HPLC）。
（三）所有層析分析的原理係藉移動相通過靜相達到分離的效果。
混合物中的各成份在靜相和移動相之間的分配係數不相同（即親和力不同），使其在管柱中的滯留時間不相同而得以分離出來。
若化合物與靜相親和力較強，則沖提較慢（即滯留時間長），而化合物與移動相的親和力較強，則沖提較快（即滯留時間短）。
1、氣相層析儀的移動相為惰性氣體，通常為氦氣，靜相一般為矽膠油或類似的物質。
2、在"正相"（normalphase）高效能液相層析儀系統中，移動相的極性較低，靜相的極性較高；在"逆相"（reversephase）高效能液相層析儀系統中，移動相的極性較高，靜相的極性較低。
"逆相"高效能液相層析儀，係環境和廢棄物樣品中非揮發性標的有機待測物的選用檢測方法。
（四）有許多特定的氣相層析和液相層析檢測方法，被應用在環境和廢棄物樣品的檢測上，這些特定檢測方法是以特定的層析儀硬體設備或利用特定的化學反應機制達到分離的效果。
1、氣相層析方法分類原則係基於不同的硬體設備：
（1）填充管柱為玻璃管柱，長1.5至3m，內徑2至4mm，內部填充表面被覆一層液相的小固體顆粒（60至100篩目的矽藻土或碳化物）。
（2）毛細管柱為開口式玻璃毛細管柱，長15至100m，內徑為0.2至0.75mm，管柱裡面塗敷一層液相，現在大部分的毛細管柱是使用熔矽材質，而玻璃管柱也仍被用來分析揮發性有機物。
毛細管柱的分離效果原本就比填充管柱好，大部份廢棄物樣品檢測方法都使用毛細管柱來取代填充管柱。
2、高效能液相層析法分類係基於不同的分離反應機制：
（1）逆相高效能液相層析儀法是應用分配係數的不同來分離的層析方法，於長10至25cm、內徑2至4mm之不銹鋼管柱，內部填充3至10μm矽化物或苯二乙烯-苯乙烯等疏水性材質之顆粒，以泵加高壓（800至4000psi）打入極性移動相，而使待測物被分離出來。
（2）離子層析儀法是用來分離可離子化的物質。
（五）各廢棄物樣品檢測方法中所敘述的管柱和分析條件，係適用於該方法中所列的所有或大部份標的待測物的最佳分離條件。
通常方法中所列的管柱，即為檢測方法開發及驗證過程中所使用者，但分析員可在符合分析精密度和準確度的規範前題下，使用不同的管柱並改變分析條件，尤其是當只需對檢測方法中所列的少數幾個待測物進行分析時，得作如此的改變（如只需針對檢測方法中所列的所有標的待測物中的部份待測物進行檢測時，則可選擇最適用於這些少數待測物的分離管柱和層析分析條件）。
1、層析分析的績效評估，係針對分析過程中各標準品的解析度和校正濃度範圍內偵測器的線性關係，以及分析準確度、精密度，發生正偏差和負偏差的頻率等項目作評估。
實驗室若使用其他的層析步驟，則必須執行精密度和準確度的測試，其結果至少須與原來檢測方法中的測試結果一樣好，或所使用的不同檢測步驟，能符合特殊檢測中所要求的分析需求規範。
2、此外，實驗室必須對方法中所規定之使用二支不同管柱來執行化合物的再確認判定步驟，必須很謹慎，如DB-5管柱不能用來確認SPB-5管柱分析的結果，因為此二種管柱的靜相類似，若在圖譜上出現的先後順序改變，不能當作是確認的足夠證據。
（六）當氣相層析條件改變時，滯留時間和分析狀況通常會改變，如增加氣相層析儀的加熱箱溫度會改變移動相和靜相間的分配係數，導致滯留時間的減少，氣相層析的滯留時間會因管柱長短的不同及靜相的含量多少之不同（如毛細管柱內薄膜厚度或填充管柱內靜相含量百分比），或不同的液相而改變。
因此，所有廢棄物之層析檢測方法的二個重要步驟即為判定及/或確認滯留時間和待測物的分離狀況。
（七）高效能液相層析儀的滯留時間和分離狀況會受移動相和靜相的不同而改變，要改變移動相只需調整輸入高效能液相層析儀管柱中的混合溶劑之組成即可。
於逆相高效能液相層析儀中，增加甲醇（或乙
）對水的比例，則可減少滯留時間。
使用：
不同長度的管柱，不同的靜相組成之管柱，不同粒徑大小之填充劑的管柱（如較小粒徑之填充劑一般會增加管柱的解析度），亦會使高效能液相層析儀的滯留時間改變。
各種廢棄物檢測方法中所列的分析條件，係針對該種儀器，於執行某些適當的樣品分析時，可得到良好的分析結果者。
對某些待測物（特別是須使用高效能液相層析質譜儀分析者），可能因其特殊應用及/或儀器的需求，須參考檢測方法中所列的分析條件作適當的修改，而另行訂定適當的最佳分析條件。
高效能液相層析儀檢測方法對少許的層析條件改變，包括溫度的改變在內，都極為敏感，需使用高效能液相層析儀管柱溫度控制箱，使待測物的滯留時間能維持固定，因在一天的分析期間中，實驗室內的溫度可能有變動。
（八）層析檢測方法係針對環境和廢棄物樣品的檢測，其分析數據須符合品質管制規範，需由有經驗的分析員或在有經驗的分析員嚴密監督下，依檢測方法執行樣品的檢測。
由經驗得知廢棄物樣品檢測時，許多困難應歸因於分析員欠缺訓練及相關技術。
三、干擾
（一）當分析高濃度樣品後，接著分析低濃度樣品時，會發生交互污染的情形。
為減少此種殘留物的問題，每分析一個樣品後，即須以適當溶劑清洗樣品針筒或吹氣裝置。
只要分析一異常高濃度的樣品後，須立即以注射方式注入溶劑空白或以不含有機物的試劑水進行吹氣步驟，以檢查是否有交互污染。
若樣品中含有大量的水溶性物質、油狀物或樹脂、懸浮固體、高沸點化合物，或有機鹵化物質，則須清洗樣品導入裝置。
吹氣裝置所使用的容器每分析一樣品後，即以清潔劑清洗，再以蒸餾水淋洗，接著放入105℃的烘箱中乾燥，並以適當的溶劑沖洗所有與樣品接觸過的針筒和自動取樣裝置上的各部位。
（二）分析高濃度樣品，除了會有樣品殘留物的問題外，還會污染分析儀器，特別是氣相層析質譜儀的污染，此等儀器一旦被污染，則需花長時間和工夫去清理，而該段時間就不能用來分析樣品，為使氣相層析質譜儀的停機清理時間降至最低，最可靠的方法就是先進行樣品篩選步驟，需進行揮發性有機物分析的樣品可依「土壤及固體基質樣品製備與萃取方法－平衡狀態瓶頂空間處理法（NIEAR121.00C）」中之取樣裝置連接至「揮發性鹵化物檢測方法（NIEAR701.20C）」中的氣相層析儀進行篩選，須進行半揮發性有機物分析的樣品，可使用氣相層析儀附火焰離子化偵測器進行篩選，其它的適當篩選方法亦可接受。
分析員須依篩選所得之結果選擇適當的稀釋倍數因子，以便進行氣相層析質譜儀的分析，如此不但可避免系統被污染，且對樣品中的主要待測成份的分析具足夠靈敏度。
（三）解析度是用來評估層析分離績效的最重要方法，解析度即是層析圖尖峰的分離情形（解析度=兩尖峰間距離/平均尖峰寬度），兩尖峰完全分離需仰賴良好的管柱分離效率（如窄的尖峰寬度）和良好的管柱選擇性（如待測物在動相和靜相間的分配係數不同）。
1、層析分析的目的是在合理的時間內將樣品中的各種成份區分出來。
每一標的待測物與共同萃取的化合物能完全分離，在圖上代表每一化合物的尖峰都可完全解析至基線，得到最佳的定量結果，但此種情況常不可能達到。
2、單一檢測方法若適用於一群待測物的分析，其主要的限制因素即為是否能將各單一化合物完全分離出來。
若干檢測方法，如「有機氯殺蟲劑檢測方法（NIEAR612.20C）」、「多氯聯苯檢測方法（NIEAR611.20C）」和「有機磷農藥檢測方法（NIEAR610.20C）」，於方法中所列的各待測物彼此間不見得能完全分離。
因此，上述任一方法皆適用於方法中所列的一群待測物的分析，但可能不適用於在一次分析步驟中，就能將方法中列出的所有待測物都分析出來。
實驗室於執行樣品檢測時，只能將於校正時可完全分離且符合九、（三）節規範的標的待測物之結果，出具在檢測報告上。
利用質譜儀偵測器的檢測方法受解析度的影響較少，因在層析圖上重疊的尖峰所代表的化合物仍可在質譜儀中被區分開來。
（註1）
（四）檢測時層析圖的基線若有升高的現象，應將其去除或降低。
若基線呈現小尖峰突起時，可應用適當的樣品淨化步驟、萃取稀釋法、加裝預分離或淨化管柱，或使用具選擇性的偵測器等方式去除之。
若將基線的尖峰併入樣品的定量尖峰中積分時，會導致嚴重的定量偏差。
當執行空白和標準品分析時，若有基線升高的現象，表示層析系統受到污染，此種污染可能係因載流氣體不純、系統的通氣調整不足、注射埠墊片釋出化合物、管柱的氧化及/或注射口、或管柱中的熱裂解物質所造成，此種污染必須經由儀器的維修保養和改善措施的系列程序予以去除，待回復正常後，才可繼續樣品的檢測工作。
（五）氣相層析儀的維修保養和改善措施
當氣相層析系統被高沸點的物質所污染，尤其是注射埠被污染，會使層析績效變差，分析員應更換墊片，清潔注射埠之內襯玻璃並使其去活性，將分離管柱連接在注射埠的一端切除0.5至1米的長度等之例行維護保養工作。
若層析績效或污染物所呈現的圖尖峰仍無法改善，則須清潔注射埠的金屬本體。
毛細管柱具方便及可靠性，但須注意下列事項，以確保其良好的績效：
1、每日檢查儀器，確定毛細管柱不能碰觸加熱箱壁。
2、需注意不要使氧氣進入毛細管柱內。
3、待烘箱冷卻後，才能更換墊片。
4、於烘箱重新加熱前，須先以載流氣體流通管柱10分鐘。
5、載流氣體需以氣體淨化管淨化之，以除去其內之微量氧氣，氣體淨化管須定時更換。
6、當烘箱是在加熱狀態，管柱就必須有載流氣體通過。
（六）高效能液相層析儀的維修保養和改善措施
高效能液相層析儀的圖尖峰變寬係因儀器設定或維護保養不當所致，從注射埠到偵測器之間，只要有無用的空間（deadvolume）存在，就會造成尖峰變寬。
因此，所有連接管線必須儘量短，內徑儘量小，密封螺帽位置須適當，以減少無用的空間。
1、管柱不能瞬間施予外力（如掉落地面），或溶劑性質改變太大（如立即完全改變溶劑，而不以梯度改變方式慢慢更改）。
2、管柱會被粒狀物或不溶物污染，當分析基質複雜的樣品時，須使用前置管柱。
3、高品質的管柱係以含有極少游離矽化羥基且直徑一致的小顆粒填充而成，使用此種管柱時，會有良好的層析績效。
4、當層析績效變差時（如嚴重的尖峰變寬，尖峰分叉，解析度變差）須更換管柱。
5、泵系統須能持續輸入固定梯度之定流量溶劑，溶劑流量的量測，可以量筒收集管柱出口的溶劑，同時量測時間而得。
6、管柱溫度可以管柱溫度控制箱維持定溫，以確保滯留時間的固定不變。
7、移動相的組成或pH的些微改變，皆會對滯留時間造成顯著的影響。
四、設備
（一）氣相層析儀注射系統
1、針對揮發性有機物
待測之揮發性有機物係以吹氣捕捉系統、經由直接注射法或它種方式導入氣相層析儀系統中。
「樣品製備與萃取方法－吹氣捕捉法（NIEAR104.00C）」係敘述水樣、液體、沉積物/土壤及廢棄物樣品之導入系統；「土壤及固體基質樣品製備與萃取方法－密閉式吹氣捕捉法」係敘述土壤和固體樣品之吹氣捕捉導入系統；「有機物萃取及樣品製備總則
（二）－檢測揮發性有機物（NIEAR120.00C）」則敘述各種形式的樣品中之揮發性有機物導入氣相層析儀或氣相層析質譜儀系統之準則。
2、針對半揮發性有機物
待測之含半揮發性有機物之樣品萃取液，以注射針穿透墊片進入注射埠的方式導入氣相層析儀系統中。
注射埠是將樣品萃取液先揮發成氣體再藉載流氣體帶入氣相層析儀管柱中，因此才有所謂的"氣相"層析法。
使用氣相層析儀方法時，須正確的設定及維護注射埠，才能得到可接受的分析結果。
墊片須經常更換，以避免標的待測物的滯留時間改變和尖峰脫尾的情況發生。
墊片的有效使用期限視墊片的品質、注射針頭的尖銳程度及注射系統運作情況而定。
須安裝適當的注射埠內襯玻璃，此內襯玻璃須經常保持清潔且去除活性（以二氯二甲基矽氧烷dichlorodimethylsilane，去除活性）。
3、發生於注射埠內的問題包括：
不穩定待測物的裂解，以及高沸點化合物於毛細管注射器中的揮發不完全。
（1）在1/4吋的注射埠上，安裝填充式管柱和寬口毛細管柱（>0.5mm內徑），而毛細管柱須配置注射埠內襯玻璃。
（2）在分流/非分流（Grob-型）式注射埠上，安裝窄口毛細管柱（0.32mm內徑），分流/非分流注射系統須有自動開關閥，可將大部份的氣流和樣品導入分析管柱的入口，於30至40秒後，分流閥開啟，可將分析過程中大部份的氣體排出系統外，如此可減少溶劑的脫尾現象，並維持管柱中的適當氣體流量。
若溶劑圖譜尖峰的前段會干擾較早流洗出來的待測物或須利用溶劑效應將較難解析的待測物分離出來時，則管柱加熱起始溫度應低於所注入溶劑的沸點。
（3）針對會在填充管柱和分流/非分流式注射埠裂解的不穩定化合物的分析，可使用冷卻式管端直接注射法。
（二）氣相層析儀之流量控制
氣相層析儀氣體流量的精確控制，可使氣相層析儀滯留時間保持固定。
廢棄物樣品檢測方法中所使用的氣相層析儀流量控制閥，必須使接在氣相層析儀上的分離管柱，能精確地通入適當流量之氣體。
1、大多數的氣相層析儀在流量控制閥中裝有限流器（restrictors）。
依照檢測方法中的建議值，此限
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