火焰式原子吸收光谱法.docx

1、火焰式原子吸收光谱法火焰式原子吸收光譜法中華民國九十年十二月三十一日（90）環署檢字第84435號公告自中華民國九十一年一月十日起實施NIEA M111.00C一、方法概要（一）本方法適用於測定水溶液或經過某些樣品處理程序後之溶解性金屬元素的檢測工作。（二）對於廢水、地下水、萃取程序萃取液及工業廢棄物而言，由於樣品基質的複雜性與變異性，前處理通常是必要的，固體、泥漿及懸浮性物質在分析之前必須先經過溶解的程序，此程序隨著欲分析金屬及樣品特性的不同而有所變異。溶解與消化程序請參閱重金屬檢測方法總則 NIEA M103.00C及樣品製備個別方法之規定，如事業廢棄物毒性特性溶出程序、沉積物、汙泥及土壤

2、之酸消化方法等。（三）樣品溶液係由霧化器霧化後，再由攜帶氣體送入火焰中進行原子化。來自中空陰極燈管或無電極放電燈管之特性光，在穿過火焰後，經由單光器分光處理後，再偵測器測量特性光的強度變化量。（四）特性光強度的變化量主要是取決於火焰中自由且未激發之基態原子數量的多寡，由於入射之特性光只會被待測金屬吸收，所以入射之特性光強度的變化量換算求得樣品溶液中待測元素之濃度，此原理為原子吸收光譜法的基礎。二、適用範圍（一）溶液中之金屬可容易地以火焰（直接吸入）原子吸收光譜法測定，此一方法既簡單、快速，且應用大量環境樣品如：地下水、水溶液、事業廢棄物毒性特性溶出程序（TCLP）萃出液、工業廢棄物、土壤、污泥

3、、沉積物及其他固體廢棄物等。在分析其總金屬或酸可溶出金屬之前，則都必須要先經過消化（見重金屬檢測方法總則）。欲分析溶解元素時，若樣品已經經過過濾與酸化，則不需消化；若樣品不經消化，將無法檢測出有機金屬類。（二）本方法適用於以下元素：鋁（Al）、銻（Sb）、鋇（Ba）、鈹（Be）、鎘（Cd）、鈣（Ca）、鉻（Cr）、鈷（Co）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鉛（Pb）、鋰（Li）、鎂（Mg）、錳（Mn）、鉬（Mo）、鎳（Ni）、鋨（Os）、鉀（K）、銀（Ag）、鈉（Na）、鍶（Sr）、鉈（Tl）、錫（Sn）、釩（V）及鋅（Zn）之分析。（三）金屬的方法偵測極限（Method detection lim

4、its 簡稱 MDL）、靈敏度（sensitivity）與最適當的分析濃度範圍，會隨基質與原子吸收光譜儀的機種而變化，表一所列的數據可提供直接吸入技術在偵測極限上的一些參考。直接吸入法的偵測極限藉由樣品濃縮或溶劑萃取技術而再予降低。偵測極限的製作方式，必須依據樣品基質的型態及使用之分析方法（包括前處理及測定方法），根據實際實驗的結果進行製作。當操作條件或儀器條件改變時，需重新製作方法偵測極限，且需將所有的資料建檔保存。（四）使用本方法檢測前應說明品質目標，對以下各節要求完成之各項証明方法績效的數據，必須加以建檔保存。（五）當直接吸入原子吸收技術無法提供足夠的靈敏度時，可參酌使用其他方法如石墨爐

5、原子吸收或氫化物方法。（六）非本方法所列舉之元素或樣品型態，亦可用本方法進行分析，只要這些元素在基質中的濃度所展現的方法成效與所列元素及基質者（參見九、品質管制）相同即可。（七）本方法僅限於具有化學與物理干擾知識的分析人員使用。三、干擾（一）原子吸收光譜法中最麻煩的干擾類型通常為化學干擾，它是由於原子在火焰中以分子態結合，以致無法吸收入射的特性光。當火焰的溫度不夠，無法使分子分解成原子時，則可能產生此種現象，如磷酸鹽對鎂的干擾；或分解之原子會因隨後發生的氣化反應而形成分子態化合物，而此化合物在所使用火焰的溫度不足以將其再分解成原子態的情況下，即會發生化學干擾。加入鑭（La）可消除磷酸鹽對鎂、鈣

6、及鋇測定的干擾；同樣亦可加入鈣消除矽對錳測定的干擾。混合的笑氣 / 乙炔氣有助於避免難熔性（refractory）化合物的的形成所造成的干擾。（二）化學干擾可藉由將分析物與干擾物質分離而消除，雖然使用錯合劑主要用來增加分析的靈敏度，但也可用以消除或降低干擾。（三）樣品中若存在高濃度的溶解性固體，會造成非原子吸收例如光的散射，此時若未進行背景校正，會造成分析值出現正偏差。若所使用儀器無背景校正的功能時，可藉由分析元素吸收波長附近波長位置的吸收情形了解背景值變化情形。未經背景校正所產生的背景吸收值，無法藉由添加標準品分析或標準添加法（method of standard additions 簡稱

7、MSA）加以判讀。當無法進行背景校正且非吸收波長測試顯示有背景干擾時，樣品消化液於分析前必須先進行萃取（液 液或液 固相），或選用其他檢測方法。（四）當火焰溫度太高使得中性原子被游離出一個電子而產生帶正電的離子時，會發生離子化干擾。此種干擾通常可藉於標準品與樣品溶液中，加入過量（1,000 mg / L）易游離化元素如鉀、鈉、鋰或銫。每 100 mL 樣品與標準溶液中，皆應含有 2 mL 氯化鉀（以 95 g KCl 溶在 1 L 試劑水中）。（五）當樣品中一非待測元素的吸收波長落在待測元素吸收光譜線寬間會產生光譜干擾，此時因干擾元素對原子吸收訊號的貢獻，使分析結果會偏高。如使用多元素燈管時，

8、有可能會因燈管電極上塗佈的其他元素，或電極中不純物所放射出之特性光，與樣品中其他元素作用，而使得分析結果出現誤差現象。一般而言，可利用減少狹縫寬度的方式來降低此類干擾。（六）樣品中黏性差異及 / 或高濃度之溶解性或懸浮性固體會改變吸入噴霧速率。（七）因為消化液中的金屬並非都具有相同的穩定性，添加鹽酸有助於穩定消化液中的錫、銻、鉬、鋇及銀等元素。應儘速完成消化液的分析工作。建議之樣品消化方法參見重金屬檢測方法總則。（八）與個別待測物相關的特定干擾問題如下：1.鋁：在笑氣 / 乙炔焰中，鋁的游離可高達 15 。利用干擾（四）所述之離子化抑制劑（1,000 g / mL K 以氯化鉀配製）消除此干擾

9、。2.銻：鉛（1,000 mg / L）會在共振光譜線 217.6 nm 產生光譜干擾，此時應選用 231.1 nm 共振光譜線。過量的銅、鎳（其他可能造成干擾元素）及酸，均會干擾銻的分析，若樣品含有此種類型的基質，則標準品與樣品必須基質匹配（matrix match），或改用笑氣 / 乙炔焰進行分析。3.鋇：鋇在笑氣 / 乙炔焰中會明顯地游離，導致靈敏度顯著下降，故每 100 mL 樣品及標準品溶液中必須加入含有 2 mL KCl 離子化抑制劑（參見干擾（四）。另外因為鋇、鈣在鋇的分析波長位置有強的發射，所以設定高的中空陰極燈管的電流值及使用較窄的光譜頻寬以去除干擾。4.鈹：當鋁的濃度大於

10、500 ppm 時會抑制鈹的吸收，添加 0.1 氟可有效減少此干擾。高濃度鎂及矽也會造成類似問題，需使用標準添加法進行分析。5.鈣：除非加入鑭，否則所有會生成穩定的含氧陰離子（oxyanions）的元素皆會與鈣產生錯合，在樣品中加入鑭通常不會妨礙分析，因為實際上所有環境樣品中的鈣濃度夠高常需要稀釋，使其濃度落在方法的線性範圍內。6.鉻：當樣品中的鹼金屬含量高於標準品時，鉻會產生游離化的差異干擾，可在樣品及標準品中加入氯化鉀離子化抑制劑（參見干擾（四）。7.鎂：除非加入鑭，否則所有會生成穩定的含氧陰離子的元素（磷、硼、矽、鉻、硫、釩、鈦、鋁等）皆會與鎂錯合而產生干擾，在樣品中加入鑭通常不會妨礙分

11、析，因為實際上所有環境樣品中的鎂濃度夠高而常需要稀釋。8.鉬：在笑氣 / 乙炔焰中受鈣、鍶、硫酸根離子及鐵的干擾很嚴重，在樣品及標準品中加入硝酸鋁溶液（參見試劑（七）使達到 1,000 mg / L Al 濃度，可大幅降低此干擾。9.鎳：會受高濃度的鐵、鈷或鉻干擾，需使用基質匹配法或改用笑氣 / 乙炔氧化焰進行分析。鎳在 232.14 nm 處的非感應（non - response）譜線會使得中間至高點的濃度範圍的檢量線呈非線性，需稀釋樣品或使用 352.4 nm 譜線進行分析。10.鋨：因為鋨具有揮發性，標準品必須每天配製，且必須對樣品製備技術是否適用於待測樣品基質進行確認。11.鉀：在笑氣

12、 / 乙炔焰或其他高溫焰（ 2800 ）中，鉀會部分游離而間接影響吸收靈敏度。樣品中其他鹼金屬鹽類會減少鉀的游離，因而增強分析訊號。若鈉對鉀的比率小於10，鈉的游離抑制效應會很小。鈉所造成的提高效應可在樣品及標準品加入超量的鈉（1,000 g / mL）的方式使其穩定。若需要更強抑制游離化，則需考慮添加銫。12.銀：硝酸銀溶液對光有敏感性，所以銀容易還原鍍在容器壁內，故需貯存於暗色瓶中。建議儲備標準溶液濃度應在 2 ppm 以下，且增加其氯離子含量以避免沈澱。若產生沈澱，則使用含有 5 ：2 HCl：HNO3 的儲備溶液，或每天配製標準品，以避免沈澱。13.鍶：加入氯化鑭可控制矽、鋁及磷酸鹽所

13、引起的化學干擾。加氯化鉀可抑制鍶的游離。所有樣品及標準品每 10 mL 溶液內皆應含有 1 mL 氯化鑭 / 氯化鉀溶液（參見試劑（八）。14.釩：當高濃度的鋁或鈦、或鉍、鉻、鐵、醋酸、磷酸、界面活性劑、清潔劑、或有鹼金屬存在時，可能會產生干擾，可在樣品及標準品中加入硝酸鋁溶液（參見試劑（七）使達到 1,000 mg / L Al 濃度控制此干擾。15.鋅：當高濃度的矽、銅或磷酸鹽存在時，可能會產生干擾，可加入鍶（1,500 mg / L）以去除銅及磷酸鹽所造成的干擾。四、設備及材料（一）原子吸收光譜儀：單或雙頻、單或雙光束儀含單光器、光電倍增管、可調式狹縫、波長範圍為 190 至 800 n

14、m，且可提供與電腦或繪圖介面。（二）燃燒頭：應使用儀器商所建議的燃燒頭，某特定元素需要笑氣燃燒頭。無論任何情況下，乙炔 空氣燃燒頭不得使用乙炔 笑氣焰。（三）中空陰極燈管：單一元素或多元素燈管皆可使用，但以單一元素燈管較佳，亦可使用無電極放電燈管。其他能符合本方法的績效準則的燈管型式皆可使用。（四）圖形顯示及記錄器：火焰分析時建議使用記錄器，可永久記錄分析上任何問題，如偏移、原子化不全、碳化過程的漏失、靈敏度改變、尖峰訊號等可容易識別。（五）移液管：A 級或微量移液管含可棄式吸管尖，可調整 5 至 100 L的體積範圍。使用前必需查核吸管尖是否污染。每天必須確認各種移液管的準確度。A 級移液管

15、可用以測量大於或等於 1 mL 的體積。（六）減壓閥：利用適當的閥以保持燃料及氧化劑的供應高於儀器的正常所需的操作壓力。（七）天平：可精秤至 0.1 mg 者。（八）玻璃器皿：所有玻璃器皿、聚丙烯或鐵弗龍（PFA 或 TFM），包括樣品瓶、燒瓶及移液管等容器，應依下述步驟清洗：1：1 鹽酸、自來水、1：1 硝酸、自來水、清潔劑、自來水及試劑水（若鉻為分析項目，則不應使用鉻酸作為玻璃器皿的清潔劑）。假使在例行的樣品分析中，經由添加樣品分析及方法空白的品管步驟證明清洗方法中的某些步驟是不需要，可刪除某些步驟。變更清洗步驟必須有證明文件。（九）適當精確度與準確度的量瓶。五、試劑（一）試劑：所有用於分析的試劑皆應使用分析試藥級或金屬微量級（trace metals grade）藥品。除非另有說明，否則所有試劑必須符合美國化學學會（ACS）的分析試藥委員會所列舉的規格；亦可使用其他等級的試劑，需+確認純度夠高，不會降低分析的準確度。（二）試劑水：本方法所謂水皆指試劑水，參照事業廢棄物檢測方法總則 NIEA R101.00C之規定。（三）硝酸，HNO3：使用經確認為 AA 專用之光