火焰式原子吸收光譜法

1、2019813:www.niea.gov.twnieaREFSOILM11100C.htmPage.1火焰式原子吸收光譜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(huán)署檢字第84435號(hào)公告自中華民國九十一年一月十日起實(shí)施NIEAM111.00C一、方法概要一、方法概要（一）本方法適用於測(cè)定水溶液或經(jīng)過某些樣品處理程序後之溶解性金屬元素的檢測(cè)工作。（二）對(duì)於廢水、地下水、萃取程序萃取液及工業(yè)廢棄物而言，由於樣品基質(zhì)的複雜性

2、與變異性，前處理通常是必要的，固體、泥漿及懸浮性物質(zhì)在分析之前必須先經(jīng)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(qǐng)參閱「重金屬檢測(cè)方法總則NIEAM103.00C」及樣品製備個(gè)別方法之規(guī)定，如事業(yè)廢棄物毒性特性溶出程序、沉積物、汙泥及土壤之酸消化方法等。（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(jìn)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(jīng)由單光器分光處理後，再偵測(cè)器

3、測(cè)量特性光的強(qiáng)度變化量。（四）特性光強(qiáng)度的變化量主要是取決於火焰中自由且未激發(fā)之基態(tài)原子數(shù)量的多寡，由於入射之特性光只會(huì)被待測(cè)金屬吸收，所以入射之特性光強(qiáng)度的變化量換算求得樣品溶液中待測(cè)元素之濃度，此原理為原子吸收光譜法的基礎(chǔ)。二、適用範(fàn)圍二、適用範(fàn)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(cè)定，此一方法既簡(jiǎn)單、快速，且應(yīng)用大量環(huán)境樣品如：地下水、水溶液、事業(yè)廢棄物毒性特性溶出程序（TCLP）萃出液、工業(yè)廢棄物、土壤、

4、污泥、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(jīng)過消化（見重金屬檢測(cè)方法總則）。欲分析溶解元素時(shí)，若樣品已經(jīng)經(jīng)過過濾與酸化，則不需消化；若樣品不經(jīng)消化，將無法檢測(cè)出有機(jī)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）、

5、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(cè)極限（Methoddetectionlimits簡(jiǎn)稱MDL）、靈敏度（sensitivity）與最適當(dāng)?shù)姆治鰸舛裙?fàn)圍，會(huì)隨基質(zhì)與原子吸收光譜儀的機(jī)種而變化，表一所列的數(shù)據(jù)可提供直接吸入技術(shù)在偵測(cè)極限上的一些參考。直接吸入法的偵測(cè)極限藉由樣品濃縮或溶劑萃取技術(shù)而再予降低。偵測(cè)極限的製作方式，必須依據(jù)樣品基質(zhì)的型態(tài)及使用之分

6、析方法（包括前處理及測(cè)定方法），根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行製作。當(dāng)操作條件或儀器條件改變時(shí)，需重新製作方法偵測(cè)極限，且需將所有的資料建檔保存。（四）使用本方法檢測(cè)前應(yīng)說明品質(zhì)目標(biāo)，對(duì)以下各節(jié)要求完成之各項(xiàng)証明方法績(jī)效的數(shù)據(jù)，必須加以建檔保存。（五）當(dāng)直接吸入原子吸收技術(shù)無法提供足夠的靈敏度時(shí)，可參酌使用其他方法如石墨爐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(tài)，亦可用本方法進(jìn)行分析，只要這些元素在基質(zhì)中的濃度所展現(xiàn)的方法成效

7、與所列元素及基質(zhì)者（參見九、品質(zhì)管制）相同即可。（七）本方法僅限於具有化學(xué)與物理干擾知識(shí)的分析人員使用。三、干擾三、干擾（一）原子吸收光譜法中最麻煩的干擾類型通常為化學(xué)干擾，它是由於原子在火焰中以分子態(tài)結(jié)合，以致無法吸收入射的特性光。當(dāng)火焰的溫度不夠，無法使分子分解成原子時(shí)，則可能產(chǎn)生此種現(xiàn)象，如磷酸鹽對(duì)鎂的干擾；或分解之原子會(huì)因隨後發(fā)生的氣化反應(yīng)而形成分子態(tài)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(tài)的情況下，即會(huì)發(fā)生

8、化學(xué)干擾。加入鑭（La）可消除磷酸鹽對(duì)鎂、鈣及鋇測(cè)定的干擾；同樣亦可加入鈣消除矽對(duì)錳測(cè)定的干擾。混合的笑氣乙炔氣有助於避免難熔性（refracty）化合物的的形成所造成的干擾。（二）化學(xué)干擾可藉由將分析物與干擾物質(zhì)分離而消除，雖然使用錯(cuò)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(huì)造成非原子吸收例如光的散射，此時(shí)若未進(jìn)行背景校正，會(huì)造成分析值出現(xiàn)正偏差。若所使用儀器無背景校正的功能時(shí)，可

9、藉由分析元素吸收波長(zhǎng)附近波長(zhǎng)位置的吸收情形了解背景值變化情形。未經(jīng)背景校正所產(chǎn)生的背景吸收值，無法藉由添加標(biāo)準(zhǔn)品分析或標(biāo)準(zhǔn)添加法（methodofstardadditions簡(jiǎn)稱MSA）加以判讀。當(dāng)無法進(jìn)行背景校正且非吸收波長(zhǎng)測(cè)試顯示有背景干擾時(shí)，樣品消化液於分析前必須先進(jìn)行萃取（液–液或液–固相），或選用其他檢測(cè)方法。（四）當(dāng)火焰溫度太高使得中性原子被游離出一個(gè)電子而產(chǎn)生帶正電的離子時(shí)，會(huì)發(fā)生離子化干擾。此種干擾通?？山屐稑?biāo)準(zhǔn)品與樣品

10、溶液中，加入過量（1000mgL）易游離化元素如鉀、鈉、鋰或銫。每100mL樣品與標(biāo)準(zhǔn)溶液中，皆應(yīng)含有2mL氯化鉀（以95gKCl溶在1L試劑水中）。（五）當(dāng)樣品中一非待測(cè)元素的吸收波長(zhǎng)落在待測(cè)元素吸收光譜線寬間會(huì)產(chǎn)生光譜干擾，此時(shí)因干擾元素對(duì)原子吸收訊號(hào)的貢獻(xiàn)，使分析結(jié)果會(huì)偏高。如使用多元素?zé)艄軙r(shí)，有可能會(huì)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(jié)果出現(xiàn)誤差現(xiàn)象。一般而言，可利用減少

11、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(huì)改變吸入噴霧速率。（七）因?yàn)橄褐械慕饘賮K非都具有相同的穩(wěn)定性，添加鹽酸有助於穩(wěn)定消化液中的錫、銻、鉬、鋇及銀等元素。應(yīng)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(cè)方法總則」。（八）與個(gè)別待測(cè)物相關(guān)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(dá)15％。利用干擾（四）所述之離子化抑制劑（1000μgmLK以氯化鉀配製）消除此干擾

12、。2.銻：鉛（1000mgL）會(huì)在共振光譜線217.6nm產(chǎn)生光譜干擾，此時(shí)應(yīng)選用231.1nm共振光譜線。過量的銅、鎳（其他可能造成干擾元素）及酸，均會(huì)干擾銻的分析，若樣品含有此種類型的基質(zhì)，則標(biāo)準(zhǔn)品與樣品必須基質(zhì)匹配（matrixmatch），或改用笑氣乙炔焰進(jìn)行分析。3.鋇：鋇在笑氣乙炔焰中會(huì)明顯地游離，導(dǎo)致靈敏度顯著下降，故每100mL樣品及標(biāo)準(zhǔn)品溶液中必須加入含有2mLKCl離子化抑制劑（參見干擾（四））。另外因?yàn)殇^、鈣在鋇的

13、分析波長(zhǎng)位置有強(qiáng)的發(fā)射，所以設(shè)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(dāng)鋁的濃度大於500ppm時(shí)會(huì)抑制鈹?shù)奈?，添?.1％氟可有效減少此干擾。高濃度鎂及矽也會(huì)造成類似問題，需使用標(biāo)準(zhǔn)添加法進(jìn)行分析。5.鈣：除非加入鑭，否則所有會(huì)生成穩(wěn)定的含氧陰離子（oxyanions）的元素皆會(huì)與鈣產(chǎn)生錯(cuò)合，在樣品中加入鑭通常不會(huì)妨礙分析，因?yàn)閷?shí)際上所有環(huán)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(fàn)圍內(nèi)。6.鉻

14、：當(dāng)樣品中的鹼金屬含量高於標(biāo)準(zhǔn)品時(shí)，鉻會(huì)產(chǎn)生游離化的差異干擾，可在樣品及標(biāo)準(zhǔn)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(huì)生成穩(wěn)定的含氧陰離子的元素（磷、硼、矽、鉻、硫、釩、鈦、鋁等）皆會(huì)與鎂錯(cuò)合而產(chǎn)生干擾，在樣品中加入鑭通常不會(huì)妨礙分析，因?yàn)閷?shí)際上所有環(huán)境樣品中的鎂濃度夠高而常需要稀釋。2019813:www.niea.gov.twnieaREFSOILM11100C.htmPage.312.鋰：以最小體

15、積的1：1鹽酸溶解5.324g碳酸鋰（Li2CO3），再以水稀釋至1L。13.鎂：以20mL1：1硝酸溶解1.000g鎂金屬，再以水稀釋至1L。14.錳：以10mL再蒸餾濃硝酸溶解1.000g錳金屬，再以水稀釋至1L。15.鉬：以水溶解1.840g鉬酸銨（(NH4)6Mo7O24?4H2O），再稀釋至1L。16.鎳：以10mL濃硝酸溶解1.000g鎳金屬或4.953g硝酸鎳（Ni(NO3)2?6H2O），再以水稀釋至1L。17.鋨：直接

16、購買經(jīng)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)溶液，並以第二種標(biāo)準(zhǔn)品確認(rèn)。若需要，標(biāo)準(zhǔn)品可用鋨化合物配製，但因其具毒性，不建議用此方式。18.鉀：以水溶解1.907g已於110℃乾燥之氯化鉀（KCl），再稀釋至1L。19.銀：以水溶解1.575g無水硝酸銀（AgNO3），加入10mL濃硝酸，再稀釋至1L。儲(chǔ)存於暗色玻璃瓶中冷藏。20.鈉：於水中溶解2.542g氯化鈉（NaCl），以10mL再蒸餾濃硝酸酸化，再稀釋至1L。21.鍶：於10mL濃鹽酸及700mL水中溶解

17、2.415g硝酸鍶（Sr(NO3)2），再以水稀釋至1L。22.鉈：以水溶解1.303g硝酸鉈（TlNO3），以濃硝酸酸化至pH2，再稀釋至1L。23.錫：於100mL濃鹽酸中溶解1.000g錫金屬，再以水稀釋至1L。24.釩：於10mL濃硝酸中溶解1.785g五氧化二釩（V2O5），再以水稀釋至1L。25.鋅：於10mL濃硝酸中溶解1.000g鋅金屬，再以水稀釋至1L。（七）檢量線確認(rèn)溶液：使用與（六）儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)溶液不同來源或不同批號(hào)之

18、標(biāo)準(zhǔn)品配製，配製方法同（六）。（八）持續(xù)檢量線查核溶液：使用（六）儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)溶液或（七）檢量線確認(rèn)溶液。（九）硝酸鋁溶液：於150mL水中溶解139g硝酸鋁（Al(NO3)3?9H2O），加熱幫助溶解後，冷卻並定量至200mL。100mL標(biāo)準(zhǔn)品與樣品中各加入2mL硝酸鋁溶液。（十）氯化鑭氯化鉀溶液：以最小體積（約50mL）濃鹽酸溶解11.73g氧化鑭（La2O3），加入1.91g氯化鉀（KCl），冷卻至室溫，再以水稀釋至100mL。注意：

19、反應(yīng)很激烈，攪拌時(shí)需緩慢、少量地加入酸，以控制反應(yīng)速率。六、採樣與保存六、採樣與保存（一）所有樣品之採集必須使用正確之採樣方法，取得具有代表性之樣品。建議之採樣體積及樣品保存時(shí)間詳見「重金屬檢測(cè)方法總則」。（二）事業(yè)廢棄物樣品經(jīng)「事業(yè)廢棄物毒性特性溶出程序NIEAR201.11C」處理所得之萃出液應(yīng)儘速分析，必要時(shí)經(jīng)硝酸酸化使其pH小於2，最長(zhǎng)保存期限為6個(gè)月。若樣品經(jīng)酸化會(huì)產(chǎn)生沉澱，應(yīng)取未經(jīng)酸化之萃出液儘速分析。七、步驟七、步驟（一）

20、因水溶性及固體廢棄物的基質(zhì)複雜性及變異性，通常必須經(jīng)過適當(dāng)之前處理。固體、污泥及懸浮物質(zhì)在分析前必須先加以溶解，此程序隨因待測(cè)分析的金屬及樣品特性的不同而異。溶解與消化步驟請(qǐng)參照「重金屬檢測(cè)方法總則」及樣品製備個(gè)別方法之規(guī)定，若欲分析溶解性元素，則不須消化，樣品只需過濾及酸化處理後，即可進(jìn)行分析。（二）所有原子吸收光譜需執(zhí)行適當(dāng)?shù)谋尘靶Ｕ?。（三）由於不同廠牌及機(jī)型的原子吸收光譜儀會(huì)有差異，詳細(xì)的使用說明無法格式化以適用於每一部?jī)x器，因此

21、分析人員在使用儀器時(shí)必須遵循該廠商的使用說明書。1.選擇適當(dāng)?shù)臒艄茚幔ǔＰ枰茸専艄茴A(yù)熱15分鐘。2.可利用這段期間調(diào)整儀器，將單光器調(diào)至正確的波長(zhǎng)，選擇適當(dāng)?shù)膯喂馄鳘M縫寬度，並依照廠商的建議調(diào)整電流。3.點(diǎn)火並調(diào)節(jié)燃料及氧化劑的流量，調(diào)整燃燒頭及噴霧器的流速以達(dá)到最大的吸收及穩(wěn)定度，保持光度計(jì)的平衡。4.量測(cè)一系列待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪製吸光度對(duì)應(yīng)濃度建立檢量線。5.吸入樣品溶液並直接讀出或由檢量線測(cè)定其濃度。每分析一個(gè)或一系列樣品

22、時(shí)須同時(shí)量測(cè)一次標(biāo)準(zhǔn)溶液。（四）檢量線製作與確認(rèn)1.對(duì)於非直接讀出濃度的儀器，則製作一涵蓋適當(dāng)濃度範(fàn)圍的檢量線。通常亦即製備可產(chǎn)生0.0到0.7吸收度的空白及標(biāo)準(zhǔn)溶液。配製標(biāo)準(zhǔn)溶液所使用的酸及酸濃度應(yīng)與樣品相同。(1)每分析一批次樣品時(shí)，需製備新的檢量線標(biāo)準(zhǔn)溶液。若以當(dāng)天製備之檢量線確認(rèn)溶液（以下簡(jiǎn)稱ICV）測(cè)試結(jié)果在可接受的範(fàn)圍，毋需每天製備檢量線標(biāo)準(zhǔn)溶液，只要經(jīng)由當(dāng)天製備之ICV確認(rèn)後即可使用。若ICV超過可接受的規(guī)範(fàn)，必須重新製備

23、新的檢量線標(biāo)準(zhǔn)溶液並重新校正儀器。檢量線製備須有一個(gè)空白溶液和至少五種濃度的檢量線標(biāo)準(zhǔn)溶液，此五種濃度須落在校正曲線直線區(qū)域的適當(dāng)範(fàn)圍內(nèi)。(2)配製標(biāo)準(zhǔn)溶液所使用的酸或酸組合的種類及其濃度應(yīng)與樣品處理後之結(jié)果相同。(3)先以空白溶液開始，再由低濃度至高濃度吸取標(biāo)準(zhǔn)品溶液，並記錄其讀值。(4)重複多次吸取標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品，以確保能得到每一溶液之可信賴的平均讀值。2.檢量線必須是線性且相關(guān)係數(shù)R值至少為0.995。(1)完成檢量線製作後，必須

24、以檢量線空白及在中間濃度附近的ICV確認(rèn)檢量線。ICV之測(cè)值偏差必須在10％以內(nèi)，且檢量線空白所含的待測(cè)物濃度不能高於MDL，此檢量線才可認(rèn)為有效。若標(biāo)準(zhǔn)曲線在指定範(fàn)圍內(nèi)無法被確認(rèn)，則應(yīng)找出原因並在樣品分析前重新校正儀器。(2)每批次分析結(jié)束時(shí)或每隔10個(gè)樣品後，檢量線必須以檢量線空白及檢量線中間濃度附近的CCV確認(rèn)。CCV之測(cè)值偏差必須在10％以內(nèi)，且檢量線空白所含的待測(cè)物濃度不能高於MDL，此檢量線才可認(rèn)為有效。若CCV測(cè)值偏差大於