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二、濾膜前處理方式對離子層析儀分析水中陰離子之影響

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mL/min,流洗液濃度為 41.25 mM,利用此分析最佳條件進行本研究之方 法偵測極限試驗,實驗所得之變異數值(SA2、SB2)、F 值與方法偵測極限值,

則整理如表 6,各陰離子之 MDL 值均低於 10 μg/L,其中亞硝酸根與溴 離子之 MDL 值濃度明顯低於其它陰離子,其值分別為 4.63 μg/L 與 3.95 μg/L,而硝酸根則為 5.29 μg/L,至於乙酸根離子= 5.91 μg/L、甲酸根離 子=5.65 μg/L、氯離子=6.47 μg/L、硫酸根離子= 5.56 μg/L、磷酸根離子

=7.01 μg/L。

表 6 各分析陰離子之變異數值(SA2、SB2)、F 值與 MDL 值

Acetate Formate Chloride Nitrite Bromide Nitrate Sulfate Phosphate SA2 6.78 6.53 8.33 3.60 3.15 5.31 6.93 48.08 SB2 2.92 2.34 3.32 2.36 1.19 2.48 6.75 45.62 F=SA2/SB2 2.32 2.78 2.51 1.53 2.64 2.15 2.39 1.05 MDL(μg/L) 5.91 5.65 6.47 4.63 3.95 5.29 5.56 7.01

物種來看,醋酸纖維濾膜(cellulose acetate, MFS, Japan)會釋出四種包含有 機酸之陰離子物種,分別為醋酸根、氯、硝酸根、硫酸根離子(圖 14 A);

混合纖維濾膜(mixed cellose ester, MFS, Japan)也同樣會釋出醋酸根、氯、

硝酸根及硫酸根等四種陰離子(圖 14 B);FP450 (Pall)與 Nylon (Whatman) 則是分別釋出氯、硝酸根及硫酸根離子(圖 11 C 及 D);而濾膜釋出之離 子濃度,在醋酸纖維濾膜及混合纖維濾膜釋出醋酸根,前者在 30 min 時 即可達到穩定,而後者則約需 90 min,濃度分別為 0.02 mg/L,而醋酸纖 維濾膜在 30 min 時,氯、硝酸根及硫酸根離子亦已達到穩定,但氯、硝 酸根離子在混合纖維濾膜,則見持續增加之現象,故 120 min 之浸泡時間 對該濾膜表面陰離子釋出可能不足夠,而兩種濾膜釋出陰離子均以硫酸 根離子最高。在 FP450 濾膜(圖 11C),三種陰離子之釋出,在 90min 呈現 較平緩之現象,且硫酸根離子釋出量高於氯離子。最後在 Nylon 濾膜(圖 11D),被發現有被釋出之情形,而平均最大釋出濃度則是以混合纖維濾 膜較多,濃度平均釋出量為 0.098 mg/L。綜合以上結果來看,可發現 Nylon 濾膜不論在陰離子物種釋出量或是釋出濃度均較其他三種濾膜來得少,

就釋出陰離子之數目而言,Nylon 較其它濾膜材質為佳,故建議若欲降低 濾膜對分析低濃度物種陰離子可使用 Nylon 濾膜。

cellulose acetate (MFS)

mg/L

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

Acetate Chloride Nitrate Sulfate

A Acetate

Chloride Nitrate Sulfate

mixed cellose ester(MFS) B

Min

0 20 40 60 80 100 120 140

mg/L

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

Chloride Nitrate Sulfate

FP450 (Pall)

C Nylon (Whatman)

Min

0 20 40 60 80 100 120 140

Sulfate

D

圖 11 浸泡時間對不同濾膜釋出陰離子含量之影響(A) 醋酸纖維濾膜材 質(cellulose acetate, MFS, Japan)、(B) 混合纖維濾膜(mixed cellose ester, MFS, Japan)、(C) FP450 (Pall)與(D) Nylon (Whatman) (5 張/500 mL)

為瞭解經清洗完成後之濾膜,是否仍能陰離子殘留在濾膜上,並造 成實際水樣中在分析陰離子分析造成干擾,故以上述浸泡 120 分鐘之濾 膜,取出 3 張,並分別以 50、100 及 200 mL 之超純水進行過濾,取出過 濾液進行陰離子分析,結果整理如表 6。表 6 顯示,以超純水 50、100 及 200 mL 過濾後之濾液,所有欲分析之陰離子均未被測得。綜合上述結果 得知,醋酸纖維濾膜材質(cellulose acetate, MFS, Japan)、混合纖維濾膜 (mixed cellose ester, MFS, Japan)、Nylon (Whatman)與 FP450 (Pall)以 120 分鐘時間浸泡下可有效將殘留濾膜表面之有機酸與無機陰離子去除,故 對於濾膜進行實際水樣分析前,則建議需在 120 分鐘時進行更換浸泡濾 膜之超純水。

表 7 不同材質濾膜在不同體積水量過濾之釋出量

cellulose acetate (MFS)

過濾超純水體積 mL Acetate Formate chloride nitrite bromide nitrate sulphate phosphate 50 ND ND ND ND ND ND ND ND 100 ND ND ND ND ND ND ND ND 200 ND ND ND ND ND ND ND ND

mixed cellose ester(MFS)

過濾超純水體積 mL Acetate Formate chloride nitrite bromide nitrate sulphate phosphate 50 ND ND ND ND ND ND ND ND 100 ND ND ND ND ND ND ND ND 200 ND ND ND ND ND ND ND ND

FP450 (Pall)

過濾超純水體積 mL Acetate Formate chloride nitrite bromide nitrate sulphate phosphate 50 ND ND ND ND ND ND ND ND 100 ND ND ND ND ND ND ND ND 200 ND ND ND ND ND ND ND ND

Nylon (Whatman)

過濾超純水體積 mL Acetate Formate chloride nitrite bromide nitrate sulphate phosphate 50 ND ND ND ND ND ND ND ND 100 ND ND ND ND ND ND ND ND 200 ND ND ND ND ND ND ND ND

ND:小於方法偵測極限

(二) 濾膜種類對陰離子之吸附量

為 瞭 解 清 洗 乾 淨 之 醋 酸 纖 維 濾 膜 材 質 (cellulose acetate, MFS, Japan)、混合纖維濾膜(mixed cellose ester, MFS, Japan)、Nylon (Whatman) 與 FP450 (Pall)濾膜對實際水樣進行過濾時,濾膜對濾液中陰離子濃度之 影響,本研究配製所有陰離子濃度均控制為 2 mg/L 之混合標準工作溶 液,此混合標準工作溶液以上述浸泡二次後剩餘兩張濾紙,過濾時濾紙 利用抽氣馬達以超純水洗滌後再以混合標準工作溶液過濾,直接取水樣 進行模擬水樣過濾,取出之濾液分裝二瓶,重覆分析二次,並將(陰離子

-陰離子濾前)/ 陰離子濾前為縱軸,若該值為負,代表陰離子為濾膜吸附,

若該值為正,代表陰離子乃由濾膜殘留之陰離子脫附所致,結果整理如 圖 12A、B、C 與 D。圖 12 結果顯示,在有機酸與無機陰離子四種不同 材質之濾膜均呈現吸附現象,其中 FP450 材質與 Nylon 材質之濾紙乙酸 之吸附率皆大於 19 %以上,FP450 之甲酸吸附率則約有 16 %,而混合纖 維濾膜,除對磷酸根離子有明顯吸附外,對於其它陰離其吸附量則低於 5%。

-20 -10 0 10 20

cellulose acetate (MFS)

陰離子濃度之吸附釋出(%)

mixed cellose ester(MFS)

Acetate Formate Chloride Nitrite Bromide Nitrate Sulfate Phosphate -20

-10 0 10 20

陰離子濃度之吸附釋出(%)

FP450 (Pall)

Acetate Formate Chloride Nitrite Bromide Nitrate SulfatePhosphate

Nylon (Whatman)

A B

C D

圖 12 不同濾膜對陰離子混合標準溶液(2 mg/L)之吸附

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