化學成份分析

分析陰、陽離子時將濾紙切割成 2.3×18 cm 長條狀物，剪成小片置入 Teflon 燒杯中，加入 10 mL 去離子水，加蓋並震盪 15 分鐘後，取漏斗放置於定量瓶 上，將萃取濾液倒入定量瓶且定量至 20 mL 刻度再倒回燒杯中待分析。萃取液 分析前先以孔徑大小約 0.22 μm 過濾器過濾後再上機，使用離子層析儀（

Dionex/ICS-1000，如圖 3- 3）進行分析陰陽離子，完成移動相配製後，打開離子 層析儀電源， purge 管路後旋開除氣閥，purge rate 為 6.0 mL min^-1 且維持 300 秒以去除殘留在管路中的氣泡，待氣泡去除後關閉除氣閥並調整移動相溶液流速 為 1.5 mL min^-1，儀器熱機約 30 分鐘且基線穩定後，先分析 1 至 3 個空白水 樣使儀器達到最穩定狀態，建立檢量線後設定分析樣本序列，始可分析樣本。

圖 3- 3 離子層析儀(Dionex/ICS-1000)

3.3.2 總砷前處理及分析

濾紙之樣本分析程序上主要包括使用微波消化前處理及 ICP/MS 儀器(如圖 3- 4)測定，係根據環檢所公告 NIEA A305.10C(56) 來進行，各程序之分析方法詳 述如下：

將 採 集 之 石 英 濾 紙 ， 於 完 成 調 理 及 秤 重 後 剪 成 小 片 ， 置 於 鐵 氟 龍 （ perfluoroalkoxy alkane，PFA）消化管內，並加入 5 mL 70% HNO3及 3 mL 40%

HF，立即加蓋密封，以天平秤取消化前重量（W1）並紀錄之。將消化管置入 CEM 微波消化裝置中，消化條件設定為兩階段，第一階段為 10 分鐘加熱到達 140 ± 5 ℃，第二階段為 140 ± 5 ℃維持 25 分鐘。樣品消化完成後，利用微波消化 內建冷卻裝置冷卻 5 分鐘，移置抽氣櫃內並取出消化管，待消化管冷卻至室溫 時，以天平秤取消化後重量（WF）並紀錄之；若消化前後重量誤差大於 1% 以 上（即（│(WF-W1)│/W1）× 100 > 1 %），則必須捨棄該樣品並重新消化。於通 風良好之抽風櫃中轉鬆洩壓閥，使消化管中之氣體洩出後，將消化管內的樣品倒 入至經酸洗的 50 mL PP 定量瓶中，並以二次水潤洗消化瓶 2 至 3 次，最後再 以二次水定量至瓶身標線， 定量好之樣品以 0.45 μm 過濾膜過濾至經酸洗的 HDPE 樣品瓶。

將已消化之樣品溶液經霧化器（Nebulizer）處理後，再配合載流氣體 輸送

，將所形成之溶液氣膠團送至電漿（Plasma）中，樣品受電漿反應於 高溫狀態 下，經由一系列之原子化（atomization）、離子化（ionization）、分解（decomposition

）、去溶劑等步驟，將待分析元素形成單價正離子透 過真空界面傳輸進入質譜儀

，再配合質量分析器（mass-analyzer）將各特定金屬離子之荷質比（m / z）予以 解析後，以電子倍增器放大訊號而加以量測，藉此進行多元素之定性及定量之分 析。

圖 3- 4 ICP-MS (感應耦合電漿質譜儀)

3.3.3 三價砷與五價砷之測定

本計畫參考 Huang et al. (57) 及 Oliveira et al. (58) 萃取方式，進行微波輔 助萃取前處理後以 HPLC 串聯 ICP/MS 進行 As（Ⅲ）及 As（V）分析。取經 過調理後之 PM2.5 懸浮微粒採樣濾紙樣本，切割 1" × 8" （約 300 mg），摺疊 後放入鐵氟龍消化管中，加入 20 mL 之 100 mM NH2OH．HCl 萃取液，放入墊 片及管蓋後旋緊，再使用微波消化儀（CEM MARS230/60）於 40W 進行微波輔 助萃取 20 分鐘，以 0.45 µm PTFE 濾頭過濾萃取液後倒入 15 mL 經酸洗過之 離心管且盡速上機分析。 本實驗室使用 Perkin Elmer HPLC-ICP/MS system 分 析 As（Ⅲ）及 As（V），含 auto sampler、degasser、 LC pump 及 ICP-MS （ NexION 300X）， 200 µL 進樣體積，分離管柱為 Hamilton PRP-X100（5 µm， 4.6 x 150 mm），流動相為 10 mM (NH4)2HPO4 及 10 mM NH4NO3，流速為 1.5 mL min-1，分析時間為 8 min。所有使用容器，如聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），或鐵 氟龍（PFA）等材質皆以 1：1 硝酸浸泡 24 小時酸洗後，以 18 MΩ cm 去離 子水沖洗乾淨並乾燥備用。

As（Ⅲ）及 As（V）標準品溶液分別購自 Sigma-Aldrich 以及 High-Purity standards，具有可追溯濃度確認證明文件（Certificate of analysis，COA）， 使用

之化學藥劑均為分析級，每批次樣品均須執行品管樣品分析，空白樣品之測值需 3 倍方法偵測極限，重複樣品相對差異小於 20 %，添加樣品誤

差範圍為 75 - 125 %，檢量線相關係數 r ≧ 0.995，均符合品保品管規範，

經本實驗室測試試驗後，標準品層析圖譜如圖 3- 5，空氣濾紙樣品層析圖譜 如圖 3- 6。

圖 3- 5 25 ppb As（Ⅲ）及 As（V）標準品層析圖譜

圖 3- 6 空氣樣品 PM2.5 濾紙樣本層析圖譜