大氣元素汞分析方法

大 氣 元 素 汞 的 分 析 方 法 是 ， 使 用 二 階 段 式 之 汞 齊 濃 縮 （two-stage Au-amalgamation）及冷蒸氣原子螢光光譜法（Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectrometry, CVAFS）（Fitzgerald and Gill, 1979）偵測。

大氣採樣設備主要由一台氣體採集幫浦及一組濾膜固定器(filter holder)所組 成。濾膜設備內可放置三張濾紙，第一層石英濾紙負責阻擋並收集空氣中的微粒 物質，第二三層鐵弗龍濾紙負責阻擋水氣進入。幫浦可設定空氣採樣的速度，進

行連續24 小時的收集。過濾後的空氣在幫浦的運作下，被帶至汞物種微量測定

系統被阱管吸收。

大氣汞元素微量測定系統（GEMA），主要是由兩個樣品阱管(sampling trap，

此稱ST1、ST2)，以六向閥的控制及管線的連接形成一組串聯系統（圖 2.3）。阱 管是由石英管內填充鍍金的砂子組成，會吸附汞形成汞齊。另配有加熱器，控制 二個阱管的加熱。載流氣體為氬氣。

整個實驗，利用汞容易與金結合形成汞齊的特性，在微量汞分析設備中裝有 三個裝有鍍金石英砂的阱管（Au-coated sand trap），第一及第二阱管串聯，同時 採樣。大氣中的元素汞會先吸附在第一阱管（Sampling trap 1, ST1）上，若超過 其負荷度則吸附在第二阱管（Sampling trap 2, ST2），第三阱管則作為系統之背景 值。吸附在阱管上的元素汞，以高溫600 °C 打斷汞齊的鍵結，將氣態元素汞經 由氬氣載流至冷蒸氣原子螢光光譜儀（Tekran Model 2500）中分析，經由波長 253.7 nm 的光激發後，螢光光譜儀得到的訊號可配合實驗室自行撰寫的程式以 計算積分面積，再根據二阱管的檢量線換算汞含量，以及採樣的空氣體積，即可

知所測的大氣元素汞濃度。分析時，依序由第三阱管、第二阱管、第一阱管先後 測定。其方法分析之性能列於簡表2.1。

圖2. 3 自製大氣元素汞分析儀示意圖（Tseng et al.,2010）

表2.1 GEMA 的分析性能（Tseng et al.,2010）

2.4.1 實驗步驟

在大氣汞的測定儀器安裝完畢時，需先作一檢量線製備及測定阱管的性能，

待其穩定後，則可做常態性的監測大氣汞，不需每次重覆檢量線及阱管的測試。

一、大氣汞的測定

1. 船上架設好大氣汞元素微量測定系統，將採樣過濾模組件置於船頭最高處，

開始航行時測定起始點，每 15 分鐘~1 小時採樣一次，資料主要以 15 分鐘 採樣。

2. 一開始將樣品和分析阱管（ST1、ST2、AT3）進行加熱約 2~3mins，消除存 在阱管中的殘餘汞，以確保採集的真實大氣汞濃度。

3. 紀錄採樣開始時間與結束時間，每個時間點進行單阱管(S1 或 S2)的汞濃度 分析，載流氬氣流量的設定則依據空氣採集的時間長短來判斷，一般在船測 的設定在30mL/min。同樣在 ST1 注入汞蒸汽作為回收率的計算，並紀錄當 時汞蒸汽的溫度以計算其飽和蒸汽壓。

4. 每作完一個樣品就做單點添加，計算測定的回收率。

5. 將 S1、S2 和 AT3 進行加熱，再開始收集空氣並紀錄採樣開始時間。

6. 採樣時間結束，重覆上述步驟進行測定。

7. 每天個別對系統中 AT3- ST2- ST1，做一檢量線。每點的分析均會注入定量 之汞蒸氣，計算系統回收率。