2.3 採樣設備與分析儀器
2.3.2 PAHs 前處理與分析
PAHs 之樣本分析程序主要包括萃取、濃縮、活化/淨化、再濃縮 及 GC/MS 儀器測定等步驟,以氣態 PAHs 為例,分析方法詳述如下:
(1) 超音波震盪萃取:
將採樣後之吸附套筒樣品置於棕色燒杯內,並加入萃取溶劑至 完全淹沒樣品,吸附套桶之萃取溶劑則為 DCM:n-Hexane 體積比相 同(v:v =1:1)的混合溶劑 200mL。使用超音波震盪 30 分鐘後,
將萃取液倒入至濃縮瓶中,再加入萃取液重複震盪萃取,將第二次所 得之萃取液亦倒入濃縮瓶混合之,此外需注意於前處理過程中,應盡 量避免外在光線之照射,而降低 PAHs 之衰減或光裂解。
(2) 濃縮:
將超音波震盪二次後之萃取液以真空減壓濃縮法抽除有機溶劑 且濃縮至約 2 或 3mL。
(3) 淨化:
將已處理過之 6 g 矽膠填充於淨化管中,先以 30 mL n-Hexane 潤洗活化之,再於矽膠上方填充覆蓋 2 g 無水硫酸鈉,再以 20 mL n-Hexane 潤洗;而淨化管中所填充之矽膠須先置於 105℃之烘箱內乾 燥處理 12 小時,而無水硫酸鈉則先置於 400℃烘箱內烘乾 24 小時。
樣品之淨化係利用正相矽膠法(Silica gel)來進行,以去除樣品中之
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水份或塵土顆粒干擾質。淨化管潤洗活化後,將上述之 2-3 mL 濃縮 液倒入淨化管中,再使用 50 mL 之 n-Hexane 作為沖提液進行流洗沖 提,並以濃縮瓶收集淨化液,再進行下一個再濃縮步驟。
(4) 再濃縮:
以孔徑 0.45 μm 之聚偏二氯乙烯濾紙過濾收集前述淨化後之濾 液,並以真空減壓濃縮機抽除大量溶劑後,使用氮氣(N2)吹拂至近 乾,最後以 DCM 定量至 250 μL,裝於密閉之棕色玻璃瓶中,置於冷 凍庫中低溫保存待分析。
(5) 儀器測定:
PAHs 樣品分析係使用氣相層析質譜儀(Gas Chromatography / Mass Spectrometer,GC/MS,VARIAN3900 / SATURN 2100T)進行 分析,層析毛細管柱(Capillary column)為 VF-5ht (30 m × 0.25 mm ID,DF = 0.10 μm),樣本溶液每次注入體積量為 1 μL;其升溫程式 為:初始溫度 50℃,停留 1 分鐘,以 10 ℃/min 升到 100℃,再以 3
℃/min 升至 290℃,維持定溫約 15 分鐘,注射器溫度為 300℃,離子 阱質量分析器(Ion trap mass analyzer)溫度為 250℃,Transfer line 溫度為 290℃,載流氣體為高純度氦氣( He ),流量為 1.0 mL/min。為 避免基質干擾及增加訊雜比 (S/N Ratio),以 MS/MS 方法進行 PAHs 分析,當化合物由層析管柱被分離出,進入離子阱質量分析器後,首
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先會經第一次電子撞擊(Electron impact)產生游離化,並由質量分 析器篩選出欲分析之離子作為母離子(Parent ions),再以適當碰撞 誘導解離(Collision induced dissociation)能量做第二次電子撞擊,使 該母離子進一步碎裂成子離子(Productions),最後再由質量分析器 進行子離子之質量分析及定量。此方法有效降低了背景雜訊之干擾,
也提升特定離子之靈敏度,進而提高 S/N 值,並獲得清晰的 MS/MS 質譜圖。本計畫共分析 29 種 PAHs,除主要 23 種 PAHs 化合物,包 括 Naphthalene (NAP),Acenaphthylene (ACPy),Acenaphthene (ACP),
Fluorene (FLU) , Phenanthrene (PHE) , Anthracene (ANTHR) , Benzo(c)phenanthrene (BcPH) , Fluoranthene (FLT) , Benzo(b)napth(2,1-d)thiophene (BNT), Cyclopenta(cd)pyrene (CPP),
Benz(a)anthracene (BaA),Chrysene (CHR),Benzo(b)fluoranthene (BbF),
Benzo(k)fluoranthene (BkF),Pyrene (PYR),Benzo(e)pyrene (BeP),
Benzo(a)pyrene (BaP) , Indeno(1,2,3-cd)pyrene (IND) , Benzo(ghi)perylene (BghiP) , Anthanthrene (ANTHN) , Dibenz(ah)anthrancene (DBA) , Dbenzo(a,l)pyrene (DB(a,l)P) 及 Coronene (COR);以及 6 種甲基化 PAHs 化合物(Methyl-PAHs),包括 1-Methylnaphthalene (1-MeNAP),2-Methylnaphthalene (2-MeNAP),
1-Methylfluorene (1-MeFLU) , 2-Methylphenanthrene (2-MePHE) ,
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3-Methylphenanthrene (3-MePHE) 以 及 3,6-Dimethylphenanthrene (3,6-MePHE),各化合物之母離子及子離子(定量離子)如表 2-2 所示;
此 外 , 分 析 過 程 中 加 入 PAHs-d 同 位 素 化 合 物 內 標 準 品 Naphthalene-D8 (NaP-D8) 、 Phenanthrene-D10 (PHEN-D10) 及 Perylene-D12 (PER-D12)等 3 種,以確保分析過程之數據品質。