污染場址之土壤重金屬分析

1. 污染場址之土壤重金屬分析 上準環境科技股份有限公司 分析組 劉錦樺

2. 1 法規介紹 2 土壤樣品製備 3 土壤中重金屬檢測方法－王水消化法NIEA S321.63B∕M111.00C 4 土壤中總汞檢測方法－冷蒸氣原子吸收光譜法NIEA M317.02C 5 土壤中砷檢測方法－砷化氫原子吸收光譜法NIEA S310.63C 6 土壤樣品從分析到報告 內容大綱

3. 法規依據 • 土壤及地下水污染整治法 • 第六條、土壤污染監測基準：指基於土壤 污染預防目的，所訂定須進行土壤污染監測之污染物濃度。 • 第八條、土壤污染管制標準：為防止土壤污染惡化，所訂定之土壤污染管制限度。 • 檢驗方法依據：土壤及地下水污染整治法第十條 • 依本法規定進行土壤及地下水污染調查、整治及提供、檢具土壤及地下水污染檢測資料時，其土壤及地下水污染物檢驗測定除經中央主管機關核准外，應委託經中央主管機關許可之檢測機構辦理。 • 土壤及地下水污染物檢驗測定方法，由中央主管機關定之。

4. 法規標準值

5. 土壤樣品製備－風乾 樣品平鋪置於塑膠盤中 將土壤團粒(如粒徑>15 mm)剝散，目視以手剔除石礫、樹枝等雜物儘量回收附著其上的土壤樣品 土壤樣品平鋪高度不得高於1.5 cm 自然風乾或以30±4℃烘箱烘乾 風乾過程需偶而將團粒剝散，以免土壤 因脫水而緊密膠結，並有利於乾燥速度 目視樣品已為乾燥狀態

6. 土壤樣品製備－研磨 敲碎乾燥樣品 將樣品全部通過10 mesh標準篩網 通過篩網的樣品再經磨碎 再將樣品全部通過20 mesh標準篩網 取適量足夠分析之樣品量 研磨至全量通過100 mesh之標準篩網

7. 土壤中重金屬檢測方法－王水消化法NIEA S321.63B • 分析原理 • 將已經風乾、過篩處理的土壤樣品以鹽酸和硝酸混合，在室溫下靜置萃取16小時，再加熱至沸騰並迴流2小時。萃出消化液經定量，再以原子光譜分析儀分析其濃度。 • 樣品保存 • 研磨通過20mesh之樣品貯存於塑膠瓶(袋)中密封以備分析，一般金屬最長保存期限 6個月。

8. 土壤樣品消化－王水 取約3 g通過100mesh之土壤樣品同時測定土壤水分含量 ↓ 以約1 mL試劑水潤濕樣品 ↓ 緩慢加入21 mL濃鹽酸、7 mL濃硝酸 ↓ 室溫靜置至少16小時 ↓ 沸騰狀態下維持約2小時 ↓ 以0.5 M硝酸溶液沖洗冷凝管及反應瓶 ↓ 收集洗液及消化液，以試劑水定容至100 mL ↓ 上下倒置搖晃均勻 ↓ 以濾紙過濾消化液 ↓ 上機

9. 分析物 溶液 金 屬 元 素 在 火 燄 中 原 子 化 過 程 霧化 固體／氣體 氣態膠 吸收能量 激發分子 氣態分子 放出能量 吸收能量 激發分子 原子 放出能量 吸收能量 激發分子 離子 放出能量 火焰式原子吸收光譜法 • 樣品溶液係由霧化器霧化後，再由攜帶氣體送入火焰中進行原子化，來自中空陰極燈管之特性光，在穿過火焰後，經由單光器分光處理後，再偵測器測量特性光的強度變化量。 • 特性光強度的變化量主要是取決於火焰中自由且未激發之基態原子數量的多寡，由於入射之特性光只會被待測金屬吸收，所以入射之特性光強度的變化量換算求得樣品溶液中待測元素之濃度。

10. 火焰原子化 • 樣品經由毛細管吸入霧化器中進行霧化。 • 混合槽中有檔板將大顆液滴截下流入廢液桶，只有約5%的樣品以小液滴形式進入火焰燃燒。 • 火焰原子化器效率並不好，由毛細管吸進樣品的部份極少，之後也只有極少數元素有機會原子化，因此靈敏度並不佳， 此法僅適用於分析ppm濃度的樣品。

11. 檢量線基質 • 同一濃度的標準品在不同濃度的酸含量下，於儀器產生的訊號強度也會有差異。以火焰式原子吸收光譜法分析，王水基質的檢量線訊號強度會略比0.15%硝酸基質的檢量線低，所以檢量線分析時，檢量線的酸含量需與樣品消化液王水濃度相當，否則將造成樣品測值的偏差。

12. NIEA S321.63B∕M111.00C品質管制

13. 土壤中總汞檢測方法－冷蒸氣原子吸收光譜法NIEA M317.02C • 分析原理 • 樣品經過適當的消化步驟後才能進行總汞的分析。消化後樣品溶液中汞先被還原成元素態汞再經由氣體載送進入冷蒸氣原子吸收光譜儀，在253.7nm波長處進行偵測。 • 樣品保存 • 樣品於4±2℃冷藏，並儘速經研磨通過20mesh後，貯存於塑膠瓶(袋)中密封冷藏以備分析，最長保存期限28天。

14. 土壤樣品消化－汞 取約0.5~0.6 g通過100 mesh之土壤樣品同時測定土壤水分含量 ↓ 加入5 mL試劑水於待測固體樣品中 ↓ 加入5 mL王水 ↓ 於953℃水浴器中加熱2分鐘 ↓ 加入50 mL試劑水 ↓ 加入15 mL高錳酸鉀溶液，充分混合 ↓ 於953℃水浴器中加熱30分鐘直到高錳酸鉀不褪色為止 ↓ 加入6 mL氯化鈉-硫酸羥胺溶液以還原過量之高錳酸鉀 ↓ 定容至200 mL ↓ 取5.00 mL至反應瓶中 ↓ 汞分析儀分析

15. NIEA M317.02C品質管制

16. 土壤中砷檢測方法－砷化氫原子吸收光譜法NIEA S310.63C • 分析原理 • 土壤樣品以過氧化氫氧化分解有機質後，以9.6 M鹽酸萃取，經碘化鈉或碘化鉀還原為三價砷，再經氫硼化鈉還原為砷化氫，此砷化氫經由氣體載送至原子吸收光譜儀，於波長193.7 nm處定量之。 • 樣品保存 • 研磨通過20mesh之樣品貯存於塑膠瓶(袋)中密封以備分析，一般金屬最長保存期限 6個月。

17. 氫化物形成原理 • 氫化物的形成乃利用分析物在酸性的條件下，與適量的還原試劑反應形成共價鍵結的氫化物。在形成氫化物時，由於元素本身氧化狀態的不同，會導致不同的氫化物生成效率。 • 不同氧化價態的砷，其氫化物的生成效率亦有所不同；同一濃度之五價砷所產生的吸收訊號，其強度約僅為三價砷的三分之一至四分之一。故分析時須先將樣品中之五價砷還原成三價砷後，再進行氫化物之產生反應。

18. 1. 2. 3. 4. 氫化物原子吸收光譜法之特點 氫化物較易原子化 沒有火焰的背景吸收 可減少基質的干擾 分析的靈敏度可至ppb級

19. 土壤樣品消化－砷 取約1 g通過100 mesh之 土壤樣品同時測定土壤水分含量 ↓ 加入5 mL 30%H2O2 ↓ 加熱100〜120℃至近乾 ↓ 冷卻至室溫後，加入5 mL 30%H2O2 ↓ 重複加熱100〜120℃至近乾 ↓ 冷卻至室溫後，加入10 mL 30% H2O2 ↓ 重複加熱100〜120℃至近乾 ↓ 冷卻至室溫後，加入30 mL 9.6 M鹽酸溶液 ↓ 置於水平振盪器以150 ± 30 rpm劇烈振盪1小時 ↓ 室溫下靜置24小時，使固液相達到平衡 ↓ 以濾紙過濾，收集消化液定容至50.0 mL

20. 土壤樣品分析－砷 取5.00 mL定容後之消化液 加入11 mL濃鹽酸 加入0.5 mL 10%碘化鈉溶液 以試劑水定容至50 mL 於反應瓶靜置1小時，使砷還原為三價 上機分析

21. NIEA S310.63C品質管制

22. 土壤樣品從分析到報告

23. 樣品登錄表 • 收樣員登錄收樣資料，檢視樣品保存方式、外觀，轉碼為實驗室樣品編號後，送交實驗室分析。

24. 樣品取用紀錄 • 檢驗人員依據實驗室樣品編號、待測項目領取樣品，填寫『樣品取用紀錄』。

25. 檢驗紀錄表 檢驗人員完成分析後，將原始數據登錄於各項目『檢驗紀錄表』，送交品管員審核

26. 分析項目登記表 • 品管員審核無誤後之各分析項目檢驗值，回填於『分析項目登記表』，產出檢驗報告，送交報告簽署人審核。

27. 檢驗報告 • 檢測報告位數表示規定(環檢一字第0970002943號函發布 )

28. Thank You !