一 、 方 法 概 要
水 中 的 汞 經 硝 酸 、 硫 酸 及 高 錳 酸 鉀 氧
化 而 兩 價
汞 離 子 後 , 以 還 原 劑 氧 化 亞 錫 或 硫 酸 亞 錫 還 原 成 汞
原 子 , 經 由 氣 體 載 送 至 吸 收 管 , 以 原 子 吸 收 光 譜 儀
在 波 長 253.7nm( 或 其 他 汞 之 特 定 波 長 ) 處 之 最 大 吸
光 度 定 量 之 。
二 、 適 用 範 圍
- 本 方 法 適 用 於 飲 用 水 、 地 面 水 、 放 流 水 、 地 下
水 及 海 水 中 汞 之 分 析 ,其 試 用 濃 度 範 圍 為 1.0-5.0μg/L
; 若 水 樣 中 汞 的 濃 度 高 於 試 用 範 圍 濃 度 時 , 應 作 適
當 的 稀 釋 再 行 測 定 。
三 、 干 擾
- 分 析 海 水 、 含 鹽 類 水 及 高 氯 鹽 放 流 水 時 , 在 氧
化 過 程 須 加 入 較 多 量 之 高 錳 酸 鉀 溶 液 , 因 而 可 能 導
致 水 樣 中 氯 離 子 氧 化 成 自 由 氯 , 其 在 波 長 253 nm 附 近
有 吸 收 值 , 因 此 , 會 造 成 干 擾 。 對 於 此 類 水 樣 ,可
使 用 過 量 的 氯 化 鈉 - 硫 酸 羥 胺 溶 液 , 並 以 空 氣 或 其
他 氣 體 ( 使 用 之 氣 體 種 類 可 能 因 原 子 吸 收 光 譜 儀 廠
牌 及 機 型 而 異 , 應 依 操 作 手 冊 之 規 定 為 之 。 ) 緩 緩
通 入 反 應 溶 液 中 , 以 除 去 可 能 生 成 的 自 由 氯 ; 或 改
用 其 他 汞 之 特 定 波 長 , 以 避 免 干 擾 。
四 、 設 備
- 儘 可 能 使 用 專 屬 水 中 汞 檢 驗 之 玻 璃 器 皿 。 使 用
含 汞 試 劑 檢 驗 化 學 需 氧 量 ( C O D ) 、 總 凱 氏 氮 (
T K N ) 及 氯 離 子 等 項 目 時 , 所 使 用 之 玻 璃 器 皿 可
能 受 高 濃 度 汞 污 染 , 這 些 玻 璃 器 皿 應 避 免 使 用 於 水
中 汞 之 檢 驗 。 ( 一 ) 原 子 吸 收 光 譜 儀 附 汞 測 定 裝 置
, 亦 可 使 用 市
售 專 門 為 檢 驗 汞 而 設 計 之 同 等 級 儀 器 。
( 二 ) 吸 收 管 : 為 一 直 徑 約 2.5cm 的 玻 璃 或 塑 膠 管 ,
其 長 度 11.4cm 即 可 符 合 要 求 , 但 仍 以 長 15cm
者 較 佳 。 兩 端 接 有 石 英 玻 璃 窗 , 垂 直 於 軸 心
方 向 , 距 兩 端 各 1.3cm 處 各 接 有 一 直 徑 0.64cm
之 玻 璃 支 管 , 以 做 為 氣 體 進 出 口 。
( 三 ) 吸 收 管 的 固 定 : 將 吸 收 管 架 在 燃 燒 頭 或 其 他
支 撐 工 具 上 , 再 校 正 光 徑 以 得 到 最 大 的 穿 透
率 。
( 四 ) 空 氣 幫 浦 : 蠕 動 式 幫 浦 , 能 以 電 子 控 制 流 速
在 2L / min 者 。 亦 可 使 用 一 般 空 氣 壓 縮 機 或 空
氣 鋼 瓶 , 只 要 可 控 制 速 度 在 2L / min 者 均 適 用
。 使 用 之 載 送 氣 體 種 類 可 能 因 原 子 吸 收 光 譜
儀 之 廠 牌 及 機 型 而 異 , 應 依 操 作 手 冊 之 規 定
為 之 。
( 五 ) 流 量 計 : 能 測 量 流 量 在 2L/min者 。
( 六 ) 氣 體 產 生 管 : 長 、 直 且 中 空 之 玻 璃 管 , 其 前
端 接 有 一 段 曝 氣 玻 璃 管 , 可 用 於 反 應 瓶 。
( 七 ) 反 應 瓶 : 容 積 為 250mL之 三 角 瓶 或 BOD瓶 , 可
接 上 氣 體 產 生 管 。
( 八 ) 乾 燥 管 : 長 150 cm, 直 徑 為 1.8 cm 之 玻 璃 管 ,
內 裝 20g 之 過 氯 酸 鎂 ( Mg(ClO4)2 ) 或
是 利 用
適 當 遮 蔽 的 60 瓦 燈 泡 以 防 止 水 氣 凝 結 在 吸 收
管 上 , 調 整 燈 泡 位 置 , 使 吸 收 管 溫 度 高 於 周
圍 10℃ 。
( 九 ) 連 接 管 : 為 一 玻 璃 管 , 用 以 從 反 應 瓶 傳 送 汞
蒸 氣 至 吸 收 管 , 且 用 以 連 接 其 他 部 位 ; 另 外
亦 可 以 透 明 的 聚 乙 烯 塑 膠 管 取 代 玻 璃 管 。
( 十 ) 水 浴 裝 置 : 溫 度 能 設 定 95℃ 者 。
( 十 一 ) 量 瓶 : 200mL。
五 、 試 劑
- ( 一 ) 試 劑 水 : 不 含 汞 之 去 離 子 水 。
( 二 ) 汞 儲
備 溶 液 : 在 100mL 定 量 瓶 中 , 溶 解 0.1354
g 氯 化 汞 於 約 70mL 蒸 餾 水 , 加 入 1mL濃 硝 酸 ,
並 以 試 劑 水 稀 釋 至 刻 度 。 ( 1.00mL= 1.00mg汞
)
( 三 ) 汞 中 間 儲 備 溶 液 : 精 取 1.00mL 汞 儲 備 溶 液 ,
置 於 100mL 量 瓶 內 , 以 1/100 ( V/V ) 硝 酸 溶
液 稀 釋 至 刻 度 。 ( 1.00mL = 10.0μ g汞 )
( 四 ) 汞 標 準 溶 液 : 精 取 適 當 體 積 之 汞 中 間 儲 備 溶
液 , 以 1/100 ( V/V ) 硝 酸 溶 液 稀 釋 成 汞 濃 度
介 於 0∼ 5μ g/L範 圍 內 之 汞 標 準 溶 液 。 本 標 準
溶 液 應 於 使 用 當 日 配 製 。
( 五 ) 低 汞 含 量 濃 硝 酸 或 超 純 濃 硝 酸 , 1/100( V/V)
硝 酸 溶 液 。
( 六 ) 低 汞 含 量 濃 硫 酸 或 超 純 濃 硫 酸 。
( 七 ) 高 錳 酸 鉀 溶 液 : 溶 解 50g高 錳 酸 鉀 於 試 劑 水 中
, 並 稀 釋 至 1L。
( 八 ) 重 鉻 酸 鉀 之 1 + 1 硝 酸 溶 液 , 20 % : 溶 解 20g
重 鉻 酸 鉀 於 1 + 1 硝 酸 溶 液 中 , 並 以 該 溶 液
稀 釋 至 100mL。
( 九 ) 過 硫 酸 鉀 溶 液 : 溶 解 50g過 硫 酸 鉀(K2S2O8
)於
試 劑 水 中 , 並 稀 釋 至 1L。
( 十 ) 氯 化 鈉 - 硫 酸 羥 胺 溶 液 : 溶 解 120g 氯 化 鈉 與
120g 硫 酸 羥 胺 ((NH2OH)2•H2SO4)
於 試 劑 水 中
, 並 稀 釋 至 1L 。 若 無 硫 酸 羥 胺 , 亦 可 以 10 %
的 氯 化 氫 羥 胺 (
) 代 替
。
( 十 一 ) 亞 錫 離 子 溶 液 : 使 用 氯 化 亞 錫 (
)或
硫 酸 亞 錫(SnSO4) 配 製 亞 錫 離 子 溶 液,其
濃
度 應 為 每 100mL溶 液 中 含 7.0g之 亞 錫 離 子 。 本
溶 液 應 於 使 用 前 配 製 。
1. 氯 化 亞 錫 溶 液 : 溶 解 10g氯 化 亞 錫 於 含 20mL濃 鹽 酸
之 試 劑 水 中 , 稀 釋 至 100mL。
2. 硫 酸 亞 錫 溶 液 : 溶 解 11 g硫 酸 亞 錫 於 含 7mL 濃 硫 酸
之 試 劑 水 中 , 稀 釋 至 100 mL。
上 述 兩 種 溶 液 久 置 易 分 解 , 應 於 使 用 前 配 製 。 若 溶
液 有 懸 浮 狀 態 形 成 時 , 於 使 用 時 應 連 續 攪 拌 之 。上
述 溶 液 之 體 積 足 夠 供 應 20 個 樣 品 檢 驗 之 所 需 ,當 樣
品 數 增 加 或 因 儀 器 操 作 上 之 差 異 有 其 必 要 時 , 可 依
比 例 增 加 溶 液 配 製 之 體 積 。
六 、 採 樣 與 保 存
- ( 一 ) 採 樣 容 器 之 材 質 以 石 英 或 鐵 氟 龍 ( TFE ) 最 佳
, 但 因 其 昂 貴 , 故 亦 可 以 下 列 材 質 之 容 器 代
替 : 1. 聚 丙 烯 或 聚 乙 烯 材 質 且 具 聚 乙 烯 蓋 之
容 器 。 2. 硼 矽 玻 璃 材 質 之 容 器 。 採 樣 容 器 於
使 用 前 應 預 先 以 1+ 1 硝 酸 溶 液 洗 淨 。 ( 二 )
水 樣 於 採 集 後 應 添 加 濃 硝 酸 使 水 樣 之 pH 值 小
於 2 。 一 般 而 言 , 每 1L 水 樣 中 添 加 1.5 mL濃 硝
酸 或 3mL 1 + 1 硝 酸 溶 液 已 足 夠 水 樣 短 期 貯 藏
之 所 需 。 但 若 水 樣 具 高 緩 衝 容 量 時 , 應 適 當
增 加 硝 酸 之 體 積 ( 某 些 鹼 性 或 緩 衝 容 量 高 之
水 樣 可 能 須 使 用 5mL 或 更 多 之 濃 硝 酸 )。 應 使
用 市 售 之 超 純 濃 硝 酸 或 自 行 以 次 沸 騰 (Subboil-
ing) 蒸 餾 方 式 取 得 高 純 度 之 濃 硝 酸 。 加 酸 後 之
水 樣 宜 貯 藏 於 約 4 ℃,以 避 免 因 水 份 蒸 發 而 改
變 水 樣 體 積 。 此 外 , 水 樣 之 保 存 方 式 亦 可 於
每 1L水 樣 中 添 加 2mL含 20% (w/v)重 鉻 酸 鉀 之 1 +
1 硝 酸 溶 液,並 置 於 無 汙 染 之 冷 藏 庫 (4 ℃ ) 中
保 存 ( 註 一 )。 若 水 樣 中 含 數 mg/L 濃
度 之 汞 時 ,
其 保 持 穩 定 之 期 限 為 五 個 星 期 ,但 當 水 樣 中
汞 濃 度 僅 為 μ g/L 範 圍 時 , 應 於 採 樣 後 儘 速 分
析 。
七 、步 驟
- ( 一 ) 儀 器 操 作 程 序
由 於 原 子 吸 收 光 譜 儀
之 製 造 與 型 號 之 差 異 ,
所 以 無 法 針 對 每 一 部 儀 器 之 操 作 程 序 作 詳 細
規 定 , 操 作 者 應 自 行 參 閱 製 造 商 提 供 之 操 作
手 冊 。 一 般 而 言 , 可 參 考 下 列 程 序 操 作 :
1. 安 裝 汞 中 空 陰 極 燈 管 ( 註 二 ), 設 定 波
長 253.7 nm( 或
其 他 汞 之 特 定 波 長 ), 並 依 據 儀 器 操 作 說 明 書 調 整
狹 縫 寬 度 。
2. 安 裝 吸 收 管 , 以 聚 乙 烯 塑 膠 管 或 玻 璃 管 連 結 吸 收
管 與 汞 原 子 產 生 裝 置 ( 如 圖 一 所 示,本 圖
僅 供 參 考
, 仍 應 依 據 個 別 儀 器 之 操 作 手 冊 規 定 為 之 。 )
3. 開 啟 電 源 , 暖 機 10∼ 20min,待 儀 器 穩 定 後,可 視 需
要 從 新 調 整 電 流 及 波 長 。
4. 安 裝 及 調 整 燃 燒 頭 ( 亦 為 吸 收 管 之 固 定 基 座 ) 之 高
度 及 水 平 方 向 , 打 開 氣 體 , 調 整 其 流 量 為 2L/min,
並 確 保 穩 定 之 流 量 ( 使 用 之 氣 體 種 類 及 其 流 量 可
能 因 儀 器 廠 牌 及 機 型 而 異 , 應 依 操 作 手 冊 規 定 為
之 )。
5. 取 檢 量 線 中 點 之 新 配 汞 標 準 溶 液 , 來 測 試 新 用 燈
管 , 建 立 其 吸 光 值 資 料 , 以 為 日 後 查 核 儀 器 穩 定
性 及 燈 管 老 化 之 參 考 資 料 。
( 二 ) 檢 量 線 製 備
1. 精 取 適 當 體 積 之 汞 中 間 儲 備 溶 液 , 配 製 0.0, 2.0,
4.0, 6.0, 8.0及 10.0μ g/L 之 汞 標 準 溶 液,各 取100mL上
述 汞 標 準 溶 液 , 分 別 置 於 容 積 為 250mL之 反 應 瓶
中 。
2. 添 加 5.0mL濃 硫 酸 與 2.5mL濃 硝 酸 於 每 個 反 應 瓶 。
3.添 加 15 mL高 錳 酸 鉀 溶 液 於 每 個 反 應 瓶 , 靜 置 至 少
15分 鐘 。
4. 添 加 8 mL 過 硫 酸 鉀 溶 液 於 每 個 反 應 瓶 , 置 於 95 ℃
之 水 浴 中 加 熱 2 小 時 後 , 取 出 並 冷 卻 至 室 溫 。
5. 添 加 足 夠 的 氯 化 鈉 - 硫 酸 羥 胺 溶 液 於 各 個 反 應 瓶
, 以 還 原 過 剩 的 高 錳 酸 鉀 , 直 到 顏 色 消 失 為 止 。
6. 反 應 瓶 中 之 汞 標 準 溶 液 經 上 述 七 ( 二 )2 ∼ 5 步 驟 反
應 後 , 以 蒸 餾 水 將 其 洗 入 200 mL 量 瓶 , 最 後 定 容
至 200mL, 則 所 得 之 汞 檢 量 溶 液 濃 度 分 別 為0.0,1.0
, 2.0, 3.0, 4.0及 5.0μ g/L。
7. 添 加 5mL 氯 化 亞 錫 或 硫 酸 亞 錫 溶 液 於 反 應 瓶 ( 註 三
), 立 即 連 結 至 汞 測 定 裝 置 , 並 通 入 空 氣 ( 使 用 之
氣 體 種 類 可 能 因 原 子 吸 收 光 譜 儀 廠 牌 及 機 型 而 異
, 應 依 操 作 手 冊 之 規 定 為 之 。 ),以 原 子 吸 收 光 譜
儀 測 定 最 大 吸 光 度 。 當 汞 蒸 氣 產 生 並 被 攜 帶 至 吸
收 管 時 , 在 數 秒 鐘 內 吸 收 值 將 增 至 最 大 。 一 旦 圖
譜 之 紀 錄 回 復 至 基 線 時 , 除 去 反 應 瓶 之 瓶 塞 連 同
所 附 之 玻 璃 濾 板 , 另 以 內 裝 1/100(V/V) 硝 酸 溶 液 之
反 應 瓶 更 替 , 清 洗 系 統 數 秒 鐘 , 待 圖 譜 之 紀 錄 回
復 至 基 線 並 穩 定 後 , 繼 續 測 定 其 他 標 準 溶 液 。 以
吸 光 度 對 應 汞 濃 度 (μ g/L), 繪 製 檢 量 線 圖 。
( 三 ) 樣 品 分 析
1. 當 水 樣 中 汞 濃 度 小 於 5.0 μ g/L 時, 可 直 接 取 100 mL
水 樣 置 於 反 應 瓶 供 檢 驗 , 否 則 應 取 適 當 體 積 之 水
樣 , 以 試 劑 水 稀 釋 至 100mL。 檢 驗 步 驟 同 七 (二 )1∼
7 。
2. 分 析 海 水 、 含 鹽 類 水 及 高 氯 鹽 放 流 水 時 , 在 氧 化
過 程 須 使 用 25mL 高 錳 酸 鉀 溶 液 , 此 纇 水 樣 並 應 使
用 25mL 的 氯 化 鈉 - 硫 酸 羥 胺 溶 液 以 克 服 自 由 氯 之
干 擾 。
3. 冷 蒸 氣 原 子 吸 收 光 譜 儀 分 析 樣 品 時 , 樣 品 序 列 間
殘 餘 的 氯 化 亞 錫 會 導 致 次 一 樣 品 中 汞 的 還 原 及 流
失 , 所 以 應 更 換 導 管 及 玻 璃 濾 板 。
4. 每 一 水 樣 測 定 完 成 後 , 應 以 盛 裝 1/100 (V/V) 硝 酸 溶
液 之 反 應 瓶 更 替 , 清 洗 系 統 數 秒 鐘 , 再 繼 續 測 定
其 他 水 樣 (註 四 )。
5. 分 析 水 樣 時 , 應 同 時 以 試 劑 水 作 空 白 試 驗 。
八 、 結 果 處 理
- 樣 品 中 汞 之 濃 度 (μ g/L) 可 由 檢 量 線 求 得 。 依 下
式 計 算 水 樣 中 汞 濃 度 : 
A : 由 檢 量 線 求 得 之 汞 濃 度 (μ g/L)。
V : 前 處 理 支 原 水 樣 體 積 (mL)。
V1: 水 樣 經 處 理 後 最 終 定 容 體 積 , 200mL。
九 、 品 質 管 制
- ( 一 ) 檢 量 線 製 作 : 每 批 次 樣 品 應 重 新 製 作 檢 量 線
, 並 求 其 相 關 係 數 (R 值 )。 R 值 應 大 於 或 等 於
0.995。 ( 二 ) 空 白 分 析 : 每 10 個 或 每 一 批 次 之
樣 品 至 少 做
一 空 白 分 析 。 空 白 分 析 值 可 接 受 標 準 應 小 於
或 等 於 方 法 偵 測 極 限 之 三 倍 。
( 三 ) 重 複 分 析 :每10 個 樣 品 或 每 一 批 次 ( 當 每 批 次
樣 品 少 於 10 個 時 ) 至 少 作 一 個 重 複 分 析 ,並 求
其 差 異 值 。 差 異 值 應 在 其 管 制 圖 表 之 可 接 受
極 限 。
( 四 ) 查 核 樣 品 分 析 : 每 10 個 樣 品 至 少 作 一 個 查 核
樣 品 分 析 , 並 求 其 回 收 率 。 回 收 率 應 在 75∼
125% 範 圍 內 。
( 五 ) 添 加 標 準 品 分 析 : 每 10 個 樣 品 至 少 作 一 個 添
加 標 準 品 於 樣 品 之 分 析 , 並 求 其 回 收 率 。 回
收 率 應 在 75∼ 125% 範 圍 內 。
十 、精 密 度 與 準 確 度
- ( 一 ) 冷 蒸 氣 原 子 吸 收 光 譜 法 實 驗 室 間 比 測 之 精 密
度 與 準 確 度 如 下 表 所 示 :
汞型式
|
測得之濃度
(μg/L) |
標準偏差
(μg/L) |
相對標準偏差
(%) |
相對誤差
(%) |
實驗室數目
|
| 無機汞 |
0.34 |
0.077 |
22.6 |
21.0 |
23 |
| 無機汞 |
4.2 |
0.56 |
13.3 |
14.4 |
21 |
| 無機汞 |
4.2 |
0.36 |
8.6 |
8.4 |
21 |
( 二 ) 單 一 實 驗 室 分 析 查 核 樣 品
之 結 果 如 下 表 所 示 :
查核樣
品濃度
(μg/L) |
測得之
濃 度
(μg/L) |
標準偏差
(μg/L) |
相對標
準偏差
(%) |
回收率±
標準偏差
(%) |
分析
次數
|
| 2.00 |
1.82 |
0.22 |
12.1 |
90.0±11.0 |
4 |
| 5.00 |
4.67 |
0.23 |
4.9 |
93.5±4.6 |
7 |
| 10.0 |
10.4 |
1.8 |
17.7 |
104.0±18.4 |
4 |
註 1 : 若 水 樣 以 塑 膠 瓶
盛 裝 , 且 保 存 於 受 汞 污 染 之 檢驗 室 時
, 則 水 樣 中 汞 濃 度 將 會 增 加 。
註 2 : 燈 管 有 其 使 用 壽 命 , 使 用 時 應 留 意
。
註 3 : 綠 化 亞 錫 或 硫 酸 亞 錫 之 添 加 方 式 、
使 用 體 積 及氣 體
種 類 , 應 依 個 別 儀 器 之 操 作 手 冊 規 定 為 之。
註 4 : 分 析 後 之 廢 液 應 集 中 處 理 或 回 收 ,
不 可 任 意 棄置 ,
以 避 免 汞 污 染 。
十 一 、 參 考 資 料
- American Public Health Association, American Water Works As-
sociation &Water Pollution Control Federation. 1992. Standard Methods
for theExamination of Water and Waste-water,18th Ed.,Method 3112B,
pp.3-19~3-20.APHA,Washington,D.C.,USA.