污泥及沉积物中重金属检测方法

1、污泥及沉积物中重金属检测方法酸消化法中华民国九十一年十一月二十八日环署检字第0910083731号公告自中华民国九十二年二月二十八日起实施NIEA R353.00C一、方法概要取代表性样品1 2 g（湿重）或 1 g（干重），经反复地添加浓硝酸及过氧化氢进行回流消化。若以电热式原子吸收光谱仪（GFAA）或以感应耦合电浆质谱仪（ICP-MS）分析时，将加热消化后所减少的体积以水稀释至最终体积100 mL，即可分析。若以火焰式原子吸收光谱仪（FLAA）或以感应耦合电浆原子发射光谱仪（ICP）分析时，再加入盐酸继续回流，为增加某些金属的溶解度，可将消化液过滤，并用热盐酸及再用热水淋洗滤纸及残留物，之

2、后再将滤纸及残留物置入消化瓶以盐酸回流和再次过滤之，最后将消化液以水稀释至最终体积100 mL。二、适用范围本方法适用于污泥及沉积物中重金属检测。对大部分的样品而言本方法并不是全量消化。本方法为强酸消化，在环境中可供利用的元素大多可被溶解，但键结在硅酸结构内的元素，在环境中不具移动性，通常不易被本消化程序所溶解。若需全量消化则需使用微波消化法。本方法之两种不同消化步骤，分别适用于FLAA或ICP及GFAA或ICP-MS分析，仪器所分别适用之酸消化步骤不可混用。部分元素建议使用之分析仪器如下表。FLAA或ICPGFAA或ICP-MS铝、锑、钡、铍、钙、镉、铬、钴、铜、铁、铅、镁、锰、钼、镍、钾、

3、银、钠、铊、钒、锌砷、铍、镉、铬、钴、铁、铅、钼、硒、铊欲分析上表所列之任何元素的样品，经由本方法处理后，只要其检测值高于仪器之侦测极限，皆可用ICP或GFAA分析。若其他替代方法有科学上验证及可符合QC标准，在提出适当证明结果后也可采用之。若为非上表所列之待测物或其他基质，经本方法操作验证后之浓度值可符合要求的程度，亦可采用本方法分析之。三、干扰样品之分析条件可能会随基质而异，所以必须进行样品添加分析及选用适当参考标准品，以确认本方法之适用性。四、设备及材料（一）消化瓶（Digestion Vessels）：250 mL。（二蒸气回收装置（如有棱纹之表玻璃、适当之回流装置或适当之溶剂处理系统

4、）。（三）干燥箱：能够维持在30±4。（四）温度测量装置：至少能精确量测至125（如温度计、红外线传感器、热电偶）。（五）滤纸：Whatman No.41或同级品。（六）离心机及离心试管。（七）分析天平：能精称至0.01g者。（八）热源：可调式并能维持在设定温度（电热板、块状消化器或微波等）。（九）漏斗。（十）量筒或可测量体积之设备。（十一）量瓶：100 mL。五、试剂检测时使用的试剂除非另有说明，否则必须是分析试药级。若须使用其他等级试药，在使用前必须要确认该试剂的纯度足够高，使检测结果的准确度不致降低。（一）试剂水：参照事业废弃物检测方法总则之规格。除非特别指定，否则本方法所指的

5、水皆为试剂水。（二）浓硝酸，HNO3：应分析其不纯物含量，且方法空白须小于方法侦测极限。（三）浓盐酸，HCl：应分析其不纯物含量，且方法空白须小于方法侦测极限。（四）过氧化氢（30 %），H2O2：应分析其不纯物含量，且方法空白须小于方法侦测极限。六、采样及保存（一）样品采集保存均须依照事业废弃物采样方法及相关检测方法之规定。（二）所有盛装样品的容器必须使用没有污染的塑料或玻璃容器。（三）潮湿的物质较难取得具有代表性的样品，若干燥过程不会影响样品中欲分析物质的萃取，建议湿性样品须经干燥、粉碎、研磨以降低样品间的差异性。七、步骤（一）混合样品使完全达到均匀（若有必要，使用10 mesh标准筛过筛

6、）后，秤取适量之样品，使用本署公告之废弃物含水分测定方法间接测定法，测定样品中水分含量，以备干基表示浓度之计算。（二）同时取上述均匀后样品，称取 1 2 g（湿样品）或 1 g（干样品），精称至 0.01 g，将样品放入消化瓶。对于含有大量液体的样品，只要能消化完全则可用较多量之样品，依下述（三）或/及（四）操作。（三）若样品消化后使用GFAA或ICP-MS分析：加入10 mL（1+1）硝酸于样品中混合均匀，盖上表玻璃或蒸气回收装置。样品加热至 95 ± 5 ，在不沸腾状况下回流 10至15 分钟。待冷却后再加入 5 mL 浓硝酸，盖上表玻璃，再回流 30 分钟。如果有棕色烟雾产生，

7、显示样品被硝酸氧化，重复此步骤（加入 5 mL 浓硝酸）直至无棕色烟雾出现。利用有棱纹之表玻璃或蒸气回收装置，在不沸腾状况下使溶液蒸发至约 5 mL 或保持在 95 ± 5 和样品不沸腾的状况下加热 2 小时。注意：另一替代方法，以直接能量加热装置（如微波）消化样品：加入 10 mL（1+1）硝酸混合均匀，加热样品至 95 ± 5 ，在95 ± 5 及样品不沸腾状况下回流 5 分钟。样品冷却 5 分钟后，加入 5 mL 浓硝酸，样品加热至 95 ± 5 ，再回流 5 分钟。如果有棕色烟雾产生，显示样品被硝酸氧化，重复此步骤（加入 5 mL 浓硝酸）直至无

8、棕色烟雾出现。使用蒸气回收装置，加热样品至95 ± 5 ，并在95 ± 5 及样品不沸腾状况下回流 10 分钟。1、将上述回流后之样品冷却后，加入 2 mL 水及 3 mL 30 % 过氧化氢，盖上表玻璃或蒸气回收装置后，缓慢加热进行氧化反应。此步骤需小心操作，勿使激烈之冒泡现象发生，以免样品漏失。加热直到冒泡平息后，冷却消化瓶。2、继续加入 30 % 过氧化氢，每次 1 mL，加热直至冒泡减至最低程度或样品的外观不再改变为止。注意：全部所加入 30 % 过氧化氢之总体积勿超过 10 mL。3、盖上有棱纹之表玻璃或蒸气回收装置后，继续加热内含酸-过氧化氢之样品消化液，直到体

9、积降至大约 5 mL 止或保持于95 ± 5 和样品不沸腾状况下加热 2 小时。注意：另一替代方法，为以直接能量加热装置（如微波）消化样品：于6分钟内加热样品至95 ± 5 ，在95 ± 5 及样品不沸腾状况下加热 10 分钟。4、待冷却后，用试剂水稀释定容至 100 mL。消化液中的粒状物须以过滤、离心或样品静置沈降之方式除去。此样品可供GFAA或ICP-MS分析用。（1）过滤：使用 Whatman No.41或同级品滤纸过滤。（2）离心：于 2,000 3,000 rpm 转速下离心 10 分钟，使上层液澄清。（3）稀释之消化液约含 5 %（v/v）硝酸。分析

10、时量取适当体积，添加所需试剂或基质修饰剂后即可分析。（四）若样品消化后使用FLAA或ICP分析再加入 10 mL 浓盐酸于（三）3 处理之消化液中，盖上表玻璃或蒸气回收装置后，将样品加热至95 ± 5 ，在95 ± 5 及样品不沸腾状况下加热回流 15 分钟。注意：另一替代方法，以直接能量加热装置（如微波）消化样品：加入 5 mL 盐酸和 10 mL 水于（三）3 之消化液中，加热至95 ± 5 ，在95 ± 5 及样品不沸腾状况下加热回流 5分钟。待冷却后，使用Whatman No.41 滤纸（或同级品）过滤消化液至100 mL 的定量瓶中，稀释定容至

11、 100 mL，样品可供 FLAA或ICP分析用。（五）若有需要可利用下述步骤增加样品之溶解度及锑、钡、铅、银等之回收率，一般分析过程中此步骤并不一定需要。1、称取 1 2 g（湿样品）或 1 g（干样品），精称至 0.01 g，将样品放入消化瓶，加入2.5 mL浓硝酸及10 mL浓盐酸，盖上表玻璃或蒸气回收装置，于加热板上加热回流15分钟。2、使用Whatman No.41滤纸或同级品过滤，以100 mL定量瓶收集滤液，以不超过5 mL热盐酸（约95）冲洗滤纸，再用20 mL热水（约95）冲洗滤纸合并收集至定量瓶。3、将滤纸及残留物移入另一消化瓶，加入5 mL浓盐酸，加热至 95±

12、5，并保持加热至滤纸溶解，以少量水淋洗消化瓶周围及表玻璃，再过滤之，将滤液合并至上步骤定量瓶中，待冷却后稀释定容至100 mL。注意：某些高浓度的金属会因冷却温度下降造成沉淀的产生，若有沉淀产生时，不能径行体积之定容，须以下述步骤处理。4、当定量瓶底部产生沉淀时，再加入10 mL的浓盐酸以溶解沉淀物，俟沉淀物溶解后，再定容至100 mL。（六）消化液分析1、使用FLAA及GFAA分析，参见本署公告之火焰式原子吸收光谱法及原子吸收光谱法。2、ICP分析，参见本署公告之感应耦合电浆原子发射光谱法总则。八、结果处理一般分析所得之浓度是以样品干重为基准。其中：A =由检量线算得之处理后样品中金属浓度（

13、mg/L）V =处理后样品之最终体积（mL）S =样品重（g）W =废弃物样品中水分含量（%）九、质量管理一般质量管理请参见本署公告之事业废弃物检测方法总则的规定。（一）每批或每10个样品至少需测一空白溶液、一个独立制备之查核标准溶液、一个添加及重复样品或添加重复分析，以检查是否受干扰或有记忆效应存在。（二）使用FLAA及ICP-AES分析银、钡、及锑时可能超过其检量线上限，某些样品经合理评估或分析后发现其值可能超过检量在线限时，须取用较小量的样品做分析。十、精密度及准确度表一至表三为实验室分析样品与NIST标准参考品的结果。每一标准品分别在大气压下微波消化及热板消化分析之。十一、参考数据（一

14、）U.S.EPA, Test Methods for Evaluating Solid Wastes Physical / Chemical Methods, SW-846 3rd Ed., Acid Digestion of Sediments, Sludges, and Soils, Method 3050B, 1996.（二）行政院环境保护署，事业废弃物采样方法NIEA R118.01B，2002。（三）行政院环境保护署，火焰式原子吸收光谱法NIEA M111.00C，2001。（四）行政院环境保护署，原子吸收光谱法NIEA M101.01T，2002。（五）行政院环境保护署，重金属检测

15、方法总则NIEA M103.01C，2002。（六）行政院环境保护署，感应耦合电浆原子发射光谱法总则，NIEA M104.00T，1993。注 1：本方法消化过程应在排气柜中操作处理。注 2：本检测方法产生之废液，依一般重金属废液处理原则处理。注 3：本方法引用之行政院环境保护署公告方法之内容及编码，以最新公告者为准。表一 使用本方法分析NIST标准参考物质 2704 河川沉积物之结果 （单位：mg/g）元素大气压下微波消化功率控制大气压下微波消化温度控制（电子球）大气压下微波消化温度控制（IR感应）热板消化NIST全量消化确认值（mg/g±5 %）Cu101 ± 789

16、± 198 ± 1.4100 ± 298.6 ± 5.0Pb160 ± 2145 ± 6145 ± 14146 ± 1161 ± 17Zn427 ± 2411 ± 3405 ± 14427 ± 5438 ± 12CdNA3.5 ± 0.663.7 ± 0.9NA3.45 ± 0.22Cr82 ± 379 ± 285 ± 489 ± 1135 ± 5Ni42 ± 136

17、 ± 138 ± 444 ± 244.1 ± 3.0NA Not Available表二 使用本方法分析NIST标准参考物质 2710 土壤之结果 （单位：mg/g）元素大气压下微波消化功率控制大气压下微波消化温度控制（电子球）大气压下微波消化温度控制（IR感应）热板消化NIST可溶出浓度NIST全量消化确认值（mg/g±5 %）Cu2640 ± 602790 ± 412480 ± 332910 ± 5927002950 ± 130Pb5640 ± 1175430 ± 725

18、170 ± 345720 ± 28051005532 ± 80Zn6410 ± 745810 ± 346130 ± 276230 ± 11559006952 ± 91CdNA20.3 ± 1.420.2 ± 0.4NA2021.8 ± 0.2Cr20 ± 1.619 ± 218 ± 2.423 ± 0.51939*Ni7.8 ± 0.2910 ± 19.1 ± 1.17 ± 0.4410.114.3 ± 1.0NA Not Available* 非确定值，仅供参考表三 使用本方法分析NIST标准参考物质 2711 土壤之结果（单位：mg/g）元素大气压下微波消化功率控制大气压下微波消化温度控制（电子球）大气压下微波消化温度控制（IR感应）热板消化NIST可溶出浓度NIST全量消化确认值（mg/g±5 %）Cu104 ± 4.698 ± 598 ± 3.8111 ± 6.4100114 ± 2Pb1240 ± 681130 ± 201120 ± 291240 ± 3