以同位素稀釋ICP-MS進行NIST 標準參考物質總汞及汞物種分析

2007-10-01

以同位素稀釋ICP-MS進行NIST 標準參考物質總汞及汞物種分析

環境中汞的來源有石化的燃燒及焚化爐等,因汞對人體及環境的負面影響,所以必須對汞執行嚴格的測量及規範。NIST 已開發出含汞及甲基汞的標準參考物質(SRMs),供確認測試方法及量測的正確性並達到國家及國際的標準,此量測基準是以冷蒸氣原子吸收光譜及中子活化法進行,會有 1~10%的誤差。本文改以同位素稀釋冷蒸氣法搭配感應耦合電漿質譜儀進行量測,可得到更精準的數值及更低的量測不確定度。

以Isotope dilution mass spectrometry(ID-MS) 同位素稀釋質譜分析法進行汞分析

ID-MS 為一準確的量測方法,它是將定量的待測同位素加入樣品中混合均勻,再以質譜儀分析此同位素的豐度比進而計算含量,此方法優點為不受樣品基質干擾。本文中是先將 98%之 201Hg 添加於樣品,隨後測得其 201Hg / 202Hg 比。

圖1. 使用濃縮的201Hg(左下)進行同位素稀釋分析

冷蒸氣分析方法

樣品中添加 201Hg 與超純硝酸後進行微波消化,完成後加 DIW 稀釋,經冷蒸氣法產生汞原子以 ICP-MS 分析,將測得的201Hg / 202Hg 比值進行汞含量計算。

汞分離分析方法

欲將汞分離後進行量測,可在樣品中添加 Me 202Hg+201Hg2+進行雙同位素稀釋後,以 TMAH 為試劑搭配聚焦式微波系統(Explorer, CEM, Matthews. NC)進行萃取。萃取液冷卻至室溫後,調整 pH 值為 5,利用四乙基硼化鈉(sodiumtetraethylborate;NaBEt4)將汞衍生化為易揮發的狀態。此經衍生化的汞會回萃於正己烷中,利用 GC 分離有機層中的汞,再由 ICP-MS 進行偵測並計算出樣品實際含汞量。

圖2. 經GC/ICPMS分離SRM2977中不同物種的汞;紅線:201Hg,藍線:202Hg

NIST 標準參考物質應用範例

石化燃料及環境樣品

利用 ID-CV-ICP-MS法(Isotope Dilution-Cold Vapor-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)進行石化燃料總汞含量的檢測。以高壓消化法(Carius tube)進行樣品消化,此法於密閉系統下進行,可避免汞的損失及外來的污染,並得到良好的分析空白值。將裝有樣品的 Carius tube 在 240℃的烘箱中加熱 12 小時。Tube 的頂空氣體是 NO2 及 CO2,藍色的消化液中則含有 NO2 聚合物。樣品中的矽,無法以 HNO3 消化完全,會沉澱於 tube 底部,但不會干擾偵測結果。最近 NIST 以此方法測定 8 種煤料的 SRMs。也可利用此法測定礦坑廢棄物、礦渣、礦土及海砂的含汞量。

生物學、科學及海洋生物組織

海鮮中的汞含量對人體的影響是被極為重視的議題。可用這類樣品的 SRMs 確認總汞或甲基汞分析方法的適用性及正確性。這些已知汞含量的標準品,利用ID-CV-ICP-MS 法進行穩定性測試,且可在進行其他分析時做為批次確認品。這類樣品以微波消化進行溶解及檢測,甚至是汞含量很低的樣品也可經由此法檢測出。利用同位素稀釋法可有效的降低這些複雜基質引起的干擾。

以同位素稀釋法分析 NIST標準參考物質中汞的方法具高度精確性

以同位素稀釋法及雙同位素稀釋法分析 NIST 的標準參考物質(SRMs)中汞的方法已被開發出來,此方法具高精確性、選擇性及高感度。樣品在密閉系統中進行消化,可降低汞的損失並得到很低的分析空白值。

欲了解更多的儀器資訊與實驗細節,歡迎來電洽詢 02-2728-2767或 來信與我們聯繫

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參考文獻

  • Improved Certified Values for Total Mercury and Speciated Mercury in NIST Standard Reference Materials Using Isotope Dilution ICP-MS- By Stehpen Long, W. Clay Davis, Rusty Day, Steven Christopher, Jacqueline Mann, and Robert Kelly