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。

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⁺及 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。

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。

• 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