1、污染場址之土壤污染場址之土壤重金屬分析重金屬分析 上準環境科技股份有限公司上準環境科技股份有限公司 分析組分析組 劉錦樺劉錦樺2內容大綱內容大綱法規介紹法規介紹1土壤樣品製備土壤樣品製備 2土壤中重金屬檢測方法土壤中重金屬檢測方法王水消化法王水消化法NIEA S321.63BM111.00C3土壤中總汞檢測方法冷蒸氣原子吸收光譜法土壤中總汞檢測方法冷蒸氣原子吸收光譜法NIEA M317.02C4土壤中砷檢測方法土壤中砷檢測方法砷化氫原子吸收光譜法砷化氫原子吸收光譜法NIEA S310.63C5土壤樣品從分析到報告土壤樣品從分析到報告63法規依據法規依據v 土壤及地下水污染整治法土壤及地下水污染
2、整治法 第六條、土壤污染監測基準第六條、土壤污染監測基準：指基於土壤：指基於土壤 污染預防目的，污染預防目的，所訂定須進行土壤污染監測之污染物濃度。所訂定須進行土壤污染監測之污染物濃度。 第八條、土壤污染管制標準第八條、土壤污染管制標準：為防止土壤污染惡化，所訂：為防止土壤污染惡化，所訂定之土壤污染管制限度。定之土壤污染管制限度。v 檢驗方法依據檢驗方法依據：土壤及地下水污染整治法第十條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具土壤及地下水污染檢測資料時，
3、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。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。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法規標準值法規標準值 法規法規項目項目監測基準值監測基準值 食用作物農地之食用作物農地之監測基準值監測基準值 管制標準值管制標準值 食用作物農地之食用作物農地之管制標準值管制標準值 砷砷(As)3060鎘鎘(Cd)102.5205鉻鉻(Cr)175250銅銅(Cu)220120400200汞汞(Hg)102205鎳鎳(Ni)1
4、30200鉛鉛(Pb)10003002000500鋅鋅(Zn)100026020006005目視樣品已為乾燥狀態目視樣品已為乾燥狀態土壤樣品製備風乾樣品製備風乾風乾過程需偶而將團粒剝散，以免土壤風乾過程需偶而將團粒剝散，以免土壤因脫水而緊密膠結，並有利於乾燥速度因脫水而緊密膠結，並有利於乾燥速度自然風乾或以自然風乾或以30 4烘箱烘乾烘箱烘乾土壤樣品平鋪高度不得高於土壤樣品平鋪高度不得高於1.5 cm將土壤團粒將土壤團粒(如粒徑如粒徑15 mm)剝散，剝散，目視以手剔除石礫、樹枝等雜物目視以手剔除石礫、樹枝等雜物儘量回收附著其上的土壤樣品儘量回收附著其上的土壤樣品樣品樣品平平鋪置於塑膠盤中鋪置
5、於塑膠盤中6研磨至全量通過研磨至全量通過100 mesh之標準篩網之標準篩網敲碎乾燥樣品敲碎乾燥樣品將樣品全部通過將樣品全部通過10 mesh標準篩網標準篩網通過篩網的樣品再經磨碎通過篩網的樣品再經磨碎再將樣品全部通過再將樣品全部通過20 mesh標準篩網標準篩網取適量足夠分析之樣品量取適量足夠分析之樣品量土壤樣品製備研磨土壤樣品製備研磨7土壤中重金屬檢測方法土壤中重金屬檢測方法王水消化法王水消化法NIEA S321.63Bv分析原理分析原理 將已經風乾、過篩處理的土壤樣品以鹽酸和硝酸將已經風乾、過篩處理的土壤樣品以鹽酸和硝酸混合，在室溫下混合，在室溫下靜置萃取靜置萃取16小時小時，再加熱至沸
6、騰，再加熱至沸騰並並迴流迴流2小時小時。萃出消化液經定量，再以原子光譜。萃出消化液經定量，再以原子光譜分析儀分析其濃度。分析儀分析其濃度。v樣品保存樣品保存 研磨通過研磨通過20mesh之樣品貯存於塑膠瓶之樣品貯存於塑膠瓶(袋袋)中密封中密封以備分析，以備分析，一般金屬最長保存期限一般金屬最長保存期限 6個月個月。 8土壤樣品消化王水取約取約3 g通過通過100mesh之土壤樣品同時測定土壤水分含量之土壤樣品同時測定土壤水分含量以約以約1 mL試劑水潤濕樣品試劑水潤濕樣品緩慢加入緩慢加入21 mL濃鹽酸、濃鹽酸、7 mL濃硝酸濃硝酸室溫靜置至少室溫靜置至少16小時小時沸騰狀態下維持約沸騰狀態下
7、維持約2小時小時以以0.5 M硝酸溶液沖洗冷凝管及反應瓶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上下倒置搖晃均勻上下倒置搖晃均勻以濾紙過濾消化液以濾紙過濾消化液上機上機 9火焰式原子吸收光譜法火焰式原子吸收光譜法v 樣品溶液係由霧化器霧化後，再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，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處理後，再偵測器測量特性光的強度變化量。強度變化量。v 特性光強度
8、的變化量主要是取決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。得樣品溶液中待測元素之濃度。金金屬屬元元素素在在火火燄燄中中原原子子化化過過程程吸收能量吸收能量放出能量放出能量吸收能量吸收能量放出能量放出能量吸收能量吸收能量放出能量放出能量10火焰原子化火焰原子化v樣品經由毛細管吸入霧化器中進行霧化。樣品經由毛細管吸入霧化器中進行霧化。v混合槽中有檔板將大顆液滴截
9、下流入廢液桶，只混合槽中有檔板將大顆液滴截下流入廢液桶，只有約有約5%的樣品以小液滴形式進入火焰燃燒。的樣品以小液滴形式進入火焰燃燒。v火焰原子化器效率並不好，火焰原子化器效率並不好，由毛細管吸進樣品的部份極少，由毛細管吸進樣品的部份極少，之後也只有極少數元素有之後也只有極少數元素有機會原子化，因此靈敏度機會原子化，因此靈敏度並不佳，並不佳， 此法僅適用於此法僅適用於分析分析ppm濃度的樣品。濃度的樣品。11檢量線基質檢量線基質v同一濃度的標準品在不同濃度的酸含量下，於儀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。以火焰式原子吸器產生的訊號強度也會有差異。以火焰式原子
10、吸收光譜法分析，王水基質的檢量線訊號強度會略收光譜法分析，王水基質的檢量線訊號強度會略比比0.15%硝酸基質的檢量線低，所以檢量線分析硝酸基質的檢量線低，所以檢量線分析時，時，檢量線的酸含量需與樣品消化液王水濃度相檢量線的酸含量需與樣品消化液王水濃度相當當，否則將造成樣品測值的偏差。，否則將造成樣品測值的偏差。12NIEA S321.63BM111.00C品質管制品質管制品管措施品管措施品管要求品管要求執行時機頻率執行時機頻率方法偵測極限方法偵測極限(MDL)以土壤基質分析以土壤基質分析每年執行一次每年執行一次檢量線檢量線線性相關係數線性相關係數(r值值)應大於或等於應大於或等於0.995每次
11、樣品分析前應重新製作檢量線每次樣品分析前應重新製作檢量線檢量線空白檢量線空白(ICB/CCB) 所含的待測物濃度須小於所含的待測物濃度須小於MDL檢量線製作完成後及每批次分析結束時檢量線製作完成後及每批次分析結束時檢量線確認檢量線確認(ICV)以第二來源標準品配製接近檢量線中點以第二來源標準品配製接近檢量線中點濃度之標準品確認其相對誤差值應在濃度之標準品確認其相對誤差值應在 10%檢量線製作完成後檢量線製作完成後檢量線查核檢量線查核(CCV)以檢量線中間濃度附近的標準溶液進行，以檢量線中間濃度附近的標準溶液進行，其相對誤差應在其相對誤差應在 10%每每10個樣品及每批次分析結束時個樣品及每批次
12、分析結束時空白樣品分析空白樣品分析空白分析值應小於空白分析值應小於MDL方法空白方法空白：每批次或每每批次或每20個樣品個樣品野外空白野外空白：每次採樣每次採樣參考標準樣品分析參考標準樣品分析查核樣品回收率應在查核樣品回收率應在80120%以內以內每隔每隔40個樣品應併同樣品分析一次參考個樣品應併同樣品分析一次參考標準樣品標準樣品(CRM等級等級)重複樣品分析重複樣品分析相對差異百分比應在相對差異百分比應在20%以內以內每批次或每每批次或每20個樣品個樣品添加樣品分析添加樣品分析添加回收率應在添加回收率應在75125%以內以內每批次或每每批次或每20個樣品分別添加於風乾土個樣品分別添加於風乾土
13、壤中及消化萃取液中壤中及消化萃取液中13土壤中總汞檢測方法冷蒸氣原子吸收光譜法土壤中總汞檢測方法冷蒸氣原子吸收光譜法NIEA M317.02Cv分析原理分析原理 樣品經過適當的消化步驟後才能進行總汞的分析。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。波長處進行偵測。v樣品保存樣品保存 樣品於樣品於4 2冷藏，並儘速經研磨通過冷藏，並儘速經研磨通過20mesh後，後，貯存於塑膠瓶貯存於塑膠瓶(袋袋)中密封冷藏以備
14、分析，中密封冷藏以備分析，最長保存最長保存期限期限28天天。 14土壤樣品消化汞取約取約0.50.6 g通過通過100 mesh之土壤樣品同時測定土壤水分含量之土壤樣品同時測定土壤水分含量加入加入5 mL試劑水於待測固體樣品中試劑水於待測固體樣品中加入加入5 mL王水王水於於95 3水浴器中加熱水浴器中加熱2分鐘分鐘加入加入50 mL試劑水試劑水加入加入15 mL高錳酸鉀溶液，充分混合高錳酸鉀溶液，充分混合於於95 3水浴器中加熱水浴器中加熱30分鐘直到高錳酸鉀不褪色為止分鐘直到高錳酸鉀不褪色為止加入加入6 mL氯化鈉氯化鈉-硫酸羥胺溶液以還原過量之高錳酸鉀硫酸羥胺溶液以還原過量之高錳酸鉀定容
15、至定容至200 mL 取取5.00 mL至反應瓶中至反應瓶中汞分析儀分析汞分析儀分析15NIEA M317.02C品質管制品質管制品管措施品管措施品管要求品管要求執行時機頻率執行時機頻率方法偵測極限方法偵測極限(MDL)以土壤基質分析以土壤基質分析每年執行一次每年執行一次檢量線檢量線線性相關係數線性相關係數(r值值)應大於或等於應大於或等於0.995每次樣品分析前應重新製作檢量線每次樣品分析前應重新製作檢量線檢量線空白檢量線空白(ICB/CCB)所含的待測物濃度須小於所含的待測物濃度須小於MDL檢量線製作完成後及每批次分析結束時檢量線製作完成後及每批次分析結束時檢量線確認檢量線確認(ICV)以
16、第二來源標準品配製接近檢量線中點以第二來源標準品配製接近檢量線中點濃度之標準品確認其相對誤差值應在濃度之標準品確認其相對誤差值應在 20%檢量線製作完成後檢量線製作完成後檢量線查核檢量線查核(CCV)以檢量線中間濃度附近的標準溶液進行，以檢量線中間濃度附近的標準溶液進行，其相對誤差應在其相對誤差應在 20%每每10個樣品及每批次分析結束時個樣品及每批次分析結束時空白樣品分析空白樣品分析空白分析值應小於空白分析值應小於MDL方法空白方法空白：每批次或每每批次或每20個樣品個樣品野外空白野外空白：每次採樣每次採樣參考標準樣品分析參考標準樣品分析查核樣品回收率應在查核樣品回收率應在80120%以內以
17、內每隔每隔40個樣品應併同樣品分析一次參考個樣品應併同樣品分析一次參考標準樣品標準樣品(CRM等級等級)重複樣品分析重複樣品分析相對差異百分比應在相對差異百分比應在20%以內以內每批次或每每批次或每20個樣品個樣品添加樣品分析添加樣品分析添加回收率應在添加回收率應在75125%以內以內每批次或每每批次或每20個樣品分別添加於風乾土個樣品分別添加於風乾土壤中及消化萃取液中壤中及消化萃取液中16土壤中砷檢測方法土壤中砷檢測方法砷化氫原子吸收光譜法砷化氫原子吸收光譜法NIEA S310.63Cv分析原理分析原理 土壤樣品以過氧化氫氧化分解有機質後，以土壤樣品以過氧化氫氧化分解有機質後，以9.6 M鹽
18、酸萃取，經碘化鈉或碘化鉀還原為三價砷，再鹽酸萃取，經碘化鈉或碘化鉀還原為三價砷，再經氫硼化鈉還原為經氫硼化鈉還原為砷化氫砷化氫，此砷化氫經由氣體載，此砷化氫經由氣體載送至原子吸收光譜儀，於波長送至原子吸收光譜儀，於波長193.7 nm處定量之。處定量之。v樣品保存樣品保存 研磨通過研磨通過20mesh之樣品貯存於塑膠瓶之樣品貯存於塑膠瓶(袋袋)中密封中密封以備分析，以備分析，一般金屬最長保存期限一般金屬最長保存期限 6個月個月。17氫化物形成原理氫化物形成原理v氫化物的形成乃利用分析物在酸性的條件下，與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。在適量的還
19、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，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。會導致不同的氫化物生成效率。v不同氧化價態的砷，其氫化物的生成效率亦有所不同氧化價態的砷，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析時須先將樣品中之五價砷還原成三價砷三價砷後，再後，再進行氫化物之產生反應。進行氫化物之產生反應。18氫化物原子吸收光譜法之特點氫化物原子吸收
20、光譜法之特點1.1.2.2.3.3.4.4.19土壤樣品消化砷取約取約1 g通過通過100 mesh之之土壤樣品同時測定土壤水分含量土壤樣品同時測定土壤水分含量加入加入5 mL 30%H2O2加熱加熱100120至近乾至近乾冷卻至室溫後，加入冷卻至室溫後，加入5 mL 30% H2O2重複加熱重複加熱100120至近乾至近乾冷卻至室溫後，加入冷卻至室溫後，加入10 mL 30% H2O2重複加熱重複加熱100120至近乾至近乾冷卻至室溫後，加入冷卻至室溫後，加入30 mL 9.6 M鹽酸溶液鹽酸溶液置於水平振盪器以置於水平振盪器以150 30 rpm劇烈振盪劇烈振盪1小時小時室溫下靜置室溫下靜
21、置24小時，使固液相達到平衡小時，使固液相達到平衡以濾紙過濾，收集消化液定容至以濾紙過濾，收集消化液定容至50.0 mL20土壤樣品分析砷上機分析上機分析於反應瓶靜置於反應瓶靜置1小時，使砷還原為三價小時，使砷還原為三價以試劑水定容至以試劑水定容至50 mL加入加入0.5 mL 10%碘化鈉溶液碘化鈉溶液加入加入11 mL濃鹽酸濃鹽酸取取5.00 mL定容後之消化液定容後之消化液21NIEA S310.63C品質管制品質管制品管措施品管措施品管要求品管要求執行時機頻率執行時機頻率方法偵測極限方法偵測極限(MDL)以土壤基質分析以土壤基質分析每年執行一次每年執行一次檢量線檢量線線性相關係數線性相
22、關係數(r值值)應大於或等於應大於或等於0.995每次樣品分析前應重新製作檢量線每次樣品分析前應重新製作檢量線檢量線空白檢量線空白(ICB/CCB) 所含的待測物濃度須小於所含的待測物濃度須小於MDL檢量線製作完成後及每批次分析結束時檢量線製作完成後及每批次分析結束時檢量線確認檢量線確認(ICV)以第二來源標準品配製接近檢量線中點以第二來源標準品配製接近檢量線中點濃度之標準品確認其相對誤差值應在濃度之標準品確認其相對誤差值應在 20%檢量線製作完成後檢量線製作完成後檢量線查核檢量線查核(CCV)以檢量線中間濃度附近的標準溶液進行，以檢量線中間濃度附近的標準溶液進行，其相對誤差應在其相對誤差應在
23、 20%每每10個樣品及每批次分析結束時個樣品及每批次分析結束時空白樣品分析空白樣品分析空白分析值應小於空白分析值應小於MDL方法空白方法空白：每批次或每每批次或每20個樣品個樣品野外空白野外空白：每次採樣每次採樣參考標準樣品分析參考標準樣品分析查核樣品回收率應在查核樣品回收率應在75125%以內以內每隔每隔40個樣品應併同樣品分析一次參考個樣品應併同樣品分析一次參考標準樣品標準樣品(CRM等級等級)重複樣品分析重複樣品分析相對差異百分比應在相對差異百分比應在20%以內以內每批次或每每批次或每20個樣品個樣品添加樣品分析添加樣品分析添加回收率應在添加回收率應在75125%以內以內每批次或每每批
24、次或每20個樣品分別添加於風乾土個樣品分別添加於風乾土壤中及消化萃取液中壤中及消化萃取液中23樣品登錄表樣品登錄表v收樣員登錄收樣資收樣員登錄收樣資料，檢視樣品保存料，檢視樣品保存方式方式、外觀，轉碼外觀，轉碼為實驗室樣品編號為實驗室樣品編號後後，送交實驗室分送交實驗室分析。析。24樣品取用紀錄樣品取用紀錄v檢驗人員依據實驗室檢驗人員依據實驗室樣品編號、待測項目樣品編號、待測項目領取樣品，填寫領取樣品，填寫樣樣品取用紀錄品取用紀錄。25檢驗紀錄表檢驗紀錄表26分析項目登記表分析項目登記表v品管員審核無誤後之品管員審核無誤後之各分析項目檢驗值各分析項目檢驗值，回填於回填於分析項目登分析項目登記表記表，產出檢驗報產出檢驗報告告，送交報告簽署人送交報告簽署人審核。審核。27檢驗報告檢驗報告v 檢測報告位數表示規定檢測報告位數表示規定(環檢一字第環檢一字第0970002943號函發布號函發布 )檢檢 測測 方方 法法檢測報告位數表示檢測報告位數表示 單位單位 最小最小表示位數表示位數 最多最多有效位數有效位數 NIEA S321.63BNIEA M111.00Cmg/kg小數點小數點以下二位以下二位 三位三位 NIEA M317.02Cmg/kg 小數點小數點以下三位以下三位 三位三位NIEA S310.63Cmg/kg 小數點小數點以下三位以下三位 三位三位
