原物料及產品中揮發性有機物檢測方法 -平衡狀態頂空進樣氣相層析質譜儀法

一、方法概要

 

原物料及產品以適當溶劑萃取後,萃取液使用平衡狀態頂空(Headspace)進樣,以氣相層析質譜儀檢測揮發性有機物。

 

二、適用範圍

 

(一)對象:原物料及產品中之揮發性有機物。

 

(二)檢測項目列表如下:

 

待 測 物

 

CAS No.

 

苯( Benzene ) 71-43-2

四氯化碳( Carbon tetrachloride ) 56-23-5

三氯甲烷( Chloroform ) 67-66-3

1,1-二氯乙烷( 1,1-Dichloroethane ) 75-34-3

1,2-二氯乙烷( 1,2-Dichloroethane ) 107-06-2

乙苯( Ethylbenzene ) 100-41-4

二氯甲烷( Methylene chloride ) 75-09-2

苯乙烯( Styrene ) 100-42-5

四氯乙烯( Tetrachloroethene ) 127-18-4

甲苯( Toluene ) 108-88-3

1,1,1-三氯乙烷( 1,1,1-Trichloroethane ) 71-55-6

三氯乙烯( Trichloroethene ) 79-01-6

鄰-二甲苯( o-Xylene ) 95-47-6

間-二甲苯( m-Xylene ) 108-38-3

對-二甲苯( p-Xylene ) 106-42-3

註:其他揮發性有機物亦可使用本方法檢測,但須自行驗證。

 

(三)本方法偵測極限視待測物、樣品基質,和使用儀器而定。

 

(四)本方法必須由具熟悉氣相層析質譜儀及平衡狀態頂空裝置之人員執行。

 

三、干擾

 

(一)因實驗室內普遍存在的揮發性有機物干擾問題,在樣品製備時,應注意以下事項:

 

1. 檢測二氯甲烷時必須特別注意樣品分析及儲存區域,避免導致背景雜訊。由於二氯甲烷會透過聚四氟乙烯( PTFE )管線造成污染,故所有氣相層析儀的氣體管線,以及吹氣氣體管線,應使用不銹鋼管或銅管。

 

2. 檢測人員若執行液相-液相萃取等前處理步驟,而曾暴露於二氯甲烷蒸氣中,則其所穿著衣物,可能會造成樣品的污染。

 

(二)如樣品基質會有嚴重的干擾,建議可添加標準品於樣品基質中,並計算待測化合物之回收率,以評估基質效應的影響程度。

 

四、設備及材料

 

(一)樣品瓶:體積為22 mL或其他可適用於該實驗室頂空系統者之玻璃瓶。樣品瓶必須以附鐵氟龍墊片之夾壓式密封蓋或螺旋蓋密封。參考品牌,如PerkinElmer。

 

(二)頂空系統:系統必須能針對各種不同型式樣品,於高溫狀態下建立具再現性的平衡狀態,進樣時可準確地將定量之頂空氣體注入於氣相層析儀之毛細管柱中。

 

(三)分析天平:可精秤至0.1 mg者。

 

(四)氣密式微量注射針:25 mL、100 mL、1000 mL。

 

(五)移液管(Pipette):選擇適用高黏稠度活塞式(Piston)可拋棄式吸管尖。參考品牌,如Gilson。

 

(六)分注器(Dispenser)、移液管或量筒:1 mL~10 mL。

 

(七)層析管柱:DB-624毛細管柱,60 m´0.32 mmID,1.8 mm膜厚;或其同級品。參考品牌,如J & W。

 

(八)氣相層析質譜儀:氣相層析儀需具可控溫及微調流量控制器。質譜儀部分,需能在 2 秒內或更短時間內,自質量35 amu掃描至 260 amu,使用 EI 方式離子化,標準電子能量為 70 eV。當注入五、(四)之質譜儀校準標準品對氟溴化苯(4-Bromofluorobenzene, BFB)時,必須能產生符合表一限值規範之 BFB 質譜。

 

五、試劑

 

(一)不含有機物試劑水:試劑水中待測物之含量低於方法偵測極限且不含其他干擾物。建議取用超純水機製成的二次水。

 

(二)甲醇:殘量級或同級品,不含待測物,與其他溶劑分開存放。

 

(三)丙酮:殘量級或同級品,不含待測物,與其他溶劑分開存放。

 

(四)內標準品(Internal standards):配製或購買含氟苯(Fluorobenzene)的內標準溶液,以甲醇為溶劑,其濃度應在 1500 至2500 mg/mL之間。

 

(五)質譜儀校正標準溶液(1 mg/mL):購買以甲醇為溶劑之對氟溴化苯(4-Bromofluorobenzene, BFB)標準品,其濃度宜在 1500 至2500 mg/mL之間。在分析前,以10 mL試劑水配製成1 mg/mL BFB校正標準溶液。如果使用較精密之質譜儀,則 BFB 校正標準溶液之濃度可以更低。

 

(六)氦氣(He):純度為 99.999% 以上。

 

(七)儲備標準溶液:儲備標準溶液可由純標準品自行配製或使用市售經確認之標準溶液,其濃度應在 1500 至2500 mg/mL之間。所含待測物項目如附表中揮發性有機物,製備儲備標準溶液方式如下:

 

1. 將 10 mL 量瓶放在天平上先歸零,加入大約 9.8 mL 甲醇,使其靜置約 10 分鐘,不要加蓋,直到所有沾到甲醇液體的容器表面乾燥為止,精秤量瓶重至 0.1 mg。

 

2. 依下述步驟,加入已確認純度的標準品:

 

(1)液體標準品:使用 100 μL 的注射針,立即加入適量之標準品於量瓶中,加入的標準品液體必需直接落入甲醇液體中,不得與量瓶部分接觸。

 

(2)氣體標準品:製備沸點在30℃以下的標準品(如氯乙烯),將 5 mL 氣密式注射針閥內充滿標準品至所需刻度,將針頭伸入量瓶內甲醇液體表面下5 mm處,緩緩將標準氣體釋出;亦可使用小型標準氣體鋼瓶,將鐵氟龍管接到側面的釋放閥上,將適量標準氣體和緩導入甲醇液體中。

 

3. 秤重後,以甲醇稀釋至刻度使充份混合。以標準品的淨重,計算其於溶液中的濃度(mg/L)。若該化合物的純度為 96% 或更高時,則所秤之重量可直接計算儲備標準溶液之濃度,而不需考慮因標準品純度不足所造成之誤差。

 

4. 儲備溶液應儲存於有鐵氟龍內襯附螺旋蓋或夾壓式密封蓋的玻璃瓶,瓶端空間愈少愈好。儲存於避光及 –10℃或更低溫,或依標準品製造商建議之溫度。使用後應儘速返還冰櫃中,以免揮發性有機物揮發。

 

六、採樣與保存

 

1. 原物料及產品依包裝直接採集。同製造批次(號)至少3件,室溫下攜至實驗室。樣品在分析前可保存於室溫,蓋子需妥善密封,且須在28天內完成分析。

 

2. 其他性質樣品則依據本署公告之「事業廢棄物之採樣方法 NIEA R118」及其他相關檢測方法之規定執行(註1)。

 

七、步驟

 

(一) 樣品預處理

 

1. 取樣前先將密封完整的商品或非商品化樣品充分上下震盪、倒置等方式使其成分混合均勻,時間至少持續5分鐘,直到樣品呈現均勻混合狀態,沒有上下分層等不均勻情形為止。

 

2. 使用附鐵氟龍墊片夾壓式密封蓋(瓶蓋內墊片之鐵氟龍材質需面向樣品)之頂空玻璃樣品瓶。樣品置入前使用分注器注入10 mL甲醇或丙酮等適當溶劑,並在天平上歸零。以移液管將不超過1 g的塗料或油墨樣品置入樣品瓶內,精秤至 0.1 mg。加蓋後之樣品瓶,應立即以手劇烈上下搖晃一分鐘,使樣品分散均勻,再以機械振盪器或適當工具振盪至少10 分鐘。

 

3. 以氣密式微量注射針,吸取適當量之萃取液(建議吸取5~200 mL)或依照表二所示之適當萃取液體積,注入預先加入10 mL試劑水之樣品瓶中,再加入固定量之內標準品。

 

(二)樣品篩選:本方法可與「土壤及事業廢棄物中非鹵有機物檢測方法-氣相層析儀/火焰離子化偵測法(GC/FID)NIEA M611」或「揮發性鹵化物檢測方法-毛細管柱氣相層析法/串聯式光離子化偵測器及電解導電感應偵測器檢測法NIEA M612」配合共同採用,以作為樣品篩選步驟,協助檢測人員判定樣品中揮發性有機物的大約濃度。

 

(三)起始校正:

 

1. 頂空操作條件:係使用四、(二) 所述設備之實驗所得的最佳條件。若使用其它設備系統,則建議遵循製造商提供的操作條件執行。建議操作條件如下:

樣品加熱爐溫度:85℃ 溫度平衡時間:45分鐘

注射針溫度:105℃ 氣體傳輸管路:110℃

振動:開啟

樣品加壓:20 psi,0.5分鐘 樣品注入時間:0.05分鐘

 

2. 建議氣相層析條件:

載流氣體:氦氣 載流氣體流速:1.5 mL/min

注入方式:分流比50:1 注射口溫度:200℃

初始溫度:40℃,維持10分鐘

溫控程式:每分鐘8℃至200℃

最終溫度:200℃

 

3. 建議質譜儀條件:

游離能:70 電子伏特(eV)

質譜掃描範圍:35~260 amu

掃描速度:每秒 0.6 ~ 2 次

氣相層析質譜儀,須以建議1mg/mL之BFB平衡狀態頂空進樣上機分析,所得質譜必須符合表一的要求才能進行檢量線的建立及樣品分析工作。這一步驟在樣品分析過程,需每隔12小時再確認一次。

 

(四)檢量線製作

 

1. 以分注器取10 mL試劑水為溶劑,置於樣品瓶中,製備至少5種不同含量並包含所有目標待測物之標準溶液,其含量範圍必須涵括偵測器的分析線性範圍。建議之目標待測物標準品含量範圍為5 ~100mg 之間,相當於濃度範圍約0.5~10mg/mL。建議之內標準品含量10~20mg。

 

2. 採用內標準法校正計算感應因子( Response Factor, RF ) :

 

 

 

其中

 

As:檢量線溶液中待測物S之波峰面積。

Ais:檢量線溶液中內標準品之波峰面積。

Cs:檢量線溶液中待測物S之含量 (mg)。

Cis:檢量線溶液中內標準品之含量 (mg)。

 

由上述求得之RF再算出每一待測物的感應因子標準偏差(SD)及相對標準偏差(RSD%,其計算如下:

Author: admin on 2013 年 01 月 23 日
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