民國115年 高考三級 環境檢驗 水質檢驗
第3題
使用感應耦合電漿原子發射光譜儀進行樣品分析時,其分析結果常會受到 許多干擾因素的影響,而導致誤差的產生。常見的干擾可分為兩類,分別 為光譜性干擾及非光譜性干擾,…
題目
使用感應耦合電漿原子發射光譜儀進行樣品分析時,其分析結果常會受到 許多干擾因素的影響,而導致誤差的產生。常見的干擾可分為兩類,分別 為光譜性干擾及非光譜性干擾,請說明其發生原因及解決方式。(20 分)
參考解答(AI 生成,非官方)
- 一、干擾之分類架構:ICP-AES 之誤差來源可分光譜性干擾(spectral interference)與非光譜性干擾(non-spectral interference)。前者屬「譜線選擇性」問題,為譜線重疊或背景貢獻;後者屬「訊號強度」問題,源自樣品傳輸、霧化、原子化與游離平衡及儀器漂移。兩者成因與對策不同,須先判定類型再對症處理。
- 二、光譜性干擾之發生原因:(1) 譜線直接重疊(line coincidence),如鐵、釩、鉻、鎳等譜線彼此接近;(2) 分子帶光譜(band spectra),如 OH、NO、CN、NH 等,多來自大氣夾帶、溶劑或有機基質;(3) 連續背景與雜散光(stray light),常見於高鹽或高基質樣品;(4) 高濃度元素譜線增寬與自吸收。
- 三、光譜性干擾之解決方式:選用靈敏度足夠且無重疊之替代波長(alternate wavelength);採用高解析度光譜儀或二維陣列檢測器;執行背景校正(off-peak 或兩點背景)及干擾元素等效濃度校正(inter-element correction, IEC);以標準添加法或基質匹配確認;必要時以共沉澱、離子交換等前處理分離基質。
- 四、非光譜性干擾之發生原因:(1) 物理干擾:黏度、密度、表面張力、溶解固體與酸度差異,改變霧化效率與氣溶膠傳輸量;(2) 化學干擾:難解離化合物(如磷酸鈣、硫酸鈣)生成,或易游離元素(鉀、鈉、銫)改變電漿游離平衡,影響鈣、鎂、鋇等之訊號;(3) 儀器漂移:炬管積鹽、霧化器堵塞、蠕動泵脈動、電漿功率與氣流不穩。
- 五、非光譜性干擾之解決方式:採基質匹配(matrix matching),使標準品與樣品之酸度、鹽度一致;添加內標準品(internal standard,如鈧、釔、銦、銠、鉍)校正傳輸效率與訊號漂移;採標準添加法;加入消游離緩衝劑(ionization buffer,如氯化銫、硝酸鋰);定期清洗炬管與霧化器、執行檢量線查核與連續校正;高鹽樣品可稀釋或改用超音波霧化器。
AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。