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純水鋒報 2012 第3期 您的純水系統適合ICP-MS嗎?
2012-09-13

您的純水系統適合ICP-MS嗎? (請按此下載PDF檔)

感應耦合電漿質譜儀 (Inductively coupled plasma mass spectrometryICP-MS)是極為靈敏的分析技術,能夠分析成有多種元素的樣本,並且靈敏度可達到ppt甚至是sub-ppt等級。而搭配適當的純水系統,以提供高純度的純水進行樣本製備和容器沖洗,則是避免ICP-MS被環境中痕量元素污染的關鍵。

水中的污染物,不論是無機鹽類或是有機污染物,在大部份的情況下是包埋在膠體中進入純水系統,或是由生長於純水系統中的細菌所分泌。因此,在ICP-MS的應用上,如何去除膠體和細菌是一項重要的課題,接下來我們來看看在ICP-MS專用的純水系統中,應該要使用哪些技術來去除這些污染物:

ICP-MS專用純水系統中的純化技術

1. 雙重逆滲透

施加壓力於進水端時 (通常為60-220 psi),會使水流高速流過逆滲透膜表面,此時大部份的污染物顆粒會被水流帶走,而水分子則會因平行剪應力的作用而通過半通膜(semi-permeable membrane),達到去除污染物的效果。為了達到最佳的純化效果,系統中的逆滲透膜通常呈現螺旋狀排列,讓進水能夠經過多層逆透滲透膜,如此一來可去除約95%的膠體和細菌。而將兩組逆滲透系統串連使用(double pass RO)的方式,甚至能達到99%以上的去除率,如此高的純化效率,不僅能有效降低背景值,更能增加後端耗材的使用壽命,降低純水系統運作成本。


1、使用單組逆滲透膜時,可去除約95%的膠體和細菌,而串連使用兩組逆滲透系統時,則可達到大於99%的去除率。

2. 雙重離子交換樹脂

ICP-MS
經常應用於痕量元素分析的領域上,因此當樣本遭到水中極微量的無機鹽類污染時,研究人員即會因背景值的干擾而無法得到準確的分析結果。為了降低這種影響,ICP-MS專用的純水系統使用帶有-SO3(硫酸根)-NR3 (四級氨根)這種「強離子交換基」樹脂,提升移除離子的能力。而在系統水路的設計上,亦串連兩根離子交換樹脂,增加系統移除低活性離子的能力。


2串連兩根離子交換樹脂,增加系統移除低活性離子,例如鈉離子及矽酸鹽的能力。

其它特殊的純化技術



核級活性碳

全合成的核子級活性碳,顆粒更細緻均勻,能夠利用其廣大的表面積和具有活性的官能基吸附有機污染物,提高有機污染物的去除效果。

雙波UV燈

使用純度高的石英來製作UV燈外管,能使UV燈放出185254 nm兩種波長的光,其中185 nm的光能打斷有機化物的共價鍵,進行光氧化作用,最終使有機污染物變成碳酸根離子被去離子交換樹脂吸收。254 nm的光也能破壞細菌的DNA結構和酵素活性,殺死細菌阻止其增生。


儲槽循環

環境中的有機污染物容易累積在靜止不動的水中,因此定時讓水在管路和儲水筒中流動,並且執行UV照射,可以有效降低水中的有機污染物含量,並且防止細菌貼附於儲筒或管線表面形成生物膜(biofilm)或破壞已生成的生物膜。


結論

由於ICP-MS靈敏度高,為了防止ICP-MS遭受痕量元素污染,導致分析結果出現錯誤,因此需選用專為ICP-MS設計的純水系統。而且純水系統必需定期維護,時時檢測水質是否達到ICP-MS的標準:電導率 > 18.2 Ω*cmTOC < 5 ppb,痕量元素濃度小於1 ppt

 
   
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