本研究以化學蒸氣生成感應耦合電漿質譜儀（CVG-ICP-MS）偵測燃油及穀物中鉛、汞、砷及鎘等元素。於感應耦合電漿質譜儀（Inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）分析中，結合化學蒸氣生成法（Chemical vapor generation，CVG）可增加樣品傳輸效率及簡單分離基質，以提升靈敏度與減低特定光譜干擾。研究中利用泥漿及乳化法進樣，可簡化樣品前處理的繁雜程序與減少污染物導入等優點。
研究分為兩個部分，第一部分為乳化進樣結合CVG-ICP-MS測定燃油樣品中鉛及汞的含量。由於燃油消化不易且其中鉛及汞含量不高，因此，本實驗設計將油品乳化後直接分析，以達到簡單、避免樣品前處理與低方法偵測極限的優點。研究中以界面活性劑Triton X-100作為乳化劑，並以乳化油品作為樣品基質，探討蒸氣生成及ICP操作條件的最適化及可能的光譜干擾。將分析條件最適化後，於燃油基質下添加2.0 ng mL-1鉛及0.3 ng mL-1汞的元素標準溶液以測定訊號再現性，所得之分析物波峰面積訊號相對標準偏差（Relative standard deviation，RSD）均在4.7%以內（n = 7）。實驗中以標準添加法進行定量，所得汞及鉛的偵測極限分別為20及34 pg mL-1，相當於0.20、0.34 ng mL-1於原始油品中。最後，比對不同分析方法之定量結果證實以FI-CVG-ICP-MS分析方法直接測定乳化油品中鉛及汞的可行性。
第二部分則利用泥漿進樣結合CVG-ICP-MS測定穀物樣品中砷、鎘及汞元素的含量。實驗中以麵粉為基質探討CVG-ICP-MS系統條件之最適化，並於樣品基質中添加0.5 ng mL-1砷、0.5 ng mL-1鎘及0.2 ng mL-1汞的元素標準溶液以測定訊號再現性，所測得之分析物訊號波峰面積相對標準偏差（RSD）均在3.5%以內（n = 5）。本研究以標準添加法進行定量，所得砷、鎘、汞的偵測極限分別為9、11及6 pg mL-1，相當於0.16、0.18及0.11 ng g-1於原始穀物樣品中。最後，研究中以NIST SRM 1567a及NIST SRM 1568a標準參考樣品及消化定量後之市售米粉與麵粉以驗證此分析方法之準確性與可行性。

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目 錄
論文提要 I
目錄 III
圖表目錄 VI

第一章 流動注入化學蒸氣生成技術結合感應耦合電漿質譜儀分析乳化油品中鉛及汞之應用
壹、 前言 1
一、 研究背景 1
二、 金屬的毒性及對人體的危害 3
三、 流動注入法（Flow Injection Analysis，FIA）的原理 4
四、 化學蒸氣生成法（Chemical vapor generation，CVG） 5
五、 同位素稀釋法 8
貳、 實驗部份 10
一、 儀器裝置 10
二、 試劑藥品及溶液的配製 12
參、 實驗過程 17
一、 乳化油品的製備 17
二、 化學蒸氣生成系統各參數之探討 19
三、 ICP系統操作條件的選擇 24
四、 再現性 25
五、 校正曲線與偵測極限的估計 25
六、 油品前處理與分析 25
肆、 結果與討論 26
一、 化學蒸氣生成系統各參數之探討 26
二、 ICP系統操作條件的選擇 41
三、 再現性 45
四、 校正曲線與偵測極限的估計 49
五、 以氣動式霧化器取代氣液分離裝置 51
六、 油品前處理與分析 65
伍、 結論 71
陸、 參考文獻 72

第二章 流動注入化學蒸氣生成技術結合感應耦合電漿質譜儀以分析泥漿穀物中砷、鎘及汞之應用
壹、 前言 78
一、 研究背景 78
二、 金屬的毒性及對人體的危害 80
貳、 實驗部份 81
一、 儀器裝置 81
二、 試劑藥品及溶液的配製 82
參、 實驗過程 87
一、 化學蒸氣生成系統各參數之探討 87
二、 ICP系統操作條件的選擇 91
三、 光譜（同質量）干擾 92
四、 再現性 93
五、 校正曲線與偵測極限的估計 93
六、 穀物樣品前處理及分析 94
肆、 結果與討論 97
一、 蒸氣生成系統各參數之探討 97
二、 ICP系統操作條件的選擇 108
三、 光譜（同質量）干擾 112
四、 再現性 115
五、 校正曲線與偵測極限的估計 115
六、 穀物食用油樣品前處理及分析 118
伍、 結論 127
陸、 參考文獻 128
圖表目錄
第一章

圖1-1 FI-CVG system scheme 11
圖1-2 密閉式微波消化系統裝置圖 13
圖1-3 Citric acid、Tarataric acid、Oxalic acid及Triton X-100的結構 13
圖1-4 乳化油品製備流程圖 20
圖1-5 NaBH4濃度對分析物訊號之影響 30
圖1-6 樣品及載體溶液所含HCl濃度對分析物訊號之影響 32
圖1-7 K3Fe(CN)6濃度對分析物訊號之影響 33
圖1-8 樣品及載體溶液中Tartaric acid濃度對分析物訊號之影響 36
圖1-9 反應試劑流速對分析物訊號之影響 37
圖1-10 GLS液面高度對分析物訊號之影響 39
圖1-11 GLS中tubing位置對分析物訊號之影響 40
圖1-12 電漿功率對分析物訊號之影響 44
圖1-13 載送氣體流速對分析物訊號之影響 46
圖1-14 樣品及載體溶液所含HCl濃度對分析物訊號之影響 53
圖1-15 NaBH4濃度對分析物訊號之影響 55
圖1-16 K3Fe(CN)6濃度對分析物訊號之影響 56
圖1-17 樣品及載體溶液中Tartaric acid濃度對分析物訊號之影響 58
圖1-18 載送氣體流速對分析物訊號之影響 60
圖1-19 中油柴油樣品以FI-CVG-ICP-MS分析之訊號圖 70

表1-1 可形成氫化物元素的物理性質 6
表1-2 鉛及汞之同位素含量比 18
表1-3 微波消化步驟設定條件 27
表1-4 不同酸及氧化劑對鉛及汞蒸氣生成訊號之影響 28
表1-5 不同有機酸對分析物訊號之影響 34
表1-6 不同長度之混合線圈對分析物訊號之影響 42
表1-7 不同注射體積對分析物訊號之比較 43
表1-8 FI-CVG-ICP-MS系統參數 47
表1-9 分析物訊號再現性（傳統氣液分離裝置） 48
表1-10 分析物添加法與校正曲線法斜率之比較 50
表1-11 不同分析方法之偵測極限 52
表1-12 以氣動式霧化器為氣液分離裝置之CVG參數設定 61
表1-13 分析物訊號再現性（以氣動式霧化器為氣液分離裝置） 62
表1-14 以氣動式霧化器為氣液分離裝置之偵測極限 64
表1-15 不同物種之蒸氣生成效率 66
表1-16 有無經樣品前處理之定量結果比較 67
表1-17 油品中鉛及汞之定量結果 69

第二章

圖2-1 流動注入化學蒸氣生成之系統裝置圖 83
圖2-2 L-cysteine及Thiourea的結構式 85
圖2-3 穀物泥漿樣品製備流程圖 95
圖2-4 樣品及載體溶液中HCl濃度對分析物訊號之影響 98
圖2-5 NaBH4濃度對分析物訊號之影響 100
圖2-6 樣品及載體溶液中Co(II)濃度對分析物訊號之影響 103
圖2-7 混合線圈長度對分析物訊號之影響 106
圖2-8 反應試劑流速對分析物訊號之影響 107
圖2-9 電漿功率對分析物訊號之影響 109
圖2-10 載送氣體流速對分析物訊號之影響 110
圖2-11 泥漿中鉬含量對鎘氫化物訊號之影響 114
圖2-12 泥漿穀物樣品前處理步驟圖 122
圖2-13 市售低筋麵粉以泥漿進樣FI-CVG-ICP-MS分析之訊號圖 126

表2-1 鎘及汞之同位素含量比 88
表2-2 微波消化步驟設定條件 96
表2-3 不同有機酸對分析物訊號之比較 101
表2-4 樣品稀釋倍數對分析物訊號的影響 105
表2-5 FI-CVG-ICP-MS系統操作條件 111
表2-6 Standard mode與DRC mode分析物訊號之比較 113
表2-7 分析物訊號再現性 116
表2-8 分析物添加法與校正曲線法斜率之比較 117
表2-9 FI-CVG-ICP-MS偵測極限 119
表2-10 不同前處理之定量結果 120
表2-11 不同物種蒸氣生成效率之比較 123
表2-12 穀物樣品中砷、鎘及汞之定量結果 125

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