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- 技术原理 -
2014.May.20

X萤光-XRF XRF应用于「废弃物毒性特性溶出程序」控管技术


随着绿色环境分析趋势逐年提高,一般检测业者并及环保政府单位,也将调查技术发展透过现场Portable XRF(X-射线萤光分析仪)的快速筛测,加速各现地重金属分析调查作业,以及同时达到节省成本资源,XRF俨然已成当前有效广泛应用于现地及实验室的绿色重金属分析工具。

除以往我们所普及实行的土壤重金属分析,其实美国为了执行资源保护和再生法(RCRA)对危险高风险性之(固体)废弃物管理分类,所采用的EPA毒性特性溶出程式(TCLP)溶出标准,确定液体、固体和城市垃圾中多项毒性指标的溶出迁移性,是可以透过使用Portable XRF测定RCRA 法案涉及的TCLP 萃取物中的重金属。

针对有害事业废弃物认定标准-事业废弃物毒性特性溶出程序,指出
若事业废弃物经总量分析显示,其中不含待测物,或待测物之浓度低于溶出标准(固相废弃物部分则与溶出标准之20倍比较),则不必操作本溶出程序,低于此标准之废弃物样品经过溶出程序所得萃出液亦将低于溶出标准。

如下表所示:
  US EPA RCRA 台湾毒性特性溶出程序(TCLP)溶出标准 DELTA DP-4050 (仪器型号)
元素 原TCLP溶出試驗標準限值 20倍溶出试验标准限值 仪器侦测极限
Ag 5 100 3-5
As 5 100 2-4
Ba 100 2000 20-25
Cd 1 20 2-3
Cr 5 100 5-10
Hg 0.2 4 2-4
Pb 5 100 1-3
Se 1 20 1
*Notes: All concentrations are in PPM 
*The "Rule of 20" is used because TCLP samples are diluted to 1/20th of their original concentrations for ICP analysis.

【例】针对固相废弃物 TCLP maximum limit砷(As) 是 5.0 ppm:携带式X-射线萤光光谱仪
  1. 若XRF As之测值低于<100ppm 砷 (20 x 5.0 ppm),则不必操作TCLP溶出程序。
  2. 倘若XRF测出值大于>100ppm,则需进一步确认,依照“Hazardous Waste”事业废弃物分类进行。


携带式X-射线萤光光谱仪vs.实验室分析法(TCLP)之比较
方法别 X-射线萤光光谱仪 TCLP重金属及总量
人力成本
工作环境 非破坏分析,不会造成任何污染 曝露于酸液环境,且萃取时人的活动量较大,较易吸入酸气
工作风险 较低 较高
数据代表性 符合要求 符合要求
约略成本 -- 2000美金
总耗时 2分钟 18小时
操作困难
XRF荧光分析仪


TCLP方法之样品需前处理及分析步骤较为繁复,须采样至实验室分析以及测量时间较长,后续的废液亦需要标准的处理步骤; Portable XRF非破坏性的快速分析,可做为污染物筛检前置使用,现地区块分析即样本XRF检测值偏高时,再采样送实验室分析,虽然方便,但XRF属于非破坏性物理检测,检测方式受物理效应限制(例:粒径大小、含水量>15%、样品基质差异),则是影响数据因素。
 

分析样本

然则,部分业者,在Portable XRF的应用,则可透过简易风干(水分<15%)、粒径减小,或经由同(批)基质样品ICP数据建立检量线(设备商提供),从而进行大量样品快速精确分析,充分发挥XRF优点,省去宝贵时间及人力物力成本。

对于土壤绿色化学为环境分析未来的趋势,如何能在不牺牲精密度与准确度的前提下,一步步的朝向绿色分析化学的目标前进,是科迈斯科技与环境业界共同努力与挑战的目标,也是我们未来持续进步的基础。

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