[发明专利]用于富集及测定流体中所含元素的系统及方法

说明书

本发明公开一种用于富集及测定流体中所含元素的系统及方法系统。所述方法包含：(a)使流体样品流经富集材料，以使得流体样品的待测物质被收集在富集材料内；以及(b)使用便携式X射线荧光分析仪(XRF)直接对收集有待测物质的富集材料进行测定，以获得测定结果。本发明针对不同待测物质选用特定的富集材料，并配合预先经过特定软件设计的XRF，可以获得所欲的测定内容。另外，本发明还可并用预警装置用以有效选择针对待测物质的最佳取样时间点及时间长短。借此，本发明可以快速实时达到流体样品组成的有效而且低成本的监控检测。

技术领域

本发明涉及一种用于富集及测定样品中所含元素的系统及方法，特别是涉及一种用于富集及测定流体中所含元素的系统及方法。

背景技术

在现有技术中，若欲测量流体(及气体或是液体)样品内的元素组成，一般是使用感应耦合等离子体质谱分析仪(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer，ICP-MS)对流体样品进行检测。ICP-MS的操作原理是以感应耦合等离子体将样品离子化，再使用质谱仪依据样品质量予以分离，用以进行定性及定量检测。

以通过ICP-MS来检测河川水流中重金属含量为例，在操作过程中，需要先行至取样地点采取河川水流样本，再将河川水流样本运送至实验室并进行必要的前处理，再以ICP-MS进行检测。具体而言，在将样本运送至实验室后，一般会利用雾化器(Nebulizer)对样本进行雾化处理，再通过载送气流将含有待分析物质的气胶(Aerosol)输送至等离子体中，后续经由一系列去溶剂、分解、原子化/离子化等反应，将待分析元素转换为单价正离子。之后，再通过真空界面传输进入质谱仪(Mass Spectrometer)的质量分析器(Mass-analyzer)将各特定质荷比(Mass-to-charge ratios)的离子予以解析后，以检测系统加以检测，來进行元素的定性及定量工作。

然而，所述流程至少存在有下列缺点：(1)无法达到实时监控流体样品所含元素的效果，(2)检测效果受限于仪器的检测极限，以及(3)检测成本高昂。首先，就第(1)点而论，由于在所述流程中，进行取样后必须要将样品运送至实验室内再进行检测程序，而受限于检测的排程以及所需的作业时间，无法使用户在采样后的短时间内即获得检测结果。就第(2)点而论，若样品内所欲监测的物质含量或浓度过低而未达仪器的检测极限，则无法顺利检出，或是需要对样品进行而外的浓缩、萃取的程序，增加检测的复杂度。最后，就第(3)点而论，将样品送至实验室进行检验必定花费一定的金钱及时间成本。

再者，同样以检测河川水流中重金属含量为例，可能发生的状况为工厂业者在夜间或是特定时间区间内将废水违法排放至河川内。如此一来，若进行取样的时间并非在所述偷排废水的区间内，则无法有效达到监测的效果。换句话说，在对流体样品进行取样时，如何决定取样的时间点同样是本领域中会面临的难题。其他已知相关的取样及检测方法也是如此。

因此，有需要提供一种快速、实时且具有较低成本的用于测定流体中所含元素的系统及方法，用以解决本领域中所存在的缺失。较佳地，此系统及方法还可以判定进行取样的时间点，以达到最佳的监控流体样品中所含元素的效果。

发明内容

为了解决所述问题，根据本发明的其中一实施例，提供一种用于测定流体中所含元素的方法，包含下列步骤：(a)使一流体样品流经一富集材料，以使得流体样品的一待测物质被收集在富集材料内；以及(b)使用一便携式X射线荧光分析仪直接对收集有待测物质的富集材料进行测定，以获得一测定结果，其中，测定结果包含待测物质的元素组成以及富集材料所收集到的待测物质的含量两种之中的至少一种。

在本发明的一个方面，富集材料是选自于由离子交换树脂、粒状或粉末形式的活性碳、碱性过滤材料及其混合物所组成的群组。

在本发明的一个方面，待测物质是选自于由单质、阴离子、阳离子、化合物及其混合物所组成的群组。