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第二章、 地板類建材中揮發性有機化合物探討

第二節 地板類建材中揮發性有機化合物種類

一、 揮發性有機化合物(VOCs, Volatile Organic Compounds)概述 所謂的有機化合物(Organic Compounds)是指化合物結構中至少 含有一個碳及氫原子,而揮發性有機化合物則是指在常溫下會揮發至 空氣中之有機化合物;再更進一步分類,則可依沸點的不同而做分類

,根據世界衛生組織(WHO)1989 年對室內有機污染物的分類指出,

依據沸點範圍的不同可將有機污染物質分為四類(如表 2-2.1 所示)

4

表 2-2.1 室內有機污染物質分類

描述 縮寫 沸點範圍

極易揮發有機化合物 VVOC 0℃至50∼100℃

揮發性有機化合物 VOC 50∼100℃至240∼260℃

半揮發性有機化合物 SVOC 240∼260℃至380∼400℃

粒狀有機化合物或附著於粒狀物上

的有機化合物 POM >380℃

(Maroni, 1995;WHO,1989)

二、 室內揮發性有機物探討

承前章所述,室內空氣污染物來源可分為進入外氣、室內人員、

燃燒器具與用品、室內有機物質、空調系統及建築材料等六大類。其 中揮發性有機物(以下簡稱 VOCs)為空氣污染的主要來源之一。據研 究指出,一般室內的 VOCs 濃度高於室外的濃度值5,6,7,這種情形在新 建或新裝修的建築物中最為嚴重。

在新建以及重新裝潢的建物中,所使用的建材、家具等,都會大 量釋出 VOCs,然而不管是乾式或濕式建材,其中的 VOCs 則多半來自

4 Maroni, M., B. Seifert and T. Lindvall, 1995, “Indoor Air Quality - a Comprehensive Reference Book”, Elsevier, Amsetrdam.

5 Molhave, L., Moller, sJ., 1978, The atmospheric environment in modern Danish

dwellings-measurement in 39 flats, indoor climate”, (eds) P.O Fanger, O. Valbjorn, Danish Building Research Institute, Horsholm, Denmark, p.171-186.

6 Johnsson, I., “Determination of organic compound in indoor air with potential reference to air quality”, Atmospheric Environment, 12, p1371-1377.

7 Seifert, B. and Abraham, H.J. 1982, “Indoor air concentrations of benzene and some other aromatic hydrocarbons”, Ecotoxicology and Environmental safety, 6 p.190-192

建材的製造過程或裝修過程中所使用的有機溶劑、黏著劑以及填縫劑 (polar compound)非極性化合物(non-polar compound)(Berglubd,

1989;Tichenor,1989;Tuker,1991)。雖然目前已有 900 種以上的 VOCs 被發現於室內空氣中 8,然而令人驚訝的是其中更有 50∼300 種 建材中逸散出來,總濃度為 0.01∼1410μg/m3之間。表 2-2.2、2-2.3 所示為 Molhave 研究中的 42 種建材周圍出現頻率最高及平均濃度值最

1,2,4-trimethy benzene 0.56 18

n-Undecane 1.00 17

1,3,5- trimethy benzene 0.36 11

污染物種類 平均濃度(μg/m3出現頻率

Toluene 39.7 22

o-Xylene 23.0 16

C10H16 (Terpene) 20.8 6

n-Butylacetate 15.2 1

n-Butanol 9.4 5

n-Hexane 8.8 5

p-Xylene 7.3 8

Ethoxyethylacetate 5.9 1

n-Heptane 5.0 2

m-Xylene 3.8 14

8 Brooks, B.O., G.M. Utter, J.A. Debory and R.D. Schimke, 1991, Indoor air pollution: an edifice complex”, Clinical Toxicology.

9 Seifert, B. “Organic Indoor Pollutant: Sourse, Species and Concentrations”, Chemical and

Environment Science Volume 4: Chemical, Microbiological, Health and Comfort Aspects of Indoor Air Quality—State of the Art in SBS, Ed. Knoppel H. and Wolkoff, p.25-36.

10 Molhave L., 1982, “Indoor Air Pollution Due To Organic Gases and Vapors of Solvents in Building

然而從 Molhave 的研究結果比對家庭中常見之 VOCs 種類(表

1,3,5- trimethy benzene 5

m,p-Xylene 2

1,2,4-trimethy benzene 1

1,1,1-trichlorothone 1

Undecane 1

(Jones,1999) (盧昆忠,2002)

根據 J. S. Park and K. Ikeda 的研究顯示,針對目前一般居室空間主 要偵測出的化合物共有 27 種類(包括 18 種 VOCs 及 9 種醛類)如表 2-2.6。

在 K. Ikeda 的研究中(Ikeda,2003)顯示,在 1422 個受測住宅中,偵 測出共 13 種較顯著之化合物,包括甲醛(Formaldehyde)、甲苯(Toluene)、十 二烷(Dodecane)、對二甲苯(P-Xylene)、苯乙烯(Styrene)、環烯烴(Limonene)

、α-蒎烯(α-pinene)、對二氯苯(P-Dichlorobenzne)約佔 50%,在這 13 種化合 物中僅甲醛及甲苯在 80%的受測住宅中被偵測出。

在 13 種化合物中平均濃度變化在 59∼347μg/m3 的範圍,甲醛濃度約 在 55∼151μg/m3 的範圍,甲苯的濃度約在 4∼18μg/m3 的範圍,TVOC 的 濃度約在 15∼163μg/m3 的範圍,全部 27 中化合物於 24 小時監測之平均濃 度值為 506μg/m3(WHO 標準為 300μg/m3)略微偏高。

Materials”, Environment International, Vol.8, p.117-127.

11 Jones A.P., 1999, “Indoor Air Quality and Health,” Atmospheric Environment, 33, 4535-4564

表 2-2.6 在 1422 個住宅(日本)偵測出 27 種之化合物種類 (註12 ) 單位:μg/m3

(Ikeda,2003) △-室內檢測之顯著性逸散物 ◎-地板類建材之逸散物

化合物 中間數值 平均數值 最大數值 標準差

△◎ Formaldehyde 95.7 120.1 979.6 100.5

△ Acetone 120.7 230.4 3414.0 339.9

◎ Benzaldehyde 1.2 2.55 21.9 4.0

η-Butyraldehyde 1.5 7.2 421.8 46.5

Crotonaldehyde 0.6 5.6 203.1 30.8

Hexanaldehyde 0.1 4.5 341.6 21.4

Methacrolein 0.1 8.3 715.0 48.0

Propionaldehyde 3.1 8.0 61.4 11.9

Valeraldehyde 1.1 1.4 4.7 1.0

Heptane 12.8 15.7 53.9 13.7

◎ Trimethyl-benzene 4.7 10.4 553.8 34.2

◎ Ethylbenzene 5.0 11.2 603.7 37.0

◎ Styrene 8.1 20.9 698.7 81.9

◎ Limonene 23.7 30.5 163.8 22.9

△◎ a-Pinene 31.4 125.4 3672.7 347.8

△◎ p-Dichlorobenzne 25.6 78.1 779.7 123.8

◎ Trichloroethylene 0.1 7.1 21.0 12.1

◎ Ethylacetate 17.6 40.6 666.3 92.6

◎ Acetic acid butyl ester 17.0 35.0 431.4 46.7

◎ m-isobutylketone 10.0 21.0 115.3 27.5

2-Butanone 0.6 10.9 446.5 52.4

Butanol 10.3 12.2 32.1 9.3 速率如表 2-2.7,依據(Sheldon et 1988)的研究指出,地毯材的逸散物一般

12 J. S. Park and K. Ikeda,Database system , AFoDAS/AVODAS, on Indoor air organic compounds in Japan , Indoor Air Vol 13 , 2003

13 Dagmar Schmidt Etkin ,IEQ Strategies-Volatile Organic Compounds in Indoor Environment,Cutter Information CORP,1996

多為表 2-2.7 等物質(註14),其中在 Bayer 的研究中發現地毯類最大之逸散 物為 4-PC(4-苯基環己烯),逸散效率為 0.064 mg/m2/Hr 逸散濃度為 26μg/m3

表 2-2.7 地板類建材 VOC 逸散物及逸散速率(Schmidt Etkin 1996)

檢測地板類建材 VOC 逸散物質 逸散速率

Pentanal 0.011 mg/m2/Hr Hexanal 0.04mg/m2/Hr

styrene 0.007mg/m2/Hr β-Pinene 0.019mg/m2/Hr 3-Carene 0.004mg/m2/Hr Limonene 0.003mg/m2/Hr 2-Ethoxyethanol 0.006mg/m2/Hr TVOC 0.157mg/m2/Hr

Industrial brich parquet 工業製樺木拼花地板

Formaldehyde 0.239mg/m2/Hr 3-Methylpentance 0..008mg/m2/Hr Cyclopropane 0.002mg/m2/Hr Cyclohexane 0.001mg/m2/Hr Toluene 0.006mg/m2/Hr 2- Methylpropanoic acid 0.001mg/m2/Hr Trimethylbenzene 0.001mg/m2/Hr Xylenes 0.001mg/m2/Hr 1,2-Dimethylcyclohexene 0.001mg/m2/Hr Hexadecanoic acid 0.004mg/m2/Hr β-Pinene 0.001mg/m2/Hr 3-Carene 0.001mg/m2/Hr Other fatty acids 0.034mg/m2/Hr

Linoleum covering 亞麻地毯

TVOC 0.064mg/m2/Hr Toluene 0.015mg/m2/Hr Isobutylacetate 0.012mg/m2/Hr Xylenes 0.007mg/m2/Hr Cyclohexanol 0.012mg/m2/Hr 2,2,4,6,6-Pentamethylheptane 0.014mg/m2/Hr 1,2,4- Trimethylbenzene 0.006mg/m2/Hr Decane 0.035mg/m2/Hr Hydrocarbons 0.04mg/m2/Hr Diethylglycolmonobutylether 0.013mg/m2/Hr

Hydrocarbons 0.171mg/m2/Hr 2,4,6-Trimethyloctane 0.006mg/m2/Hr Aromatic hydrocarbons 0.024mg/m2/Hr TXIB 0.307mg/m2/Hr

Polyvinylchloride 聚氯乙烯地板

TVOC 1.122mg/m2/Hr

14 Sheldon,L.S et.Volatile organic emissions from building materials, Air pollution control association ,1988