第四章 建材揮發性有機化合物試驗結果
第一節 實驗系統性能測試及數據之品保與品管
一、 揮發性有機化合物之檢量線製作
本 研 究 主 要 針 對 全 尺 寸 建 材 及 家 具 進 行 測 試，兩 者 在 揮 發 性 有 機 化 合 物 (VOCs)逸 散 量 的 表 現 上 有 相 當 大 的 差 異 性，因 此 配 合 實 驗 採 樣 及 分 析 機 制 ， 須 設 定 自 動 熱 脫 附 儀 (ATD)之 分 流 (Outlet Split)以 控 制 冷 凍 捕 集 裝 置 (cold trap)捕 集 量 ， 讓 樣 品 注 入 GC/FID 分 析 時 能 控 制 在 偵 測 範 圍 內 。
VOCs 檢 量 線 的 建 立 主 要 是 參 考 我 國 健 康 綠 建 材 VOCs 所 認 定 之 化 合 物 及 室 內 空 氣 中 常 見 的 之 13 種 化 合 物 (Benzene、 Toluene、 Ethyl Benzene、 m-Xylene、 Styrene、 Bromobenzene、
1,3,5-trimethyl-benzene、 1,2,4-trimethyl-benzene、
p-isopropyltoluene、n-butyl-benzene、1,2,4-trichloro-benzene
、 Naphthalene、 1,2,3-Trichloro-benzene)等 作 為 指 標 污 染 物 。 標 準 品 的 選 擇 以 Supelco 公 司 出 品 之 液 態 標 準 品 ， 各 成 份 濃 度 為 2000 μ g/ml。分 別 以 甲 醇 溶 液 稀 釋 配 製 適 當 濃 度 之 標 準 溶 液，以 微 量 注 射 針 注 入 1 L 鐵 氟 龍 材 質 之 採 樣 袋 ， 再 以 紅 外 線 燈 照 射 15 分 鐘 使 標 準 液 體 完 全 揮 發 ， 經 由 自 動 熱 脫 附 儀 (ATD)以 on line 模 式 由 吸 附 管 捕 集 氣 化 之 標 準 品 後 ， 再 經 由 熱 脫 附 注 入 GC 分 析 即 可 得 一 層 析 圖 譜 ， 由 層 析 圖 之 尖 波 峰 面 積 與 其 相 對 重 量 比 值 作 成 檢 量 線，檢 量 線 相 關 係 數 須 達 0.995 以 上 ， 另 外 回 收 率 需 控 制 在 ±15%範 圍 以 內
揮 發 性 有 機 物 質 (VOCs)之 低 濃 度 檢 量 線 範 圍 8.0～ 160.0μ g/mL
，各 化 合 物 檢 量 線 之 判 定 係 數 皆 合 於 規 範 標 準 0.995 以 上，其 平 均 回 收 率 (%)合 於 規 範 85～ 115％ ， 如 表 4-1.1～ 4-1.3 所 示 。 揮 發 性 有 機 物 質 (VOCs)之 高 濃 度 檢 量 線 濃 度 範 圍 160.0～ 2000.0μ g/mL， 各 化 合 物 檢 量 線 之 判 定 係 數 皆 合 於 規 範 標 準 0.995 以 上 ， 其 平 均 回 收 率 (%) 合 於 規 範 85～ 115％ ， 如 表 4-1.4～ 4-1.6 所 示 。
表4-1 VOCs 低濃度檢量線-濃度值與波峰面積值之關係 8 1809844 8.1788 102.2%
16 6462891 18.1677 113.5%
40 15829301 38.2751 95.7%
80 33312783 75.8078 94.8%
Benzene檢量線(8~160 ng)
160 73240966 173.2410 108.3% y = 465820x - 2E+06
8 30809432 10.8094 135.1%
16 42596332 22.5963 141.2%
40 68624126 48.6241 121.6%
80 112791441 92.7914 116.0%
Toluene檢量線(8~160 ng)
16 20926851 21.9269 137.0%
40 48514216 49.5142 123.8%
80 103212636 104.2126 130.3%
16 28929916 14.5587 91.0%
40 74977464 37.5825 94.0%
80 146154964 73.1712 91.5%
m-xylene檢量線(8~160 ng)
16 40833329 15.4167 96.4%
40 80838906 35.4195 88.5%
80 150208980 70.1045 87.6%
styrene檢量線(8~160 ng)
表4-2 VOCs 低濃度檢量線-濃度值與波峰面積值之關係
16 22344046 16.7208 104.5%
40 39577918 38.3156 95.8%
80 71870152 78.7794 98.5%
Bromobenzene檢量線(8~160 ng)
Bromobenzene 160 136811894 160.1546 100.1% y = 798053x + 9E+06
8 15207586 8.0075 100.1%
16 30527828 15.6676 97.9%
40 68414973 34.6112 86.5%
80 137725668 69.2666 86.6%
1,3,5-trimethyl-benzene檢量線(8~160 ng)
160 287980441 144.3939 90.2% y = 2E+06x - 807458 8 14098053 9.0490 113.1%
16 23942347 13.9712 87.3%
40 68553938 36.2770 90.7%
80 135767986 69.8840 87.4%
1,2,4-trimethyl-benzene檢量線(8~160 ng)
16 44289390 17.1447 107.2%
40 79619683 34.8098 87.0%
80 150802573 70.4013 88.0%
p-isopropyltoluene檢量線(8~160 ng)
8 87218342 8.6092 107.6%
16 99510582 14.7553 92.2%
40 160250689 45.1253 112.8%
80 251295163 90.6476 113.3%
n-butyl-benzene檢量線(8~160 ng)
表4-3 VOCs 低濃度檢量線-濃度值與波峰面積值之關係 8 15812825 9.2658 115.8%
16 22317339 18.1123 113.2%
40 37826842 39.2061 98.0%
80 67221137 79.1839 99.0%
1,2,4-trichloro-benzene檢量線(8~160 ng)
16 40939125 19.4375 121.5%
40 49548550 34.7354 86.8%
80 74599457 79.2478 99.1%
Naphthalene檢量線(8~160 ng) 8 16221790 9.2258 115.3%
16 22235451 18.1430 113.4%
40 34184200 35.8609 89.7%
80 61151616 75.8487 94.8%
1,2,3-Trichloro-benzene檢量線(8~160 ng)
表4-4 VOCs 高濃度檢量線-濃度值與波峰面積值之關係 160 73240966 173.2410 108.3%
240 149215490 249.2155 103.8%
400 257982752 357.9828 89.5%
1600 1573142914 1673.1429 104.6%
Benzene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
Benzene
2000 2037600071 2137.6001 106.9% y = 1E+06x - 1E+08 160 215996856 135.9969 85.0%
400 521111880 441.1119 110.3%
800 976703459 896.7035 112.1%
1200 1370670810 1290.6708 107.6%
Toluene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
Tolue n e
2000 2193433470 2113.4335 105.7% y = 1E+06x + 8E+07 160 213406179 147.8690 92.4%
240 309169883 262.6160 109.4%
400 407180378 380.0552 95.0%
1200 1104857459 1216.0331 101.3%
Ethyl-benzene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
Ethyl Benz ene
2000 1752527895 1992.0916 99.6% y = 834564x + 9E+07 160 296430153 148.3088 92.7%
400 501052303 413.1553 103.3%
800 904711164 828.9958 103.6%
1200 1224079710 1158.0022 96.5%
m-xylene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
m -Xyle n e
2000 2089528758 2049.5688 102.5% y = 970706x + 1E+08 160 282447550 136.2238 85.1%
400 488660116 388.6601 97.2%
800 922884903 822.8849 102.9%
1200 1348064333 1248.0643 104.0%
styrene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
Styrene
2000 2113716100 2013.7161 100.7% y = 1E+06x + 1E+08
表4-5 VOCs 高濃度檢量線-濃度值與波峰面積值之關係 160 136811894 160.1546 100.1%
400 348397114 421.7045 105.4%
800 629056520 805.4802 100.7%
1200 922642348 1206.9316 100.6%
Bromobenzene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
Bromobenzene 2000 1495201294 1989.8529 99.5% y = 731311x + 4E+07
160 287980441 144.3939 90.2%
400 502344264 412.3443 103.1%
800 1002958910 912.9589 114.1%
1600 1925461004 1835.4610 114.7%
1,3,5-trimethyl-benzene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
1,3,5-trimethyl-benz ene
2000 2323720186 2233.7202 111.7% y = 1E+06x + 9E+07 160 285747061 144.8735 90.5%
400 560006137 460.0061 115.0%
800 1000788063 900.7881 112.6%
1600 1908464083 1808.4641 113.0%
1,2,4-trimethyl-benzene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
1,2,4-trimethyl-benz ene
2000 2405707614 2305.7076 115.3% y = 1E+06x + 1E+08 160 289617742 139.8089 87.4%
400 502325012 402.3250 100.6%
800 985306382 885.3064 110.7%
1200 1341906609 1241.9066 103.5%
p-isopropyltoluene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
p-isopropyltolu ene
2000 2160551335 2060.5513 103.0% y = 1E+06x + 1E+08 160 405190225 167.5951 104.7%
400 656716052 456.7161 114.2%
800 1100335139 900.3351 112.5%
1600 1996720088 1796.7201 112.3%
n-butyl-benzene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
n-butyl-benzene
2000 2469640194 2269.6402 113.5% y = 1E+06x + 2E+08
表4-6 VOCs 高濃度檢量線-濃度值與波峰面積值之關係 160 127832922 161.6192 101.0%
400 326435687 393.4110 98.4%
800 664122679 788.2853 98.5%
1200 1034284358 1221.1338 101.8%
1,2,4-trichloro-benzene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
1,2,4-trichloro-b enzene
2000 1692578831 1990.9104 99.5% y = 855176x - 1E+07 160 120110335 160.1150 100.1%
400 297428930 399.3714 99.8%
800 596247433 787.5573 98.4%
1200 913592732 1199.8108 100.0%
Naphthalene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
Naphthalene
2000 1533189014 2004.7091 100.2% y = 769782x - 1E+07 160 118951694 161.5559 101.0%
400 302649073 390.1945 97.5%
800 631370828 787.7329 98.5%
1200 985884631 1216.4629 101.4%
1,2,3-Trichloro-benzene檢量線(160~2000 ng)
0 500 1000 1500 2000 2500
ng Area
1,2,3-Trichloro- benzene
2000 1629917996 1995.3222 99.8% y = 826893x - 2E+07
二、 甲醛之檢量線製作
甲 醛 檢 量 線 濃 度 範 圍 為 0.0478～ 47.952μ g/mL，依 據 行 政 院 勞 工 安 全 委 員 會 之 甲 醛 採 樣 分 析 建 議 方 法 (Method 2403) 建 立 甲 醛 之 檢 量 線 ， 在 製 作 上 分 別 配 製 三 種 不 同 濃 度 23.97μ g/mL、 239.7μ g/mL 及 7990μ g/mL 之 甲 醛 標 準 溶 液，以 10μ L 之 氣 密 針 依 據 所 需 濃 度 值 適 量 注 入 XAD-2(coated with 2-HMP(2-Hydroxymethyl- Piperidine)， 待 靜 置 隔 夜 後 (約 8 小 時 )再 以 1mL 之 甲 苯（ Toluene）脫 附 後，以 GC/FID 進 行 分 析，依 據 分 析 之 測 值 建 立 高、低 濃 度 檢 量 線，其 濃 度 範 圍 分 別 為 低 濃 度 檢 量 線 ： 0.094～ 4.795μ g/mL 及 高 濃 度 檢 量 線 ： 4.795～
47.304μ g/mL，各 檢 量 線 之 判 定 係 數 R2須 高 於 0.995 以 上，以 符 合 檢 量 線 之 規 範 ， 其 甲 醛 濃 度 值 與 波 峰 面 積 值 之 關 係 如 表 4-1.7 及 表 4-1.8 所 示 。
表4-7 甲醛低濃度檢量線-濃度值與波峰面積值之關係
表4-8 甲醛高濃度檢量線-濃度值與波峰面積值之關係
(一 )甲 醛 低 濃 度 檢 量 線
甲 醛 之 低 濃 度 檢 量 線 分 別 以 0.094、0.473、0.946、1.419、4.795 (μ g/mL)等 五 種 濃 度 注 入 吸 附 管 內 ， 並 以 甲 苯 (Toluene)脫 附 後 ， 以 GC/FID 分 析 ， 其 濃 度 範 圍 0.094～ 4.795μ g/mL ， 檢 量 線 判 定 係 數 R2=0.9996>0.995 合 於 規 範 標 準，準 確 度 以 回 收 率 (%)表 示，其 平 均 回 收 率 為 97.2％ ， 合 於 規 範 85～ 115％ ， 如 表 4-1.9。
甲 醛 低 濃 度 檢 量 線 -濃 度 值 與 波 峰 面 積 值
絕 對 量 (μ g) PA-BK 測 值 絕 對 量 (μ g) 回 收 率 (%) 平 均 回 收 率 (%) 0.094 80.979 0.085 90.5%
0.473 90.952 0.423 89.5%
0.946 107.168 0.974 102.9%
1.419 121.604 1.463 103.1%
4.795 219.401 4.781 99.7%
Average 97.2%
甲 醛 高 濃 度 檢 量 線 -濃 度 值 與 波 峰 面 積 值
絕 對 量 (μ g) PA-BK 測 值 絕 對 量 (μ g) 回 收 率 (%) 平 均 回 收 率 (%) 4.795 219.401 5.091 106.2%
7.884 337.077 7.903 100.2%
15.768 654.744 15.494 98.3%
31.536 1313.701 31.241 99.1%
47.304 1996.554 47.559 100.5%
Average 100.9%
(二 )甲 醛 高 濃 度 檢 量 線
低濃度檢量線 (0.094～4.795μg/mL) 高濃度檢量線 (4.795～47.304μg/mL)
甲醛低濃度檢量線
XAD-2(coated with 2-HMP ( 2(Hydroxymethyl) piperidine)採 樣 管
， 靜 置 隔 夜 再 以 1mL 甲 苯 脫 附 後 ， 以 GC/FID 進 行 分 析 ， 測 試 結 果 如 表 4-1.10 所 示 ， 三 個 標 準 品 之 準 確 度 (回 收 率 )介 於 90.7～ 113.11%
， 平 均 準 確 度 (回 收 率 )為 100.95%。
表4-10 甲醛分析準確度測試結果 絕 對 量
(ng) PA-BK 測 值 絕 對 量 (ng) 回 收 率 (%) 平 均 回 收 率 (%) 0.959 99.828 1.084 113.10%
0.959 97.899 1.027 107.10%
0.959 92.622 0.869 90.70%
Average 103.63%
四、 精密度
精 密 度 為 一 組 重 複 分 析 測 值 間 相 符 的 程 度，主 要 是 以 標 準 溶 液 測 定 測 量 值 之 間 差 異 情 形 ， 以 相 對 標 準 偏 差 （ RSD） 表 示 ， 其 差 異 值 需 小 於 10 ％ 。 測 試 時 以 高 濃 度 檢 量 線 及 低 濃 度 檢 量 線 之 中 間 濃 度 值 0.959 ng 為 基 準，由 標 準 溶 液 各 取 4μL 注入 XAD-2(coated with 2-HMP ( 2(Hydroxymethyl) piperidine)採 樣 管 ， 靜 置 隔 夜 再 以 1mL 甲 苯 脫 附 後 ， 以 GC/FID 進 行 3 次 重 複 性 分 析 ， 測 試 結 果 如 表 4-1.11 所 示 ， 依 據 下 式 計 算 其 精 密 度 (RSD)，在 檢 量 線 之 精 密 度 為 9.98%，精 密 度 測 試 小 於 標 準 差 異 值 10%以 內 。
(%) SD 100 % RSD
X
= ×
SD： 標 準 偏 差 X： 分 析 結 果 平 均 值 表4-11 甲醛分析精密度測試結果
五、 方法偵測極限(MDL) (一 )方 法 偵 測 極 限 之 製 作 ：
方 法 偵 測 極 限 (method detection limit, MDL)定 義 為 ： 一 包 含 待 測 物 的 樣 品 基 質 中 ， 99％ 的 信 賴 度 極 限 (confidence limit)內 ，
絕 對 量
(μ g) PA-BK 測 值 絕 對 量
(μ g)
準 確 度 (%)
SD
(μ g)
Average
(μ g) RSD(%) 0.959 99.828 1.084 113.10%
0.959 97.899 1.027 107.10%
0.959 92.622 0.869 90.70%
0.111 0.993 9.98%
可 偵 測 到 待 測 物 的 最 低 且 大 於 零 的 濃 度 。 方 法 偵 測 極 限 (MDL)主 要 是 差 (Spooled standard deviation, Spooled)：
S S S
四、 環控箱空白分析
環 境 箱 之 空 白 分 析 必 須 在 建 材 測 試 之 前 ， 利 用 潔 淨 空 氣 (VOCs 及 甲 醛 需 ≦ 2μ g/m3)進 行 三 倍 環 控 箱 體 積 之 置 換 ， 以 確 保 環 控 箱 內 並 無 殘 留 有 機 物 質 ， 避 免 對 建 材 分 析 產 生 干 擾 ， 根 據 ASTM D6670-01 之 規 定 ， 潔 淨 空 氣 所 含 之 有 機 物 質 濃 度 ， 單 一 成 分 揮 發 性 有 機 物 質 (VOC) 濃 度 不 可 超 過 2μ g/m3， 而 總 揮 發 性 有 機 物 質 (TVOC)濃 度 不 可 超 過 10 μ g/m3。
在 背 景 實 驗 結 果 可 以 發 現 ， 此 次 測 試 其 甲 醛 濃 度 在 2μ g/m3的 濃 度 範 圍 內，其 揮 發 性 有 機 物 質 濃 度 皆 低 於 偵 測 下 限，符 合 測 試 基 本 規 範，其 運 送 空 白 及 實 驗 室 空 白 分 析 均 低 於 偵 測 下 限，在 分 析 過 程 中 均 無 受 到 其 他 污 染 源 之 污 染 。
五、 環控艙溫、濕度控制穩定度
環 控 艙 為 模 擬 材 料 逸 散 環 境 之 設 備，因 此 於 其 物 理 環 境 需 要 求 控 制 穩 定 度，以 確 保 材 料 在 設 定 之 穩 態 物 環 條 件 下 逸 散。本 研 究 於 環 控 艙 進 行 電 子 偵 測 器 校 驗 確 定 相 關 電 子 零 件 運 作 無 誤 後，於 測 試 進 行 前
，分 別 設 定 環 控 艙 之 環 境 參 數：標 準 狀 態 為 25℃、50％ RH，並 加 以 記 錄 其 運 轉 期 間 之 溫 濕 度 穩 定 度；確 定 其 穩 定 度 可 控 制 無 虞 後，方 可 進 行 建 材 之 VOCs 逸 散 測 試 。 在 溫 度 變 化 上 皆 合 於 ±0.5℃ 之 限 制 範 圍 ， 標 準 偏 差 為 0.28℃ ， 平 均 溫 度 為 25.168℃ ， 如 圖 4-1.1 所 示 。 在 相 對 濕 度 變 化 上 皆 合 於 ±5%之 限 制 範 圍，標 準 偏 差 為 1.50%，平 均 相 對 濕 度 為 49.943%， 如 圖 4-1.2 所 示 。 在 環 控 艙 風 量 變 化 上 ， 其 相 對 標 準 偏 差 （ RSD） 為 7.61%， 平 均 風 量 為 186.88 CMH， 如 圖 4-1.3 所 示 。
圖4-1 環控艙溫度變化測試結果
圖4-2 環控艙相對濕度變化測試結果
圖4-3 環控艙風量變化測試結果 環控艙溫度變化趨勢
23.5 24 24.5 25 25.5 26
23:30 2:50 6:10 9:30 12:50 16:10 19:30 22:50 2:10 5:30 8:50 12:10 15:30 18:50 22:10 Time
℃
環控艙相對濕度變化趨勢
40 42 44 46 48 50 52 54 56 58
0:00 3:20 6:40 10:00 13:20 16:40 20:00 23:20 2:40 6:00 9:20 12:40 16:00 19:20 22:40 Time RH %
環控艙風量變化趨勢
0 50 100 150 200 250 V. CMH