第三章 建材揮發性有機逸散物標準檢測試驗法—小型環控箱
第二節 建材中甲醛逸散檢測方法—小型環控箱測試方
本方法主要用於室內建材中甲醛(Formaldehyde)之逸散評估；利用小型環境 控制箱模擬室內環境條件，將欲測試的建材放入，其所含之甲醛會於環控箱 內慢慢逸散至穩定狀態，再以XAD-2(coated with 2-HMP ( 2(Hydroxymethyl) piperidine)，連接採樣幫浦以流量 100 mL 進行採樣，採樣完成後經 1mL 甲苯 脫附後，以GC/FID 進行分析。
二、適用範圍
本方法適用於分析建材中甲醛逸散評估。樣品氣體體積為10L 時，有效分 析濃度範圍在0.24~16 ppm(0.3~20 mg/m3)。
三、干擾
建材所含甲醛於建材製造完成後慢慢逸散，為精準評估甲醛的逸散 量，須於建材製造完成後一週內進行採樣分析，以避免儲放過程中因甲醛 逸散或受其他污染源污染而產生誤差。
實驗分析過程中，每次分析一片建材後，需進行空白試驗，以確認環 控箱內部及分析系統管線中並無殘留上次分析之有機物質；分析系統管線 應避免使用橡膠等材質成份的元件，以避免對於欲分析之有機物質產生吸 附而產生干擾。
研究分析進行前須使用三倍環控箱內部體積之潔淨空氣進行沖洗及置 換，同時測試環控箱內空氣中甲醛濃度須在2μg/m3以下，以避免環控箱 內部因甲醛殘留而對樣品分析產生干擾。
酸性霧滴(mist)可能會使 sorbent 的活性降低以致減低甲醛採集效率。
四、設備
實驗設備系統簡圖如圖 3-2-1 所示。
環境控制箱：環控箱構造須符合ASTM D5116-97 規定，須具有能夠控 制溫度、濕度、風速及換氣率等環境變項以模擬欲測試之環境條件，內部 構造需應具有非吸附性、具化學惰性和拋光的內部表面，結構上也減少使 用填隙劑或吸盤，且具有不漏氣及非吸附性的門；空氣的流動要有適當的 出入口，於出風口上也需要有溫度、濕度的監測器，溫溼度控制準確度分 別須達到±0.5℃，±5％RH。
潔淨空氣產生系統：以無油壓式空氣縮機抽取環境空氣，經過除濕器與 活性碳過濾（例如：使用membrane dryer），以製造潔淨空氣送進環控箱。
另外，也可以使用儲氣鋼瓶，或經活性碳過濾的空氣。潔淨空氣所含甲醛 濃度不可超過2μg/m3。
流量控制裝置：能將經潔淨空氣以定流量方式導入環控箱內部，以控制實
驗所需之換氣率。
採樣管：經10﹪hydroxymethyl piperidine 處理過之 XAD-2 （120mg/60mg）。 個人採樣泵：流速約 0.01 ～ 0.1 mL/min。
氣相層析儀：備有火焰離子化偵測器 (FID) 、積分器。
管柱：填充Silica WCOT，DB-WAX，管柱長 30 m，內徑為 0.53 mm ，或 同級品。
2 mL 玻璃小瓶 (vials)，備有聚四氟乙烯(PTFE)內襯的蓋子。
10、100、1000 μL 之微量注射針。
10、50 mL 燒杯。
超音波振盪器。
五、實驗藥品
脫附劑：Toluene（層析級）。
甲醇，層析級。
XAD-2(coated with 2-HMP ( 2(Hydroxymethyl) piperidine)。
37%甲醛溶液。
去離子水。
氫氣。
經過濾之空氣。
空氣壓縮
除水
活性
流量控制
加熱器
加濕器
溫、
濕度計
建材樣品
圖3-2-1 室內建材甲醛檢測設備系統簡圖
GC/FID 1mL 甲苯脫 XAD-2 採樣
六、步驟
採樣前準備：個人採樣泵連結採樣設備，進行流量校正，流速為 100 mL / min。
注意︰採樣期間Formaldehyde與 2-(hydroxymethyl)piperidine反應成 oxazolidinederivative。若採樣流速高於 100 mL/min會導致反應不完 全而有破出之現象。
環境控制箱之環境條件：溫度 25℃，溼度：50％，換氣率：0.5 ACH。
空白試驗：在進行建材樣本分析前，須以三倍環控箱體積之潔淨空 氣進行清洗及置換；完成後，以XAD-2 管連接採樣幫浦以流量 100 mL / min 進行採樣，採樣時間為四小時；採樣完後以塑膠蓋及石蠟膜封 緊，以4℃之密閉空間下予以保存，與其它樣本一起分析；空白試驗 所得甲醛濃度值須小於2 μg/m3。
採樣時間：建材放入環控箱，使甲醛充分混合於環控箱內部後，再 進行採樣。建材之甲醛逸散率會隨時間而呈現衰減現象，因此採樣時 間及頻率也須配合其逸散情形做規劃；實驗開始進行24 小時內，採 樣頻率為每兩小時進行採樣一次（若採樣時間為晚間12 點至隔日 8 時間，因人員因素，暫停採樣。），每次採樣時間為兩小時；實驗進 行24 小時後，逸散率會較穩定，採樣時間以每四小時採樣一次，每 次採樣時間為四小時。
連續監測：至甲醛濃度已達到方法偵測下限以下，或以呈現穩定逸 散率即可。
封緊採樣管：所有均以塑膠蓋及石蠟膜封緊，並於 4℃下之密閉空間 予以保存，以GC/FID 進行分析。
流速校正：採樣完後，採樣幫浦須進行流速校正。
檢量線製定
以微量注射針直接注入含有脫附劑的玻璃小瓶中。所建立之檢量線 濃度範圍約為 0.39～53.9 μg/mL，至少配製五種不同濃度之標 準溶液，以製作檢量線。
每一個玻璃小瓶中加入 1mL 脫附劑，立即蓋上瓶蓋。
超音波振盪 60 分鐘後，進行分析。
樣品與空白樣品一起分析。
以標準品之相對質量與其波峰面積繪製檢量圖。
七、樣品脫附
打開 XAD-2 管塑膠蓋，將斷口切開，使開口與管徑同大，取出前端 之玻璃綿丟棄，前端之XAD-2 倒入 2 mL 的玻璃小瓶中。取出分隔 之聚甲醯胺甲脂(PU)泡綿，後段之 XAD-2 倒入另一個 2mL 的玻璃小 瓶。
每一個玻璃小瓶中加入 1 mL 甲苯脫附劑，立即蓋上瓶蓋。
超音波振盪 60 分鐘後，以 GC/FID 進行分析。
八、品質管制
8.1 檢量線：線性係數(R2)須達到 0.995 以上，其檢量線配置之規定執行 分析。
8.2 環境控制箱空白：在放入建材樣本前，打開 XAD-2 管，以 100 cc/ min，
進行採樣4 小時，以確保環境控制箱內部無甲醛殘留。每片建材在分 析甲醛前，均需進行現場空白量測。
8.3 實驗室空白：從環控箱之採樣完成後至上機分析前須攜帶一根空白吸 附管，該吸附管與其它吸附管相同處理，只是未將封口打開，主要是 測試貯存和運送期間是否遭受污染。
8.4 試劑空白：每批次或每十個樣品執行一個試劑空白分析，以檢查分析 系統是否受污染或干擾。若空白分析值超過方法偵測極限值的兩倍，
則伴隨此空白分析同時檢驗分析的樣品，均需找出污染源或干擾後，
重新分析。
8.5 品管查核：分析儀器建立檢量線後，每日(檢量線檢查)及每進行十件 或一批次樣品分析(後續檢查)，應進行一次中間濃度標準溶液之準確 度分析，以檢量線不同來源(廠牌)或批次之標準品配製檢量線中間濃 度標準溶液分析之，以確認檢量線之適用性。
九、儀器分析
儀器分析條件
表3-2-1 分析狀態設定表∗
項目 條 件
儀器 HP 5890 GC/FID 管柱 fused silica, DB-WAX
30m x 0.53 mm ID
空氣 390
氫氣 30
流速 (mL/min)
氮氣 3.29
注射器 230
偵測器 250
溫度(℃)
管 柱 70℃ 10℃/分 200℃(5 分)
∗註：以HP 5890 為例，亦可使用其它廠牌同級之儀器，但分析條件需另訂之。
大約滯留時間 (retention time) oxazolidine derivative of formaldehyde 9.09
2-HMP 13
面積計算：以電子積分器或其他適當之面積計算方法，分析結果自 檢量線上求出。
十、精密度與準確度
檢量線的線性係數（Ｒ2值）不得小於0.995。
準確度：標準溶液濃度的配製值和量測值的平均相對誤差（relative error），需 小於15％。
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，可偵測到待測物的最 低且大於零的濃度。方法偵測極限(MDL)主要是參考環檢所公告之規
其中，Xi：i＝1 到 n，第 i 個樣品經過完整的分析步驟後，最 後的量測結果。Σ 表示 i ＝ 1 到 n，所有 X 值的和。
MDL 的計算如下：
MDL ＝ 3S
(二)方法偵測極限之確認以計算得到的 MDL 濃度添加至樣品基質內，重覆進行 7 次測試
，利用最近一次 MDL 重覆測試之變異數 (S2) 值及前次 MDL 重覆測試 之 S2 值，計算 F 比例。F 比例之計算是將較大之 S2 值作為分子，稱為 SA2； 另一個 S2 作為分母，稱為 SB2，先計算 F 比例再與 3.05 做比較, 若 SA2/SB2＜3.05，利用下述公式計算共同的標準偏差(Spooled standard deviation, Spooled)：
S S S
pooled
A B
=⎡ +
⎣⎢ ⎤
⎦⎥ 6 6
12
2 2 1 2/
若 SA2/SB2>3.05，重新添加最近計算得到之待測物 MDL 濃度，
自步驟(4)開始測試。若樣品在添加最近之 MDL 濃度後仍不能夠定性，則出 具報告之 MDL 濃度應介於此次與前次計算得到的 MDL 濃度之間，且此濃 度可用於定性。
(c)利用 7(b)計算得到之 Spooled 值，依下述公式計算最後的 MDL 值
MDL ＝ 2.681×(S
pooled)
十一、計算
濃度計算：採集氣體量 V (單位:L) (Wf + Wb - Bf - Bb)×103
C = mg/m3 V
Wf : 前段 XAD-2 管所含分析物濃度(mg/mL) Wb : 後段 XAD-2 管所含分析物濃度(mg/mL) Bf : 現場空白樣品前段之算術平均濃度(mg/mL)
Bb : 現場空白樣品後段之算術平均濃度(mg/mL)
2. 甲醛採樣及分析流程
第三節 建材揮發性有機物質逸散檢測方法—小型環控箱測試方法
一、測試原理：
本方法主要用於室內建材中揮發性有機物質（ Volatile Organic Compounds，VOCs）之逸散評估；利用小型環境控制箱模擬室內環境條 件，將欲測試的建材放入，建材中之揮發性有機物質會於環控箱內慢慢逸 散至穩定狀態，再以含Carbotrap 及 Carboxen1000/1003 三種不同吸附劑之 吸附管予以定流量捕集濃縮，經熱脫附（Thermal Desorption）裝置熱脫附 後 注 入 氣 相 層 析 質 譜 儀 （GC/MS ） 及 氣 相 層 析 儀 / 火 焰 離 子 偵 測 器
（GC/FID），分別進行揮發性有機物質的定性與定量分析。
二、適用範圍
本方法適用於常見室內建材中揮發性有機物質有苯(benzene)、甲苯 (Toluene)、乙苯(Ethyl benzene)、鄰-二甲苯(o-xylene)、間,對-二甲苯 (m,p-xylene)等共六種揮發性有機物質之逸散濃度測試，以計算其逸散率 與衰減情形。本方法之有效分析濃度範圍如表3-3-1 所述。
表3-3-1 有效分析濃度範圍
三、干擾
（一） 建材所含揮發性有機物質於建材製造完成後慢慢逸散於空氣 中，為精準的評估VOCs 的逸散量，須於建材製造完成後一週內進行 採樣分析，以避免儲放過程中因有機物質逸散或受其他污染源污染而 產生誤差。
（二）
建材樣品於採樣及運送過程中，須避免接觸其他有機物質污染 源，而使建材對特定有機物質產生吸附或脫附之現象，對於分析結果樣品名稱 有效分析濃度範圍(μg/m3) 苯(benzene) 0.5 ~ 650
甲苯(Toluene) 1.5 ~ 650 乙苯(Ethyl benzene) 1.5 ~ 650 間,對-二甲苯(m,p-Xylene) 1.5 ~ 650 鄰-二甲苯(o-Xylene) 1.5 ~ 650
產生干擾；樣本在採樣及運送過程中須置放於4℃之密閉空間下進行 保存。
（三）
研究分析進行前須使用三倍環控箱內部體積之潔淨空氣進行沖 洗及置換，同時測試環控箱內空氣中VOCs 濃度須在 2μg / m3以下，以避免環控箱內部殘留之有機物質對於樣品分析結果產生干擾。