建材 ISO 國際標準內容

ISO 16000 系列標準中，與「健康綠建材實驗」方法最有相關性的標準為 ISO 16000-3(甲醛主動採樣)、ISO 16000-6(VOCs Tenax TA 採樣分析方法)、

ISO 16000-9(建材逸散測試環控箱方法)，其標準內容分述如下：

一、ISO 16000-3(室內空氣-甲醛及其他羰基之偵測-主動採樣方法) (一)適用範圍

此 ISO 16000 標準說明了測定空氣中甲醛(HCHO)⁴及羰基化合物(醛與酮) 之步驟。此步驟專用於甲醛，但經修改，至少可針對其他十三種羰基化合物進 行檢測及量化。它適於測定濃度範圍約為 1μg/m³與 1mg/m³之間的甲醛及其他 羰基化合物。採樣方法可提供做為一時間加權平均(TWA)樣本，並可用於長期 (1hr 至 24hr)或短期(5min 至 60min)甲醛之空氣採樣。

此 ISO 16000 標準說明甲醛與其他羰基化合物之採樣與分析步驟，包括採 集空氣至塗有 2,4-二硝基苯胼(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH 之濾 筒，及後續以紫外吸收檢測之高性能液相層析儀(HPLC)之分析。本步驟係專為 使用吸附濾筒及高性能液相層析儀(HPLC)對空氣中甲醛進行採樣與分析撰 寫。其方法亦可用於測定採自空氣中之其他醛及酮類。

此 ISO 16000 標準適用下列羰基化合物：

Formaldehyde( 甲 醛 ) 、 Acetaldehyde( 乙 醛 ) 、 Acetone( 丙 酮 ) 、 Benzaldehyde( 苯 甲 醛 ) 、 Butyraldehyde( 丁 醛 ) 、 Valeraldehyde( 戊 醛 ) 、 2,5-Dimethylbenzaldehyde(2,5 甲基苯甲醛)、Crotonaldehyde(丁烯醛)、

Isovaleraldehyde( 異 戊 醛 ) 、 Propionaldehyde( 丙 醛 ) 、 Hexanal( 己 醛 ) 、 o-Tolualdehyde( 鄰 - 甲 苯 甲 醛 ) 、ρ-Tolualdehyde( 對 - 甲 苯 甲 醛 ) 、 m-Tolualdehyde(間-甲苯甲醛)。

4本國際標準使用較通用之名稱，而非依照IUPAC 規則之命名法

第三章 建材 ISO 國際標準試驗項目及內容

(二)參考標準

1.ISO 9000-1 (1994)：品質管理及品質保證標準—第一部份：選用指南。

2.ISO 9000-2 (1997)：品質管理與品質保證標準—第二部份：ISO 9001、

ISO 9002 及 ISO 9003 通用指南。

3.ISO 16000-1 (2003)：室內空氣—第一部份：採樣策略之基本總論。

4.ISO 16000-2 (2003)：室內空氣—第二部份：甲醛採樣策略。

5.ISO 16000-3 (2001)：室內空氣—第三部分：甲醛及其他羰基化合物之 測定—主動採樣方法。

6.ISO 16000-4 (2003)：室內空氣—第四部份：甲醛測定—被動採樣方法。

7.ISO 17025 (1999)：測試與校正實驗室資格基本要求。

8.EN 45001 (1989)：測試實驗室操作基本標準。

(三)原理

此 ISO 16000 標 準 係 經 由 含 塗 有 2,4- 二 硝 基 苯 胼 (2,4-dinitrophenylhydrazine,DNPH) 試劑之矽膠濾筒來採集空氣。採集方法 之原理係基於羰基組在酸的條件下與 DNPH 產生特殊反應，如圖 3.1 所示，反 應形成穩定的衍生物，使用 UV 偵測或二極矩陣偵測之高性能液相層析儀(HPLC) 對 DNPH 衍生物之醛類及酮類進行分析。

此 ISO 16000 標準指引使用者，如何準備採樣之濾筒，下列兩者方法皆可，

一是從市面上購得之層析級矽膠濾筒，自行以酸化 DNPH 物質應用至每一濾筒 上，或是使用已經預塗 DNPH 物質之矽膠濾筒亦是可行的，而且是被推薦的，

因其在製造上是普遍相同一致的，而且具有較低的空白背景值。無論如何，假 如使用「商用濾筒」，其濾筒應該證明符合此 ISO 16000 之性能標準，另一優 點是它們可以使用較大粒徑之矽膠，在更低壓力差下通過濾筒，這些低壓力差 之濾筒較適用於電池動力之個人採樣泵進行空氣採樣。

羰基化合物(醛或酮) 2,4-Dinitrophenylhydrazine(DNPH)

　 　 　 　 DNPH 衍生物

關鍵字：

R 烷基或芳香族之酮類，或醛類之氫 R＇烷基或芳香族之酮類

圖 3-1 醛酮類衍生化原理

(四)限制與干擾 (1) 通則

採樣流量在此 ISO 16000 標準相關描述已被驗證可以提高至 1.5 L/min。

此流量限制主要因為使用者準備之吸附粒徑尺寸一般為 55μm 至 105μm，讓矽 膠濾筒成為高壓力差(當 1.0 L/min 時 > 8kPa)。這些濾筒一般無法和個人採 樣儀器之電池動力泵所相容(如工業衛生應用之採樣儀器)。

此固體吸附劑採樣步驟專門用於甲醛之採樣與分析，本方法可能會被某些 同質異構醛或酮干擾，這些同質異構醛或酮由於分析其他醛或酮時，未被 HPLC 移動相溶解而產生，在 360nm 波長偵測時具有與 DNPH 甲醛衍生物相同之滯留 時間，並且顯示產生之有機化合物對吸收強度干擾，此種干擾可以透過改變分 離條件加以克服(例如，改變 HPLC 管柱或移動相成份及比例)。

DNPH 試劑之甲醛污染是一項常見的問題，DNPH 試劑應於 UV 光譜級氰甲烷 內多次結晶加以純化。並於 40℃至 60℃溫度下使溶劑緩慢揮發，長成最大晶 體後再結晶。DNPH 之不純程度應在使用前以 HPLC 測定之，每一濾筒應少於 0.15 μg 之羰基化合物，並應避免將塗有 DNPH 之採樣濾筒直接曝露於陽光中產生矯 作物。

此方法不可用在空氣中丙烯醛之精確量化，無法精確量化的丙烯醛結果也 許是因為多種衍生物尖峰形成干擾及尖峰定量的不穩定性。

二氧化氮與 DNPH 會產生反應，高濃度之二氧化氮(例如煤氣爐產生)可能

第三章 建材 ISO 國際標準試驗項目及內容

會引起 DNPH 衍生物滯留時間與甲醛 DNPH 衍生物滯留時間產生重疊干擾之問 題，需視 HPLC 管柱及設定參數而定。

(2)臭氧干擾

假如懷疑有異常高量之臭氧或於採樣區域出現(例如辦公室影印機)，應特 別留意。已證實臭氧透過與濾筒內 DNPH 及其衍生物之反應造成負面干擾。干 擾程度取決於當時臭氧及羰基化合物之比例及採樣時間長度。臭氧造成之明顯 負面干擾，甚至已在一般乾淨的周界空氣中觀測到甲醛及臭氧濃度(分別為 2μg/m³與 80μg/m³)。臭氧於試樣中的出現，能夠很快的推斷分析出，即在滯留 時間最接近與甲醛反應的腙物質附近出現之一新化合物尖峰。圖 3-2 則顯示空 氣試樣有臭氧及無臭氧之甲醛色譜圖峰值。

臭氧干擾最直接之解決方案，是在採集之空氣到達濾筒前排除臭氧。如需 完成此操作，可用置於濾筒前端之臭氧吸收器或淨氣器。濾筒臭氧吸收器或淨 氣器可在市場上購得。吸收器可由外徑為 0.64cm 內徑為 0.46cm 之 1m 銅管組 成，銅管裝滿碘化鉀滲透溶液並置於水裏，保持數分鐘(如 5min)，以清潔空氣 或氮氣流排乾約 1 小時。所述臭氧吸收器之容量約為臭氧 200μg /m³*hr，檢 測周圍採樣氣流經由臭氧吸收器主動進入之醛類(甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛 及對甲基苯甲醛) 是否有無損耗。若由一裝有 300mg 至 500mg 顆粒狀碘化鉀之 濾筒構成的商用臭氧淨氣器，亦可同時發現其有效除去臭氧。

　 　 　 　　 　關鍵字：

　 　 　 X 未知 、2 乙醛 　 　 　 0 DNPH 、 a 含有臭氧 　 　 　 1 甲醛、b 不含臭氧

圖 3-2 空氣中含或不含臭氧之甲醛濾筒試樣

(b)

(五)安全措施

(1)此 ISO 16000 標準並未涵蓋與應用有關之所有的安全措施。使用前建 立適當安全與衛生操作規範及確定有關限制之適用性係本 ISO 16000 標準使用 者之職責。

(2) 2,4-二硝基苯胼(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH)在乾燥狀態下 具有爆炸性，應謹慎處理。它具有毒性(LD⁵⁰, rat=654 mg/kg)，已被證明在某 些試驗中具有突變性，且會刺激眼睛及皮膚。

(3)濃度少於 68%(w/w)之過氯酸在室溫下穩定且不易產生氧化。然而，超 過 160℃會使其脫水，且在與酒精、木材、纖維素及其他氧化材料接觸時將會 產生爆炸。它應保存於陰涼乾燥位置，且謹慎於化學排煙櫃內使用。

(六)設備

具備普通實驗室設備及下列設備：

(1) 採樣設備

(1.1)採樣濾筒，依第(八)款步驟準備或購入商用之濾筒，濾筒為矽膠包 覆並塗上 DNPH 物質，其可裝載之矽膠量至少 350 克，而 DNPH 最少裝載為 0.29%(w/w)。矽膠層直徑與長度之比例不得超過 1：1，濾筒之甲醛吸收含量應 至少應為 75μg 且於 1.5 (L/min)之採樣條件下的補集效率至少為 95%，如需 較高吸收性能、較低空白背景值之採樣濾筒可在市面上購得。

(註)：在檢測中透過使用者準備之試樣濾筒於 1.5 (L/min)之採樣流量觀 測到壓力差約為 19kPa。一些自市場上購得之預塗濾筒可顯示較低壓力差，亦 即，它們將允許使用於電池式個人採樣泵。

(1.2) 空氣採樣泵，可於 0.1 (L/min)至 1.5 (L/min)流量精凖採樣。

(1.3) 流量控制器，質量流量計與質量流量控制器，或其他經採樣濾筒量 測後可設定 0.50 (L/min)至 1.20 (L/min)流量範圍之適當設備。

(1.4) 流量校正器，如浮子流量計、皂泡流量計或濕式流量計等。

(2) 試樣預備

(2.1) 濾筒容器，如硼矽玻璃培養試管(20mm X 125mm)，以聚丙烯螺帽封

第三章 建材 ISO 國際標準試驗項目及內容

閉，或其他適當容器運送塗覆後之濾筒。

(2.2) 聚乙烯手套，用以操作矽膠濾筒。

(2.3) 運送容器，糙面金屬罐(例如，容積為 4 L)或其他適當容器，以聚 乙烯發泡包裝或其他填料支撐密封之濾筒容器。(註)：如合適，於採樣後可用 熱封箔線塑膠袋保存塗有 DNPH 之濾筒(包括一些商用之預塗 DNPH 的濾筒)。

(2.4) 塗層濾筒的支架

一個洗滌架，由鋁板(0.16 cm ×36 cm× 53 cm)製成，四角有可調整之腳 架。一組圓孔矩陣(5×9 孔)之直徑稍大於 10 ml 注射器，均勻的方式自鋁板中 心穿孔，以容許 45 個濾筒之清潔、塗層與試樣洗滌的批次處理。

(2.5) 濾筒乾燥裝置，裝有氣體連接器及多個標準注射連接器之支架(參 閱圖 3.3)。

關鍵字：

　 　 　 1.10ml 玻璃注射器 2 試管架

3 濾筒 4 廢料杯 a) 塗層濾筒之支架

5 N²氣流 6 注射器裝置 7 廢液瓶

b) 乾燥 DNPH 塗層濾筒之支架

圖 3-3 試樣濾筒塗層與乾燥之注射器支架

(3)試樣分析

(3.1) HPLC 系統，包含一移動相儲存容器；一高壓泵；一注入閥(自動採 樣器，迴路容量為 25μl 或其他適當容量)；一逆相 C18 (RP)管柱(例如，25cm

×4.6 mm 內徑，5μm 粒徑尺寸)；一 UV 偵測器或二極體陣列偵測器應用於 360nm 波長；及一資料系統或紙帶式記錄器。DNPH 甲醛衍生物之分析條件為 360nm 之 UV 吸收偵測器的等位逆相 HPLC 測定。利用一空白濾筒脫附並分析之，並比 較試樣中甲醛及其他羰基化合物與標準溶液之滯留時間、峰高或峰面，再對兩 者進行判定與量化，而多數「商用」HPLC 分析系統適於本標準應用。

(3.2)注射器與吸附管

(3.2.1) HPLC 注射器，至少具有迴路容量四倍之能力(參閱 3.1 款) (3.2.2) 一般注射器，容量為 10 ml，用於準備 DNPH 塗層之濾筒(可用聚 丙烯注射器)。

(3.2.3) 注射器裝置與管塞，聯接濾筒至採樣系統及蓋住準備之濾筒。

(3.2.4) 微量吸管，容積式、重複配送，容量在 0 ml 至 10 ml 範圍之間。

(七)試劑

(1) 2,4-二硝基苯胼，使用前至少以 UV 級乙腈再結晶兩次。

(2) 乙腈，UV 級(各批溶劑使用前應檢測)。

(3) 過氯酸，60%(w/w)，ρ=1.51 kg/l。

(4) 鹽酸，36.5%至 38%(w/w)，ρ=1.19 kg/l。

(5) 甲醛，37%溶液((w/w))。

(6) 醛與酮，高純度，用於準備 DNPH 衍生物標準(可選用)。

(7) 乙醇或甲醇，HPLC 級。

(8) 氮，高純度級(最優品)。

(9) 木炭，顆粒狀(最優品)。

(10) 氦，高純度級(最優品)。

(八)試劑與濾筒之準備

(1) 2,4-二硝基苯肼(DNPH)之純化

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DNPH 試劑之甲醛污染為一常見問題，DNPH 應於 UV 級乙腈中以多次再結晶 進行純化，以 40℃至 60℃對溶劑緩慢蒸發至最大晶體完成後再持續結晶化。

DNPH 中羰基化合物之不純度於使用前以 HPLC 測定，且每一濾筒內任一種化合 物應少於 0.15μg，於 200ml 乙腈中煮沸過量之 DNPH 約一小時，用以準備過度 飽和之 DNPH 溶劑，一小時後，除去液面上的物質並移至加熱板上封蓋之燒杯，

讓其逐漸降溫至 40℃。將溶液保持於此溫度(40℃)直至 95%溶劑之容積蒸發為 止，將剩餘溶劑倒入廢液瓶內，以三倍乙腈容量對剩餘結晶體進行兩次沖洗，

將結晶體移至另一清潔燒杯，加入 200 ml 乙腈，加熱至沸騰，且再次讓結晶 體於 40℃至 60℃逐漸變化，直至 95%溶劑之容積蒸發為止。依前述方法重複沖

將結晶體移至另一清潔燒杯，加入 200 ml 乙腈，加熱至沸騰，且再次讓結晶 體於 40℃至 60℃逐漸變化，直至 95%溶劑之容積蒸發為止。依前述方法重複沖