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建築室內空氣品質現場量測方法分析探討

建築規模、空間配置、裝修情況、空調系統、使用人數等條件進行因地制宜的調整

第三節 建築室內空氣品質現場量測方法分析探討

一、現場量測方法類型

室內空氣品質現場量測方法依採樣及分析模式可分為「被動採樣,離線分析」

(passive sampling, offline analysis)、「主動採樣,離線分析」(active sampling, offline analysis)及「主動採樣,自動分析」(active sampling, automatic analysis)三類。

(一)被動採樣,離線分析

被動採樣為不使用抽氣機主動地抽取空氣樣品,而是利用分子擴散或滲透的原 理收集空氣樣本的採樣方式。利用擴散原理所設計的採樣器如圖2-12 左所示,通常 為圓柱形,其入口經過特別的設計,在採樣器的後端有收集介質,用來收集污染物 以供後續分析。利用滲透原理所設計的採樣器如圖 2-12 右所示,在入口處有一薄 膜,一面與外界空氣接觸,另一面則裝有收集介質,外界的污染物會由薄膜滲透進 入採樣器內,並被收集介質所吸附。

利用擴散原理設計 利用滲透原理設計

2-12 被動式採樣器

這種採樣方式最大的缺點是必須經過一段長時間的暴露後,才能取回樣本進行 分析,求出此段時間內污染物的平均濃度。但因為成本低廉,所以可以在許多地點 同時進行採樣。「日本病住宅診斷協會」便用過這種方法概略瞭解住宅居室空氣品

方式具有質量輕、體積小、不需動力、不妨礙員工作業等優點,所以適合用於室內 空氣污染或工業安全衛生上求出曝露劑量。

(二)主動採樣,離線分析

主動採樣則將一已知流量的空氣樣品,由抽氣機加以吸引通過收集器,經過一 段時間後將收集的樣品由採樣系統中移出進行分析工作。主要裝備包含進氣管、空 氣抽引設備、流量計及收集介質,其中收集介質可以是液態的吸收液、固態的吸附 劑或直接除存於氣體鋼瓶或採養袋內(圖 2-13)。不同的收集介質,採樣裝備也略 有不同,以下針對液態、固態及氣體鋼瓶三種採樣系統作進一步說明。

液態採樣 固態採樣 氣體鋼瓶採樣

2-13 主動式採樣器

1. 液態採樣系統

使用附有氣泡產生器的吸收瓶,在採樣時瓶內裝入適量的吸收液,樣本空氣經 由氣泡產生器,形成微小的氣泡由瓶底往上升,藉由氣泡與吸收液接觸的機會,讓 污染物水解或與吸收液反應而被收集。抽氣速率要考慮採樣時間和採集效率,如果 抽氣速率太高,雖然可以減短採樣時間,但收集效率會降低。採樣完成後,將吸收 液收集帶回實驗室進行後續的分析。許多氣體常使用這種系統採樣,我國行政院環 環境保護署公告之「空氣中氣態之醛類化合物檢驗方法」(NIEA A705.11C),即是 使用液態採樣系統收集空氣中氣態之醛類化合物

再以高性能液相層析法(HPLC)

分析其濃度。

2. 固態採樣系統

使用填有Tenax、XAD 或活性碳等吸附劑的吸附管,讓污染物吸附在吸附劑的 表面而被收集。採樣時必須注意在吸附容量達到飽合前就必須停止採樣。當採樣結 束後,採樣管加以密封,送回實驗室。待吸附的物質脫附後,再測定吸附量,進而 求出污染物的濃度。這種方法常用於碳氫化合物的採樣,韓國環境部公告之之空氣 中揮發性有機化合物檢測方法,即是使用固態採樣系統收集空氣中之揮發性有機化 合物

再以氣相層析質譜儀(GC/MS)分析其濃度。

3. 氣體鋼瓶採樣系統

使用不銹鋼採樣筒採集空氣樣本,帶回實驗室以火焰離子化偵測器(FID)分 析。不鏽鋼採樣筒使用前必須先將其加以清潔,再將鋼筒抽氣至2-10mmHg 之真空 度。採樣時以瞬間吸入或固定流速採集方式收集空氣中揮發性有機化合物,於實驗 室以液態氬冷凍捕集濃縮。隨後不經層析分離,逕以火焰離子化偵測器測定樣品中 甲烷除外之總揮發性有機化合物含量。這種方法可偵測大多數的揮發性及半揮發性 有機物,美國環境保護署公告之空氣中總揮發性有機化合物檢測方法(US EPA TO-12),即是使用氣體鋼瓶採樣系統收集空氣中之揮發性有機化合物

再以火焰 離子化偵測器分析其濃度。

(三)主動採樣,自動分析

這種量測方式是使用裝有抽氣機的分析儀器連續抽取空氣樣本,然後利用光電 方法等測定污染物濃度。由於採樣及分析工作皆在現場完成,因此可以即時測出污 染物濃度,得到瞬時平均濃度及濃度歷時變化情形,但必須依照儀器製造商規定之 作業要點進行室內空氣品質量測,才能確保測值的準確性。這種方法廣泛的應用於 多種污染物量測,美國環境保護署公告之空氣中一氧化碳及二氧化碳檢測方法(US EPA IP-3A),即是使用這種量測方式採樣及分析空氣中一氧化碳及二氧化碳濃度。

二、世界主要國家採用的現場量測方法

(一)美國環境保護署

美國環境保護署公告的室內空氣品質現場量測方法,包括VOCs 以不鏽鋼筒或 吸附管採樣後,再以氣相層析火焰離子化偵測器(GC/FID)分析其濃度;尼古丁以 吸附管或過濾匣採樣後,再以氣相層析氮化物特定偵測器(GC/NSD)分析其濃度;

CO 及 CO2以非分散性紅外線法(NDIR)、氣體過濾對比法(GFC)或電氧化法採樣並 分析其濃度;換氣率以PFT 示蹤或示蹤氣體量測;NO2有三種量測方法,第一種以 化學發光偵測器採樣並分析其濃度,第二種以Palm Diffusion Tubes 採樣後,再以分 光光度計分析其濃度,第三種以被動採樣裝置(PSD)採樣後,再以高性能離子層 析儀(HPIC)分析其濃度;HCHO 有三種量測方法,第一種以吸附管採樣後,再以 高性能液相層析儀(HPLC)分析其濃度,第二種以連續比色分析儀採樣並分析其 濃度,第三種以被動採樣裝置採樣後,再以高性能液相層析儀分析其濃度;B(a)P 及 PAHs 以石英濾膜或吸附管採樣後,再以氣相層析火焰離子化檢測器(GC-FI)

及氣相層析質譜儀(GC-MS)或高性能液相層析儀分析其濃度;有機氯殺蟲劑以小體 積聚氨脂發泡材(PUF)採樣器採樣後,再以氣相層析電子捕捉偵測器(GC-ECD) 分析其濃度;SO2、HN3等以環形擴散管採樣後,再以離子層析儀(IC)或是 Technicon 的比色自動分析儀分析其濃度;懸浮微粒有二種量測方法,第一種以空氣採樣器採 樣後,再以天平秤重分析其濃度,第二種以連續監測器採樣並分析其濃度。

(二)日本厚生勞働省

日本「建築衛生環境確保法施行規則」訂定居室空氣污染物的測定,包括懸浮 微粒濃度以依據重量法檢測相對沈降徑約 10 微米以下之浮游粉塵之機器,或者經 厚生勞慟大臣登錄者以該機器為標準而校正之機器量測;CO 及 CO2濃度以檢知管 方式量測;溫度以 0.5 度刻度之溫度計量測;相對濕度以 0.5 度刻度之乾濕球溫度 計量測;氣流以可檢測0.2m/s 以上氣流之風速計量測;HCHO 濃度以 2,4-二硝基苯 胼過濾—高速液體層析儀量測、使用4-amino-3-hydrazino-5mercapto-1,2,4 triazoline

法量測,或者厚生勞働大臣另外指定之檢測器量測。

(三)韓國環境部

韓國環境部公告的公共場所室內空氣品質現場量測方法,包括懸浮微粒濃度以 Mini-volume air sampling method 量測;CO 及 CO2 濃度以非分散性紅外線法量測;

HCHO 濃度以高性能液相層析儀量測;菌落總數以衝擊法量測;NO2 濃度以化學發 光法量測;Rn 濃度以連續監測器量測;VOCs 濃度以氣相層析質譜儀量測;石棉濃 度以相位差顯微鏡(Phase contrast microscopy)量測;O3 濃度以紫外光度法量測。

(四)中國質量監督檢驗檢疫總局

中國「室內空氣質量標準」訂定室內空氣中各種參數的檢驗方法,包括SO2濃 度以分光光度法檢驗;NO2濃度以改良式Saltzaman 法檢驗;CO 濃度以非分散性紅 外線法、不分光紅外線氣體分析法、氣相色譜法或汞置換法檢驗;CO2濃度以不分 光紅外線氣體分析法、氣相色譜法或容量滴定檢驗;HN3濃度以靛酚藍分光光度法、

納氏試劑比色法、離子選擇電極法或次氯酸鈉-水楊酸分光光度法檢驗;O3 濃度以 紫外光度法或靛藍二磺酸鈉分光光度法檢驗;HCHO 濃度以 AHMT 分光光度法、

酚試劑分光光度法、氣相色譜法或乙酰丙酮分光光度法檢驗;C6H6、C7H8及C8H10

及TVOC 濃度以氣相色譜法檢驗;PM10濃度以撞擊式-秤重法檢驗;菌落總數以撞 擊法檢驗;溫度以玻璃液體溫度計法或數顯式溫度計法檢驗;相對濕度以通風乾濕 表法、毛髮濕度表法、氯化鋰濕度計法或電容式數字濕度計法檢驗;空氣流速以熱 球式電風速計法或數字式風速表法檢驗;新風量以示蹤氣體法檢驗;Rn 濃度以空 氣中Rn 濃度的閃爍瓶測量方法、徑跡蝕刻法、雙濾膜法或活性炭盒法檢驗。

(五)香港環境保護署

香港「辦公室及公眾場所室內空氣質素檢定計畫指南」訂定 12 項室內空氣質 素參數量度方法,包括溫度、相對濕度及空氣流動速度應分別使用電子溫度計、乾 濕計和風速計來量度;CO2及CO 濃度應以不分光紅外線(NDIR)分析儀或電化學 氧化儀器量度;Rn 濃度應以電子氡氣監測器量度;HCHO 濃度應先進行主動或被

動取樣工作,然後以高性能液相層析法或比色法等方法進行分析,或是以即時監測 儀器量度;NO2濃度應先使用 Tedlar 袋收集空氣樣本,再用化學發光分析儀進行分 析,或是先用含有三乙醇胺的吸收性濾片吸收NO2,然後用分光光度計進行分析,

亦可使用攜帶式即時監測儀器量度;O3濃度應使用加熱金屬氧化物半導體、電化學 式、紫外光度式或化學發光式即時監測儀器量度;PM10濃度應以重量分析法進行分 析,或是以光散射或壓電等即時監測儀器量度;TVOC 應以鈍化取樣罐或固體吸附

亦可使用攜帶式即時監測儀器量度;O3濃度應使用加熱金屬氧化物半導體、電化學 式、紫外光度式或化學發光式即時監測儀器量度;PM10濃度應以重量分析法進行分 析,或是以光散射或壓電等即時監測儀器量度;TVOC 應以鈍化取樣罐或固體吸附