第五章 結論與建議
第二節 後續研究及建議
完成本年度ISO 標準 CNC 化後，可據以接受建材揮發性有機化合物逸散之 測試，以本年度之研究成果為基礎提出以下後續研究及相關改善建議：
1. 建議將建材逸散之相關國際標準轉成符合我國使用之 CNS 國家標準。
2.
建議內政部建築研究所性能實驗中心加入國際ISO 標準，以提升檢測品質與 國際化，並與國際上之名實驗室檢測結果進行比對與資訊交流。中 華 民 國
2 . 參 考 標 準
I S O 9 0 0 0 - 1 ( 1 9 9 4 ) ： 品 質 管 理 及 品 質 保 證 標 準 — 第 一 部 份 ： 選 用 指 南 。 I S O 9 0 0 0 - 2 ( 1 9 9 7 ) ： 品 質 管 理 與 品 質 保 證 標 準 — 第 二 部 份 ： I S O 9 0 0 1 、
I S O 9 0 0 2 及 I S O 9 0 0 3 通 用 指 南 。
I S O 1 6 0 0 0 - 1 ( 2 0 0 3 ) ： 室 內 空 氣 — 第 一 部 份 ： 採 樣 策 略 之 基 本 總 論 。 I S O 1 6 0 0 0 - 2 ( 2 0 0 3 ) ： 室 內 空 氣 — 第 二 部 份 ： 甲 醛 採 樣 策 略 。
I S O 1 6 0 0 0 - 3 ( 2 0 0 1 ) ： 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 。
I S O 1 6 0 0 0 - 4 ( 2 0 0 3 )： 室 內 空 氣 — 第 四 部 份 ： 甲 醛 測 定 — 被 動 採 樣 方 法 。 I S O 1 7 0 2 5 ( 1 9 9 9 ) ： 測 試 與 校 正 實 驗 室 資 格 基 本 要 求 。
E N 4 5 0 0 1 ( 1 9 8 9 ) ： 測 試 實 驗 室 操 作 基 本 標 準 。
3 . 原 理
此 I S O 1 6 0 0 0 部 份 係 經 由 含 塗 有 2 , 4 - 二 硝 基 苯 胼
( 2 , 4 - d i n i t r o p h e n y l h y d r a z i n e , D N P H ) 試 劑 之 矽 膠 濾 筒 採 集 空 氣 。 採 集 方 法 之 原 理 係 基 於 羰 基 組 在 酸 的 條 件 下 與 D N P H 產 生 特 殊 反 應 ， 依 圖 1 所 示 ， 反 應 形 成 穩 定 的 衍 生 物 。 使 用 U V 偵 測 或 二 極 矩 陣 偵 測 之 高 性 能 液 相 層 析 儀( H P L C ) 對 D N P H 衍 生 物 之 醛 及 酮 進 行 分 析 。 檢 測 已 延 伸 至 其 他 羰 基 化 合 物 可 依 9 . 3 . 5 款 測 定 之 。
此 I S O 1 6 0 0 0 部 份 指 引 使 用 者 ， 如 何 從 市 面 上 購 得 之 色 譜 級 矽 膠 濾 筒 應 用 酸 化 D N P H 物 質 至 每 一 濾 筒 上 ， 用 來 準 備 採 樣 濾 筒 。 兩 者 擇 一 的 ， 使 用 預 塗 D N P H 之 矽 膠 濾 筒 是 可 行 的 而 且 是 被 推 薦 的 ， 因 其 在 製 造 上 是 普 遍 一 致 的 ， 且 具 有 較 低 的 空 白 水 準 。 無 論 如 何 ， 假 如 商 用 濾 筒 被 使 用 ， 他 們 應 該 顯 示 符 合 此 I S O 1 6 0 0 0 部 分 之 性 能 標 準 ， 另 一 優 點 是 它 們 可 以 較 大 粒 徑 之 矽 膠 ， 其 結 果 是 在 更 低 壓 力 差 下 來 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 - D i n i t r o p h e n y l h y d r a z i n e ( D N P H )
D N P H 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
4 . 限 制 與 干 擾 4 . 1 通 則
採 樣 流 量 在 此 I S O 1 6 0 0 0 部 分 之 描 述 已 被 驗 證 可 提 高 至 1 . 5 L / m i n 。 此 流 量 限 制 主 要 係 因 使 用 者 準 備 之 吸 附 粒 徑 尺 寸 為 5 5 μ m 至 1 0 5 μ m 讓 矽 膠 濾 筒 為 高 壓 力 差( 1 . 0 L / m i n 時 > 8 k P a ) 。 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 ) 。
此 固 體 吸 附 劑 採 樣 步 驟 專 門 用 於 甲 醛 之 採 樣 與 分 析 。 此 方 法 可 被 某 些 同 質 異 構 醛 或 酮 干 擾 ， 此 些 同 質 異 構 醛 或 酮 是 於 分 析 其 他 醛 或 酮 時 未 被 H P L C 溶 解 產 生 。 在 3 6 0 n m 波 長 時 具 有 與 D N P H 甲 醛 衍 生 物 相 同 之 滯 留 時 間 及 明 顯 吸 收 強 度 之 有 機 化 合 物 將 產 生 干 擾 。 此 種 干 擾 經 常 可 改 變 分 離 條 件 加 以 克 服( 如 改 變 H P L C 管 柱 或 移 動 相 成 份 ) 。
D N P H 試 劑 之 甲 醛 污 染 是 一 項 常 見 的 問 題 。 D N P H 應 於 U V 級 氰 甲 烷 內 多 次 再 結 晶 加 以 純 化 。 於 4 0 ℃ 至 6 0 ℃ 下 使 溶 劑 緩 慢 蒸 發 長 成 最 大 晶 體 。 D N P H 之 羰 基 化 合 物 不 純 級 別 於 使 用 前 應 以 H P L C 測 定 ， 且 每 一 濾 筒 應 少 於 0 . 1 5 μg 。
應 避 免 將 塗 有 D N P H 之 採 樣 濾 筒 直 接 曝 露 於 陽 光 中 或 產 生 假 影 [ 4 ] 。 此 方 法 不 可 用 於 對 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 多 種 衍 生 物 尖 峰 形 成 及 尖 峰 定 量 的 不 穩 定[ 9 ] 。
N O2與 D N P H 產 生 反 應。高 濃 度 之 N O2( 如 煤 氣 爐 ) 可 能 會 引 起 D N P H 衍 生 物 滯 留 時 間 與 甲 醛 D N P H 衍 生 物 滯 留 時 間 產 生 重 疊 干 擾 之 問 題 ， 視 H P L C 管 柱 與 設 定 參 數[ 1 4 、 1 5 、 1 6 ] 。
4 . 2 臭 氧 干 擾
假 如 懷 疑 有 異 常 高 量 之 臭 氧 或 出 現 於 採 樣 區 域( 如 辦 公 室 影 印 機 ) ， 應 特 別 留 意 。 已 證 實 臭 氧 透 過 與 濾 筒 內 D N P H 及 其 衍 生 物 之 反 應 造 成 負 面 干 擾 [ 5 ]。 干 擾 程 度 將 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 2 μ g / m3與 8 0 μ g / m3) [ 6 ] 。 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 。 圖 2 則 顯 示 空 氣 流 試 樣 有 臭 氧 及 無 臭 氧 之 甲 醛 峰 值 之 色 譜 圖 。 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 . 6 4 c m 內 徑 為 0 . 4 6 c m 之 1 m 銅 管 組 成 ， 銅 管 裝 滿 碘 鉀 滲 透 溶 液 並 置 於 水 裏 ， 保 持 數 分 鐘( 如 5 m i n ) ， 以 清 潔 空 氣 或 氮 氣 流 排 乾 約 1 h 。 所 述 臭 氧 吸 收 器 之 容 量 約 為 臭 氧 2 0 0 μ g / m3* h 。 檢 測 周 圍 採 樣 氣 流 經 由 臭 氧 吸 收 器 動 態 進 入 之 醛 ( 甲 醛 、 乙 醛 、 丙 醛 、 苯 甲 醛 及 對 甲 基 苯 甲 醛) 有 無 損 耗 [ 7 ] 。 由 一 裝 有 3 0 0 m g 至 5 0 0 m g 顆 粒 狀 碘 化 鉀 之 濾 筒 構 成 的 商 用 臭 氧 淨 氣 器 ， 亦 同 時 發 現 其 可 有 效 除 去 臭 氧 [ 8 ] 。
關 鍵 字 ：
X 未 知 2 乙 醛 0 D N P H a 含 有 臭 氧 1 甲 醛 b 不 含 臭 氧 圖 2 空 氣 中 含 或 不 含 臭 氧 之 甲 醛 濾 筒 試 樣
5 . 安 全 措 施
5 . 1 此 I S O 1 6 0 0 0 部 份 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 I S O 1 6 0 0 0 部 份 使 用 者 之 職 責 。
5 . 2 2 , 4 - 二 硝 基 苯 胼 ( 2 , 4 - d i n i t r o p h e n y l h y d r a z i n e , D N P H ) 在 乾 燥 狀 態 下 具 有 爆 炸 性，應 謹 慎 處 理。它 具 有 毒 性( L D5 0, r a t = 6 5 4 m g / k g ) ， 已 被 證 明 在 某 些 試 驗 中 具 有 突 變 性 ， 且 會 刺 激 眼 睛 及 皮 膚 。
5 . 3 濃 度 少 於 6 8 % ( W / W ) 之 過 氯 酸 在 室 溫 下 穩 定 且 不 產 生 氧 化 。 然 而 ， 超 過 1 6 0 ℃ 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 使 用 。
6 . 設 備
普 通 實 驗 室 設 備 及 下 列 設 備 ：
6 . 1 採 樣 設 備
6 . 1 . 1 採 樣 濾 筒 ， 依 第 8 款 或 市 場 提 供 ， 矽 膠 包 覆 且 塗 上 D N P H 物 質 。
濾 筒 應 包 含 之 矽 膠 量 至 少 3 5 0 克 ， D N P H 最 少 裝 載 為
0 . 2 9 % ( W / W ) 。 矽 膠 層 直 徑 與 長 度 之 比 率 不 得 超 過 1 ： 1 。 濾 筒 之 甲 醛 吸 收 含 量 應 至 少 為 7 5 μ g 且 於 1 . 5 L / m i n 之 採 樣 的 補 集 效 率 至 少 為 9 5 %。高 性 能、較 低 空 白 水 準 之 採 樣 濾 筒 可 在 市 面 上 購 得。
註 ： 在 檢 測 中 透 過 用 戶 準 備 之 試 樣 濾 筒 於 1 . 5 L / m i n 之 採 樣 流 量 觀 測 到 壓 力 差 約 為 1 9 k P a。 一 些 自 市 場 上 購 得 之 預 塗 濾 筒 或 顯 示 較 低 壓 力 差 ， 它 們 將 允 許 使 用 電 池 式 個 人 採 樣 泵 。
6 . 1 . 2 空 氣 採 樣 泵，可 於 0 . 1 L / m i n 至 1 . 5 L / m i n 流 量 精 凖 採 樣。
6 . 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 / 設 置 0 . 5 0 L / m i n 至 1 . 2 0 L / m i n 氣 流 量 之 適 當 設 備 。
6 . 1 . 4 流 量 校 正 器 ， 如 浮 子 流 量 計 、 皂 泡 流 量 計 或 濕 式 流 量 計 。
6 . 2 試 樣 預 備
6 . 2 . 1 濾 筒 容 器 ， 如 硼 矽 玻 璃 培 養 試 管 ( 2 0 m m X 1 2 5 m m ) ， 以 聚 丙 烯 螺 帽 ， 或 其 他 適 當 容 器 運 送 塗 覆 之 濾 筒 。
6 . 2 . 2 聚 乙 烯 手 套 ， 用 以 操 作 矽 膠 濾 筒 。
6 . 2 . 3 運 送 容 器 ， 糙 面 金 屬 罐 ( 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 D N P H 之 濾 筒 ( 包 括 一 些 商 用 之 預 塗 D N P H 濾 筒 的 類 型 ) 。
6 . 2 . 4 塗 層 濾 筒 的 支 撐 架
一 個 洗 滌 架 ， 由 鋁 板( 0 . 1 6 c m × 3 6 c m × 5 3 c m ) 製 成 ， 四 角 有 可 調 整 之 腳 架 。 一 組 圓 孔 矩 陣( 5 × 9 ) 之 直 徑 稍 大 於 1 0 m l 注 射 器，均 勻 的 方 式 自 鋁 板 中 心 穿 孔 ， 以 容 許 4 5 個 濾 筒 之 清 潔 、 塗 層 與 試 樣 洗 滌 的 批 次 處 理 ( 參 閱 圖 3 ) 。
6 . 2 . 5 濾 筒 乾 燥 裝 置 ， 如 裝 有 氣 體 連 接 器 及 多 個 標 準 陽 注 射 連 接 器 之 支 架 ( 參 閱 圖 3 ) 。
a ) 塗 層 濾 筒 支 架
b ) 乾 燥 D N P H 濾 筒 支 架 關 鍵 字 ：
1 1 0 m l 玻 璃 注 射 器 5 N2氣 流
2 試 管 架 6 注 射 器 裝 置
3 濾 筒 7 廢 液 瓶
4 廢 料 杯
圖 3 ： 試 樣 濾 筒 塗 層 與 乾 燥 之 注 射 器 支 架
註 ：6 . 2 . 4 及 6 . 2 . 5 款 規 定 之 設 備 僅 在 用 戶 選 擇 自 行 製 作 D N P H 塗 層 濾 筒 時 才 需 具 備 。
6 . 3 試 樣 分 析
6 . 3 . 1 H P L C 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 2 5 μ l 或 其 他 適 當 容 量 ) ； 一 C1 8 逆 相( R P ) 管 柱 ( 如 2 5 c m × 4 . 6 m m 內 徑 ， 5 μ m 粒 徑 尺 寸) ； 一 U V 偵 測 器 或 二 極 體 陣 列 偵 測 器 設 定 於 3 6 0 n m 波 長 ； 及 一 資 料 系 統 或 紙 帶 式 記 錄 器 。
D N P H 甲 醛 衍 生 物 偵 測 是 用 裝 有 分 析 條 件 為 3 6 0 n m 之 U V 吸 收 偵 測 器 的 等 位 逆 相 H P L C 測 定 。 一 空 白 濾 筒 同 樣 被 脫 附 並 分 析 過 ， 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 ， 對 它 們 進 行 判 定 與 量 化 。
註 ： 多 數 商 用 H P L C 分 析 系 統 適 於 本 標 準 應 用 。
6 . 3 . 2 注 射 器 與 吸 附 管
6 . 3 . 2 . 1 H P L C 注 射 器 ， 至 少 具 有 迴 路 容 量 四 倍 之 能 力 ( 參 閱 6 . 3 . 1 )
6 . 3 . 2 . 2 注 射 器 ， 容 量 為 1 0 m l， 用 於 準 備 D N P H 塗 層 之 濾 筒 ( 可 用 聚 丙 烯 注 射 器) 。
6 . 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
6 . 3 . 2 . 4 微 量 吸 管 ， 容 積 式 、 重 複 配 送 ， 容 量 在 0 m l 至 1 0 m l 範
8 . 2 D N P H 甲 醛 衍 生 物 之 準 備
組 裝 一 套 乾 燥 支 管 ， 如 圖 3 b ) 所 示 。 包 括 事 先 於 各 D N P H 塗 層
用 市 面 上 購 得 之 預 塗 D N P H 濾 筒 ， 依 廠 商 指 示 。 某 些 商 用 濾 筒 可
用 裝 有 2 c m 至 5 c m 粒 狀 木 炭 之 適 當 外 用 容 器 將 試 樣 送 回 實 驗
H P L C 控 制 參 數 管 柱 ：C - 1 8 逆 相
移 動 相 ：6 0 % 乙 腈 、 4 0 % 水 偵 測 器 ：3 6 0 n m 紫 外 線 流 量 ：1 m l / m i n
滯 留 時 間 ：c a . 甲 醛 7 m i n 。 試 樣 射 入 量 ：2 5 μ l
圖 4 ： D N P H 甲 醛 衍 生 物 層 析 圖 譜 圖 例
H P L C 控 制 參 數 管 柱 ：C - 1 8 逆 相
移 動 相 ：6 0 % 乙 腈 、 4 0 % 水 偵 測 器 ：3 6 0 n m 紫 外 線 流 量 ：1 m l / m i n
滯 留 時 間 ：c a . 甲 醛 7 m i n 。 試 樣 射 入 量 ：2 5 μ l
濃度 面積計數
0.61µg/ml 226 541
1.23µg/ml 452 166
6.16µg/ml 2 257 271
12.32µg/ml 4 711 408
18.48µg/ml 6 953 812
圖 5 ： D N P H 甲 醛 衍 生 物 各 種 濃 度 之 H P L C 層 析 圖 譜 圖 例
H P L C 控 制 參 數 相 關 參 數 ：0 . 9 9 9 9 管 柱 ：C - 1 8 逆 相
移 動 相 ：6 0 % 乙 腈 、 4 0 % 水 偵 測 器 ：3 6 0 n m 紫 外 線 流 量 ：1 m l / m i n - 1
滯 留 時 間 ：c a . 甲 醛 7 m i n 。 試 樣 射 入 量 ：2 5 μ l
圖 6 ： 甲 醛 校 正 曲 線 圖 例
9 . 3 . 4 甲 醛 H P L C 分 析
依 9 . 3 . 3 規 定 組 裝 H P L C 系 統 並 校 正 。 一 般 的 控 制 參 數 如
下 ：
依 4 . 2 款 及 圖 2 檢 查 層 析 圖 是 否 有 臭 氧 干 擾 之 證 據 。
9 . 3 . 5 其 他 的 醛 及 酮 之 H P L C 分 析 9 . 3 . 5 . 1 概 要
最 優 條 件 化 之 層 析 狀 態 ， 用 兩 串 聯 之 C 1 8 管 柱 及 透 過 梯 度 程 式 改 變 移 動 項 組 成 ， 以 完 成 採 集 空 氣 中 其 他 的 醛 及 酮 之 分 析 。 於 特 定 情 況 下 ， 以 最 有 效 之 層 析 狀 態 在 分 析 時 間 約 1 h 內 ， 可 以 有 效 分 離 丙 酮 、 丙 醛 、 及 其 他 高 分 子 醛 類 。
線 性 梯 度 程 式 定 期 變 化 移 動 相 成 份 ， 以 達 成 C 3 、 C 4 及 苯 甲 醛 層 析 範 圍 之 最 大 解 析 度 。 下 列 的 梯 度 程 式 可 以 適 用 於 達 成 此 目 標 ： 試 樣 注 入 後 立 即 ， 將 線 性 梯 度 之 體 積 比 率 在 3 6 m i n 之 內 從 6 0 % 乙 腈 ( A C N ) / 4 0 % 水 提 升 至 7 5 A C N / 2 5 % 水 ； 2 0 m i n 內 到 達 1 0 0 % A C N ； 1 0 0 % A C N 持 續 5 m i n ； 反 向 線 性 梯 度 在 1 m i n 內 自 1 0 0 % A C N 達 至 6 0 % A C N / 4 0 % 水 ； 在 6 0 % A C N / 4 0 % 水 維 持 1 5 m i n 。 9 . 3 . 5 . 2 其 他 羰 基 化 合 物 之 試 樣 分 析
依 9 . 3 . 3 規 定 組 裝 及 校 正 H P L C 系 統 。 控 制 參 數 如 下 ： 管 柱 ：C - 1 8 ， 兩 柱 串 聯 。
移 動 相 ： 乙 腈/ 水 ， 線 性 梯 度 。
偵 測 器 ： 紫 外 線 ， 在 3 6 0 n m 條 件 下 操 作 。 流 量 ：1 m l / m i n
梯 度 程 式 ： 參 閱 9 . 3 . 4
層 析 條 件 描 述 於 此 對 梯 度 H P L C 系 統 已 最 優 條 件 化 ，
層 析 條 件 描 述 於 此 對 梯 度 H P L C 系 統 已 最 優 條 件 化 ，