第五章 討論
第一節 基底標準吸收校正基質
因欲測物質在低濃度下，樣本的厚度會對物質的結晶繞射強度造 成影響，而基底標準吸收校正法就是為了解決此問題而形成的一種校 正補正法。本研究以相同空白濾紙，各別以分析載盤鋅 (Zn)板與鋁 (Al)板進行測定，之後將空白濾紙帶到作業環境現場進行空氣粉塵樣 本採集，回到實驗室後再各別以分析載盤鋅板與鋁板進行結晶行游離 二氧化矽的分析，並將結果帶入軟體中進行分析計算，而得到補正係 數 (Kf)。結果顯示，此部分共有六個樣本進行測試，鋁板的補正係數 範圍介於1.0881~1.3592 中間，鋅板的補正係數介於 0.8390~0.93335 中間，如表八所示。因基底標準吸收校正法主要目的是將低濃度樣本 受繞射干擾而減低的強度補正回來，因此本研究針對結晶型游離二氧 化矽的分析載盤皆使用鋁板作為基底標準吸收校正的校正元素。
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表 八、鋁板、鋅板補正係數比較表
鋁板 鋅板
樣本 原始強度 補正係數 (Kf) 校正後強度 原始強度 補正係數 (Kf) 校正後強度
Ａ 3987 1.0881 4338 2272 0.8390 1906
Ｂ 5869 1.2615 7404 5662 0.8408 4760
Ｃ 8441 1.2560 10602 9969 0.8435 8409
Ｄ 26550 1.2578 33396 23201 0.8391 19467
Ｅ 41522 1.3011 54024 40677 0.8879 36117
Ｆ 62260 1.3592 84624 62360 0.9333 58198
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第二節 儀器分析系統穩定性測試
本研究未確定儀器分析系統穩定度，於是將結晶型游離二氧化矽 標準品以χ 光繞射儀重複分析 7 次後計算其再現性，結果顯示，可以 達到良好的CV 值，CV%=2.84%，如表九、圖十四所示。顯示分析 儀器基本系統的穩定性良好。
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表 九、結晶型游離二氧化矽標準品重複分析七次的一致性 integrate intensity (counts)
1 57698 2 59212 3 58463 4 57419 5 54597 6 55936 次數
7 58617 平均值(counts) 57420.29
標準差(counts) 1632
變異係數(%) 2.84
σ 2168 3σ 6504 slope;c
圖 十四、結晶型游離二氧化矽標準品重複分析一致性之示意圖
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第三節 檢量線
本研究先將將空白25mm 聚四氟乙烯裱敷玻璃纖維濾紙
(T60A20)秤重並記錄當時重量，取出石英、方矽石、鱗矽石三種標準 品各數mg，分別以過濾法與再發法建製檢量線，之後再以 XRD 分別 分析石英、方矽石、鱗矽石之繞射角度，如圖十五所示，並同時分析 得到石英、方矽石、鱗矽石每種 5 點以上之檢量線。本研究再發法檢 量線範圍分別為：石英，0.03~2.47mg，如圖十六所示；方矽石，
003~2.53mg，如圖十七所示；鱗矽石，0.04~2.49mg，如圖十八所示；
過濾法檢量線範圍分別為：石英，0.02~1.56mg，如圖十九所示；方 矽石，0.11~2.14mg，如圖二十所示；鱗矽石，0.04~1.24mg，如圖二 十一所示，r 值皆大於 0.995。
相同物質的檢量線以相同強度進行比較時時，發現石英的再發法 與過濾法檢量線會有4.8~12.0%不等的差異；方矽石的再發法與過濾 法檢量線會有高達45~59.4%不等的差異；鱗矽石的再發法與過濾法 差異更是高達46~85%，因過濾法會將標準品的基質溶解，且再發法 與作業現場實際狀況相同，因此本研究檢量線之建製方法為再發法。
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圖 十五、結晶型游離二氧化矽 XRD 標準圖譜 石英
方矽石 鱗矽石
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圖 十六、再發法石英檢量線
圖 十七、再發法方矽石檢量線
圖 十八、再發法鱗矽石檢量線
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圖 十九、過濾法石英檢量線
圖 二十、過濾法方矽石檢量線
圖 二十一、過濾法鱗矽石檢量線
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第四節 方法偵測極限確認
以石英、方矽石及鱗矽石之再發法檢量線最低點濃度進行7 次重 複測定，所求得之波峰面積，計算其平均值及標準差，以1 倍標準偏 差除以平均值乘上檢量線最低點濃度為偵測極限，3 倍標準偏差除以 平均值乘上檢量線最低點濃度為方法偵測極限。本研究以再發法個檢 量線最低點重複分析7 次的結果石英的偵測極限為 0.0017mg，方法 偵測極限為0.0052mg；方矽石的偵測極限為 0.0308mg，方法偵測極 限0.0924mg；鱗矽石的偵測極限為 0.0336mg，方法偵測極限為 0.1009mg，如表十所示。
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表 十、結晶型游離二氧化矽檢量線最低點之偵測極限比較
石英(count) mg 方矽石(count) mg 鱗矽石(count) mg
1 2268 0.04 1350 0.06 2309 0.28 2 2368 0.05 2301 0.12 2052 0.24 3 2285 0.04 1951 0.10 1901 0.22 4 2124 0.03 2518 0.14 1620 0.18 5 2364 0.05 2236 0.12 1568 0.18 6 2258 0.04 1403 0.06 2222 0.26 次數
7 2131 0.03 3031 0.17 2119 0.25 平均值 2256.857143 0.0396 2112.857143 0.1082 1970.142857 0.2305
標準差 98.52314207 0.0057 601.3505435 0.0402 287.5803821 0.0388
變異係數(%) 4.37 14.30 28.46 37.20 14.60 16.84 LLD(mg) 0.0017 0.0308 0.0336 LOD (3LLD)(mg) 0.0052 0.0924 0.1009
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第五節 採樣器均勻度測試
先以1%均勻的異丙醇懸浮溶液，以相同含量不同均勻度滴定於 濾紙上，進行濾紙均勻度對XRD 定量的影響，結果顯示，樣本略為 集中會比樣本均勻分布強度高約1.5 倍，樣本集中於濾紙中央會比樣 本均勻分布強度高約2 倍，如圖二十二、表十一所示。再以 SKC 25mm 鋁製旋風分離器與SKC 25mm GS-3 旋風分離器搭配 25mm 聚四氟乙 烯裱敷玻璃纖維濾紙以開匣式與閉匣式採樣進搭配不同中環數進行 濾紙均勻度的測試，本研究之開匣式與閉匣式之差異以是否裝設濾紙 匣進氣口(cassette inlet)做為區分，如圖二十三所示。結果顯示取相同 的懸浮溶液滴定於濾紙上，集中滴定會比均勻分布於濾紙上強度約為 兩倍，顯示樣本在濾紙上均勻度對於XRD 定量十分重要，如表十一 所示。採樣器對於濾紙均勻度測試，因鑄造廠中樣本中硫(S)與鐵(Fe) 含量也十分高，所以本研究此部分以XRF 進行成分之半定量分析，
結果顯示三階GS-3 旋風分離器對於濾紙均勻度較鋁製旋風分離器 差，如圖二十四所示。故本研究以鋁製旋風分離器搭配不同之採樣濾 紙匣為主，結果顯示一階中環搭配閉匣式採樣粉塵會集中於濾紙中 央，二階中環搭配閉匣式採樣其粉塵亦會集中於濾紙中央，三階中環 搭配閉匣式採樣其粉塵均勻分布於濾紙上；開匣式採樣搭配一階中 環、二階中環、三階中環均有良好之均勻度，如圖二十五至圖三十所
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示。
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圖 二十二、濾紙均勻度測試示意圖
表 十一、濾紙均勻度對於 XRD 強度影響
樣本特性描述 XRD 強度(Count) 1 滴 50μL1%均勻的異丙醇懸浮溶液集中於濾紙中
央 31951
1 滴 25μL1%均勻的異丙醇懸浮溶液集中於濾紙中
央，5 滴 5μL 懸浮溶液平均分布於濾紙四周 24287 10 滴 5μL1%均勻的異丙醇懸浮溶液平均分布於濾
紙四周 15734
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圖 二十三、SKC 濾紙匣之結構圖
圖 二十四、三階 GS-3 旋風分離器之濾紙均勻度分布圖 mm
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圖 二十五、一階閉匣式鋁製旋風分離器之濾紙均勻度分布
圖 二十六、二階閉匣式鋁製旋風分離器之濾紙均勻度分布 mm
mm
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圖 二十七、三階閉匣式鋁製旋風分離器之濾紙均勻度分布
圖 二十八、一階開匣式鋁製旋風分離器之濾紙均勻度分布 mm
mm
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圖 二十九、二階開匣式鋁製旋風分離器之濾紙均勻度分布
圖 三十、三階開匣式鋁製旋風分離器之濾紙均勻度分布 mm
mm
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第六節 作業現場結晶型游離二氧化矽濃度分布
本研究依前述之預先試驗後，使用鋁製旋風分離器搭配開匣式一 階採樣夾與使用SIBATA 開放式採樣器進行鑄造廠作業現場採樣。其 結果顯示，在不同作業型態的廠家與鑄件之大小差異，會影響結晶型 游離二氧化矽的含量，大致而言，可呼吸性粉塵的結晶型游離二氧化 矽含量大多在檢量線下限，少部分可檢測出的結晶型游離二氧化矽含 量在10%以下，總粉塵中結晶型游離二氧化矽含量約在 10~30%之 間。A 鑄造廠在脫模作業時結晶型游離二氧化矽含量：可呼吸性粉塵
幾乎都未檢出，在總粉塵其結晶型游離二氧化矽含量範圍在 11%~30%中間不等，帶入我國作業場所空氣中容許濃度標準公式 後，得到作業場所作業區位置不同可分為：脫砂振動台區、脫砂振動 台周界區、打砂機區，其濃度分別為0.60 mg/m3、0.08 mg/m3、2.06 mg/m3，值得探討的是此工廠的鑄件屬於大型鑄件，故在磨毛邊加工 區採集到可吸呼性粉塵中含有2~7.75%不等的結晶型游離二氧化 矽，濃度分別為0.02 mg/m3、0.07 mg/m3，如表十二所示；A 鑄造廠 在鑄模作業時可呼吸性粉塵中結晶型游離二氧化矽的含量亦為未檢 出，但總粉塵含結晶型游離二氧化矽含量約為20%左右，依作業區不 同可區分為：熔爐區、鑄模作業區 1 與 2，其濃度分布為：0.93 mg/m3、 1.05 mg/m3、0.92 mg/m3，如表十三所示。B 鑄造廠其鑄件較小，在
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脫模作業時此間鑄造廠會在作業環境中加濕後進行脫模，因此在此間 鑄造廠脫模作業時可呼吸性結晶型游離二氧化矽均未被檢出，總粉塵 中結晶型游離二氧化矽的含量則介於8~16%之間，依其作業區型態可 區分為：拆模區周界、打砂機區、一般周界區，其濃度分布為：0.07 mg/m3、0.27 mg/m3、0.11 mg/m3，如表十四所示；Ｂ鑄造廠在鑄模作 業時可呼吸性粉塵中結晶型游離二氧化矽的含量亦為未檢出，但總粉 塵含結晶型游離二氧化矽含量約為10%以下，依其作業區型態可區分 為：混砂區、鑄模區1、2、3 與熔爐區，其濃度分布為：0.25 mg/m3、 0.07 mg/m3、0.50 mg/m3、0.11 mg/m3，熔爐區則未檢出，如表十五所 示。C 鑄造廠在可呼吸粉塵中結晶型游離二氧化矽的含量由未檢出 -10.37%，其依照不同作業型態可分為小鑄件鑄模區、大鑄件鑄模區
雨造模區，在大鑄件鑄模區中環境中結晶型游離二氧化矽濃度為0.09 mg/m3；總粉塵中結晶型游離二氧化矽含量百分比介於 4.06-14.06%，
其作業場所濃度依作業區不同可分為：小鑄件鑄模區、大鑄件鑄模區 1 與 2、大鑄件鑄模區之周界、造模區，其濃度分別為：0.32 mg/m3、 0.14 mg/m3、1.09 mg/m3、0.16 mg/m3、0.23 mg/m3，如表十六所示。
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備註：N.D.為 non-detect；T*為總粉塵；R**為可呼吸性粉塵
表 十三、A 鑄造廠鑄模作業之結晶型游離二氧化矽暴露濃度
備註：N.D.為 non-detect；T*為總粉塵；R**為可呼吸性粉塵
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備註：N.D.為 non-detect；T*為總粉塵；R**為可呼吸性粉塵
表 十五、Ｂ鑄造廠鑄模作業之結晶型游離二氧化矽暴露濃度
備註：N.D.為 non-detect；T*為總粉塵；R**為可呼吸性粉塵
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備註：N.D.為 non-detect；T*為總粉塵；R**為可呼吸性粉塵
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第七節 作業環境現場中樣本粒徑分布評估
本部分使用Shimadzu 原廠所搭配之軟體進行實際樣本粒徑分布 評估，首先以已知粒徑分布之純奈米粉末微粒進行軟體操作之前測，
結果顯示透過運算後得到的粒徑大小與奈米已知的粒徑相同；但將作 業場所實際樣本透過此軟體的運算而呈現的結果所有樣本的粒徑均
結果顯示透過運算後得到的粒徑大小與奈米已知的粒徑相同；但將作 業場所實際樣本透過此軟體的運算而呈現的結果所有樣本的粒徑均