第三章 研究方法
第三節 採樣與分析
本研究的泳池環境樣品來源為龍安國小游泳池，樣品有 TTHMs 池水
樣品和空氣樣品、TOC 池水樣品和濁度池水樣品，以下分別就各個池水 TTHMs 樣品和 TTHMs 空氣樣品的採樣及分析過程進行說明。一、樣品採樣
(一)池水三鹵甲烷樣品
游泳池久久才會更換一次池水，因此一般而言池水會一直循環消毒 使用，在這樣的循環過程當中不斷流動水體，促使水中的化學物質混合 均勻，故可推斷泳池水的化學物質濃在不同點採樣所測到的濃度應該不 會差很多。
泳池水採樣點為立意取樣之泳池對角線之兩個角落水面，一來可以 避免游泳者與研究者相互干擾對方做事，二來可降低被接近的游泳者身 上的有機物干擾，造成消毒副產物濃度瞬間增加的機會(曾治乾，2012)。
收集水樣的棕色玻璃採樣瓶須先加入適量的維生素丙，採樣前先戴 上手套，隔絕自己手上的有機物，以泳池池水來沖洗採樣鋼杯與採樣瓶 數次。用沖洗過的採樣鋼杯撈取池水後，將池水裝入採樣瓶，加入適量 硫酸予以酸化，再旋上附有鐵氟龍內墊的蓋子。上述步驟完成後須檢查 看是否有氣泡殘留，若有氣泡殘留於瓶中，則須將氣泡除去，再加入池 水使採樣瓶填滿水樣。最後將採樣瓶冰存於 0－5 oC 之間，並儘速完成分
40 析水樣分析(環境保護署，2012)。
(二)空氣三鹵甲烷樣品
泳者游泳過程中呼吸帶會集中於泳池水面到垂直向上 20 公分之間 的空氣(Hsu, Chen M., Lin, Chou, & Chen J., 2009)，本研究的空氣採樣點為 其中一個池水採樣點垂直向上約 15－20 公分處，並避免有大量氣流通過 之處，如窗戶、風扇與門口附近。
空氣三鹵甲烷採樣方法採用環境保護署(2011)之「空氣中揮發性有機 含鹵素碳氫化合物檢驗方法－以 Tenax-TA 吸附劑採樣之氣相層析法」，
以含 Tenax-TA 吸附劑之吸附管採集空氣樣品。每次採樣攜帶三支吸附管 至採樣點，打開吸附管兩端封口，以二支同時進行空氣採樣，另一支作 為空白值，只將吸附管打開，但不抽入氣體；採樣泵流速分別設定 16.7mL/min 與 66.7mL/min，每次採樣前均需校正流速，採樣時間約為 1 小時，採集之氣體總量約為 1L 與 4L，採樣時記錄下環境溫度及採樣前 後泵之流速。採樣完後，立刻以吸附管蓋密封兩端封口，置入外包裝中，
以鋁箔紙包覆隔絕光線並置於 4oC 以下，儘速送回實驗室進行分析。
樣品保存吸附管在採樣完成後，應避免高溫 45oC 以上與日照，並應 在 48 小時(2 天)內完成待測物分析工作。
(三)池水總有機碳(TOC)樣品：
樣品採集並保存於附鐵氟龍內襯瓶蓋的 40mL 棕色玻璃瓶，並避免
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於裝填水樣時有氣泡通過樣品或封瓶時有氣泡殘留。採樣瓶在使用前須 用酸清洗，接著以不含有機物之蒸餾水反覆清洗不含有機物之蒸餾水反 覆清洗，再以放入 400oC 烘箱加熱至少 1 小時；鐵氟龍內襯以不含有機 物之蒸餾水反覆清洗，以鋁箔紙密封後，在 100oC 烘箱加熱 1 小時。所 用瓶蓋為厚的矽膠背覆鐵氟龍的墊片，為可注射開口式，使其能密封。
當樣品濃度較高時，清洗則不需非常嚴謹，但每一組樣品必須要有樣品 空白分析。若無法立即分析樣品，則需 4oC 儲存，減少接觸光源與空氣，
且要在一週內盡速完成分析(環境保護署，2000)。
二、樣品分析
(一)三鹵甲烷樣品
1.水中三鹵甲烷濃度分析
池水總三鹵甲烷濃度分析方法採用環境保護署(2012)公告之「水中揮 發性有機化合物檢測方法-吹氣捕捉/氣相層析質譜儀法」(NIEA
W785.55B)。配合樣品與儀器的狀況，配製至少 4 種不同濃度之檢量線(本 研究配置 5 種濃度)。以注射針從樣品瓶抽出水樣，在注射器中加入內標 準品與擬似標準品(氟苯與 4-溴氟苯、1, 2-二氯苯-d4)之 5 µg/mL 中間標 準溶液後，注入吹氣捕捉設備中進行脫附。經脫附後之樣品以載流氣體(氦) 導入氣相層析儀(Gas Chromatography [GC])分離測定，並以質譜儀(Mass Spectrometry [MS])檢測水樣中總三鹵甲烷之濃度。
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池水樣品以純氮氣(99%以上)為吹驅氣體(purge gas)，流速為 40 mL/min，吹氣時間為 11 分鐘，在 230℃下將樣品中之揮發性有機化合物 脫附於捕捉管中，脫附時間為 4 分鐘 (環境保護署，2012)。
脫附後以載流氣體高純度氦氣(99%以上)，流速0.8mL/min，將待測 物導入氣相層析儀(gas chromatography [GC])檢測分析，分離管柱的型號 為DB-624，最後帶測物進入質譜儀(mass spectrometry [MS])，分析其總三 鹵甲烷之濃度。
載流氣體中的雜質、捕捉管中的有機物和實驗室中的有機溶劑揮發 會造成干擾，應以不含有機物之蒸餾水進行空白分析，證明分析系統中 不含干擾物質，分析結果不可扣除空白值。高濃度樣品分析完後，應分 析一個以上的試劑空白，檢查是否有交互污染情形(環境保護署，2012)。
2.空氣三鹵甲烷濃度分析
空氣三鹵甲烷分析方法採用 USEPA 之「以主動採樣吸附管測定氣相 揮發性有機化合物(TO－17)」法。將採集之吸附管柱空氣樣品以超高純 氦(99 %以上)為吹驅氣體(purge gas)，氣體流速 30 mL/min，吹氣時間 1 分鐘，加熱吸附管至 230℃使揮發性有機化合物脫附於捕捉管中，脫附時 間 3 分鐘(環境保護署, 2011)。
脫附後之分析步驟將與池水三鹵甲烷相同，以超高純氦(99%以上)為 載流氣體將揮發性有機化合物導入氣相層析儀(gas chromatography [GC])
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分離測定，氣體流速 0.8mL/min，分離管柱型號為 DB-624，最後以質譜 儀(mass spectrometry [MS])檢測空氣總三鹵甲烷之濃度。
空氣三鹵甲烷與池水三鹵甲烷分析一樣，必須檢驗是否有干擾、交 互汙染等情形。
3.三鹵甲烷定量方法
以殘量級(Residue grade)甲醇為溶劑，使用純氟苯配製內標準品、純 4-溴氟苯以及純 1, 2-二氯苯-d4 配製擬似標準品的標準儲備溶液與 5 µg/mL 之中間標準溶液。
使用內含有 54 種揮發性有機物(包括 TTHMs)，濃度為 200 µg/mL 之 甲醇溶液做為標準儲備溶液，利用殘量級甲醇為溶劑，配製成 2 mg/mL 之中間標準溶液。
將各標準儲備溶液與中間標準溶液倒入棕色玻璃瓶，蓋上附鐵氟龍 墊片之螺旋蓋，儲存於-10℃至-20℃之間(冰箱冷凍庫)，避免光線照射。
用上述含 TTHMs 之中間標準溶液，以蒸餾水為溶劑，在 5 mL 注射 器中分別配製 12.5 μg/L、25 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、200 μg/L 五種檢 量線溶液，添加 5 µL 之內標準品與擬似標準品中間標準溶液並充分混合，
依 TTHMs 分析方法進行分析，將待測物、內標準品含量和所測得之尖峰 面積按照下式計算感應因子(response factor [RF])：
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As / Ais Cs / Cis
As：待測物尖峰面積(無單位) Ais：內標準品尖峰面積(無單位) Cs：待測物含量(ng)
Cis：內標準品含量(ng)
檢量線感應因子之間的相對誤差應小於 20%，完成後使用另一中間 標準溶液所製備之20 μg/L 含 TTHMs 溶液進行確認，其感應因子與檢量 線平均感應因子相對誤差應小於 20%，氣相 TTHMs 檢量線用水中 TTHMs 檢量線推算。
定量方法用內標準法，表 7 為分析 TTHMs 時，各物質之主要定量離 子與次要定量離子，樣品待測物濃度計算方式如下(環境保護署，2004)：
樣品待測物濃度(µg/L) =
Ax × Cis × D Ais × RF ̅̅̅̅ × Vs
Ax：樣品待測物尖峰面積(無單位)Cis：內標準品含量(µg) D：樣品稀釋倍數(無單位)
Ais：內標準品尖峰面積(無單位) 𝑅𝐹̅̅̅̅：檢量線平均感應因子(無單位) Vs：樣品體積(L)
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表 7 三鹵甲烷之主要與次要定量離子
化學物質 主要定量離子 次要定量離子
三氯甲烷 83 85
二氯一溴甲烷 83 85、127
一氯二溴甲烷 129 127
三溴甲烷 173 175、252
氟苯(內標) 96 77
4-溴氟苯(擬標) 95 174、176
1, 2-二氯苯-d4(擬標) 152 115、150
偵測極限的計算是參考環境保護署(2004)公告之「環境檢驗方法偵測 極限測定指引」(NIEA-PA107)，利用檢量線推算方法偵測極限(method detection limit [MDL])，表 8 與表 9 列出水中及空氣中 TTHMs 之 MDL。
表 8 水中總三鹵甲烷方法偵測極限濃度
TTHMs
檢量線濃度(µg/L)
r2 MDL(µg/L) 最小值 最大值
三氯甲烷 12.5 200 0.9972 0.54 二氯一溴甲烷 12.5 200 0.9982 0.61 一氯二溴甲烷 12.5 200 0.9988 0.66 三溴甲烷 12.5 200 0.9987 0.68
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(二)總有機碳(TOC)樣品分析
總有機碳濃度分析，使用默克公司(Merck KGaA)生產之 TOC 檢測組，
型號為 114878，偵測濃度範圍為 5-250mg/L，包含 TOC 試驗管(TOC kit)、
硫酸(TOC - 1K)與過硫酸鹽(TOC - 2K)。
為了要排出樣品原有之二氧化碳等無機碳，取 25 mL 樣品裝入小燒 杯，加入 3 滴硫酸，使 pH 值小於 2.5，放在磁石攪拌器上，加入磁石以 中速攪拌 10 分鐘。
完成攪拌後，取 3mL 到 TOC 試驗管，用 TOC - 2K 瓶蓋內附的湯匙 加過硫酸鹽 1 平匙，蓋上 TOC 專用附墊片之鋁蓋，以倒置的方式，置入 已完成加熱至 120℃之反應爐，加熱 120 ± 5 分鐘，樣品中的有機碳化合 物會被反應生成二氧化碳，和試驗管中的示劑反應出顏色。
加熱完畢，將反應管倒置放在試管架上冷卻 60 分鐘，自然空冷(不可 強制冷卻)。完成冷卻後，盡速用試鏡紙以同一方向將試驗管外壁擦乾淨，
使用分光光度計測量水樣 TOC 濃度(Merck KGaA, 2011)。