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第五章 實驗方法

5.3 數據分析方法

1. 數據的減量和分析是一個多步驟的程序,電子式展開表格可用最 少的數據條列步驟,來減量和編輯環境和化學的分析數據。試驗 室濃度數據可用在各種模式,去評估產品 材料的逸散性。

2. 環境的數據-環境的數據(即:溫度、相對濕度、流率)可用手 動或自動地被紀錄且儲存在電腦系統中。由描述環境條件的設定 值和所得到實際的數值之簡明的統計可被計算出,可用來製作一 個數據簡表。

3. GC 的數據-GCs(含 GC/MS)可由其層析圖中計算出積分值(或基礎 電腦光譜分析系統),則可得峰的面積。數據的輸出是在紙上印出 層析圖和簡明報表,為了以後的反覆參考或重新訂定程序,也可

3.1 環境的資料和 GC 分析的結果被結合在一起,去為全部的有機物 和各個化合物之試驗室濃度作參考。在計算濃度時,下列的因 素應被考慮:

3.1.1 GC 系統的背景(包括:取樣管和清淨-濃縮計的 Sorbent Blank)

3.1.2 試驗室的背景(從分析 10∼20 升之試驗室背景的樣品所做 的測試,包含基質。)

3.1.3 消耗的時間(從測試開始到取樣週期的一半所花的時間,以 min 表示。)

3.1.4 載有內部標準物的氣流之流率。

3.1.5 加入的內部標準物之質量和所得到的預備回收百分比之質 量。

3.1.6 從個別選擇的有機化合物得到的質量。

3.1.7 對全部的有機物之評估報告成一給予的化合物(如:甲苯)。 3.1.8 持續取樣的時間和流率。

3.1.9 試驗室的空氣流率。

3.2 對每一個樣品而言,個別的化合物和全部的有機化合物的試驗 室濃度,需經由一個多步驟之程序計算出來。

3.2.1 數據必須根據內在標準的回收做規格化,這是藉由增加測量 內部標準的反覆百分回收率的質量。例如:若百分回收率達 到 95%,則會得到 1/0.95=1.053。假若數據未經規格化,則 需使用百分回收率來做報告。

3.2.2 規格化後的質量是由系統的背景和試驗室的背景作調整。

3.2.3 調整過的質量是由樣品體積產生取樣時各種不同的濃度數 據而獲得決定。

3.2.4 最後試驗室濃度的計算是:將取樣時各種不同濃度數據乘上 試驗室的流出率加上標準流出率除以試驗室的流出率。即:

試驗室濃度=樣品濃度 試驗室流出率 內部標準流出率

試驗室流出率

× +

3.3 試驗室的濃度數據與樣品大小、和試驗室換氣率結合在一起去 評估逸散因子,這將在下面的段落討論。

4.逸散因子的計算-從室內材料逸散出的有機化合物,其逸散因子經 常是用質量 面積-時間表示。在一些例子中,逸散因子被表示成 質量 質量-時間。為了方便起見,將用 mgm-2h-1表示逸散因子。它 被用來計算個別的有機化合物,如同計算完整的有機化合物一樣。

4.1 固定的逸散速率-在測試時間內,具相對固定逸散速率的材 料,試驗室的濃度將會到達且保持一個平衡值。對如此的材料 而言,逸散因子的計算是忽略其衰退的:

EF=C(Q/A) (4) 其中:

EF:逸散因子,mgm-2h-1

C:試驗室內的平衡濃度,mg/m3 Q:流經試驗室的流量,m3/h A:樣品面積,m2

有一個相等的表示式也被使用:

EF=C(N/L) (5) 其中:

N:試驗室內的換氣率,h-1 L:試驗室的產品負荷率,m2/m3 注意:N=Q/V,V=試驗室的體積,m3

4.2 逸散速率的衰退-若逸散速率會隨時間而減慢,則需要用另一 個方法。下面的方法適用於在開始時逸散速率很快,而後隨時 間減慢,大部分的濕材料都是如此。

4.2.1 已經發展出一種模式用來分析試驗室測試的結果,以獲得逸 散率數據。最簡單的模式是忽略衰退和蒸汽壓的影響,其假 設為:試驗室是理想化連續攪動反應槽,而且試驗室逸散速 率的改變可用一次衰退表示:

R=Roe-kt (6)

其中:

R:在時間 t 的逸散因子,mgm-2h-1 Ro:剛開始的逸散因子,mgm-2h-1 k:一次反應的反應常數,h-1 t:時間,h

取一小段時間 dt 對試驗室做質量平衡:

質量變化率=質量逸散率-離開試驗室的質量

VdC=ARoe-ktdt-QCdt (7)

(7)式可被重排成:

dC dt+(Q/V)C=(A/V) Roe-kt (8) (8)式是一個 linear non-homogeneous 的微分方程式

給予 C=0,t=0 (8)式可變成:

4.2.2 使用非線性迴歸曲線在微電腦中計算可由試驗室中適應的 濃度與時間的數據中得到 Ro和 k 值代入(9)式中,可得

k=Ne(k-N)tmax (10)

此處的 tmax 的當濃度最大時的時間注意(10)式有兩根一是 k=N 另一根須另外決定這可利用畫圖法或試誤法或根據捕 捉技巧求出(10)式的 K 值。

4.2.3 (10)式是將 C=0 帶入(8)式且令dC

dt = 0,t=tmax而得。一旦 (10)式的 k 值被計算出來則可由(9)式得到 Ro。一旦 k 和 Ro 值被測定,則任何時間的 R 值可由(6)式計算出來。

4.3 上述方法只適用於逸散速率是與時間成定值或簡單指數時,才 可計算出逸散因子。因此,我們需要其他的模式。此外,上述 的方法並沒有明確的說明下列數個會影響逸散因子的因子:

4.3.1 試驗室的濃度對質傳的影響如(1)式所示。

4.3.2 〞衰弱〞時,脫附和再逸散的影響。

4.3.3 對樣品基質內部的擴散影響。

4.3.4 基於基本質傳程序去發展模式,必須考慮上述的因子,但它 們的使用需要複雜的統計和分析經驗,如果想要讓模式更完 善,則須考慮使用上述因子。