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2-1 暴露腔之建立與穩定性及均勻性測試評估

本研究首先建立一暴露腔,俾提供穩定之環境條件,以探討芳香蠟燭之 PAHs 排放特徵。暴露腔內容與尺寸如圖 1。該暴露腔係以壓克力建構而成,主 要可分為進氣端、芳香蠟燭置放區、燃燒測試區、混合區及採樣區等五部份。第 一部分主要功能爲提供穩定氣流(含進氣之濕度、流量)以送達芳香蠟燭置放區,

使暴露腔內供給空氣不隨時間變化。第二部分為芳香蠟燭置放區,下設有多孔整 流板,使空氣均勻進入測試區。第三部分為測試區,主要提供芳香蠟燭穩定燃燒 之區域。第四部份為混合區主要做為提供排放污染物之混合的區段。第五部份為 採樣區,以提供PAHs 及空氣成份量測之量孔設置。暴露腔之供氣系統係由外接 之空氣壓縮系統,以提供實驗過程中所需的換氣量。另外在進氣口前段設置過濾 設備(HEPA)、活性碳吸附設備及除濕設備,入口處設有加濕設備,以控制進氣 濕度。

本暴露腔針對測試區中心點之相對濕度(RH)及換氣率(ACH)進行穩定 性測試。其測試方法是設定單一環境狀態,並連續記錄相對濕度及換氣率五個小 時變化情形。相對濕度方面其測試範圍分別為60%、75%(一般台灣大氣相對濕 度)及90%三種相對濕度;換氣率則分別測試 0.5 ACH、1.0 ACH 及 2.0 ACH。

本研究所設置暴露腔之測試區除評估其穩定度之外,亦針對均勻性加以評估。量 測時首先對暴露腔之測試區劃分為三個面,每個面9 個點,縱向高度分別距多孔 板15cm、25cm 及 35cm;橫向高度分別距暴露腔內壁 15cm、25cm 及 35cm,故 共計9 點。三面 27 點,取 27 點之中心位置,進行風速測試。

2-2 芳香蠟燭組成成分對 PAHs 及 VOCs 排放特徵之影響

本部分研究主要探討在相同環境條件下,不同組成成分之芳香蠟燭對PAHs 及VOCs 排放排放及其排放特徵影響。芳香蠟燭之組成係針對不同蠟種、精油及 精油比例等三種參數組配之。所測試之環境條件設定為相對濕 75%,換氣率為 0.5 ACH。芳香蠟燭組成成分如表 1 所示。本研究採集正常燃燒狀態下之樣本,

即利用直讀式儀器量測採樣區中CO2、CO、O2濃度及風速,待CO2與CO 濃度 達到平衡時,即進行PAHs 及 VOCs 之樣本採集,採樣時間為 1.5 小時。在採樣 過程中,亦須持續的監測採樣區之CO2與CO 濃度及濕度,當 CO2與CO 參數變 化達10%時,即停止採樣,以避免無效樣本。且為確保實驗品質,每一實驗條件 各進行三次。此外,為避免低於偵測極限每次燃燒3 根芳香蠟燭。

本研究量測 CO2、CO、O2 與溫度之儀器為美國 IMR 公司出產之手提式煙 道氣體分析儀,型號為1100-2,量測 CO 範圍為 0 至 4000 ppm,精密度為±5%。

量測CO2範圍為0 至 CO Max,精密度為±0.3%,量測 O2範圍為0 至 20.9%,精 密度為±0.2%,量測溫度範圍為 0-600℃,精密度為±0.1℃。量測風速之儀器為美

國TSI 公司所出產之線風速計,型號為 TSI-8386A,量測風速範圍為 0.01m/s 至 International Ltd,直徑 3.7 公分,孔徑 0.8 μm),於採樣前需先放置於 450℃之高 溫烘箱中8 時,藉由高溫去除所含之有機物後,再以 1:1 之正己烷混合二氯甲 公司生產的中低流量採樣泵(編號為Gil Air-5),採樣流率設定為 200cc/min。採 集 VOCs 之熱脫附管中填物係購自美國 SUPELCO 公司所產之 Carbosive,前後 端分別為 150mg 和 100mg 之 Carbosive,其中間層以玻璃纖維棉分開,後段作 為檢測是否產生破過現象(breakthrough)。採樣完後之吸附劑樣本使用金屬鋁箔

Refrigerating and Air-conditioning Engineers, Inc., ASHRAE)建議之最少室內(3.0 ACH)以及室內正常環境換氣情形(5.0 ACH)等三個空氣置換率為測試條件。

本部分研究使用 Modified Electrical Aerosol Detector (MEAD)(Li et al., 2009a,b)直接進行暴露腔奈米微粒粒徑分布之量測,及其對勞工呼吸道頭區(Head airway)、氣管與支氣管區(Tracheobronchial)及肺泡區(Alveolar)之個數濃度與表面 積 濃 度 進 行 推 估 。MEAD 是 藉 由 高 壓 電 源 供 應 器 (High voltage power supply)(Stanford Research Systems Inc., Model PS325/2500V-25W, Sunnyvale, CA, USA)控制 EAD(TSI Inc., Model 3070A, St. Paul, MN, USA)離子捕集器(ion trap)之 電壓,範圍設定在20V 至 2500V 之間作轉換。在採樣期間,於每個測試條件切 換8 個電壓值(20V、100V、200V、500V、1000V、1500V、2000V 和 2500V),

每個測點電壓切換需靜待10 秒左右,才能換下一個測試,不同電壓切換下之電 流訊號讀值,以供後續資料分析。

2-3-1 奈米微粒量測方式與資料分析

根據本研究利用MEAD量測之奈米微粒粒徑分布的結果,使用UK National Radiological Protection Board’s (NRPB’s) LUDEP Software用來預測呼吸道內頭區 (H)、氣管與支氣管區(TB)及肺泡區(A)之沉積率(Jaques et al., 2000)。LUDEP Software是依據ICRP 66肺部沉積率模式而建立。依據上述reference worker之參數 假設,圖2為預測在呼吸道內不同區域之沉積曲線(ICRP 66)。在本研究我們依據 標準勞工(reference worker)呼吸型態為以下之參數假設:

(1)呼吸型態(Breathing type):nose only

(2)功能肺餘容量(Functional lung residual capacity):3301 cc (3)呼吸頻率(Breathing rate):20 breath/min

(4)空氣置換率(Ventilation rate):1.5 m3/h (5)活動程度(Activity level):輕運動

2-3-2 奈米微粒之排放率和排放係數推估

本研究係針對不同空氣置換率(1.5 ACH、3.0 ACH及5.0 ACH),探討在不同 精油添加比例下(0 %、3 %、9 %)對奈米微粒排放之影響。奈米微粒之排放係數 (Emission Factor, EF)推估,數據分析如下:

ER= Ce×Qe×103 × 60………..(1) EF = Ce×Qe×103 × 60/CCR………(2) ER:奈米微粒排放率(#/h)

EF:奈米微粒排放係數(#/g)

Ce:暴露腔採樣區之奈米微粒排放濃度(#/cm3) Qe:暴露腔採樣區之空氣流率(L/min)

CCR:蠟蠋消耗率(Candle Consumption Rate, CCR)(g/hr)

2-3-3 奈米微粒暴露之終生平均每日暴露劑量推估

本研究將奈米微粒個數濃度及表面積濃度進行吸入途徑之終生每日平均暴 露劑量(Life-time Average Daily Dose, LADD)估算,運算之公式如下:

……….(3)

LADD:奈米微粒終生每日暴露劑量(#/kg/day) Ctw:暴露奈米微粒濃度(#/cm3)

IR:每日呼吸量(Nm3/day)

AF: 吸 入 途 徑 之 危 害 性 化 學 物 質 吸 收 分 率 (%) BW: 人 體 平 均 體 重 (kg)

ED: 人 體 平 均 暴 露 時 間 (工 作 頻 率 ) AT: 人 體 平 均 壽 命 (year)

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