3-1 環境採樣方法
本研究計劃針對高屏空品區內空氣品質監測站(共10站)附近進行大氣環境採樣，採 樣地點相關位置及各站採樣項目分別如圖3-1與表3-1所示。此外，大氣環境採樣將配合 個人暴露採樣同步實施，規劃之採樣期間在4~5月、7~8月及10月，分別進行連續兩日且 每日24小時之採樣，採樣結果除可供高屏空品區內空氣污染物空間分佈之瞭解外，亦可 做為暴露評估之重要依據。本研究計畫之採樣設備包括雙粒徑分道採樣器（dichotomous sampler）、微孔均勻沉降衝擊器(micro-orifice uniform deposit impactor；MOUDI)，分別 採集不同粒徑範圍之懸浮微粒，茲將上述採樣器之採樣項目及型號彙整於表3-2。
本研究計劃以高屏空品區為研究對象，針對懸浮微粒(PM2.5) 及揮發性有機物 (BTEX、MTBE)進行採樣，採樣方式包括大氣環境採樣(空氣品質測站)，茲就上述空氣 污染物之採樣及分析方法分述於3-2節。
圖 3-1 各測站相關位置配置圖
3-2 懸浮微粒採樣與分析 3-2-1 懸浮微粒採樣方法
本研究計畫之採樣設備包括雙粒徑分道採樣器（dichotomous sampler）、微孔均勻 沉降衝擊器(micro-orifice uniform deposit impactor；MOUDI)，分別採集不同粒徑範圍之 懸浮微粒。茲就上述懸浮微粒採樣器之原理分述如下：
(1)雙粒徑分道採樣器（Dichotomous Sampler）
對於大氣懸浮微粒之粗及細微粒部分採樣，擬採用美國 ANDERSEN 公司出品的 MODEL SERIES 241 型雙粒徑分道採樣器(見圖 3-1(a))，並以 37 mm 直徑濾紙採集之。
雙粒徑分道採樣器係利用虛擬慣性衝擊原理(virtual impaction)，將不同粒徑之微粒分 離，可同時採集粒徑小於 2.5 µm 及 2.5~10 µm 間懸浮微粒。本方法適用於氣動粒徑小 於 2.5 µm 及 2.5～10 µm 間懸浮微粒濃度之測定。以直徑 37 mm 的濾紙夾採集微粒，
其採氣流量在粗微粒部分為 1.67 L/min，細微粒部分 15 L/min，總流量為 16.67 L/min。
細粒徑及粗粒徑懸浮微粒濃度之計算公式如下：
式中 Cf：細粒徑懸浮微粒濃度 Cc：粗粒徑懸浮微粒濃度 Mf：細微粒質量
Qf：細微粒器流道流量 Qc：粗微粒器流道流量 QT：總流量
t：採樣時間
(2)微孔均勻沉降衝擊器(Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor)
本研究擬採用美國 MSP 公司出品之 MODEL 110 微孔均勻沉降衝擊器(簡稱 MOUDI) (見圖 3-1(b)，進一步探討不同懸浮微粒粒徑之濃度及化學成份之分佈情形。
此採樣器亦採用慣性衝擊之原理，將不同粒徑之懸浮微粒分別收集到各階衝擊板之濾紙 上，衝擊板分為 10 階。其中第零階收集之截取粒徑為 18 µm 以上，最後一階收集之粒 徑為 0.056 µm 以下之懸浮微粒。本採樣器之採氣流量為 30 L/min，氣流進入採樣器後，
利用慣性衝擊原理，採集大氣中懸浮微粒。由於每一階的截取粒徑不同，大於截取粒徑 的微粒會撞擊衝擊板上而被收集，隨著每一階噴孔孔徑之逐漸減小，通過的氣流流速逐 漸增快，因此愈往下層便能收集到更小的微粒，藉以收集不同粒徑的懸浮微粒，最後一 階乃用濾紙過濾收集粒徑小於 0.056 µm 的微粒。此採樣器的優點之一為具有 360 度之 自動旋轉功能，能使懸浮微粒均勻地沈降在濾紙上，避免因分佈不均勻而造成採樣及分 析上的誤差。
儀器名稱 儀器型號 採樣項目
PM10高量採樣器 KIMOTO MODEL121-FT PM10 粒徑分道採樣器
(Dichotomous sampler)
ANDERSEN MODEL
SERIES 241 PM2.5/PM2.5-10 懸浮微粒 微孔均勻沉降衝擊式採樣器
(MOUDI) MSP MODEL 110 粒徑分佈 (0.056-18 µm) 定量空氣採樣幫浦 Gilian Model LFS-113DC VOCs
表 3-2 懸浮微粒環境採樣之設備
(3) PM10高量採樣器 (PM10 high volume sampler)
PM10高量採樣器用於收集大氣中粒徑小於或等於 10 µm 之懸浮微粒，本研究所 採用之高量採樣器為日本 KIMOTO 公司出廠之 121FT 型高量採樣器，見圖 3-1(c)。PM10
高量採樣器係由空氣吸引部、濾紙固定器、流量測定部、保護部及旋風分離器等五部 份所組成。此採樣器使用經恆溫恆濕乾燥後之濾紙(20 cm×25 cm)，以 1.1∼1.7 m3/min 吸引量抽氣，再經由進氣口的旋風分離器篩選出粒徑小於 10 µm 之懸浮微粒，並通過 濾紙加以收集。將採樣完畢後之濾紙用放入樣品密封袋乾燥保存，同時記錄採樣前後 抽氣時間與流量。採樣後之濾紙需經恆溫乾燥器調理 48 小時後秤重，將採樣後濾紙重 減去採樣前濾紙重即可計算出懸浮微粒之重量。將懸浮微粒重量差除以總採氣體積，
即可求得空氣中 PM10濃度。
3-2-2 懸浮微粒化學成份分析方法 1. 金屬元素分析方法
本研究擬以感應偶合電漿質譜儀(ICP- AES)分析懸浮微粒之金屬成份。本研究擬分 析之金屬成份包括受體模式所需要的金屬，包括 Cr、Pb、Cu、Cd、Fe、Ca、Zn、Mg、
K、Al、Mn、Ni、Ti、Ba、Hg、As 等 16 種金屬元素。在進行金屬成份分析前，採樣 濾紙須先經過消化萃取步驟處理，其消化萃取步驟如下：
（1）將 1/4 張濾紙剪成小塊，置於 5 mL 微波消化瓶中。
(c)高量採樣器(PM10) (a) 雙粒徑分道採樣器 (b) MOUDI 採樣器
圖 3-2 環境採樣之設備
（2）加入 1.5 mL 之混酸，此混酸比例為 HNO3：HClO4=3：7，其中 HNO3濃度為 65%，
HClO4濃度為 70%。
（3）將 5 mL 消化瓶置入 120 mL 消化瓶中，以鎖瓶器鎖緊並進行微波消化。
（4）消化完畢後加入 1 mL 二次水趕酸，並再置入微波爐中進行消化。
（5）重複上述趕酸步驟三次，徹底將溶液中之酸液趕除，以免造成分析之干擾。
（6）以 0.5N HNO3稀釋至 25 mL，並儲存於 PE 瓶中保存。
2. 離子成份分析方法
本 研 究 懸 浮 微 粒 之 水 溶 性 陰 陽 離 子 成 份 分 析 係 採 用 離 子 層 析 法 (Ion Chromatography；IC)，分析之物種包括 F-、Cl-、SO4-2、NO3-、NH4+、Ca+2、Na+、K+、 Mg+2 等九種水溶性離子。本實驗所採用之萃取方式為超音波震盪萃取法。其萃取步驟 分述如下：
（1）首先將要用來分析離子成份之濾紙，放入聚乙烯(PE)瓶中。
（2）於放置濾紙之 PE 瓶中加入 10 mL 去離子水(D.I. water)。
（3）將水注入超音波震盪機中，直到距離滿水位 2~3 cm 處，將處理好之 PE 瓶放入，
開機震盪萃取 120 分鐘。
（4）然後以 0.45 µm 醋酸酯纖維濾紙加以過濾，即可將其濾液注入 IC 進行離子成份 分析。
3. 碳成份分析方法
本研究之碳成份分析係採用元素分析儀（elemental analyzer），可用來分析元素碳
（elemental carbon；EC）及總碳（total carbon；TC）含量，而有機碳（organic carbon，
OC）含量乃將總碳含量扣除元素碳含量而得。在進行碳成份分析前，需先將部份濾紙 進行前處理，其前處理步驟說明如下：
（1）將欲用來分析碳成份之四分之一片濾紙分為兩等分，其中一片置於 340～345℃
之烘箱中加熱 10 分鐘，以去除有機碳。
（2）將加熱過及未加熱之濾紙剪成 0.6 mg 左右之小片，稱重後分別裝入 Tin Capsule 樣品皿中，記錄稱重之結果。
（3）將處理過之濾紙連同 Tin Capsule 樣品皿放入進樣器中，分別以元素分析儀量測
碳成份。
（4）加熱過之濾紙所測出之碳成份為元素碳含量，未經加熱之濾紙所測得之碳成份為 總碳含量，總碳含量扣除元素碳含量即為有機碳含量。
3-3 揮發性有機物採樣與分析 3-3-1 揮發性有機物採樣方法
本研究擬針對高屏空品區之空氣品質測站，進行 BTEX 及 MTBE 之採樣，所採用 之採樣方法為吸附劑吸附法，採樣時先以吸附劑採集空氣中揮發性有機物。本計畫採用 定量空氣採樣幫浦抽取空氣樣本至不銹鋼吸附管中，先以熱脫附儀（thermal desorption unit, TDU）脫附吸附管內之待測有機物，再用氣相層析儀／質譜儀(GC/MS) 及氣相層 析儀／火焰離子偵測器（GC/FID）分別加以定性及定量。
本研究所採用之 VOCs 採樣器如圖 3-3 所示，茲將相關空氣採樣設備功能描述如 下︰
1. 定量空氣採樣幫浦︰使用 Gilian 空氣採樣幫浦（model LFS-113DC），進行各採樣點 之吸附管空氣樣品採樣。採樣前、後皆須以一級標準流量校正器進行流量校正工作，
以確保採樣前後流量之準確度。
2. 一級標準流量校正器︰使用 BUCK M-5 流量校正器（1～6000 mL/min），做為採樣 幫浦流量校正用。
3. 採樣吸附管︰使用 SUPELCO 公司生產之 Carbotrap 300 型多重床式不銹鋼採樣吸附 管(詳見圖 3-4)（Cat. No. 2-0370-U），管內依序填充 Carbosieve S-III（125 mg）、
Carbotrap B（200 mg）及 Carbotrap C（300 mg）等三種吸附劑。不銹鋼採樣吸附管 於採樣前須先以自製的淨化裝置（tube condition unit）在溫度 250℃下，以流量 50 mL/min 之氮氣流通淨化 2~5 小時（唯採樣後之淨化時間為 24 小時）。淨化後之吸 附管兩端以鐵氟龍防透膜密封，置於密封之塑膠瓶內，保存在室溫環境下以備採樣 時使用。
4. 淨化裝置（tube condition unit）：以不銹鋼材質製備，搭配電源加熱供應器及熱電隅
控制器，可同時淨化十支採樣吸附管(詳見圖 3-5)。茲將本計畫所採用之揮發 性有機物大氣採樣步驟說明如下：
1. 採樣吸附管前處理：採樣吸附管使用前經淨化加熱處理以確保其乾淨，將採樣吸附 管加熱至 300℃左右，並通以高純氮氣（流速設定為 50 mL/min），連續沖提二小時 以上，靜置冷卻後，以鐵氟龍螺帽封緊後，再包覆塑膠膜保存備用。
2. 採樣吸附管攜至採樣地點，將採樣吸附管之鐵氟龍螺帽打開，以鐵氟龍管連接於低 流量採樣幫浦及採樣吸附管，使空氣直接由吸附管端進入，不經由採樣抽氣幫浦，
如此可以避免採樣抽氣幫浦污染樣品。
3. 每季採樣時，先選擇五處採樣點進行空氣中之 VOCs 採樣，並再同季中進行另外五
123456
off on
in out
空氣樣品 吸附
空氣
（150 mL/min）
圖 3-3 空氣採樣器示意圖
desorption flow sampling flow
CarbotrapTM 300 multi-bed thermal desorption tubes Cat. No. 2-0370-U（stainless steel tube）
圖 4-13 不銹鋼吸附管剖面示意圖 圖 3-4 不銹鋼吸附管剖面示意圖
處採樣點之空氣中 VOCs 採樣，採樣高度距離地面約 150 公分。
4. 每次採樣皆需作空白試驗（包括系統空白及野外空白），並於現場採樣記錄表中記錄 採樣前後流量、採樣時間、採樣地點及大氣狀況等。
5. 採樣器流量設定為 100 cc/min，每支吸附管採樣時間約 2-3 小時，採樣時間依實際 狀況而定。
6. 吸附管於採樣完後立即以鐵氟龍螺帽封緊 4℃冷藏，儘速帶回實驗室。樣品於運送 過程中應避免高溫日照，吸附管攜回後應置於 4℃以下之冰箱中冷藏，所有樣品儲 存不得超過三天。
3-3-2 揮發性有機物化學成份分析方法
在本計畫之揮發性有機污染物中，由於分析項目複雜，而依據分類方式而言，本計 畫在常溫常壓下，分別先以不銹鋼採樣吸附管（管內填充 Carbosieve III、Carbotrap B、
在本計畫之揮發性有機污染物中，由於分析項目複雜，而依據分類方式而言，本計 畫在常溫常壓下，分別先以不銹鋼採樣吸附管（管內填充 Carbosieve III、Carbotrap B、