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4-1 品保品管執行結果

4-1-1 3M #3551 被動式採樣器之品保品管執行結果 1. 檢量線製作

本研究分析之 2-溴乙醇之檢量線如表 4-1-1 及圖 4-1-1 所示,配 製濃度範圍為 8.37∼334.8 µg/mL,其相關係數(R)達 0.995 以上,

如表 4-1-2 所示;分析圖譜如圖 4-1-2 所示。

2. 偵測極限

(1)方法偵測極限:以檢量線最低濃度 8.37 µg/mL,進行 7 次重複 測定,以分析結果計算 3 倍標準差值(standard deviation, SD),

得到方法偵測極限為 1.68 ng,如表 4-1-2 所示。

(2)儀器偵測極限:將空白樣本分析 7 次取其 3 倍標準差,再除以 檢量線之斜率,得到儀器偵測極限為 0.0894 ng,如表 4-1-2 所 示。

3. 分析準確度

配製檢量線中之 167.4 µg/mL 濃度進行樣本分析之準確度測 試,相對偏差為 4.08﹪,如表 4-1-2 所示。

4. 分析精密度

配製檢量線中之 167.4 µg/mL 濃度進行樣本分析之準確度測

試,CV 值為 3.70﹪,如表 4-1-2 所示。

5. 脫附效率

注入濃度為 167.4 µg/mL 之標準品至 3M #3551 被動式採樣器中 進行脫附效率測試,其測試結果為 103.0±3.8﹪,變異係數為 3﹪,

如表 4-1-2 所示。

4-1-2 SPME 被動式採樣器之品保品管執行結果 1. 檢量線製作

2-溴乙醇之檢量線如表 4-1-1 及圖 4-1-1 所示,配製濃度範圍為 8.37∼334.8 µg/mL,其相關係數(R)達 0.995 以上,如表 4-1-3 所 示;分析圖譜如圖 4-1-2 所示。

2. 偵測極限

(1)方法偵測極限:以檢量線最低濃度 8.37 µg/mL,進行 7 次重複 測定,以分析結果計算 3 倍標準差值(standard deviation, SD),

得到方法偵測極限為 1.68 ng,如表 4-1-3 所示。

(2)儀器偵測極限:將空白樣本分析 7 次取其 3 倍標準差,再除以 檢量線之斜率,得到儀器偵測極限為 0.0401 ng,如表 4-1-3 所 示。

3. 分析精密度

配製檢量線中之 167.4 µg/mL 濃度進行樣本分析之準確度測 試,CV 值為 6.75﹪,如表 4-1-3 所示。

4. 脫附效率

將於實驗室製備完成之 SPME 被動式採樣器暴露在含有濃度為 1ppm 之環氧乙烷採樣袋下 3 及 4 小時後,將 SPME 之萃取纖維

(Car/PDMS)插入 GC 之注射部,以 250℃高溫進行脫附 5 分鐘,

第一次脫附及分析完成後不再暴露環氧乙烷,隨即進行第二次脫附 及分析,測試儀器其脫附條件是否適當,如表 4-1-3 所示,結果顯示 研究中所設定之脫附溫度及時間足以將吸附在 SPME 之萃取纖維上 的 2-溴乙醇完全脫附。

4-2 實驗室模擬 4-2-1 採樣器容量

由本研究室去年之研究結果18顯示,SPME 被動式採樣器之 萃取纖維裹覆溴化氫(HBr)30 秒後,至少可提供採集 2.93×10-9莫 耳的環氧乙烷之所需(即溴化氫 30 秒的裹覆量可以讓 SPME 被動式 採樣器在一大氣壓 25℃環境下,於 1ppm 之環氧乙烷濃度下連續採 樣約 45 小時。)

4-2-2 採樣器壽命

將 SPME被動式採樣器之Car/PDMS萃取纖維以頂空萃取法裹 覆溴化氫 30 秒,將萃取纖維密封後置於鐵氟龍管內,隨後將其置 於 4℃冰箱中保存 7 天後,將萃取纖維插入含有環氧乙烷 8ppm 之 空氣採樣袋內進行暴露 10 分鐘隨後進行分析,實驗結果發現樣本 之採集回收率可達 93﹪,如表 4-2-1 所示。

4-2-3 樣本儲存穩定性

將 SPME被動式採樣器之Car/PDMS萃取纖維以頂空萃取法裹 覆溴化氫 30 秒後,立即將萃取纖維插入含有環氧乙烷 8ppm 之空氣 採樣袋內進行暴露 10 分鐘,再將萃取纖維密封後置於鐵氟龍管內,

置於 4℃冰箱中保存 7 天後進行分析,試驗結果發現其樣本回收率 可達 97﹪,如表 4-2-1。

4-2-4 短時間高濃度採樣

於實驗室配製內含有環氧乙烷 8ppm之空氣採樣袋進行短時間 暴露採樣,採樣時間為 10 分鐘,發現 SPME 被動式採樣器於短時 間高濃度採樣具有可行性,結果如表 4-2-2 所示。

4-2-5 長時間採樣

為模擬現場實際暴露狀況,本研究於實驗室中架設動態標準氣體製

造系統,首先空氣壓縮機輸送空氣至空氣純化機,經純化後的空 氣流經內含有去水氣及去雜質吸附劑的 trap,利用浮子流量計調 節流量,定量的空氣再流經已固定濃度及流速之環氧乙烷自動注 射器,環氧乙烷標準氣體經過均勻混和後到達暴露腔;在進行暴 露之前,先行確認系統中的空氣流量、自動注射器是否為設定流 量及速度、整個系統是否為完全密閉狀態後,隨後再將 3M #3551 及 SPME 環氧乙烷被動式採樣器置入暴露腔內模擬暴露,如圖 4-2-1 所示。本研究中之長時間採樣試驗即利用動態標準氣體製造 系統,使暴露腔產生濃度為 0.5ppm、1ppm、2ppm 及 10ppm 之四 種不同濃度環氧乙烷的環境,以模擬作業環境六小時長時間採 樣。研究結果發現 3M #3551 及 SPME 兩種被動式採樣器在不同 實驗濃度情況下進行長時間採樣皆具有良好表現,結果如圖 4-2-2 及圖 4-2-3 所示。3M #3551 被動式採樣器在不同濃度下採樣 6 小 時後具有良好線性,R =0.9996;而 SPME 被動式採樣器在不同濃 度下採樣 6 小時後具有良好線性,R=0.9958。

4-2-6 溫度對 SPME 被動式採樣器之的影響

將空氣採樣袋濃度配製為 8ppm,探討 4℃、25℃及 35℃不同 溫度情況下 SPME 被動式採樣器之採樣率是否有明顯變化。研究中

4℃ 的採樣時間為 10 分 鐘 ∼ 120 分 鐘 ,實驗採樣率的結果為

(2.27±0.14)× 10-2 mL/min;25℃的採樣時間為 10 分鐘∼120 分鐘,

實驗採樣率為(3.11±0.08)× 10-2 mL/min;35℃的採樣時間為 10 分鐘∼120 分鐘,實驗採樣率為(2.94±0.12)× 10-2 mL/min。將上 述結果進行統計檢定,發現 4℃下之實驗採樣率相對於 25℃下之實 驗採樣率,兩者之差別在統計上具有顯著意義(P 值為 0.0074);

25℃下之實驗採樣率相對於 35℃下之實驗採樣率,兩者之差別在統 計上沒有顯著意義(P 值為 0.4476);4℃下之實驗採樣率相對於 35℃下之實驗採樣率,兩者之差別在統計上具有顯著意義(P 值為 0.0081)。溫度測試的結果顯示 SPME 被動式採樣器於採樣時可能 受到溫度的影響,其中又以低溫的影響較大,結果如表 4-2-3 及圖 4-2-4 所示(圖中所呈現的斜率即為該狀況下所獲得之實驗採樣率)。 另外,在 4℃下的實驗採樣率為理論採樣率的 97﹪;25℃下的實驗 採樣率為理論採樣率的 114﹪;35℃下的實驗採樣率為理論採樣率 的 105﹪,推斷此些誤差可能與空氣採樣袋周圍溫度、標準氣體是 否穩定及人為誤差所造成。

除了 8ppm 的測試外,研究中亦探討 1ppm 下,不同溫度對 SPME 被動式採樣器之採樣率的影響。實驗結果發現在 25℃下採樣 60 分鐘∼480 分鐘,實驗採樣率為(2.37±0.08)× 10-2 mL/min;在

35℃下採樣 60 分鐘∼480 分鐘,實驗採樣率為(3.00±0.34)× 10-2 mL/min。將上述結果進行統計檢定,發現在 25℃下之實驗採樣率 相對於 35℃下之實驗採樣率,兩者之差別在統計上沒有顯著意義(P 值為 0.1510),結果如表 4-2-4 及圖 4-2-5 所示(圖中所呈現的斜率 即為該狀況下所獲得之實驗採樣率)。另外,在 25℃下的實驗採樣 率為理論採樣率的 87﹪;35℃下的實驗採樣率為理論採樣率的 107﹪,推斷此些許誤差也可能與空氣採樣袋周圍溫度、標準氣體 是否穩定及人為誤差所造成。

4-2-7 不同濃度對 SPME 被動式採樣器之採樣率的影響

本研究利用恆溫箱將空氣採樣袋之周圍環境控制在約 35℃情 況下,探討在濃度為 1ppm 及 8ppm 情況下對 SPME 被動式採樣器 之採樣率的影響。結果發現在 1ppm 下採樣 60∼480 分鐘,實驗採 樣率為(3.00±0.34)× 10-2 mL/min;在 8ppm 下採樣 10∼120 分鐘,

實驗採樣率為(2.94±0.12)× 10-2 mL/min。將實驗結果進行統計檢 定,發現在 1ppm 情況下之實驗採樣率相對於 8ppm 情況下之實驗 採樣率,兩者之差別在統計上沒有顯著意義(P 值為 0.8510),如表 4-2-5 及圖 4-2-6 所示(圖中所呈現的斜率即為該狀況下所獲得之實 驗採樣率)。

4-2-8 濕度的影響

關於濕度是否會影響採樣器之採樣結果,於去年研究中18已 探討過,在相對濕度為 10﹪與 80﹪的情況下進行採樣模擬,實驗 結果發現 SPME 被動式採樣器之採樣率與其他在無濕度影響情況 下之採樣率,兩者的差別並無統計上的顯著意義(P 值為 0.8008)。

4-2-9 動態系統與採樣袋採樣率之比較

將動態標準氣體製造系統與空氣採樣袋之濃度固定為 8ppm,

溫度條件同樣為 25℃情況下,探討 SPME 被動式採樣器於動態標 準氣體製造系統與空氣採樣袋之採樣率是否有明顯差別。得到之實 驗結果如下述:動態標準氣體製造系統之採樣時間為 10∼90 分鐘,

實驗得知其採樣率為(2.93±0.11)× 10-2 mL/min,為理論採樣率的 107﹪;空氣採樣袋之採樣時間為 10 分鐘∼120 分鐘,其實驗採樣 率為(3.11±0.08)× 10-2 mL/min。經統計檢定發現兩者之差別在統 計上沒有顯著意義(P 值為 0.2214),亦即 SPME 被動式採樣器在 高濃度環境下進行採樣並不受到風速因素(20∼50fpm)的影響,

如表 4-2-6 及圖 4-2-7 所示(圖中所呈現的斜率即為該狀況下所獲 得之實驗採樣率)。

另外,再將動態標準氣體製造系統與空氣採樣袋之濃度固定為

1ppm,在溫度條件同樣為 25℃情況下,再次進行風速影響的探討;

實驗結果發現:在動態標準氣體製造系統的採樣時間為 360 分鐘 下,實驗採樣率為(2.82±0.20)× 10-2 mL/min;在空氣採樣袋之採 樣時間為 60∼ 480 分鐘下,實驗採樣率為 ( 2.37±0.08) × 10-2 mL/min。經統計檢定,兩者之差別在統計上沒有顯著意義(P 值為 0.1111),即 SPME 被動式採樣器於低濃度環境下採樣時並不受到風 速因素(20∼50fpm)的影響,如表 4-2-7 及圖 4-2-8 所示(圖中所 呈現的斜率即為該狀況下所獲得之實驗採樣率)。另外在 25℃下所 獲得之的動態標準氣體製造系統實驗採樣率為理論採樣率之 103﹪,造成此些微誤差可能的原因為利用動態標準氣體製造系統 模擬現場 6 小時採樣時,自動注射系統需每一個半小時注入新的標 準液,導致每次在注入新的標準液時,暴露系統需暫停 1∼2 分鐘,

可能因此而影響標準氣體之濃度。

4-2-10 實驗室模擬現場暴露

首先以 Carboxen/Polydimethylsiloxane (CAR/PDMS)萃取纖維 經 30 秒的頂空萃取法裹附溴化氫後,組裝成被動式採樣器,然後 利用動態標準氣體製造系統,於實驗室中模擬暴露狀況。將 3M

#3551 及 SPME 環氧乙烷被動式採樣器放進暴露腔內暴露 6 小時,

將兩者採樣器同時進行平行採樣比對 , 暴露之濃度則分別為

0.5ppm、1ppm、2ppm 及 10ppm,樣本收集完畢後以氣相層析質譜 儀(GC/MS)進行分析。結果發現本研究所設計之 SPME 被動式採

0.5ppm、1ppm、2ppm 及 10ppm,樣本收集完畢後以氣相層析質譜 儀(GC/MS)進行分析。結果發現本研究所設計之 SPME 被動式採

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