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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)

三、 結果與討論

3-1 暴露腔穩定性與均勻性測試評估

3-1-1 暴露腔穩定性測試評估

圖3 為暴露腔中相對濕度(RH)控制穩定性之測試結果。可發現本系統對於低 濕環境較為不穩定,因此要降至低濕環境並使其穩定所需時間較長。相反地系統 中環境濕度至升至高濕度,其加濕速率就相對較快,因此本系統若要達高濕環境 時其所需時間相對較短。

圖4 為暴露腔中風速(Va)控制穩定性之測試結果,自圖中可看出本系統要達 風速穩定約在10 分鐘後,且其後的風速非常穩定。

3-1-2 暴露腔均勻性測試評估

表 2 為暴露腔之濕度均勻性測試結果。由表 2 可知於每一測試面(第一面,

第二面,第三面)其相對標準偏差(RSD)均在 10%以下;另外每一測試面與目標濕 度差均在±6%以內。表 3 為暴露腔之換氣率均勻性測試結果。由表 3 可知於每一 測試面(第一面,第二面,第三面)其相對標準偏差(RSD)均在 8%以下;每一測試 面與目標換氣率差均在±4%以內。故可知本暴露腔風速之控制相當的均勻。

Ctw IR AF ED LADD=

BW AT

  

3-2 芳香蠟燭組成成分對 PAHs 排放特徵之影響

3-2-1 芳香蠟燭之種類對 PAHs 排放特徵之影響

針對精油添加比例均為 0%之石蠟及果凍蠟,在環境條件 0.5 ACH 及 RH=75%下,進行 22 種氣、固相 PAHs 排放情形探討。結果顯示總 PAHs 平均濃 度後者(2718 ng/m3)高於前者(1536 ng/m3)。總 PAHs 排放係數亦是後者(229 ng/g) 高於前(82.5 ng/g)及。可推知添加比例為 0%之果凍蠟其總 PAHs 及排放係數分別 高於0.5 倍及 2.5 倍(圖 5)。一般而言,燃燒效率好壞,可由氧氣消耗量、CO2及 CO 生成量來判斷。當氧氣消耗量多、CO2生成量多且 CO 生成量少時,表示燃 燒效率佳;相反地當氧氣消耗量少、CO2生成量少且CO 生成量多時,表示燃燒 效率差。本研究中石蠟燃燒效率佳,乃因燃燒過程中氧氣消耗量(0.039 m3/g)大於 果凍蠟(0.016 m3/g)且 CO2生成量大於果凍蠟(分別為 2.55×10-2 m3/g 及 1.06×10-2 m3/g),加上 CO 生成量(分別為 5.67×10-5 m3/g 及 8.18×10-5 m3/g)低所致。

圖6 為精油添加 0%之石蠟及果凍蠟 PAHs 依不同環數及分子量大小做質量 分佈之結果。可知所測得之質量分佈,以二、三環之低分子量PAHs 為主,兩者 皆有一致的現象,分別佔92.1%及 76.9%左右,而中分子量分別佔 6.67 及 20.6%,

以高分子量佔較少部分皆低於2.50%以下。由此可知兩種蠟燭雖種類不同,但主 要還是以二、三環之低分子量PAHs 為主。對於果凍蠟而言,中分子量的貢獻不 容忽視。

另外,針對添加薰衣草精油比例6%的石蠟與果凍蠟,在環境條件 0.5 ACH 及RH=75%下,進行 22 種氣、固相 PAHs 排放情形探討。結果顯示總 PAHs 平 均濃度分別為2799 ng/m3及7812 ng/m3。總PAHs 排放係數分別為 65.0 ng/g 及 375 ng/g。總 PAHs 平均濃度及總 PAHs 排放係數之結果與精油添加比例為 0%相 同,以果凍蠟為多(圖 7),推論其可能原因為石蠟燃燒效率佳,乃因燃燒過程中 氧氣消耗量多於果凍蠟(分別為 0.020 m3/g 及 0.017 m3/g)且 CO2生成量多於果凍 蠟(分別為 1.29×10-2 m3/g 及 1.09×10-2 m3/g),加上 CO 生成量低所致。

圖8 為添加 6%薰衣草精油之石蠟及果凍蠟為芳香蠟燭排放之 PAHs 依不同 環數及分子量大小做質量分佈之結果。可知所測得之質量分佈,以二、三環之低 分子量PAHs 為主,在兩種芳香蠟燭中皆有一致的現象,分別佔 87%以上,而中 分子量分別佔10%左右,以高分子量佔較少部分皆低於 3%。由此可知雖然芳香 蠟燭種類不同,但主要還是以二、三環之低分子量PAHs 為主且質量分佈相似。

综合上述添加比例分別為 0%及 6%之石蠟與果凍蠟結果發現,不論精油添 加與否,總PAHs 平均濃度及總 PAHs 排放係數均以果凍蠟大於石蠟,推究可能 原因為,果凍蠟本身之分子結構比石蠟複雜且分子量大 (Pickus et al.,2001),當 燃燒環境條件均相同時,PAHs 排放會受到芳香蠟燭本身成份結構影響。

由石蠟與果凍蠟物料分析結果發現,石蠟中總PAHs 含量(125 ng/g)大於果 凍蠟總PAHs 含量(11.5 ng/g)10 倍以上,與燃燒產生之總 PAHs 排放係數情形不

一致,可能原因是受到燃燒效率影響,由氧氣消耗、CO2生成量及CO 生成量可 得知果凍蠟燃燒效率差所致。綜合上述結果得知PAHs 排放受到芳香蠟燭本身成 份結構及燃燒效率影響。

3-2-2 芳香蠟燭中精油添加種類對 PAHs 排放特徵之影響

針對三種不同精油種類(包括薰衣草、迷迭香及香茅芳香蠟燭)以添加比例為 6%之芳香蠟燭,在環境條件 0.5 ACH 及 RH=75%下,進行 22 種氣、固相 PAHs 排放情形探討。結果顯示這三種芳香蠟燭所排放的總 PAHs 平均濃度分別為:

2779ng/m3、2032 ng/m3及1401 ng/m3,以薰衣草芳香蠟燭為最高。個別之總PAHs 排放係數(分別為 375 ng/g、62.3 ng/g 及 33.7ng/g)也以薰衣草芳香蠟燭為最高(圖 9)。推論可能原因是薰衣草芳香蠟燭燃燒效率差,乃因燃燒過程中 CO2 生成量 (1.29×10-2 m3/g)最少,加上 CO 生成量(3.95×10-5 m3/g)最高所致。另從表中發現 O2 消耗量並不是最多,係因薰衣草精油中所含之氧機化合物於燃燒過程中釋放 出(趙崇仁,2004)所致,所以無法從 O2消耗量來推估燃燒效率,但可從 CO2及 CO 生成量來推估燃燒效率。除燃燒效率因素外,可能與精油本身 PAHs 含量有 關。從精油物料分析發現,薰衣草精油中所含PAHs 量(3.42 ng/g)最多,推估 PAHs 排放有部份是來自貢獻所致。

本研究香茅芳香蠟燭之固相 PAHs 排放濃度與 Wayne 相比,發現本研究結 果固相PAHs 濃度(247 ng/m3)比 Wayne 固相 PAHs 排放濃度(4.4 ng/m3)高。推論 其原因可能與芳香蠟燭成份有關及環境條件,再加上以排放濃度來比較,無法了 解芳香蠟燭單位重量中固相PAHs 排放濃度情形,以排放濃度做比較並不準確。

圖10 為三種芳香蠟燭所排放之 PAHs 依不同環數及分子量大小做質量分佈之結 果。可知三種芳香所測得之質量分佈,以二、三環之低分子量PAHs 為主,在三 種芳香蠟燭中皆有一致的現象,分別佔87.0%、95%及 94.4%,而中分子量分別 佔10.6%、4.7%及%4.1,以高分子量佔較少部分皆低於 2%。

3-2-3 芳香蠟燭中精油添加比例對 PAHs 排放特徵之影響

針對三種不同薰衣草精油添加比例(0%、6%及 12%)之芳香蠟燭,在環境 條件 0.5 ACH 及 RH=75%下,進行 22 種氣、固相 PAHs 排放特徵探討。結果顯 示這三種芳香蠟燭所排放的總PAHs 平均濃度分別為 1536 ng/m3、2779ng/m3及 5086 ng/m3,以添加 12%薰衣草芳香蠟燭為最高。然而對總 PAHs 排放係數(圖 11)而言,卻以添加 12%薰衣草芳香蠟燭(52.8 ng/g)為最低。就 PAHs 排放濃度推 論可能是來部份PAHs 自精油貢獻。對於排放係數而言,推論可能原因是受單位 時間芳香蠟燭消耗量所致。

圖 12 為三種不同精油添加比例之芳香蠟燭所排放的 PAHs,依不同環數及 分子量大小做質量分佈之結果。可知三種芳香蠟燭所測得之質量分佈,以二、三 環之低分子量PAHs 為主,在三種芳香蠟燭中皆有一致的現象,分別佔 92.1%、

87.0%及 74.2%,而中分子量分別佔 6.66、10.6 及 22.6%以下,以高分子量佔較 少部分,分別為1.26%、2.43%及 2.69%。由此知隨著精油添加比例的增加,二、

三環之低分子量PAHs 所佔比例越少,PAHs 有由低分子量轉變為中、高分子量 的趨勢。

3-3 芳香蠟燭組成成分對 VOCs 排放特徵之影響

3-3-1 芳香蠟燭之蠟類對 VOCs 之排放特徵之影響

針對精油添加比例均為 0%之石蠟及果凍蠟,在環境條件 0.5 ACH 及 RH=75%下,進行 9 種 VOCs 排放情形探討。結果顯示總 VOCs 平均濃度後者(185 μg/m3)高於前者(129μg/m3)。總 VOCs 排放係數亦是後者(10.4 μg/g)高於前者(7.38 μg/g)。可推知添加比例為 0%之果凍蠟其總 VOCs 及排放係數均高於 1.43 倍(表 4 與表5)。一般而言,燃燒效率好壞,可由氧氣消耗量、CO2及CO 生成量來判斷。

當氧氣消耗量多、CO2生成量多且CO 生成量少時,表示燃燒效率佳;相反地當 氧氣消耗量少、CO2生成量少且CO 生成量多時,表示燃燒效率差。本研究中石 蠟燃燒效率佳,乃因燃燒過程中氧氣消耗量(0.039 m3/g)大於果凍蠟(0.016 m3/g) 且CO2生成量大於果凍蠟(分別為 2.55×10-2 m3/g 及 1.06×10-2 m3/g),加上 CO 生 成量(分別為 5.67×10-5 m3/g 及 8.18×10-5 m3/g)低所致。

針對添加薰衣草精油比例 6%的石蠟與果凍蠟,在環境條件 0.5 ACH 及 RH=75%下,進行 9 種 VOCs 排放情形探討。結果顯示總 VOCs 平均濃度分別為 234μg/m3及257μg/m3。總VOCs 排放係數分別為 7.64 μg/g 及 35.1 μg/g。總 VOCs 平均濃度及總VOCs 排放係數之結果與精油添加比例為 0%雷同,以果凍蠟為多 (表 6 與表 7),推論其可能原因為石蠟燃燒效率佳,乃因燃燒過程中氧氣消耗量 多於果凍蠟(分別為 0.020 m3/g 及 0.017 m3/g)且 CO2生成量多於果凍蠟(分別為 1.29×10-2 m3/g 及 1.09×10-2 m3/g),加上 CO 生成量低所致。

综合上述添加比例分別為 0%及 6%之石蠟與果凍蠟結果發現,不論精油添 加與否,總VOCs 平均濃度及總 VOCs 排放係數均以果凍蠟大於石蠟,推究可能 原因為,果凍蠟本身之分子結構比石蠟複雜且分子量大(Pickus et al.,2001),當燃 燒環境條件均相同時,VOCs 排放會受到芳香蠟燭本身成份結構影響。綜合上述 結果,加上與去年PAHs 結果得知,VOCs 或 PAHs 排放均受到芳香蠟燭本身成 份結構及燃燒效率影響。

3-3-2 芳香蠟燭中精油添加種類對 VOCs 排放特徵之影響

針對三種不同精油種類(包括薰衣草、迷迭香及香茅芳香蠟燭)以添加比例為 6%之芳香蠟燭,在環境條件 0.5 ACH 及 RH=75%下,進行 9 種 VOCs 排放情形 探討。結果顯示這三種芳香蠟燭所排放的總VOCs 平均濃度分別為: 234μg/m3、 96μg/m3及208 μg/m3,以薰衣草芳香蠟燭為最高;個別之總VOCs 排放係數(分 別為7.64 μg/g、7.25 μg/g 及 3.58μg/g)也以薰衣草芳香蠟燭為最高(表 6,表 8-9)。

推論可能原因是薰衣草芳香蠟燭燃燒效率差,乃因燃燒過程中 CO2 生成量 (1.29×10-2 m3/g)最少,加上 CO 生成量(3.95×10-5 m3/g)最高所致。另從表中發現 O2 消耗量並不是最多,係因薰衣草精油中所含之氧機化合物於燃燒過程中釋放 出所致,所以無法從O2消耗量來推估燃燒效率,但可從CO2及CO 生成量來推 估燃燒效率。除燃燒效率因素外,可能與精油本身VOCs 含量有關。從精油物料 分析發現,薰衣草精油中所含VOCs 量(16.5 μg/g)最多(表 10),推估 VOCs 排放 有部份是來自精油本身貢獻所致。

3-3-3 芳香蠟燭中精油添加比例對 VOCs 排放特徵之影響

本研究將分別針對三種不同薰衣草精油添加比例(0%、6%及 12%)之芳香蠟 燭,在環境條件 0.5 ACH 及 RH=75%下,進行 9 種 VOCs 排放特徵探討。結果 顯示這三種芳香蠟燭所排放的總VOCs 平均濃度分別為 129 μg/m3、234 μg/m3及 702 μg/m3,以添加12%薰衣草芳香蠟燭為最高。總 VOCs 排放係數亦以添加 12%

薰衣草芳香蠟燭(52.1μg/g)為最高(表 11)。就 VOCs 排放濃度與排放係數推論可 能是來自精油本身VOCs 之貢獻。

3-4 芳香蠟燭組成成分及環境條件對奈米微粒排放特徵之影響

3-4-1 奈米微粒粒徑分布特徵

如圖13 至圖 15 所示,精油添加比例分別為 0 %、3 %及 9 %之芳香蠟燭在 不同ACH 下所產生之奈米微粒 CMD 均為 10.7 nm,而相同成份之蠟燭其 σg隨 著ACH 上升會有下降之趨勢(從 1.45 降至 1.42 再降至 1.40)。由於蠟燭在燃燒時 會將液態的蠟油氣化,形成蠟蒸氣,當有足夠的溫度(達到燃點),蠟燭便能穩定

如圖13 至圖 15 所示,精油添加比例分別為 0 %、3 %及 9 %之芳香蠟燭在 不同ACH 下所產生之奈米微粒 CMD 均為 10.7 nm,而相同成份之蠟燭其 σg隨 著ACH 上升會有下降之趨勢(從 1.45 降至 1.42 再降至 1.40)。由於蠟燭在燃燒時 會將液態的蠟油氣化,形成蠟蒸氣,當有足夠的溫度(達到燃點),蠟燭便能穩定

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