建築室內逸散物質檢測分析研究(二)建築物建材有機物質逸散分析方法

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(1)內政部建築研究所. 研究計畫成果報告. 建築室內逸散物質檢測分析研究(二) 建築物建材有機物質逸散分析方法. 計畫主持人：張志成共同主持人：. 研究單位：工業技術研究院. 能源與資源研究所. 委託單位：內政部建築研究所計畫編號：MOIS 891012 執行期程：八十八年十月至八十九年十月中華民國八十九年十月二十六日.

(2) 內政部建築研究所研究計畫成果報告. 建築室內逸散物質檢測分析研究(二) －建築物建材有機物質逸散分析方法. 計畫主持人：張志成顧. 問：. 共同主持人：研究人員：周淑梅研究助理：陳靜怡、張鈺敏. 研究單位：工業技術研究院委託單位：內政部建築研究所計畫編號：MOIS 891012. 1. 能源與資源研究所.

(3) ARCHITECTURE & BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. The. Analysis. Determination. of. VOCs. from. Building. Emission Indoor. Environment（2）－The Analysis Method of VOCs Emission for Indoor Materials and Products. BY CHIH CHEN CHANGI SHWU MEEI CHOU Oct 26, 2000. 2.

(4) 摘. 要. 關鍵詞：有機物逸散速率、衰退常數、建材、環境模擬測試室、揮發性有機物室內建材是室內揮發性有機物(VOC)污染源的主因之一。由於建築材料在本體製造或室內裝修施工過程中所採用的揮發性有機物，在建築物裝修後在室內慢慢逸散出來成為污染源，影響人體健康甚鉅。因此，本研究研究標的物，包括常用建材、傢俱、裝飾物、壁紙、地板、天花板等，甚至如表面塗裝材料、黏著劑、填縫劑及溶濟等皆在研究範圍。本計畫將繼續沿用上年度建造之小型建築物室內建材和產品有機物質逸散速率的環境模擬測試室（此模擬測試室包括下列系統：測試室、潔淨氣體產生系統、監測控制系統、樣品採樣分析系統、和標準物產生校正系統）模擬建材有機物逸散情形，並增加一套 GC/MS（氣相層析儀/質譜儀）作為逸散物質之定性定量分析，以期能對建材之逸散物質做更準確且可靠的分析。另外將決定室內建材之逸散物質標準檢測方法及步驟，並利用此一方法來檢測及分析室內建築用材料及產品之逸散物質，且預測出有機物濃度模型，計算室內建材樣品之總揮發性有機物（TVOC）濃 3.

(5) 度、逸散速率和衰退常數等，以建立一套完整之室內建材逸散特性分析資料，以供建材廠商和建築廠商，相關建材製造和建築物建造之參考。. 4.

(6) Abstract Keyword ： Organic emission rate, Decay constant , Building materials, Environmental test chambers, Volatile organic compounds.. The volatile organic compounds (VOCs) from indoor materials and products are the major sources of indoor air pollution, and the emissions will result in health or comfort problems. Those indoor materials and products include furniture, decoration, wall paper, tapestry, carpet, ceiling, coating materials, binder, solvent and addivities. A facility designed and operated to determine organic emission rates from building materials and consumer products found indoors will contain the following in this project : test chambers, clean air generation system,. monitoring and. control systems, sample collection and analysis equipment, and standards generation and calibration systems. A standard procedure and method will be developed for the organic emission analysis of building materials in the present study. Using small chambers to evaluate organic emissions from indoor materials has several study items: 1.. Develop techniques for screening of products for organic emissions；. 2.. Determine the effect of environmental variables on emission rates；. 3.. Determine the. total volatile organic compounds（TVOC）concentration,. 5.

(7) emission rates and decay constants of building materials. All of the results will be provided to building and indoor material manufactures as references for architectural design.. 6.

(8) 目. 次. 第 1 章緒論.............................................................................................15 1.1 研究動機與目的..........................................................................15 1.2 研究範圍與內容..........................................................................17 1.3 研究方法與流程..........................................................................18 1.4 小型環境模擬室測定範圍 .........................................................20 1.5 測試目的......................................................................................21 第二章建築室內揮發性有機物概論 ....................................................23 2.1 病態建築物症候群......................................................................23 2.2 揮發性有機物之定義..................................................................26 2.3 室內常用建材與 VOCs 的關係 .................................................30 2.4 室內建材之分類..........................................................................35 2.5VOCs 對人體健康的影響 ...........................................................37 2.6 國內外室內空氣品質標準及建議值 .........................................39 第三章揮發性有機物逸散理論 ..............................................................44 3.1 揮發性有機物逸散機制 .............................................................44 3.2 界面質量傳送理論......................................................................50 3.3 室內 VOCs 逸散模式..................................................................56. 7.

(9) 第四章標準測試流程 ............................................................................58 4.1 設備與裝置..................................................................................59 4.2 標準測試流程..............................................................................74 4.3 數據分析方法..............................................................................83 第五章實驗結果與數據分析 ................................................................87 5.1 Headspace 分析結果 .................................................................83 5.2 檢量線之製作..............................................................................95 5.3 逸散特性實驗結果......................................................................97 第六章結論...........................................................................................109 第七章參考文獻 ..................................................................................111. 8.

(10) 圖目錄. 圖 1-1 室內建材有機物質逸散研究之流程簡圖................................18 圖 3-1 氣液相界面之質量傳送 ............................................................51 圖 4-1 小型建材有機物質逸散檢測模擬室........................................58 圖 4-2 自動化分析系統 ........................................................................65 圖 4-3 前濃縮採樣管 ............................................................................67 圖 4-4 注入 400 ml 的氣態碳氫化合物（Ｃ5-Ｃ12），（a）未經冷凝濃縮直接注入，（b）經冷凝濃縮後注入 ..............................................71 圖 4-5 氣相層析系統 ............................................................................71 圖 4-6 典型的色層譜；脂肪酸脂 ........................................................73 圖 4-7 標準測試流程圖 ........................................................................82 圖 5-1 噴漆之 Headspace 分析結果………………………………….84 圖 5-2 塑膠漆之 Headspace 分析結果……………………………….85 圖 5-3 調和漆之 Headspace 分析結果……………………………….85 圖 5-4 油性水泥漆之 Headspace 分析結果………………………….86 圖 5-5 底漆之 Headspace 分析結果……………………………………86 圖 5-6 凡立水之 Headspace 分析結果…………………………………87 圖 5-7 PVC 地磚之 Headspace 分析結果………………………………87. 9.

(11) 圖 5-8 PVC 壁紙之 Headspace 分析結果………………………………88 圖 5-9 地毯之 Headspace 分析結果……………………………………88 圖 5-10 夾板之 Headspace 分析結果………………………………….89 圖 5-11 玻纖天花板之 Headspace 分析結果………………………….89 圖 5-12 礦纖天花板之 Headspace 分析結果…………………………..90 圖 5-13. Benzene 之檢量線 ...................................................................93. 圖 5-14. Toluene 之檢量線 ....................................................................93. 圖 5-15. m-Xylene 之檢量線 .................................................................94. 圖 5-16. o-Xylene 之檢量線 ..................................................................94. 圖 5-17. p-Xylene 之檢量線 ..................................................................95. 圖 5-18 Ethyl Benzene 之檢量線..........................................................95 圖 5-19. 1,1,2-Trtrichloroethylane 之檢量線.........................................96. 圖 5-20. 溫度對逸散速率之影響 ..........................................................97. 圖 5-21. 噴漆－濃度對時間之變化 ......................................................98. 圖 5-22. 底漆－濃度對時間之變化 ......................................................99. 圖 5-23. 壁紙膠－PVA Glue/Cement 濃度對時間之變化 .................100. 圖 5-24. 填縫劑－Silicone 濃度對時間之變化..................................101. 圖 5-25 地毯濃度對時間之變化……………………………………102 圖 5-26 地磚濃度對時間之變化……………………………………103. 10.

(12) 圖 5-27 夾板濃度對時間之變化……………………………………104 圖 5-28 玻纖天花板濃度對時間之變化……………………………105 圖 5-29 壁紙濃度對時間之變化……………………………………106 圖 5-30 礦纖天花板濃度對時間之變化……………………………..107. 11.

(13) 表目錄. 表 2-1 WHO 對室內有機污染物之分類 .............................................26 表 2-2 國內建議優先調查之 VOCs 名單及排序................................27 表 2-3 國內主要 VOCs 排放行業之排放狀況....................................30 表 2-4 室內建材相關產業所使用之主要有機溶劑............................32 表 2-5 Mo1have 研究報告的 42 種建材..............................................33 表 2-6. (A)42 種建材周圍空氣中最常用的 10 種化合物 ...................34. (B)42 種建材周圍空氣中濃度最高的 10 種化合物..............................34 表 2-7 室內建材之分類 ........................................................................35 表 2-8 一般室內建材之詳細分類 ........................................................35 表 2-9 有機溶劑的容許濃度以及其對人體健康之危害....................38 表 2-10. 各國室內空氣品質標準值或建議值 ......................................40. 表 2-11. 1984 年已知標準之室內空氣污染物世界衛生組織工作組之. 一致認定...................................................................................................41 表 2-12. 常發生於辦公建築室內污染物之 ACGIH 建議值[29] ........42. 表 3-1 Moth Crystal Emission Factors（µg/m2hr）for p-Dichlorobenzene ...................................................................................................................46 表 4-1 充填三種不同的吸附劑 ............................................................66 表 5-1 目前購買之市售塗料…………………………………………..82 12.

(14) 表 5-2 目前測試之乾性建材…………………………………………..82 表 5-3 十二種市售塗料及建材所含之 VOCs…………………………83 表 5-4 Benzene 之濃度對波峰面積之關係 .........................................91 表 5-5. Toluene 之濃度對波峰面積之關係 ..........................................91. 表 5-6. m-Xylene 濃度對波峰面積之關係 ...........................................91. 表 5-7 o-Xylene 濃度對波峰面積之關係 ............................................92 表 5-8 p-Xylene 濃度對波峰面積之關係 ............................................92 表 5-9 Ethyl Benzene 濃度對波峰面積之關係 ...................................92 表 5-10. 1,1,2-Trichloroethylane 濃度對波峰面積之關係 ...................92. 表 5-11 溫度改變影響逸散速率之實驗參數 ......................................97 表 5-12. 噴漆之迴歸分析結果 ..............................................................98. 表 5-13. 底漆之迴歸分析結果 ..............................................................99. 表 5-14. 壁紙膠－PVA Glue/Cement 之迴歸分析結果 .....................100. 表 5-15. 填縫劑－Silicone 之迴歸分析結果......................................101. 表 5-16 地毯之迴歸分析結果………………………………………102 表 5-17 地磚之迴歸分析結果………………………………………103 表 5-18 夾板之迴歸分析結果………………………………………104 表 5-19 玻纖天花板之迴歸分析結果………………………………105 表 5-20 壁紙之迴歸分析結果………………………………………106. 13.

(15) 表 5-21 礦纖天花板之迴歸分析結果………………………………107. 14.

(16) 第一章緒論. 1.1 研究動機與目的近年來由於工商業發達及社會結構的改變，加上建築物外部環境的空氣品質日形惡化，使得辦公及商業建築大樓之建築及運作趨向密閉不通風。根據研究發現，人們待在室內環境（包括居家環境、辦公室或其他建築物內）的時間長達 80﹪以上[1]，近來更由於病態建築物症候群（Sick Building Syndrome，SBS）的普遍發生，不但侵犯員工身心健康，而且影響工作效率甚鉅，因此引起歐、美、日、加等先進國家重視室內空氣品質（Indoor Air Quality，IAQ）。所以室內環境的空氣品質狀況及其空氣品質是否會對人體造成任何的健康影響，將是值得重視的環境衛生課題。由 Wanner. H.U., 1986[2]的研究中指出，甚至在裝修後的一年仍能檢測出超出 0.2 ppm 含量的甲醛濃度。而本所在台北某大樓針對六個不同的辦公室進行室內空氣品質的監測[3]，就甲醛而言，每間辦公室的濃度平均值都在 1 ppm 以上，而美國聯邦標準所提出的甲醛含量建議值是在 0.4 ppm 以下。甲醛普遍存在於一般的建材和傢俱中，它是一種具致癌特性的揮發性物質。另在國外研究報告中得知，自建材中釋放出的污染物多達. 15.

(17) 52 種化合物，包括脂肪族及芳香族碳氫化合物，對人體健康都有不同程度的危害性。台灣地區地狹人稠，建築物內人員密度及建材密度都較國外為大，所以釋放之有害 VOCs 值應較國外室內面積的釋放值為大，建材污染物釋放情形對室內環境造成污染危害程度是相當值得重視及研究的。本所在 86 年度內政部建研所委託計畫「辦公建築室內裝修建材逸散物質對室內空氣品質影響之調查研究」中，針對國內 2-3 間辦公室及會議室，連續監測室內裝修建材逸散之甲醛及 VOCs 發現，國內即使使用多年之裝修建材，仍會釋出超過國際健康要求之濃度值。歐美國家對於建築物室內建材、傢俱和油漆等所釋放的有害甲醛及 VOCs 研究已行之多年，利用小型環境模擬室來模擬相關研究，是經常被採用的辦法，ASTM 標準[4]：D5116-90 也有關於小型環境模室相關設置、控制和採樣檢測的相關標準指標。國內相關之研究則相對較少，因此建立一套適合國內建築物室內建材有機物質逸散研究的小型環境模擬室及分析方法則相對重要，以供建材廠商和建築廠商，相關建材製造和建築物建造之參考。. 16.

(18) 1.2 研究範圍與內容由於室內空氣污染問題之特性係隨著氣候、建築型態、建築材料、通風方式、室內空氣品質與室內活動型態等影響因素之不同而有所差異。就室內空氣污染物的種類而言，包括了 CO2、CO、NOx、 SOx、粉塵、甲醛、氡、有機微生物及 VOCs 等。美國冷凍空調學會訂定之 ASHRAE-STANDARD 62-1989[5]中辦公場所的最低新鮮外氣換氣需求量為 20 cfm/人，此規範的訂定，是以人為主要污染時，而無其他污染物，以 CO2 濃度來作室內空氣品質的指標。然而近年來，由於生活形態方式的改變，不再是僅以人所釋放的 CO2 做為通風換氣指標，就能滿足人對室內空氣品質的要求，人們已經意識到其他污染源（建築物）對空氣品質影響漸鉅。由於室內主要的硬體架構即為室內裝修建築材料，當它們在製造與施工中會使用許多的化學物質，這些化學物質會經由逸散造成人員感官上的不適（如視、嗅覺），甚至直接危及健康，造成慢性疾病。故以建材逸散污染源之 VOCs 污染物做為通風換氣設計之指標是近年極受重視的研究課題。而 89 年度的研究內容為全程規劃的第二年，首先建立一套適合國內建築物室內建材有機物質逸散之標準分析方法，再利用上年度協助內政部建研所建造一座小型的建築物建材有機物質逸散環境模擬. 17.

(19) 室（包括測試室、清潔淨空氣產生系統、監測控制系統、採樣收集分析裝置和標準物產生校正系統），進行室內建材之揮發性有機溶劑氣體之釋放模式測試分析，並收集市面上不同的建材，逐一作建材逸散特性分析。. 1.3 研究方法與流程為建立一套適合國內建築物室內建材有機物質逸散研究的小型環境模擬系統，其流程簡圖如圖 1-1 所示：. 評估其逸散物質. 收集室內建材. 標準氣體稀釋系統. 測試室. 溫溼度及換氣率控制. 製作檢量線. 自動採樣系統. GC/MS 分析系統. 建材逸散特性分析. 圖 1-1. 室內建材有機物質逸散研究之流程簡圖. 18.

(20) 首先由室內建材製造商取得建材樣品，先進行評估其可能之逸散物質，經由標準氣體稀釋系統製作逸散物質之不同濃度，用以製作檢量線。將建材放入測試室中，設定測試室之溫溼度及換氣率，用以模擬室內環境之溫溼度及換氣率並加以控制。其後將建材逸散出的污染物，分別利用 GC/FID（氣相層析儀/火焰離子化偵測器）及 GC/MS （氣相層析儀/質譜儀）作定量及定性分析。分析後，若發現有其他逸散物質是之前未評估到的，再製作其檢量線決定其濃度。另外，利用自動採樣分析系統對逸散物質進行連續式的監測，評估該逸散物質之逸散特性，並建立其逸散特性模式。. 19.

(21) 研究流程：. 研究目標. 相關文獻及測試標準資料收集. 標準測試方法之流程設計. 決收定集室方內法建與材步之驟. 小測型試環境模擬室. 逸製散作物之檢量線. 分定析量系分統析之定性. 建材逸散測試分析. 建材逸散模式分析建立. 1.4 小型環境模擬室測定範圍（1）使用小規模的環境試驗室去進行室內材料和產品的逸散性監測，其中：設備的變數和修正，測試的步驟和數據的分析都是研究的工作重點。 20.

(22) （2）小試驗室有明顯的限制。正常來說，只有大型材料的樣品（例如：毛毯）才能被測試；而完整的裝置（如：家具）或燃燒行為（如：煤油加熱器）或活動行為（使用氣溶膠噴射產物）等都不適合在小試驗室中做測試。此分析方法應用於含高揮發性溶劑的材料（如：油漆和臘）時，實驗結果會偏低，因此必須經由刷、噴、滾等之步驟，再放入測試箱內分析，如此過程所測的逸散速率，一般而言，較自然乾燥過程的高，且會有大量溶劑逸散出來，造成分析上的副偏差。（3）不能對木製品中的甲醛之逸散提供明確的判斷。. 1.5 測試目的使用小試驗室去評估室內材料的有機物逸散物有下列幾個目的：（1）發展由有機物逸散物去篩選產品的技巧。（2）測定環境變數（如：溫度、濕度、換氣率）對逸散率的影響。（3）根據逸散物外觀（如逸散因子、特定有機化合物逸散）對不同產品和產品種類進行分類。（4）提供各種不同有機物來源之特定化合物數據，去引導研究範圍和幫助評估建築物中室內的空氣品質。（5）提供逸散物數據，去發展和證明用來預測室內有機化合物濃度. 21.

(23) 之模式。（6）發展數據，對製造者和建築者在評估產品逸散物和發展控制條件或改善產品上很有用處。. 22.

(24) 第二章建築室內揮發性有機物概論 2.1 病態建築物症候群根據世界健康組織（WHO）估計，約有 30%以上的新建或改建物有病態建築物症候群（Sick Building Syndrome，SBS）問題。其中室內裝修建材所釋放出的氣體污染源即是造成室內人員不適的主因之一。（Sterling, 1985）[6] 到目前為止，科學家對「病態建築物」的定義並無一致的看法，比較普遍且可能也是最恰當的定義就是：在某些現代建築物中，其居民表現出暴露於甲醛環境中類似的症狀，雖然在大部分的情況下，甲醛的濃度遠低於反應臨界值[7]。居住者通常會抱怨”空氣品質的惡化” 及”輕微的身體不適症狀”，此兩種不良的知覺反應均與室內空氣有關 [8,9]。而在「病態建築物症候群」之定義中，有一種普遍的定義是包括下列三種[1]：（1）是一種非特異性不舒服的症候群，而此症候群與現代辨公大樓員工有關；（2）在工作場所中所發生的慢性和同時存在的症狀，而該症狀會在晚上和週末時消失；（3）在特定的辦公大樓員工身上所產生的症狀。而根據許多斯堪地那維亞半島國家（Scandinavian Countries）及美國對室內空氣品質（Indoor Air Quality）的研究報告，世界健康組織（WHO）專家小組終於在 1982 年開會作成對『病態建築物症候群』的定義[10]。目前該定義仍被廣泛的引用，. 23.

(25) 它主要包括了下列症狀：（1）對眼睛、鼻腔及喉嚨的刺激；（2）黏膜及皮膚的乾燥感；（3）皮膚的紅斑（Erythema）；（4）精神疲乏；（5）可聞到輕微且持續性的異味。根據研究指出 SBS 有明顯的性別差異[1]。該份研究發現，除了喉嚨不適及皮膚不適之外，皆是女性 SBS 症狀盛行率高於男性，其中女性又以眼睛不適、鼻塞/流鼻水、胸口不適、頭痛、嗜睡/疲勞和無法集中精神的盛行率，顯著高於男性。在呼吸道症狀/疾病的盛行率方面，除了肺炎及過敏性濕疹外，皆是男性高於女性，其中鼻竇炎的盛行率是男性顯著高於女性。根據估計，在 60 年代之後建造或改建的建築物中，約有三分之一出現室內氣候問題[11]。在 70 年代，根據調查在瑞典某些社區內，每四所幼稚園就有一所是問題建築物（Problem Building）。問題建築物的增加，似乎與節約能源和強調節省能源的建築法規呈一致。但是同一時間內，室內環境的「負載」（Load）也有所改變—建築物本身及內部裝潢大量使用。以 SBS 的觀點而論，產生問題建築的主要因素是高濕度、建築原料使用及控制不當、以及通風不良。在瑞典的非住宅及非工業用建築物中，其中有 30~50﹪在通風性能上顯示有工程錯誤。在高聳的住宅用建築物中，15﹪可能有空氣換氣率不良的現象。有 5~10﹪的建. 24.

(26) 築物，因為地面的濕度問題、建築物的結構及漏損問題而需要重建，而大約有 3~5﹪的小家庭則確有嚴重的霉菌問題[12]。根據 Woods[13] 的研究，在歐洲及北美的非工業用建築物中有 20~30﹪可歸類於問題建築物，僅有 50~70﹪可保持為健康的建築物。人類暴露於環境因素（化學、物理或生物因素）可能是透過吸入、食入或皮膚接觸，但在家庭、工作場所（Workplace）、公共場所、交通工具及室外暴露情形則大有不同。因此就有害物質而言，必須將所有暴露途徑一起列入考慮。有些暴露（經由化妝品或食物）可能會改變居民之黏膜對空氣中刺激物的敏感性。此外，現在的毒物學觀念也已經從一種物質一種影響（One-Substance One-Effect），改變成為污染物質與污染物質的相互作用，此相互作用亦可在像空氣污染物中許多化合物混合存在時發生。室內空氣中會對人體造成刺激的，通常是 VOCs 的總合而不是個別的 VOCs。此外，環境暴露也會對身體反應有影響，例如室內溫度高會提高皮膚的溫度，使皮膚對空氣中的化學刺激物更敏感。預測化學物質會對人類的健康造成什麼影響目前仍有困難，特別是早期的、輕微的、及可逆（Reversible）的影響。世界衛生組織所出版的歐洲空氣品質指標（ Air Quality Guide-Line for Europe）[14]中指出，許多室內和室外的物質在濃度遠低於會發生有毒害影響（Toxic Effect）的情況下，會造成感官上的影. 25.

(27) 響。例如，異味的困擾（Odor Annoyance）也許並不會完全被視為對健康有不良影響，但通常被視為會嚴重影響生活品質。至於異味困擾接受度的標準，WHO 建議臭味的濃度不得多於 5﹪的人口可聞到，且被聞到的時間需少於 2﹪。. 2.2 揮發性有機物之定義 WHO 將室內有機污染物依其沸點範圍歸納分類成四大類，如表 2-1 所示。由此分類表可知，揮發性有機物(Volatile Organic Compounds, VOCs)的定義係指除了殺蟲劑（Pesticide）外，沸點落在下限值為 50 ℃∼100℃及上限值在 240∼260℃範圍內的有機化合物。而美國環保署在 1990 年所訂定的「乾淨空氣修正法案」（Ｃ lean Air Act Amendment,CAAA）中，共有 189 種有毒污染物列為管制物質，其中 97 種是屬於揮發性有機污染物（Volatile Organic Compounds,VOCs） [15]。表 2-1 描. WHO 對室內有機污染物之分類述簡稱沸點範圍(℃). 極易揮發(氣態)有機物. VVOC. <0 至 50-100. 揮發性有機物. VOC. 50-100 至 240-260. 半揮發性有機物. SVOC. 240-260 至 380-400. 伴隨粒狀的有機物或粒狀有機物. POM. > 380. 另在 1993 年鍾美華[16]等人根據 VOCs 在致癌性、生物濃縮能 26.

(28) 力、運作量以及急毒性方面給予不同評分；進而篩選出國內必須優先進行調查量測之有害 VOCs 空氣污染物質。表 2-2 評分愈高者，其健康危害性也越大，C 級以上者即為國內必須優先進行調查量測之有害空氣污染物物種。. 類別. 表 2-2 國內建議優先調查之 VOCs 名單及排序國內建議需要優先調查之有總分排序 27. 級別.

(29) 機性有害性空氣污染物名單 VOCs. 其他. 苯（Benzene）苯乙烯（Styrene） 1,2-二氯乙烷（1,2-Dichloroethane）三氯乙烯（Trichloroethylene）乙苯（Ethylbenzene）三氯甲苯（Chloroform）甲苯（Toluene）二甲苯（Xylene）四氯乙烯（Tetrachloroethylene）二氯甲烷（Methylene Chloride）二甲基甲醯胺（Dimethyl Formamide） 1,1-二氯乙烷（1,1-Dichloroethane）酚（Phanol）四氯化碳（Tetrachloromethane） 1,1,1-三氯乙烷（1,1,1-Trichloroethane）甲醇（Methanol） Furans 甲基酚（Methyl Phenol）甲基異丁基酮（Methyl Isobutyl Ketone）醋酸乙酯（Butyl Acetate）二硫化碳（Carbon Disulfide）醋酸乙酯（Ethyl Acetate）丁醇（Butanol）甲基乙基酮（Methyl Ethyl Ketone）丙酮（Acetone） Carcinogenic PAHs（7 種） Nephthalene. 28. 85.0 65.0 63.7 60.0 46.7 45.0 45.0 44.7 44.3 43.7 40.7 39.0 37.7 25.0 25.0. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. A B. 21.0 19.0 19.0 18.7 18.0 18.0 5.3 4.0 4.0 0.3. 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25. D. 73.0. 1. B. 36.3. 2. C. C.

(30) 而辦公建築室內 VOCs 污染原因不外是：室外污染物的滲入－如汽機車及附近工廠排放廢氣；事務器具及用品－如影印機、立可白、清潔劑、殺蟲劑；人員－衣物、個人用品、化粧品以及室內裝修裝璜建材傢俱。依據若干的研究調查[17-19]指出，室內的 VOCs 濃度高過室外的 VOCs 濃度值，另根據 Sheldon 在 1988 年的研究報告指出[20]，室內空氣中已發現有 500 種以上的 VOCs；並且有 50~300 種的 VOCs 被發現經常存在於非工業用的室內空氣中[21]。而在一般居家環境中，正常的室內總 VOCs 低於 1 mg/m3，但最高的亦有超過 20mg/m3 的案例。至於曝露於非工業建築 VOCs 的研究中，Berglund[22]等提出了 VOCs 對健康效應的研究。Mo1have[23]則指出在 VOCs 低於 0.2mg/m3 的濃度下對空氣品質而言並無重要影響，但超過 3mg/m3 的曝露濃度則會引發一些效應。但像這樣的 VOCs 濃度值卻常發生在一般的室內環境中。因此為減低對人體健康的危害性及室內環境舒適的要求，現在多數研究探討逸散污染物與通風換氣規範之相關性。. 29.

(31) 2.3 室內常用建材與 VOCs 的關係室內建材是室內 VOCs 污染源的主因之一。由於建築材料在本體製造或室內裝修施工過程中所採用的揮發性有機物，在建築物裝修後在室內慢慢逸散出來而造成污染。然而這些化學成份的施用無論是在建材本身的製造或裝修施工上其扮演的角色不外是表面塗裝材料（後簡稱塗料）、黏著劑、填縫劑以及溶劑。而由國內主要揮發性有機物排放行業狀況（由表 2-3）可知，塗料製造業 VOC 排放量僅約佔總排放量的 1.3%[24]，但若包含塗料使用時所添加之稀釋溶劑使用及塗膜硬化之溶劑揮發範圍，則將近佔有總排放量之 47%。. 表 2-3. 國內主要 VOCs 排放行業之排放狀況[24]. 行業別. 總排放量(公噸/年). 塗料製造. 2,380. 二甲苯、甲苯、乙酸乙酯. 塗料使用. 37,800~45,000. 二甲苯、甲苯、乙酸乙酯. 製鞋業. 12,590. 甲苯、二氯甲烷. 建築物表面塗裝. 44,200. 甲苯、松香水、香蕉水. 加油站. 12,200. 油氣. 石化業. 53,620. 醛類、烯類. 煉油業. 17,740. 苯類、醛類、酚類. 30. 主要排放物質.

(32) 以下就室內建材常用的揮發性化學物質之種類及施用用途分別介紹：（1）塗料為求室內器物的美觀及保護作用，舉目所見的各種建材均可發現經由塗裝的加工。（2）黏著劑和填縫劑黏著劑和填縫劑被用於建築的許多構造和裝飾方面，例如膠基地板、安裝地毯、壁紙、窗框、門等。以金錢計算，建築工業可能是黏著劑和填縫劑的最大使用者。黏著劑對合板粒狀板等的製造是重要的這些廣泛地被用於室內建材、隔間板、門、傢俱等。（3）溶劑上述的塗料、黏著劑、填縫材為求施工的塗膜特性、光澤性等其組成中少不了溶劑。大多數的溶劑多屬沸點較低的有機物以便於施用後快速揮發乾燥，這也就是建材中主要的 VOCs 污染來源，表 2-4 為室內建材相關產業所使用之主要有機溶劑。. 31.

(33) 表 2-4. 室內建材相關產業所使用之主要有機溶劑. 業. 界. 主要使用有機溶劑. 樹脂製造. 苯、苯乙烯、丙烯、甲醛. 樹脂加工. 苯乙烯、三氯乙烷、甲醛. 合成皮革. 甲苯、MEK、丙酮、醋酸乙酯. 橡膠加工. 甲苯、橡膠溶劑. PU 發泡. 氟氯化物、氯化甲烷、甲醛. 洗毛、布之加工. 過氯乙烯、氯化甲烷、帖烯. 塗料石棉板難燃材、斷熱材木材、木板. 甲苯、醋酸乙酯、IPA、MEK 甲苯、矽利康油甲苯、氟氯化物、甲醛甲醛、酚、甲苯、二甲苯. Mo1have[25]針對 42 種建材做 VOCs 逸散特性的研究，研究中指出每一種建材平均有 22 種化合物逸散出，總濃度為 0.01∼1,410 mg/m3。表 2-5 為其研究報告中的 42 種建材，而表 2-6(A)為其中 42 種之建材中出現頻率最高的 10 種 VOCs，表 2-6(B)為平衡濃度值最高的 10 種 VOCs。. 32.

(34) No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42. 表 2-5 Mo1have 研究報告的 42 種建材 Type of Material Description Urea-formaldehyde glued Particle board Urea-formaldehyde glued Particle board 12 mm, paper-coated Plaster board 22.8-mm board Calcium silicate board Plastic, compound Sealing agent Plastic, silicone compound Sealing agent Sealing agent Putty, strips 5×7 mm2 Insulation Batch Mineral wool Particle board Urea-formaldehyde glued Plywood lining Teak Woodfiber board 12-mm board Tightening fillet Neoprene/polyethylene Tightening fillet Plasticized PVC/polyethylene Felt carpet Synthetic fibers/plastic backing Felt carpet Synthetic fibers Wall paper Viny1 and paper Wall paper Viny1 and glass fibers Wall paper Printed paper Floor covering Linoleum Wall and floor glue Water-based EVA Texture glue Water-based EVA Filler PVA glue/cement Filler Sand, cement, water-based hardener Wall covering Hessian Floor covering Synthetic fibers/PVC Floor covering Rubber Wall paper PVC foam Tightening fillet Heat expanding neoprene Fiber board Glass fiber reinforced polyester Paint Acryllatex Floor varnish Epoxy, clear Floor varnish 2-component, isocyanate Floor varnish Acid hardener Wall covering PVC Laminated board Plastic Floor covering Soft plastic Insulation foam Polystyrene Insulation foam Polyurethane Floor covering Homogeneous PVC Floor and wall covering Textile Floor and wall covering Textile Cement flag Concrete. 33.

(35) 表 2-6. (A)42 種建材周圍空氣中最常用的 10 種化合物 (B)42 種建材周圍空氣中濃度最高的 10 種化合物成份平均濃度出現頻率 μg/m3. A Toluene. 39.7. 22. n-Decane. 1.49. 20. 1,2,4-Trimethy1 benzene. 0.56. 18. n-Undecane. 1.00. 17. 3-Xylene. 23.0. 16. 2-Xylene. 3.81. 14. n-Propy1 benzene. 0.20. 13. Ethy1 benzene. 1.79. 12. n-Nonane. 1.05. 11. 1,3,5-Trimethyl benzene. 0.36. 11. Toluene. 39.7. 22. 3-Xylene. 23.0. 16. C10H16 (Terpene). 20.8. 6. n-Butylacetate. 15.2. 1. n-Butanol. 9.4. 5. n-Hexane. 8.8. 5. 4-Xylene. 7.3. 8. Ethoxyethylacetate. 5.9. 1. n-Heptane 2-Xylene. 5.0. 2. 3.8. 14. B. 34.

(36) 2.4 室內建材之分類為了建立室內建材之 VOCs 逸散特性的資料庫，目前根據 Mo1have[25]做VOCs逸散特性研究的42種建材所做的分類如表2-7、表2-8所示，其中 C = used inside the Construction ； P = Putty or Sealing compound ；S = used on Surface。. 表 2-7 室內建材之分類 1. 地板類 2. 地板與天花板類室內建材種類. 3. 牆壁類 4. 鑄造（Casting）、支撐物（Frames）與門檻、窗臺（Sills）類 5. 填縫劑與接著劑類. 表 2-8. 一般室內建材之詳細分類. P — 織品膠（Texture glue） S — 地板覆蓋物（Floor Covering）. 地板類. 35. 聚氯乙烯類（Homogeneous PVC）合成纖維/聚氯乙烯類（Synthetic Fiber/PVC）橡膠類（Rubber）油氈類（Linoleum）軟塑膠類（Soft Plastic）.

(37) 地毯類（Felt Carpet）. 地板漆（Floor Varnish）. 合成纖維/塑膠襯裡類（Synthetic Fibers/ Plastic Backing）合成纖維類（Synthetic Fibers）環氧樹脂類（Epoxy）異氫酸鹽類（Isocyante）酸液補強劑（Acid Hardener）. 地板與天花板類（Floor and Ceiling） P. 牆壁與地板膠（Wall and Floor Glue）填料（Filler）. 聚醋酸乙烯膠著劑/接合劑（PVA Glue/Cement）. 牆壁類. 砂、水泥類、水基硬化劑（ Sand,Cement,Water-Based Hardener） S. 地板與牆壁之覆蓋物織物（Textile）（Wall and Floor Glue）石膏板（Plaster Board） Paper-Coated 矽酸鈣板（Calcium Silicate Board）合板襯裡（Plywood Lining）柚木（Teak）纖維板（Woodfiber Board）壁紙類乙烯類與紙（Vinyl and Paper）乙烯類與玻璃纖維（Vinyl and Glass Fiber）印刷紙（Printed Paper）聚氯乙烯發泡（PVC Foam）塗料（Paints）膠液（Acryllatex）牆壁覆蓋物聚氯乙烯類（PVC）（Wall Covering）粗麻布類（Hessian）. C. 粒狀板（Particle Board） Urea-Formaldehyde Glue （尿素-甲醛膠著劑）絕緣體（Insulation Batch） Mineral Wool （毛料）保溫材（Insulation Foam） Polystrene Polyurethane 水泥石板（Cement Flag） 36.

(38) 鑄造物、支撐物與門檻、窗臺類（Casting, Frames, Sills）填縫劑與油灰類（Sealing, Putty）. P. 纖維板（Fiber Board）. C. 薄板（Laminated Board）填縫劑. 塑膠類（Plastic Compound）矽利光類（Plastic, Silicone Compound）油灰類（Putty）. 補強材、平邊熱膨脹性二烯橡膠（Tightening Fillet）（Heat Expanding Neoprene）二烯橡膠/聚乙烯類（Neoprene / Polyethylene）聚氯乙烯/聚乙烯類（Plasticized PVC / Polyethylene）. 2.5 VOCs 對人體健康的影響室內建材的 VOCs 逸散污染物多源自於建材原料及施工中所施用的溶劑，表 2-9[26]為常用有機溶劑的容許濃度以及其對人體健康之危害狀況。. 37.

(39) 表 2-9 有機溶劑的容許濃度以及其對人體健康之危害[26] 爆炸界限濃度分子物質名勞動環境容許濃度健康危害 3 量 ppm mg/m vol % 58.1 眼，皮膚的刺激作用，麻醉，頭痛 2.5~12.8 750 1780 1.丙酮 74.1 麻醉作用，潮紅斑 152 1.7~10.9 50 2.異丁醇 60.1 黏膜的刺激，麻醉作用 2.0 ~12.0 400 983 3.異丙醇 90.1 200 740 4.溶纖劑 132.2 貧血 540 1.71~6.7 100 5.溶纖劑醋酸 118.2 眼，呼吸器障害，麻醉作用，內臟 6.丁基溶纖劑障害，血液變化. 7.甲基溶纖劑 8.二甲苯. 100. 435. 9.乙酸異丁酯 10.乙酸異丙酯 11.乙酸乙酯 12.乙酸丁酯 13.乙酸丙酯 14.乙酸甲酯. 150 250 400 150 200 200. 713 1040 1440 712 840 606. 15.環已醇 16.環已酮 17.四氯乙烯 18.三氯乙烯 19.甲苯 20.1-丁酮 21.2-丁酮 22.甲醇. 50 25 50 50 100 200 200 200. 206 100 339 269 375 590 705 262. 23.甲基異丁基酮 24.甲基乙基酮 25.甲基丁基酮 26.松節油 27.正己烷 28.礦油精 29.甲醛 30.甲氧基乙醇 1.1.2 三氯乙烷 31.三氯乙烷 32.氯化甲烷 33.1-丁醇 34.2-丁醇 35.環己酮 36.二氯甲烷 37.苯. 50 100 5 100 50. 205 410 20 556 176. 1 25 10 350 50 100 150 25 50 5. 1.2 80 55 1910 105 303 455 100 174 16. 38.乙晴. 40. 67. 1.1~7.0. 1.8~7.8 2.5~9.0 1.2~15.0 2.8~8.0 3.1~16.0. 76.1 貧血，麻醉作用，視覺異常 106.2 貧血，白血球，紅血球的減少，皮 116.2 102.1 88.1 116.0 102.1 74.0. 2.95~15.5 6.0~36.5. 100.2 98.2 165.9 131.4 92.1 74.1 74.1 32.0. 1.35~7.6 1.8~11.5 1.22~8.0. 100.2 72.1 100.2. 1.2~7.5 1.1~6.0 7.0~73.0 2.5~14.0. 86.2. 1.1~. 1.27~6.75. 10.7~13.4. 1.4~9.4 1.5~8.0 ~4.4. 38. 30.0 76.1. 膚黏膜刺激結膜炎，流淚以及黏膜的刺激眼和呼吸器的刺激弱麻醉作用，皮膚黏膜的刺激眼的刺激，麻醉弱麻醉作用，呼吸困難眼發炎症，流淚，呼吸障害，神經過敏刺激作用肝障害，麻醉作用，神經症流淚，中樞神經的刺激，麻醉頭痛，目眩，貧血. 視神經障害，頭痛，嘔吐，痙孿，失明眼發炎症黏膜刺激症狀，麻醉作用黏膜刺激作用呼吸器官障害頭痛，目眩，嘔吐，失神頭痛，目眩，嘔吐，失神呼吸器官障害，強刺激作用頭痛，皮膚炎，眼，鼻，喉刺激. 頭痛，疲倦，中樞神經系統衰弱昏睡，噁心，胃痛，視力障礙眼睛刺激眼睛及皮膚刺激眼睛及皮膚吸入，皮膚接觸中度毒性麻醉性可能之致癌物，可由呼吸及皮膚進入人體 41.1 倦怠，噁心，腹部疼痛. 133.5 50.5 74.0 74.0 98.1 85.0 78.1.

(40) 2.6 國內外室內空氣品質標準及建議值現代人大部分時間處於室內環境，室內空氣品質逐漸成為影響人體健康及舒適的重要因素，故室內空氣品質標準的訂定有其必要性。國內外有室內空氣品質訂定的標準值或建議值，可參考下列各表，如 (1)各國室內空氣品質標準比較，見表 2-10[27]所示。(2)1984 年已知標準之室內空氣污染世界衛生組織工作組之一致認定，如表 2-11[28] 所示。(3)為節錄自美國工業衛生協會(ACGIH)所建議的污染物平均時量容許濃度(TWA)中，較常發生於辦公建築內的污染物，如表 2-12[29] 所示。. 39.

(41) 表 2-10 中華民. 各國室內空氣品質標準值或建議值[27]. 美國. 加拿大. 日本. 瑞典. 荷蘭. 德國. 蘇俄. 20~22. －. 18~20. 18~20. －. －. －. －. 50∼55. 國溫度. 23~28. (℃). ℃. 相對溼度 40~70. 20~60 夏:30~80 40~70. 18~20 15∼21. 冬:30~55. (℃) 平均風速 0.15-0.5. －. < 0.5. －. －. －. 0.15~0.25. 懸浮微粒 PM10. PM2.5. PM. －. PM10. －. －. (μg/m3). < 40#2. 150. 0.2. (m/sec) 150. 140#5. < 100#3 二氧化碳. 1,000. 1,000. < 3500#3. 1000. －. －. －. －. 10#3. 9#3. < 25#3. 10#3. －. 35#3. －. －. －. －. －. －. (ppm) 一氧化碳. < 11#5. (ppm) 二氧化氮. －. －. (ppb) 臭氧. < 50 #3 <250. －. 50. 9#4 －. －. 80#5. －. －. 80-100#3. #5. < 120. (ppb) 二氧化硫. 50-60 －. 25#5. －. 200-500. (WL)#12. －. 133#4. －. －. 100#7. －. 100#9. 100#14. 100. －. －. －. －. 50#8. (ppb) 氡. －. <380 #6. (ppb) 甲醛. < 19 #2. #4. －. －. 0.02#12. 400-700#10 －. 0.15#13. 註：#1：摘自毛義方教授所提出之建議值，EPA-78-002-26-095。 #2：表長期暴露可接受建議值。 #3：時平均值。 #4：8 小時平均值。 #5：日平均值。 #6：5 分鐘平均值。 #7：表加拿大室內標準之建議值。. 0.027#10 0.009#9. #8：表加拿大室內標準之目標值。 #9：表瑞典對新建築之甲醛最大值。 #10：表瑞典對續建築之甲醛允許濃度。 #11：1WL=1 working level，約相當於 200 pci/L。 #12：表加拿大對舊房子應採取措施之濃度標準。 #13：表加拿大對新房子應立即採取措施之濃度標準。 #14：0.5 小時。. 40.

(42) 表 2-11 1984 年已知標準之室內空氣污染物世界衛生組織工作組之一致認定污染物報告濃度(ppm) 濃度限或無關相關濃度抽煙(二手煙) 可被呼吸微粒. 0.05~0.7. <0.1. >0.15. 一氧化碳. 1~1.5. <2. >5. 氯一二甲基胺. (1-50)*10-3. －. －. NO2. 0.05~1. <0.19. CO. 2% COHb. 3% COHb. 氡. 10~3000 Bq/m2. 0. 70 Bq/m2. 甲醛. 0.05~2. <0.06. >0.12. SO2. 0.02~1. <0.5. <1.35. CO2. 600~9000. <1800. >12000. O3. 0.04~0.4. 0.05. 0.08. 石綿. <10 fibers/m2. -0. 103 fib/m. 礦物纖維. <10 fibers/m2. －. －. 0.005~1. －. 350 TLV. 有機物二氯甲烷. 260 NIOSH 三氯甲烷. 0.0001~0.002. －. 70TLV 135. 四氯乙烷. 0.002~0.005. －. NIOSH. 二氯苯. 0.05~0.1. －. 335. 苯. 0.01~0.04. 致癌物. 450. 甲苯. 0.015~0.07. －. 致癌物. 二甲苯. 0.01~0.05. －. 375. 正壬烷. 0.001~0.03. －. 435. 正癸烷. 0.002~0.04. －. 1050. 莘烯. 0.01~0.1. 41. －.

(43) 表 2-12. 常發生於辦公建築室內污染物之 ACGIH 建議值[29] ppm (TWA) 種類苯乙烯. 50. 正庚烷. 400. 甲苯. 100. 辛烷. 300. 對，偏二甲苯. 100. 正二甲苯. 100. 乙苯. 100. 壬烷. 200. 異丙苯. 50. 國內目前並無針對一般影響室內空氣品質之污染物濃度的規範。行政院勞工委員會為掌握勞工作業環境實態及評估勞工暴露狀況，以確保勞工的健康，訂定「勞工作業環境測定及實施辦法」並在勞工安全衛生法訂定作業環境容許濃度。常用的化合物其容許濃度值可見前節已述之表 2-9。在 Bayer 和 Papanicolopoulos[30]及 Tucker[31]的研究報告中指出，華盛頓州要求所有用於新的州辦公建築內的傢俱必須確知其 VOCs 的逸散特性，並嚴格要求符合使總 VOCs 濃度不超過 500 μ g/m3 的原則。Tucker 指出美國環保署(EPA)亦有相同的作法來限制其建築物內的 VOCs 濃度。而挪威健康理事會(Norwegian Health Directorate)[32]在 1990 年 7. 42.

(44) 月發佈一份報告"Recommendations of Indoor Air quality" (6/90, IK 2322)對室內的 TVOCs 建議值為 400 μg/m3。澳洲國家健康醫藥研究院(National Health and Medical Research Council)提出的建議值為 500 μg/m3。. 43.

(45) 第三章. 揮發性有機物逸散理論. 3.1 揮發性有機物逸散機制測試箱對室內建材料逸散物之評估所需的理論基礎是以質量傳送（Mass Transfer）為主。VOCs 污染物從污染源逸散有下列三種基本逸散機制[33]：(1)從材料表面蒸發至其上方空氣之汽化質量傳遞（如：溶劑槽之溶劑蒸發）(2)被吸附的有機物質之脫附(3)在材料內部的擴散作用。. 3.1.1 蒸發質量傳遞（Evaporation Mass Transfer）由材料表面蒸發至其上方空氣之有機物質汽化質量傳送可表示成： E = k m (VPs − VPa ). （3-1）. 其中： E ：逸散速率（Emission Rate） k m ：質傳係數（Mass Transfer Coefficient） VPs ：材料表面有機物之蒸汽壓 VPa ：橫越物料上的空氣之蒸汽壓. 由上式，有機物之逸散速率正比於在有機物在材料表面的及空氣之間的蒸汽壓之差值。而有機物之蒸汽壓直接與濃度有關，所以有 44.

(46) 機物的蒸汽壓正比於有機物在材料表面及空氣之間的濃度差。因此質傳係數是下列三者的函數：特定化合物在空氣中的擴散係數、在物料上的邊界層之擾亂程度和邊界層的厚度。. 3.1.2 脫附作用（Desorption）吸附於材料上的有機物化合物，其脫附速率可藉由一個吸附分子的滯留時間（或平均停留時間）來測出： τ = τ 0 e −Q / RT. （3-2）. 其中： τ ：滯留時間（Retention Time），sec. τ 0 ：常數，根據不同化合物取 10 ∼10 sec 之間的一個 -12. -15. 特定值 Q ：吸附之莫耳焓變化 R ：理想氣體常數，8.314 J/mole-K T ：溫度，K. 當滯留時間越大，則脫附時間越長。. 3.1.3 物質內的擴散作用（Diffusion Within the Material）在材料內進行的擴散質傳是特定化合物的擴散係數之函數，而所給予的材料中所含之化合物的擴散係數是下列的函數：化合物的物 45.

(47) 理性質（例如：分子量、分子大小），溫度，物料內部的結構。在一混合物中，個別化合物的擴散係數（Diffusivity）也會受到混合物組成的影響。. 3.1.4 影響質傳的變數 VOCs 排放特性與其他污染源有所不同；產品的年齡會影響排放的速率，且隨著時間的改變排放速率會大幅度的下降，此效應尤以液態狀之產品（如膠合劑）最為明顯。此外環境因素也會造成逸散速率的改變，主要影響的因素有：當時環境的溫度、濕度、通風率、樣品表面積對室內空間的比例；而且沉降現象也是因素之一。因此必須檢查在測試箱測試過程中會影響質傳的變數。（1）溫度（Temperature）：溫度會影響蒸汽壓、脫附速率和有機化合物的擴散係數。因此，溫度影響著表面的質傳（無論是汽化或脫附）和物料內部進行的擴散質傳。一般而言，對於逸散行為之影響是屬於正面的。Tichenor 的研究報告如表 3-1[34]。表 3-1. Moth Crystal Emission Factors（μg/m2hr）for p-Dichlorobenzene Air Exchange Rate T=23℃ T=35℃ （ACH, h-1） 0.25. 1170 ± 180. 4180 ± 110. 0.5. 1540 ± 80. 4390. 1.0. 1630 ± 10. 5200. 2.0. 1780. 6080. 46.

(48) 由表 3-1 可看出，溫度上升，相對的逸散速率也上升。另在 Van Der Wal 氏對溫度影響 VOCs 的研究中[35]，選用地毯、地板舖設物及水性油漆作為目標物，發現隨著溫度的上升，初始逸散速率、逸散速率衰減常數也都跟著上升，也有部分污染源的總逸散量會因產生化學反應而增加逸散的總質量。由此，為減少室內污染，而對建築物所進行的加溫烘出（Bake Out）可達到一定之效果。但由文中另一組實驗結果顯示，維持 23℃及先保持 30℃後降至 23℃ 的實驗結果，降溫後的污染物濃度和未升溫實驗同時間濃度相差無幾，由此也顯示，短時間的 Bake Out 是不合乎經濟效應的。. （2）濕度（Humidity）－濕度對於逸散的影響於標準方法 ASTM D5116-90[4]中所提到，對於粒狀板逸散甲醛會有增加逸散之影響，對於其他水溶性 VOCs，可能也會有相同的作用。. （3）換氣率(Air Change Rate，ACH，h-1)：換氣率被定義成在每小時內進入室內環境的戶外空氣體積除以室內空間的體積。換氣率顯示出發生在室內環境的稀釋量和沖洗量，換氣率愈高，稀釋量愈大，而增加有機化合物在材料表面及空氣之間的濃度差，逸散效率也隨著增加。例如，在物料的表面濃度不變，則藉由增加在物料表面和橫越空氣的濃度差，可增加空氣中較低濃度 47.

(49) 的汽化質傳。氣體換氣率會影響測試箱內污染物的稀釋程度，進而影響逸散作用。由表 3-1 可看出，隨著氣體換氣率的增加，逸散速率也會增加。Hayter 的研究指出[36]，氣體換氣率的增加會使逸散過程中的最高濃度降低，同時也使最高濃度發生的時間提前。而 Chang 所提出的兩相式逸散模式[37]也顯示了，較高的氣體換氣率會增加逸散速率衰減常數。. （4）氣體流速－質傳係數(km)受到材料表面的邊界層（Boundary Layer）速度和亂流層（the Level of Turbulence）之上氣體流速的影響。一般而言，氣體流速越大，亂流層越厚，則邊界層的厚度也越小，而質傳係數也會比較高；在測試箱實驗中，研究者較喜歡使用高氣體流速，以減少表面的質傳阻力，例如：0.3 ∼0.5 m/s 的空氣流速被用來測試木製品中甲醛的逸散，如此的速度高於 Matthews et al.[38]所觀測出的一般居住環境之平均空氣流速－0.07 m/s。而其他的研究者較喜歡將空氣速度保持在室內環境所測得的氣體流速範圍。（5）沉降效應－沉降性應分為兩部分，分別為吸附作用與再脫附作用，在整個逸散過程中，這兩種作用同時進行著。沉降效應對於逸散行為的最大影響即是延長污染物在室內環境的滯留時. 48.

(50) 間。在逸散的初期，空氣中污染物的濃度較高，此時反應以吸附作用為主；待其污染源之污染物濃度降低，逸散速率漸緩，空氣中污染物濃度降低後，又漸漸轉變為以再脫附作用較旺盛，從而延長污染物在室內的停留。在國內的部分，建材沉降效應會使 VOCs 在空間中的濃度變化較無沉降效應緩和，且吸附強度為地毯＞水泥板＞玻璃；溫度越高、通風量越大、室內 VOCs 濃度越低，建材對 VOCs 吸附力越低，且吸附及脫附的平衡時間較短，且吸附力地毯＞天花板＞木板[39]。. 3.1.5 結論蔡氏[39]、張氏[40]及劉氏[41]分別對工廠環境室內 VOCs 逸散模式及室內流場對逸散模式的影響有所研究。蔡氏[39]及張氏[40]的研究中，液狀 VOCs 的逸散速率受到溫度、相對濕度及通風量的影響，其中以溫度影響為最大；逸散速率隨溫度呈現指數函數增加，隨相對濕度及通風量增加而上升。劉氏[41]的研究中，經由濃度場的分析，濃度邊界層的厚度會隨著風速的改變而有所不同，風速增加時，邊界層的厚度將略為減小；另揮發性越強之物質，其質傳係數越大，且越容易受到流場的影響；風速不高時，在室溫範圍內，溫度的改變對質傳係數的影響不大。. 49.

(51) 本文內一再強調小試驗室的評估被用來測試逸散物來源的逸散率，這些速率被用來決定適合的 IAQ models，以用來預期待測物料所逸散出來的化合物之室內濃度。利用 IAQ models，需要去確保小試驗室測試的規律性與 IAQ models 的假設是一樣的。而試驗室中所觀測到的濃度，也不能用來當作完全尺寸的實際室內環境的期望濃度。. 3.2 界面質量傳送理論 3.2.1 雙層膜理論界面質量傳送包括三個步驟。（1）在其中一相裡，某成分從整體相（Bulk Phase）中傳送至界面處。（2）某成分跨越過界面到另一相。（3）該成分再從界面傳送至另一個整體相。而『氣體吸收之雙層膜理論（Two-Film Theory of Gas Absorption）』乃是 Whitmans 在 1923 年所創的[42][43]。該模式如圖 3-1[44]所示。此理論有兩個基本假設：（1）質量傳送速率是由界面兩邊的擴散率所控制，（2）跨越界面時無阻力。. 50.

(52) 圖 3-1. 氣液相界面之質量傳送. 3.2.1.1 個別質量傳送係數（Individual Mass Transfer Coefficient）進入分界面的質量傳送，可以用 Fick’s 第一定律來描述[45]： −. D dM ∂C = A L (C L − C int,L ) = DA δL dt ∂X. （3-3）. 由分界面出來之質量傳送，可寫成： −. D dM ∂C = A G (C int .G − C G ) = DA δG dt ∂X. 式中： 2. D ：擴散係數，m /s. δ ：膜厚，m M ：質量，g 2. A ：分界面面積，m 3. C ：濃度，g/m. 下標： 51. （3-4）.

(53) A ：A 分子 L ：Liquid，液相 G ：Gas，氣相 int . ：interface，界面. 而. D. δ. 稱為質量傳送係數 k ，就液膜而言：. kL =. DL. （3-5）. 就氣膜而言：. kG =. DG. （3-6）. δL. δG. 3.2.1.2 總質量傳送係數（Overall Mass Transfer Coefficient）在實驗室內 CG 、 C L 易於求得，但是對於 Cint, L 及 Cint,G 則不易獲得，因此為方便起見，則定義以考慮總濃度變化，以總質傳係數來表示： −. dM = K G A(C G* − C G ) dt. （3-7）. = K L A(C L − C L* ). （3-8）. 式中： C G* ：與液體平衡時之氣相濃度 C L* ：與氣體平衡時之液相濃度. 由亨利定律[44][46]： C L* =. CG HC. （3-9）. 假設在分界面處，氣液相達到平衡，因此由亨利定律得：. 52.

(54) C int,G = C int, L ⋅ H C. （3-10）. 其中 H C 為亨利常數（無因次）則由式（3-7）、（3-8）可得： −. dM = K G A[(C int,G − C G ) + (C G* − C int,G ) dt. −. dM = K G A[(C int,G − C G ) + H C (C L − C int, L )] dt. （3-11）（3-12）. 利用式（3-3）、（3-4）代入（3-12），則得： 1 1 Hc = + K G kG k L. （3-13）. 1 1 1 = + K L kG H C kG. （3-14）. 同理. 因為 H = H C RT. （ H ：atm-m3/mole）. 則 1 1 H = + KG kG RTk. L. 1 1 RT = + K L kL Hk G. 以氣相或液相表示，則為：液相阻力： RL =. 1 kL. 氣相阻力： RG =. RT Hk G. 亦即 RT = RL + RG =. RT 1 + k L Hk G. （3-15）. 53.

(55) Q H = H C RT. Hk g H Ckg RL = = RG RTk L kL. （3-16）. Donald Mackay 及 Paul J. Leinonen[44][47] 曾經提出當 H =1.6×10. -4. atm-m3/mole， k G / k L =150 時，則 RG = RL 。此一數值是建. 立在空氣與海水之分界面，而量測水之 k G 及 CO2 的 k L 值而得。因此，就其他 VOCs 而言，則加以修正。以 20℃時氯仿為例： RL 3.2 × 10 −3 (atm − m 3 / mole) = × 150 = 20 RG 8.2 × 10 −5 (atm − m 3 / mole − K ) × 293( K ). 上式說明了氯仿之氣相阻力為液相阻力的 5﹪，所以當高揮發性的物質，其 RG / RL 必然很小，因而可寫成 K L ≅ k L ，故當 VOCs 屬高揮發物質時，其質量傳送率由液相阻力所控制。. 3.2.2 擴散係數與質傳機制低密度氣體混合物之擴散係數的理論式是系統中分子性質之函數，早由 Jeans、Chapman 及 Sutherland 利用氣體之運動理論導出 [43][48][49]，現在的運動理論已嘗試解釋分子間的吸引力及排斥力， Hirschfelder、Bird 及 Spotz 利用 Lennard-Jones 之位能來計算內分子力之影響[50][51]，提出之一非極性氣體對不反應分子擴散係數之方程式： 1 1 1/ 2 + ] MA MB 2 P σ AB ΩD. 0 .001858 T 3 / 2 [ D AB =. 54. （3-17）.

(56) 式中： 2. D AB ：A 經過 B 之質量擴散係數，cm /s M A 、 M B ：A 與 B 之分子量. P ：大氣壓力，atm. σ AB ：碰撞直徑，Å Ω D ：分子擴散時之碰撞積，對 A 及 B 分子而言為溫度. 及內分子位能場之無因次函數。式（3-17）廣泛使用於低壓下混合物之氣體擴散，對於穩定狀態等莫耳擴散於靜止液膜中時，擴散係數與質傳機制之關係如下 [42]： JA =. DV (C Ai − C A ) BT. （3-18）. KB =. D (C − C A ) JA 1 = V Ai × C Ai − C A BT C Ai − C A. （3-19）. DV BT. （3-20）. =. 式中： J A ：擴散通量，moles/面積-時間 2. DV ：擴散係數，cm -s K B ：質傳係數，cm-s BT ：靜止液層厚度，cm. 因此，質傳係數 K B 與莫耳擴散係數 DV 成正比關係。另依. 55.

(57) Lunney[52]研究芳香族混合易受界面質傳阻力影響，其結果之該混合液 VOCs 質傳係數與擴散係數 2/3 次方成正比，所以界面阻力會降低質傳機制。. 3.3 室內 VOCs 逸散模式 3.3.1 評估逸散因子[33] 污染物逸散因子一般表示為質量/面積-時間。某些情況下，以質量（氣相）/質量（液、固相）-時間或質量/長度-時間表示。在本計劃中所使用的單位是 mg/m2-hr 表示之，污染物排放源可分為：（1）等值逸散速率（Constant Emission Rate）排放源亦稱為深排放源（Deep Source），當測試物質在試驗期間以一相對的等值速率逸散時，最後測試箱中達到並維持一定平衡值。則該物質之逸散因子可以下式表示（忽略 Sinks 效應）： EF = C (Q / A). （3-21）. 式中： 2. EF ：逸散因子，mg/m -hr 3. C ：測試箱之平衡濃度，mg/m 3. Q ：測試箱之通氣量，m /hr 2. A ：樣品面積，m. 56.

(58) 另一表示式為： EF = C ( N / L) -1. N ：測試箱之換氣率，hr ， 3. N = Q / V ， V =測試箱體積，m 2. 3. L ：測試箱之負載量，m /m. （2）遞減逸散率（Decreasing Emission Rate）排放源亦稱為 Thin Film Source，當測試物質在測試期間以一遞減速率逸散時，則不可使用之前的式子。此類型的逸散速率可適用於一階衰減（1st-Order Decay），如下式： R = R0 e − kt. （3-22）. 其中： 2. R0 ：污染源之起始逸散因子，mg/m -hr k ：一階衰減速率常數（1st-Order Decay Constant），hr. t ：時間，hr. 57. -1.

(59) 第四章標準測試流程. 為了從室內建材和消耗性產品中測得 VOCs 之逸散速率，包含了下列設備與裝置：試驗室、潔淨空氣產生系統、監控系統、樣品收集和分析的裝置、標準產生和校正系統，如圖 4-1 所示。. 空壓機. 乾燥器. 潔淨器. 預冷盤管模擬氣體. 流量控制器加濕器. 加熱器. 調溫盤管. 混合風扇混合. 氣相層析儀. 測試室. FID 偵測器. 圖 4-1. 小型建材有機物質逸散檢測模擬室. 58. 收集器. 幫浦.

(60) 4.1 設備與裝置 4.1.1 環境試驗室小環境試驗室被設計用來對建材和消耗產品之各種不同類型的樣品做檢測，試驗室的範圍可從數升到 5m3。一般而言，超過 5m3 的試驗室被認為是"大型的"。大試驗室可以去測試完整的裝置，如：傢俱。也可以用來測試有動作的，如：噴漆。對本研究而言，小試驗室被設計可以去對較大的材料和產品做測試，但卻不能對完全尺寸的實際材料或實際程序作測試。. 4.1.1.1 構造小環境試驗室應該要具有非吸附性、具化學惰性和拋光的內部表面，如此可以避免與待測物之化合物發生吸附作用或產生不必要的反應。在結構上也必須小心避免使用填隙劑或吸盤，以免逸散或吸附揮發性有機化合物。磨亮的不鏽鋼和玻璃用作內表面。試驗室必須要有一個不透氣且是非吸附性的門，而且空氣的流動要有適當的出入口，出入口上也需要有對溫度、濕度的監測。如果在出口的空氣中仍含有樣品，也需要在出口處設置樣品收集器。. 59.

(61) 4.1.1.2 混合使用低速混合風扇能讓試驗箱內的空氣獲得足夠的混合。. 4.1.1.2.1 混合程度的測得評估試驗室內的空氣是否獲得足夠的混合之方法，是在入口空氣中混入一定濃度和流量的追蹤氣體(例如：SF6)，並在試驗室出口處測量不同時間的濃度。將試驗室濃度與時間的圖與完全混合之理想曲線作比較可得： C＝Co(1-e-Nt). (4-1). 其中： C：試驗室的濃度 Co：入口濃度 N：換氣率，N=Q/V，Q＝流經試驗室空氣流率，V＝試驗室的體積 t：時間. 4.1.1.2.2 評估混合程度假若測量值緊循著理想曲線，表示在試驗室中的空氣是混合良好的。若測量值落在理想曲線的上方，則表示空氣流動時，有短路產生且空氣是非混合良好的。短路的發生，可能是空氣的出口、入口或 60.

(62) 兩者的位置設計不當。若測量值是落在理想曲線的下方，即表示有一些追蹤氣體被吸附在試驗室的表面，則此試驗室是有漏洞的或會發生不完全混合。決定混合是否充足的實驗，應該在空無一物的試驗室內進行，而且是使用依據樣品種類不同的惰性受質，以確保在試驗室中樣品的放置不會導致混合的不足。. 4.1.1.3 表面速度靠近待測物料表面的空氣速度會影響質傳係數，假如想要讓邊界層的質量傳遞最大，應該使用相當高的速度（例如：＞0.3m/s），此時就需要利用風扇去加以控制沿著材料表面流動的空氣流速。如果測試是在低速進行，那麼要小心在增加混合程度時，不要去引起過量的待測物表面空氣流速（例如：＞0.05m/s）。. 4.1.1.4 溫度的控制可將試驗室放在定溫的保溫櫃中或其他可控溫的環境中，而入口空氣溫度的控制可以利用控溫電熱線圈。. 4.1.1.5 光線小試驗室經常是在無光線下操作的，但假如要測定光線對逸散性的影響時，可供應適當的內部照明，但要小心避免增溫。 61.

(63) 4.1.2 乾淨空氣產生系統乾淨空氣必須被產生並送入試驗室中。一個典型的空氣乾淨空氣產生系統是用無油壓縮機去抽取已去除濕氣的環境空氣（例如：使用 Membrane Dryer）和追蹤有機物（例如：Catalytic Oxidation Units）。其他可選擇儲氣鋼瓶，或先經活性碳過濾的空氣，或實驗室內的空氣。在供氣系統設定流量之前，就應先計算出欲抽取的空氣量，而空氣純度的要求也必須根據待測樣品的種類來決定。. 4.1.2.1 濕度控制試驗室空氣濕度的控制，可藉由在空氣流中加入去離子水或 HPLC 等級的蒸餾水。Syringe Pumps 在注入空氣時，可藉由加熱蒸發水分以獲得想要的濕度。但是，Syringe Pumps 在長時間且連續使用時易損壞。另一種幫浦（例如：HPLC）也可提供準確的濕度。而增濕的方法是利用在一控溫的狀態下，使一部份的空氣流經去離子水 (例如：水浴法)，再將此飽和空氣與乾空氣混合，以得到想要的濕度。. 4.1.2.2 溫度控制裝在定溫環境中的電線圈，可在空氣送入試驗室之前，控制入口溫度的均衡。. 62.

(64) 4.1.3 環境測量與控制系統對空氣流量、溫度、濕度的測量和控制是必要的。空氣流量可藉由電子質量流率控制器去自動監控或手動的流量控制(例如： Needle Valve, Orifice Plate)和測量(例如：Bubble Meter, Rotameter)。溫度的測量可藉由 Thermocouples 和 Thermistors 自動得到，或用人工測量或溫度計而測得。濕度的控制是使用增濕系統。如果使用液體注入，水量可由幫浦控制。飽和空氣濕度的控制，需要去控制水溫和飽和空氣的流量。濕度的測量可利用數種感應器，包括 Dew-Point 偵測器和 Thin-Film Capacitors。溫度和濕度的感應器要架設在離試驗室至少 5cm 的位置，和靠近空氣出入口兩邊中間點的位置。. 4.1.3.1 自動系統基於測量和控制的目的之微電腦，可以用來設定實驗進行中空氣流率和顯示溫度、相對濕度和空氣流量。用這個方法，試驗室環境的各項數據可被連續監控、編輯和變成文件儲存起來，或呈現出來。自動系統可能也具備某些控制功能，讓數字訊號可被輸出至控制閥，或轉換成類比符號去當作質量流率控制器的設定值。程式圖表可在微電腦螢幕上顯示目前系統的設定值和測量值。. 63.

(65) 4.1.3.2 手動系統自動系統雖然可以提供較多的資料和控制，但相對地也變得昂貴和複雜。所以在很多情況下，我們寧願使用簡單且便宜的手動系統。. 4.1.4 採樣與分析裝置完成一次完整的氣態污染物分析須考慮下列步驟：（1）樣品的採集與濃縮（使之與空氣基質分離）（2）冷凝濃縮注入（減少注入體積，以增加解析度及避免儀器負荷過重）（3）選定適當偵檢器（以期產生可信賴的數據）. 室內來源的有機逸散物之改變是非常廣泛的，包括：逸散強度，逸散出來的化合物種類和數量。為了完整描述有機物的逸散特性，樣品的收集. 分析系統必須是能定量收集的，且能分析揮發性、非揮發. 性、極性和非極性化合物。小試驗室之取樣和分析系統一般是包含：取樣裝置（例如：注射筒和幫浦）、樣品收集器（例如：注射筒、 Adsorbentmedia、Evacuated Canisters）和分析有機逸散物的儀器（例如：氣相層析儀（GC））。. 64.

(66) 4.1.4.1 自動分析系統本自動化分析系統裝置主要包含 5 個部份即為：控制電腦、氣動閥門組、冷凍前濃縮器、電子溫度控制器及控制軟體等。本系統可對空氣中揮發性有機物質進行定性與定量分析。（如圖 4-2）採樣罐/大氣樣品進樣口閥門控制器. 控制電腦. 氣動閥門組電子溫度控制器. GC-FID. 前濃縮捕捉管. 圖 4-2. 自動化分析系統. 4.1.4.1.1 氣動閥門組本次自動化裝置所需要的閥門分別是六向閥(6-Port)，四向閥 (4-Port)，三向閥(3-Port)及單向閥等，實驗中則必須仰賴這些閥門執行進樣，除氧，樣品導入以及清除管件的步驟，這些閥門需要靠一個閥門轉向器(Air Actuator)控制才能使每個閥門之轉向。而每個閥門又依靠一個四向電磁閥(4-way Solenoid)，提供高壓氣體(80psi)驅動轉向器進而轉動多向或單向閥。由 GC 或電腦輸出一個 110VAC 或 24VDC 的電壓訊號，驅動器內部線圈作用而轉動，進而驅動閥門轉向器。 65.

(67) 4.1.4.1.2 前濃縮捕捉器利用內部塗覆 Silica 的 1/8"不鏽鋼管，再依序充填三種不同的吸附劑：Carbotrap、Carboxen 1003、Carboxen 1000，其特性如表 4-1 所示[53-55]；利用這三種吸附劑對 VOCs 之吸附能力的不同，將 VOCs 完全吸附住；並於升溫後，利用載流氣體之逆向吹入而將 VOCs 帶入氣相層析儀（GC）中，其裝置圖如圖 4-3。（吸附溫度為 35℃，熱脫附溫度為 250℃）。. Sorbent. 表 4-1 充填三種不同的吸附劑 Max.Temp. Hydro-p Approx.Analyte Temp.and Min.Gas Flow （℃） Volatility Range for Desorption hobic. Carbotrap. >400. Yes. n-C4 to n-C20. 325℃ and 30 mL/min. Carboxen 1000 1003. 400. No. bp.-60 to 80 ℃. 325℃ and 30 mL/min. 玻璃棉. 玻璃珠. Carbotrap Carboxen 1003 Carboxen 1000. 66.

(68) Gas Flow： Desorption：圖 4-3. 前濃縮採樣管. 4.1.4.1.3 電子控溫器此部分含感溫棒，電磁閥及加熱絲等，此控溫器可由控制捕捉管的溫度，使控溫器進行升降溫的動作，當降溫時電子控溫器會釋放一股 110VAC 的電流用以開啟電磁閥，使濃縮捕捉管達到低溫 TL（吸附溫度）的設定值。當冷凍捕捉管達到 TL 之後，控溫器會反饋一信號以關閉電磁閥，如此反覆的動作可使捕捉管的溫度穩定的維持在 TL，此時空氣樣品可被冷凍聚焦在捕捉管中，而達到濃縮的目的。昇溫時同樣由電腦程式使電子控制器關閉電磁閥，並提供約 4V，10A 的電流利用捕捉管本身的電阻使捕捉管的溫度迅速上昇到所設定的高溫 TH(熱脫附溫度)，同時利用載流氣體將捕捉管中的低沸點化合物脫附進入層析管柱中進行分析。並利用"By Pass"的動作將捕捉管中的殘餘高沸點物質清除，並準備作下一次的冷凍濃縮。另外加熱在進行中仍是以感溫棒隨時感測溫度，使電子控溫器能適時地釋放電流，使準確地控制捕捉管在 250℃的高溫。. 67.

(69) 4.1.4.1.4 控制軟體本自動化分析系統所使用的控制介面括一張 A/D 介面卡，一張 Relay 輸出控制卡，及一套操作軟體等。. 68.

(70) (1)介面卡：此介面卡大小約 155mm×100mm，是用來與電腦進行溝通的管道，並且這張介面卡可以利用類比輸入 (Analog Input)(A/D Converter)，類比輸出(Analog Output)(D/A Converter)及數位輸入與輸出(Digital Input/Output)的方式控制將近 16 個 RELAY，亦即可用來控制 16 個閥門。此介面卡需利用排線與 Relay 輸出控制卡(PCLD-785)相連接，並輸出電壓範圍約在類比式 0－±10V，數位式 0－2.4V 之間，而輸入電壓範圍約在類比式±0.625－±10V，數位式 0.5－2.7V 之間。. (2)Relay 輸出控制卡：此 Relay 輸出控制卡其主要的功能是接收由介面卡輸出的電壓訊號，用來打開或關閉 16 個輸出 RELAY (Electromechanical Spdt Relays)，而每一個 RELAY 的開關均可由附設的 LED 指示燈指示出在開啟或關閉的狀態。而當進行開啟或關閉的動作時需一外加約 15V 的電壓用來啟動閥門驅動器(4-way Solenoid)，使我們在實驗的分析程序中可完整的控制每一個閥門的轉動。. 69.

(71) 我們可利用 Relay 輸出控制卡執行下列幾種動作： 1. Signal Switching：數位及類比訊號切換 2. ON/OFF Control of External Devices：控制電子控溫器及氣相層析儀啟動或關閉 3. Valve/Solenoid Control：可控制閥門的轉向 4. Drive External High Power Relays：可控制電壓輸出至加熱裝置 5. Activate Alarms：可接收 GC 偵測的訊號以決定是否啟動 Alarms. (3)軟體操作：操作軟體主要包括的程式設計與程式控制兩部分。我們可利用程式設計出適合分析流程的指令，以控制包括閥門的轉動、氣相層析儀的啟動、及電子溫度控制器執行冷凍濃縮及脫附等動作。另外程式語言是以 Visual Basic 所撰寫可進行線上的連線控制，所謂的 Visual Basic 程式語言指的是開發圖形使用者介面(GUI)的方法。不需要撰寫大量程式碼來描述介面原件的外觀和配置，而只要把預先建立的物件拖放到螢幕即可。. 4.1.4.1.5 使用前濃縮系統之優點吸附採樣後，採樣管經由熱脫附方式進入層析管柱分析前，必須先經過冷凍濃縮步驟，可將數百毫升的採樣體積凍結濃縮至小於 1 微 70.

(72) 升的體積，然後再快速升溫加熱注入層析管柱中分析，如此將有助於波帶變窄以增加解析度。由圖 4-4 所示可看出冷凍濃縮後波帶變窄的效應[56]。圖 4-4. 注入 400 ml 的氣態碳氫化合物（Ｃ5-Ｃ12），（a）未經冷凝濃縮直接注入，（b）經冷凝濃縮後注入。[56]. 4.1.4.2 有機分析儀器用來量測 VOCs 濃度的分析儀器有很多種，大多使用氣相層析儀（Gas Chromatography，GC）。結構如圖 4-5 所示[57]。. 圖 4-5. 氣相層析系統[57]. 氣相層析儀的基本部分有： 1.載流氣體（Carrier Gas）鋼筒。 2.流速控制器，和壓力調節器。 3.注射通口(樣品入口)。 71.