就臭氧去除與醛酮類化合物生成來探討中央空調濾網對室內空氣品質影響之研究

(1)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 1

就臭氧去除與醛酮類化合物生成來探討中央空調濾網對

室內空氣品質影響之研究

林啟琪，國立高雄大學土木與環境工程學系副教授陳宣宇，國立高雄大學土木與環境工程學系碩士班許書晨，國立高雄大學土木與環境工程學系碩士班計畫編號：NSC- 99-2221-E-390-012-

摘要

美國環保署指出現代人處於室內空間的時間很長；而臺灣因氣候炎熱，所以中央空調系統普遍存在於各式建築物中；過去研究指出待在有空調辦公室的人較易有病態大樓症候群，因此中央空調系統對室內空氣品質具有一定的影響。本研究針對賣場、學校、辦公大樓等不同型態建築物中之中央空調系統進行探討，分析各地點建築物中央空調濾網對臭氧的去除效率及醛酮類化合物生成量，並分析濾網上灰塵有機碳組成、比表面積，藉以對比濾網上灰塵特性與臭氧去除及醛酮類化合物生成之關聯性。研究結果發現，各地點濾網對臭氧去除效率由高至低依序為：學校活性碳濾網(92%-91%)、賣場(56%-46%)、學校(14%-11%)、辦公大樓(9%-8%)。而醛酮類化合物生成量，其總濃度高低依序為：學校活性碳濾網(89.5μg/m3 -83.7μg/m3)、賣場(26.9μg/m3-17.2μg/m3)、學校(3.9μg/m3-2.2 μg/m3 )、辦公大樓(1.7μg/m3-1.4μg/m3)。實驗結果顯示中央空調濾網對臭氧之去除效率與所產生之醛酮類化合物有明顯的正相關性，而濾網對臭氧之去除效率亦與濾網上灰塵之有機碳組成比例高低成正相關趨勢；因此我們得知濾網上灰塵有機碳組成比例對濾網的臭氧去除效率與醛酮類化合物生成量有明顯正相關性。研究結果發現中央空調濾網在通入臭氧時會去除一部分臭氧，這看起來很好；但濾網在去除臭氧同時卻會產生一定量的有害醛酮類化合物（如甲醛），結果反而可能造成室內空氣品質的惡化並且影響人們健康。因此，深入了解臭氧在濾網上的相關反應機制，以及臭氧去除量和醛酮類化合物生成量之關聯性的相關研究非常重要。關鍵字：中央空調系統、濾網、醛酮類化合物、臭氧、有機碳

(2)

一

一、

、

、前言

前言

台灣位處亞熱帶地區，海島型氣候條件使得台灣夏日高溫炎熱且濕度居高不下，為了有更舒適的生活及工作條件，兼具美觀、實用、隱蔽性佳、省空間的優點的中央空調系統(Heating, Ventilating and Air Conditioning, HVAC) 日益普及為臺灣各式現代建築所採用。在提倡節能減碳的趨勢下，中央空調再循環率增加，新鮮進氣相對減少，造成室內污染物質累積和室內空氣品質惡化。現代人平均一天約有 90 %的時間 (USEPA, 1997)處在室內空間之中，更突顯出室內空氣品質對人體健康的影響及重要性。當室內空氣品質不佳且沒有足夠的自然通風情況下就可能造成病態大樓症候群，而身處在其中室內人員可能會有頭昏、眼疾、疲勞、頭痛、胸悶、呼吸系統疾病等症狀(WHO, 1983)，而造成人員工作效率降低及醫療資源浪費。在室內外空氣之中，臭氧是引起許多相關污染反應的污染物質之一 (Weschler，2004)，其對人體健康亦有一定程度上的危害(Bell et al., 2004)；雖然產生臭氧的光化學反應主要於室外發生，使得室外臭氧濃度普遍高於室內，然而中央空調系統運行時亦會引進一部份室外空氣，使得室內臭氧濃度增高；加上室內空間也存在各類臭氧來源，這些都會對於室內人員健康造成一定的影響。而空調系統中 HVAC 濾網功用主要是過濾室內及室外空氣之粒狀物質，達到淨化空氣品質之成效。文獻上指出使用過的 HVAC 濾網對於臭氧有程度上的去除效果，亦指臭氧的濃度能夠藉由通過 HVAC 濾網而降低(Zhao et al.,2007)，這對於室內空氣品質的提升無疑是一大好處，然而在臭氧濃度降低的同時卻也可能產生出令室內空氣品質倍受威脅的相關反應產物(如:甲醛)，而這些衍生出的反應產物對室內人員健康不容小覷。本研究針對於學校、商場、辦公大樓等常見室內空間之 HVAC 濾網去除臭氧及產生醛酮類化合物的情形進行深入探討，同時也針對於各類 HVAC 濾網之特性進行研究，以利了解相關反應機制，可以提供未來 HVAC 濾網操作參考，達到改善室內空氣品質之成效。

二

二、

、

、實驗設備與方法

實驗設備與方法

1.實驗設備實驗設備示意圖如圖1所示，主要設備包含臭氧產生機(2B Technologies，

Model 306)、臭氧監測儀(2B Technologies，Model 202 Dual Beam Ozone

Monitor™)、小型環境模擬箱(依據ASTM D5116-06建置)、電腦、真空幫浦、質

量控制器、溫濕度監測器、氣霧式加濕器和小型空氣採樣幫浦；而濾網上灰塵之物理相關特性分析則輔以有機碳分析儀及比表面積分析儀進行相關實驗分析。

(3)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 3 本實驗所使用各地點中央空調濾網相關資訊記錄於表1。圖1 實驗系統示意圖表1 各地點中央空調濾網相關資訊濾網使用地點材質厚度使用時間大賣場(MA) 聚酯纖維 1.5 cm 2.5個月大賣場(MB) 聚酯纖維 1.5 cm 2.5個月辦公大樓(Office) 聚酯纖維 1cm 3個月學校(SA) 玻璃纖維 5.08 cm (2 inch) 半年學校(SB) 玻璃纖維 5.08 cm (2 inch) 半年學校(SC) 活性碳 5.08 cm (2 inch) 一年 2.實驗方法臭氧與HVAC濾網反應相關實驗主要係以小型環境模擬箱為主體，搭配臭氧偵測器、臭氧產生機、氣霧式加溼氣、溫溼度偵測儀、質量控制器及真空幫浦加 Ozone generator 臭氧分析儀臭氧分析儀臭氧分析儀臭氧分析儀質流控制質流控制質流控制質流控制器器器器溫溼度溫溼度溫溼度溫溼度偵測儀偵測儀偵測儀偵測儀臭氧產生機臭氧產生機臭氧產生機臭氧產生機質質質質量量量量控控控控制器制器制器制器真空幫浦真空幫浦真空幫浦真空幫浦小型環境小型環境小型環境 小型環境 模擬模擬模擬模擬箱箱箱箱電腦電腦電腦電腦排氣端排氣端排氣端排氣端空氣採樣空氣採樣空氣採樣空氣採樣幫浦幫浦幫浦幫浦空氣採樣空氣採樣空氣採樣空氣採樣幫浦幫浦幫浦幫浦氣霧式加溼器氣霧式加溼器氣霧式加溼器氣霧式加溼器

(4)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 4 以組成。小型環境模擬箱內的溫度控制在26 ℃，相對濕度控制在60%，並通入60 ppb (台灣法規規定臭氧濃度每日最大8小時平均值標準為60 ppb)濃度的臭氧使之達到穩定後，進行各批次實驗；實驗過程，醛酮類化合物採樣部分係利用空氣採樣幫浦(Gilian 5000 Air Sampling Pump)銜接醛酮-DNPH吸附管，並將吸附管置於濾網放置箱之上下游空間內進行持續採樣，採樣後利用氫甲烷沖提吸附管，取適量沖提液置入氣相層析質譜儀(Agilent 6890/MSD 5973)，對醛酮類化合物濃度進行定性與定量分析；而臭氧濃度變化則直接由臭氧偵測器定時偵測和記錄，最後將數據以電腦輸出以進行結果比較與討論。各批次實驗皆有進行各種乾淨濾網的空白實驗，以了解乾淨濾網對於臭氧的去除效率。結果運算則是參考Bekö et al. (2006) 所提出之濾網對臭氧移除效率公式η=1－Cd /Cu表示 (其中η: 臭氧移除效率、Cd: 濾網下游臭氧濃度、Cu: 濾網上游臭氧濃度)。由於實驗中醛/酮類化合物質之定量分析係利用氣相層析質譜儀(GC/MS)進行分析，因此於分析前須先利用標準品 (CARB Method 1004 DNPH Mix 2)進行檢量線製備，本標準品包含乙醛、丙酮、丙烯醛、苯甲醛、丁酮、丁醛、丁烯醛、甲醛、異丁烯醛、丙醛、戊醛、間-甲基苯甲醛、己醛，共 13 種醛酮化合物。

三

三、

、

、實驗結果與討論

實驗結果與討論

1. 各地點中央空調濾網上灰塵有機碳分析結果相關實驗分析結果可由圖 2 初步得知，其濾網上灰塵有機碳組成比例高低依序為學校毒化物儲存室(SC)、賣場(MA)、賣場(MB)、學校(SA)、學校(SB)、辦公大樓(Office)。推估可能因學校毒化物儲存室內儲藏著大量的化學藥品，其中包含許多揮發性有機溶劑廢液及廢棄物，因此造成實驗分析結果上產生高比例之有機碳組成情形。 MA (1F ) MA (2F ) MA (3F ) MB (1F ) MB (2F ) MB (3F ) SA (A) SA (B) SA (C) SB(A ) SB (B) SB(C ) SC (A) SC (B) SC (C) Off ice( A) Off ice( B) Off ice( C) 灰塵有機碳組成百分比灰塵有機碳組成百分比灰塵有機碳組成百分比灰塵有機碳組成百分比 ( % ) 0 20 40 60 80 100 圖 2 各地點中央空調濾網上灰塵有機碳分析結果

(5)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 5 而賣場(MA)之實驗結果顯示出有機碳組成比例高低依序為 MA(1F)、 MA(3F)、MA(2F)。Rogge et al.（1993）指出空氣中有機碳(OC)之主要來源包括工業製程所產生之有機碳或揮發性之溶劑、汽機車排放未完全燃燒之有機廢氣、工廠石化燃料燃燒所排放之有機物、生物性微粒及食物烹調過程。而 MA(1F)與 MA(3F)的內部空間分佈上均有與食物烹調相關之餐飲區及熟食區，且 MA(1F) 與食物烹調相關的攤販數量多於 MA(3F)，推估可能是此因素造成 MA(1F)中央空調濾網上灰塵有機碳組成比例高於 MA(3F)與 MA(2F)。此趨勢分佈亦在賣場 (MB)中發現，但比較 MA 與 MB 各點有機碳組成比例實驗結果可以得知 MA 各點有機碳組成比例略高於 MB，推估可能是因為 MA 較鄰近主要交通幹道或其他周遭環境因素造成此些微的實驗差距，而此差距似乎也間接反應於 MA 與 MB 之臭氧去除效率及醛酮類化合物生成實驗。 2. 各地點中央空調濾網上灰塵比表面積分析結果相關實驗結果繪製於圖 3、圖 4。由圖 3、圖 4 可初步了解到各地點濾網上灰塵之比表面積、總孔隙體積組成之差異情形，數據中顯示以活性碳為濾網材質之 SC 地點有較高的比表面積與總孔隙體積，這可能與濾材(活性碳)本身之特性相關。而在其它採樣點方面，呈現出學校採樣點 SA 與 SB 之相關數據較為接近， MA、MB、Office 各採樣點數據較為接近的情形，若將此數據比對各地點濾網對臭氧去除效率與醛酮類化合物生成之實驗結果，則可發現在對於臭氧有較高去除效率及較高醛酮類化合物生成量的 MA 與 MB 採樣點，其灰塵表面積與總孔隙體積是低於 SA 與 SB 採樣點。 MA (1F ) MA (2F ) MA (3F ) MB (1F ) MB (2F ) MB (3F ) SA (A) SA(B ) SA (C) SB(A ) SB(B ) SB(C ) SC (A) SC(B ) SC (C) Off ice( A) Off ice( B) Off ice( C) B E T ( m 2 g -1 ) 0 500 600 BET(m2 g-1 ) 圖 3 各地點濾網上灰塵比表面積數據圖

(6)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 6 MA (1F ) MA (2F ) MA (3F ) MB (1F ) MB (2F ) MB (3F ) SA (A) SA (B) SA (C) SB(A ) SB(B ) SB(C ) SC (A) SC (B) SC (C) Off ice( A) Off ice( B) Off ice( C) T o ta l p o r e v o lu m e (c m 3 g -1 ) 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

Total pore volume (cm3g-1)

圖 4 各地點濾網上灰塵總孔隙體積圖由上面結果可以初步推估，濾網本身所處的地點所收集到的灰塵其比表面積與總孔隙體機會隨其地點而有所不同，但濾網上灰塵之比表面積與總孔隙體積則不一定與臭氧去除與醛酮類化合物生成有直接相關性，故可初步得知濾網上灰塵之化學組成份對於濾網去除臭氧效率與醛酮類化合物生成量之相關性可能高於濾網上灰塵之相關物理特性對其影響。 3. 各地點中央空調濾網對臭氧去除效率各批次實驗中乾淨濾網的空白實驗，說明了乾淨濾網對於臭氧的去除效率很低，介於 0~10%。將各地點使用過的中央空調濾網對臭氧去除效率繪製於圖 5、圖 6。 MA MB SA SB SC Office 臭氧去除效率臭氧去除效率臭氧去除效率臭氧去除效率 ( % ) 0 20 40 60 80 100 圖 5 各地點中央空調濾網對臭氧最終去除效率圖

(7)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 7 MA (1F) MA (2F) MA (3F) MB (1F ) MB (2F ) MB (3F ) SA (A) SA(B ) SA (C) SB(A ) SB(B ) SB(C ) SC (A) SC(B ) SC (C) Off ice( A) Off ice( B) Off ice( C) 臭氧去除效率臭氧去除效率臭氧去除效率臭氧去除效率 (% ) 0 20 40 60 80 100 120 臭氧初始時去除效率(1 hr) 臭氧穩定時去除效率(1 hr) 圖 6 各地點濾網初始、穩定時間之臭氧去除效率圖由圖 5、圖 6 可以得知對於臭氧去除效率最高的地點為 SC，依序為 MA(1F)、 MB(1F)、MA(3F)、MA(2F)、MB(3F)、MB(2F)、SA(A)、SA(B)、SA(C)、SB(A)、 SB(C)、SB(B)、Office。從上述之結果可以初步的了解到濾網材質、濾網使用時間、濾網厚度、濾網所處之室內外空氣污染程度都可能直接或間接影響到其去除臭氧的效率；且對比賣場濾網與學校濾網的實驗結果可以發現到濾網所處之室內外空氣品質對濾網去除臭氧效果之影響性可能大於濾網材質與濾網使用時間。由學校濾網與辦公大樓濾網的實驗結果亦可以發現到濾網材質與濾網使用時間都會影響著濾網對臭氧的去除效率。 4. 各地點中央空調濾網通以臭氧反應後相關醛酮類化合物生成結果將各地點濾網與臭氧反應後所產生之相關醛酮類副產物數據結果繪製成圖 7、圖 8、圖 9、圖 10、圖 11 與圖 12。由實驗結果可以了解醛酮類產生總量高低依序為 SC、MA、MB、SA、SB、Office，與各濾網對於臭氧的去除效率有一定的正相關。此外，由實驗結果亦可以發現到中央空調濾網所處環境地點、濾網組成材質、濾網使用時間都將深度影響著濾網與臭氧反應後之醛酮類化合物產生總量。

(8)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 8 Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde (甲醛) 甲醛 ) 甲醛 ) 甲醛 ) Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde (乙醛) 乙醛 ) 乙醛 ) 乙醛 ) Acro lein ( Acro lein ( Acro lein ( Acro lein (丙烯醛 ) 丙烯醛) 丙烯醛) 丙烯醛) Acet one( Acet one( Acet one( Acet one( 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne(丁酮) 丁酮 ) 丁酮 ) 丁酮 ) Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein (異丁烯醛) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e(丁醛) 丁醛 ) 丁醛 ) 丁醛 ) Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de(丁烯醛 ) 丁烯醛) 丁烯醛) 丁烯醛) Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e(戊醛) 戊醛 ) 戊醛 ) 戊醛 ) Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde (苯甲醛 ) 苯甲醛) 苯甲醛) 苯甲醛) m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de(間 -甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) µµµµ g /m 3 0 2 4 6 8 10 MA(1F) MA(2F) MA(3F) 圖 7 賣場 MA 各樓層中央空調濾網之醛酮類化合物生成濃度圖 Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde (甲醛) 甲醛 ) 甲醛 ) 甲醛 ) Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde (乙醛) 乙醛 ) 乙醛 ) 乙醛 ) Acro lein ( Acro lein ( Acro lein ( Acro lein (丙烯醛 ) 丙烯醛) 丙烯醛) 丙烯醛) Acet one( Acet one( Acet one( Acet one( 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne(丁酮) 丁酮 ) 丁酮 ) 丁酮 ) Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein (異丁烯醛) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e(丁醛) 丁醛 ) 丁醛 ) 丁醛 ) Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de(丁烯醛 ) 丁烯醛) 丁烯醛) 丁烯醛) Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e(戊醛) 戊醛 ) 戊醛 ) 戊醛 ) Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde (苯甲醛 ) 苯甲醛) 苯甲醛) 苯甲醛) m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de(間 -甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) µµµµ g /m 3 0 2 4 6 8 10 MB(1F) MB(2F) MB(3F) 圖 8 賣場 MB 各樓層中央空調濾網之醛酮類化合物生成濃度圖

(9)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 9 Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde (甲醛) 甲醛 ) 甲醛 ) 甲醛 ) Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde (乙醛) 乙醛 ) 乙醛 ) 乙醛 ) Acro lein ( Acro lein ( Acro lein ( Acro lein (丙烯醛 ) 丙烯醛) 丙烯醛) 丙烯醛) Acet one( Acet one( Acet one( Acet one( 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne(丁酮) 丁酮 ) 丁酮 ) 丁酮 ) Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein (異丁烯醛) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e(丁醛) 丁醛 ) 丁醛 ) 丁醛 ) Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de(丁烯醛 ) 丁烯醛) 丁烯醛) 丁烯醛) Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e(戊醛) 戊醛 ) 戊醛 ) 戊醛 ) Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde (苯甲醛 ) 苯甲醛) 苯甲醛) 苯甲醛) m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de(間 -甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) µµµµ g /m 3 0 1 2 3 4 5 SA(A) SA(B) SA(C) 圖 9 學校 SA 各採樣點中央空調濾網之醛酮類化合物生成濃度圖 Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde (甲醛) 甲醛 ) 甲醛 ) 甲醛 ) Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde (乙醛) 乙醛 ) 乙醛 ) 乙醛 ) Acro lein ( Acro lein ( Acro lein ( Acro lein (丙烯醛 ) 丙烯醛) 丙烯醛) 丙烯醛) Acet one( Acet one( Acet one( Acet one( 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne(丁酮) 丁酮 ) 丁酮 ) 丁酮 ) Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein (異丁烯醛) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e(丁醛) 丁醛 ) 丁醛 ) 丁醛 ) Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de(丁烯醛 ) 丁烯醛) 丁烯醛) 丁烯醛) Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e(戊醛) 戊醛 ) 戊醛 ) 戊醛 ) Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde (苯甲醛 ) 苯甲醛) 苯甲醛) 苯甲醛) m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de(間 -甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) µµµµ g /m 3 0 1 2 3 4 5 SB(A) SB(B) SB(C) 圖 10 學校 SB 各採樣點中央空調濾網之醛酮類化合物生成濃度圖

(10)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 10 Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde (甲醛) 甲醛 ) 甲醛 ) 甲醛 ) Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde (乙醛) 乙醛 ) 乙醛 ) 乙醛 ) Acro lein ( Acro lein ( Acro lein ( Acro lein (丙烯醛 ) 丙烯醛) 丙烯醛) 丙烯醛) Acet one( Acet one( Acet one( Acet one( 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne(丁酮) 丁酮 ) 丁酮 ) 丁酮 ) Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein (異丁烯醛) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e(丁醛) 丁醛 ) 丁醛 ) 丁醛 ) Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de(丁烯醛 ) 丁烯醛) 丁烯醛) 丁烯醛) Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e(戊醛) 戊醛 ) 戊醛 ) 戊醛 ) Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde (苯甲醛 ) 苯甲醛) 苯甲醛) 苯甲醛) m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de(間 -甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) µµµµ g /m 3 0 10 20 30 40 SC(A) SC(B) SC(C) 圖 11 學校 SC 各採樣點中央空調濾網之醛酮類化合物生成濃度圖 Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde ( Form alde hyde (甲醛) 甲醛 ) 甲醛 ) 甲醛 ) Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde ( Acet alde hyde (乙醛) 乙醛 ) 乙醛 ) 乙醛 ) Acro lein ( Acro lein ( Acro lein ( Acro lein (丙烯醛 ) 丙烯醛) 丙烯醛) 丙烯醛) Acet one( Acet one( Acet one( Acet one( 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) 丙酮 ) Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( Prop iona ldeh yde( 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 丙醛 ) 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne( 2-Bu tano ne(丁酮) 丁酮 ) 丁酮 ) 丁酮 ) Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein ( Meth acro lein (異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) 異丁烯醛 ) Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e( Buty rald ehyd e(丁醛) 丁醛 ) 丁醛 ) 丁醛 ) Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de( Crot onal dehy de(丁烯醛 ) 丁烯醛) 丁烯醛) 丁烯醛) Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e( Vale rald ehyd e(戊醛) 戊醛 ) 戊醛 ) 戊醛 ) Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( Hexa ldeh yde( 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) 己醛 ) Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde ( Benz alde hyde (苯甲醛 ) 苯甲醛) 苯甲醛) 苯甲醛) m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de( m-To lual dehy de(間 -甲基苯甲醛) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) 間-甲基苯甲醛 ) µµµµ g /m 3 0 1 2 3 4 5 Office(A) Office(B) Office(C) 圖 12 辦公大樓各採樣點中央空調濾網之醛酮類化合物生成濃度圖 5. 單位面積有機碳重量與臭氧去除效率及相關醛酮類化合物生成量之相關性由中央空調濾網上灰塵有機碳組成比例之實驗分析結果可知各地點有機碳組成比例高低依序為 SC、MA、MB、SA、SB、Office，而此結果與各地點中央

(11)

中華民國一百年十一月四、五日台南市國立成功大學環境工程學系 11 空調濾網去除臭氧效率之高低趨勢亦非常接近，且對於醛酮類化合物生成總量高低亦有很緊密的關聯性。若將濾網上單位面積有機碳重量與醛酮類化合物生成總量繪製成相關線性圖，如圖 13 所示，可發現到其二者間之相關性非常高(r2_值為 0.9722)，顯示出濾網上灰塵有機碳重量組成比例與醛酮類相關副產物間是有很緊密的關聯性；若將濾網上單位面積有機碳重量與臭氧去除效率繪製成相關線性圖，如圖 14 所示，可以發現此二實驗參數間之相關係數亦非常高(r2_{值為 0.96)；} 這些訊息再次告訴我們臭氧去除效率與醛酮類化合物生成量之間有很高的相關性，且兩者與濾網上的原有機碳重量呈現高度正相關性。當臭氧與中央空調濾網接觸反應時，其中央空調濾網上灰塵有機碳組成比例會深刻影響著濾網對臭氧去除效率與總醛酮類化合物生成量高低。圖 13 濾網灰塵有機碳單位面積重量與醛酮類化合物生成線性關係圖圖 14 濾網灰塵有機碳單位面積重量與臭氧去除效率線性關係圖中央空調濾網使用一段時間後將會有塵粒(有機碳)開始在濾網上累積，當臭氧與中央空調濾網接觸反應時會生成醛酮類化合物，而醛酮類化合物在室內空間中更容易影響人們健康；因此，定期經常進行中央空調濾網的清洗與更換，將可能減少人們暴露於醛酮類化合物的機會。但中央空調系統相關管道因為進入困難而通常缺少清理，所以會因爲累積塵粒而成爲另一個醛酮類化合物生成的重要場所，因此未來值得對相關問題作更進一步的深入探討。

(12)

四

四、

、

、結論

結論

1. 中央空調濾網去除臭氧效率與醛酮類化合物生成總量呈現正相關趨勢。 2. 中央空調濾網上灰塵有機碳組成比例會影響濾網對臭氧的去除效率及醛酮類化合物生成總量，彼此間的關係呈現高度的線性正相關性。 3. 中央空調濾網使用地點的不同、使用時間長短、濾網本身材質均會影響濾網對於臭氧去除效果及醛酮類化合物生成量；而中央空調濾網所處的位置與其內部空間型態亦會直接的影響濾網對臭氧去除效率及醛酮類化合物生成量。 4. 濾網使用地點對濾網去除臭氧效率之影響性可能高於濾網使用時間及材質之影響。 5. 若將濾網上灰塵之比表面積分析數值與濾網對臭氧去除效率、醛酮類化合物生成量對比，可以發現並無明顯的正相關趨勢。

參考文獻

1. National Air Quality and Emissions Trends Report, 1997, United States Environmental Protection Agency(USEPA), Website visited on 09/18/2011

http://www.epa.gov/airtrends/aqtrnd97/

2. Indoor Air Pollutants: Exposure and Health Effects, 1983, World Health Organization (WHO), Website visited on 09/18/2011

http://whqlibdoc.who.int/euro/r&s/EURO_R&S_78.pdf

3. Weschler, C.J. “New directions: Ozone-initiated reaction products indoors may be more harmful than ozone itself,” Atmospheric Environment, 38, pp 5715-5716 (2004).

4. Bell, M.L., McDermott, A., Zeger, S.L., Samet, J.M. and Dominici, F. “Ozone and short-term mortality in 95 US urban communities,” American Medical Association, 292, pp 2372-2378 (2004).

5. Zhao, P., Siegel, J.A. and Corsi, R.L. “Ozone removal by HVAC filters,” Atmospheric Environment, 41, pp3151-3160 (2007).

6. Bekö, G., Halás, O., Clausen, G. and Weschler, C. “Initial studies of oxidation processes on filter surfaces and their impact on perceived air quality,” Indoor Air, 16, pp 56-64 (2006)

7. Rogge, W.F., Mazurek, M.A., Hildemann, L.M., Cass, G.R. and Simoneit, B.R.T. “Quantification of Urban Organic Aerosols on a Molecular Level: Identification, Abundance and Seasonal Variation”, Atmospheric Environment, 27,

就臭氧去除與醛酮類化合物生成來探討中央空調濾網對室內空氣品質影響之研究