朝陽科技大學 環境工程與管理學系 課程名稱：空氣污染實驗 課程內容：大氣中揮發性有機物(Volatile Organic Compounds,VOCs)採樣 上課班級：2A & 2B

參 考 資 料 環保署環境檢驗所公告方法： 空氣中揮發性有機化合物檢測方法－ 不銹鋼採樣筒/氣相層析質譜儀法 NIEA 715.11B 空氣中氣態有機溶劑檢驗方法 － 以活性碳吸附之氣相層析∕火焰離子化偵測法 NIEA 710.10T 環保法令：特殊性工業區緩衝地帶及空氣品質監測設施設置標準(88.09.15) 參考文獻：VOCs樣品貯存濃度衰退之研究(謝祝欽教授等)

Classification of Hazardous Air Pollutants Volatile Organic Compounds (VOCs) Non-Polar Polar Reactive Hydrocarbons Ketones Sulfur Compounds CFC’s Aldehydes Nitrogen Compounds Halocarbons Alcohols Ethers Esters Semi-Volatiles Inorganics Particulates

現 場 採 樣 方 法 不銹鋼筒＊ 吸附劑 採樣袋 Tedlar Bag＊ ＊採集的樣品為真實空氣樣品

PART I 不銹鋼採樣筒/氣相層析質譜儀法 NIEA 715.11B

不銹鋼採樣筒/氣相層析質譜儀法 NIEA 715.11B 將已先抽至 10-2 mmHg真空度之不銹鋼採樣筒以瞬間吸入或固定流速採集方式收集空氣中揮發性有機化合物，利用冷凍捕集方式濃縮一定量的空氣樣品再經熱脫附至氣相層析注入口前端再次冷凍聚焦，最後注入氣相層析質譜儀（GC/MS）中測定樣品中揮發性有機化合物的含量。

可以分析之VOCs種類(經環檢所公告共61種) Acetone 1,2-Dichloro-1,1,2,2-tetrafluoroethane Acetonitrile Ethyl benzene Acrolein Heptane Acrylonitrile Hexachlorobutadiene Benzene Hexane Benzyl Chloride Methanol Bromodichloromethane Methyl chloride Bromomethane Methyl methacrylate 1,3-Butadiene 4-Methyl-2-pentanone 2-Butanone Alpha-Methyl styrene Carbon tetrachloride Octane Propane Chloroethane Styrene Chloroform 1,1,2,2-Tetrachloroethane Chloromethane Tetrachloroethene 3-Chloro-1-Propene Toluene Dibromochloromethane 1,2,4-Trichlorobenzene 1,2-Dibromoethane 1,1,1-Trichloroethane 1,2-Dichlorobenzene 1,1,2-Trichloroethane 1,3-Dichlorobenzene Trichloroethene 1,4-Dichlorobenzene Chloro benzene n-Pentane Chlorodifluoromethane Trichlorofluoromethane Dichlorodifluoromethane 1,1,2-Trichloro-1,2,2-trifluoroethane 1,1-Dichloroethane 1,2,4-Trimethyl benzene 1,2-Dichloroethane 1,3,5-Trimethyl benzene 1,1-Dichloroethene Vinyl acetate cis-1,2-Dichloroethene Vinyl chloride trans-1,2-Dichloroethene m-xylene 1,2-Dichloropropane p-xylene cis-1,3-Dichloropropene o-xylene trans-1,3-Dichloropropene 低濃度採樣(ppb level)

採樣及分析之干擾 若使用加壓採樣設備，使用前利用零級空氣經採樣設備後，至不銹鋼採樣筒內，再依分析步驟進行分析，需確認該系統未受污染。 不銹鋼採樣筒污染的干擾，可能來自不正確操作、清洗不完全或分析系統的污染；因此，在組裝使用前後，需做空白試驗以測試系統是否有污染。 若使用加壓採樣設備，使用前利用零級空氣經採樣設備後，至不銹鋼採樣筒內，再依分析步驟進行分析，需確認該系統未受污染。 樣品中過量的水氣將會對分析造成干擾，所以分析系統必需裝有適當之除水裝置或減少樣品體積量以避免水氣干擾。 空氣中二氧化碳。 所有樣品經過之管路及接頭，皆需保溫，以防止受污染。 分析設備在分析含有高濃度樣品時，會產生嚴重污染，而造成後面樣品分析時之污染。因此當有一個特別高濃度樣品被分析後，應伴隨著分析一空白樣品以確認系統是否受污染。 實驗室在分析樣品時，應完全隔離有機溶劑之干擾。

採樣設備各部份名稱 採樣口 限流裝置 採樣開關 真空指示壓力表 不銹鋼採樣筒

不銹鋼筒採樣特色－彈性改變採樣時間 限流裝置剖面圖 6L Canister Sampling Times Quartz Filter Sapphire Restrictor 限流裝置剖面圖 6L Canister Sampling Times 1, 3, 8, 24, 168* hours * - Sometimes less consistent than other sampling times 400 cc MiniCans 0.05, 0.1, 0.5, 1, 4, 8 hours

採樣前步驟 不銹鋼筒清洗 不銹鋼筒洩漏測試 不銹鋼筒確認

不銹鋼筒清洗系統 加熱帶

採 樣 方 式 瞬間採樣 　　將經過前處理之不銹鋼採樣筒，攜至選定之採樣點後，在預定的採樣時間內打開不銹鋼採樣筒進樣閥，使周界空氣進入不銹鋼採樣筒內，採樣時間約30秒，再將進樣閥關閉，並於不銹鋼採樣筒上貼上樣品編號，並記錄採樣時間、地點、溫度、濕度，再將樣品攜回實驗室進行分析。 定流速採樣 　　將經過前處理之不銹鋼採樣筒，攜至選定之採樣點後，將不銹鋼採樣筒與連續採樣器連接後，以10至100 mL/min 的流速，或加裝限流裝置，進行定流速採樣，達到所需體積後，關閉進樣閥，在採樣筒上貼上樣品編號，並記錄採樣時間、地點、溫度、濕度及不銹鋼採樣筒壓力，將樣品攜回實驗室進行分析。

採樣後之分析系統簡介

氣相層析(Gas Chromatography,GC)質譜儀(Mass Spectrometer,MS)層析圖範例

PART II 空氣中氣態有機溶劑檢驗方法 － 以活性碳吸附之氣相層析∕火焰離子化偵測法 NIEA 710.10T

空氣中氣態有機溶劑檢驗方法 － 以活性碳吸附之氣相層析∕火焰離子化偵測法 NIEA 710.10T 空氣中氣態有機溶劑以定流量空氣採樣泵收集於活性碳採樣管中，再以適量有機溶劑配合超音波振盪萃取，將所得有機溶劑萃取液，注入氣相層析∕火焰離子化偵測器系統，測定樣品中氣態有機溶劑之含量。

可以分析之VOCs種類(經環檢所公告共12種) 丙酮(Acetone) 甲基乙基酮 (Methyl Ethyl Ketone ) 正己烷(n-Hexane) 氯仿(Chloroform) 苯(Benzene ） 四氯化碳(Carbon Tetrachloride) 環己烷(Cyclohexane) 正丁醇( n-Butanol) 1,2-二氯丙烷(1,2-Dichloropropane) 1,4-二氧環己烷(1,4-Dioxane) 甲基異丁基酮( Methyl Isobutyl Ketone) 甲苯( Toluene)

採樣及分析之干擾 分析過程中主要干擾來自試藥及萃取溶劑中所含之雜質，宜使用純度99 ％以上之分析級試藥及99.95 ％以上殘量級之溶劑，否則應使用蒸餾法純化之，分析時必須執行空白試驗。 干擾亦可能來自成分複雜的空氣樣品，以致造成層析圖中訊號重疊，必要時須以氣相層析質譜儀(GC/ MS)進行確認工作。

採樣設備各部份名稱 內裝活性碳 吸附管(各一支) 抽氣馬達 使用時間說明 開關

採 樣 流 程 抽氣速率現場校正 準備足夠之吸附管 及抽器馬達 了解計畫目的 採樣位置現勘 盡速帶回實驗室(暗處) 實驗室於四十八小時內分析 採樣終了抽氣速率校正 接上吸附管採樣 決定採樣時間

採樣與樣品保存 採樣 攜帶三支活性碳吸附管至採樣點，打開吸附管兩端封口，採樣點個數與採樣頻率視實際需要而定，二支同時進行空氣採樣，另一支作為空白值( 只將吸附管打開，但不抽入氣體)。 採樣泵流速設定於 100mL∕min或200mL∕min，採樣時間約為100 min，並記錄採樣時之溫度、氣壓及採樣泵前後之流速。採樣完後，立刻以吸附管蓋密封兩端封口，送回實驗室進行前處理。 樣品保存 活性碳吸附管在採樣完成後，應避免高溫45 ℃以上與日照，並應在48小時內完成待測物萃取與分析工作。

分析儀器及方式 自動進樣系統 Auto Sampler 電腦控制 GC-FID

品質管制方式及內容 （一）本方法應執行回收率測定，如回收率不佳，則應檢查是否有吸附管穿透現象，或是採用混合溶劑如二硫化碳加甲醇或正丁醇進行萃取。 （二）分析任何一批樣品時，每十個樣品應執行空白試驗，以查證二硫化碳及活性碳的干擾，每批不足十個時，每批應執行至少一空白試驗。 （三）本方法每次以二支活性碳吸附管同時採樣，每支吸附管所得定量值，應加以比較。 （四）每支活性碳吸附管之前後段均應加以分析，如發現任何一支吸附管穿透至後段時，則該管不可以定量。可調整採樣泵流速或採樣時間，再重新測定。

相關法令介紹－ 「特殊性工業區緩衝地帶及空氣品質監測設施設置標準」之空氣品質監測設施採樣口之設置原則 氣狀污染物空氣品質監測設施採樣口之設置原則 採樣口離地面之高度在三至十五公尺間。 支撐監測設施之建築物，其與監測設施採樣口之水平及垂直距離，不得小於一公尺。 採樣口與牆壁、閣樓等障礙物之水平距離，不得小於一公尺。 採樣口不得設置於鍋爐或焚化爐附近，其距離依污染源高度、排氣種類及燃燒的性質而定。 採樣口周圍二百七十度之範疇內氣流應通暢，且應為最大污染濃度可能發生之區域。若採樣口鄰近建築物之牆邊，至少應保持周圍一百八十度範疇內氣流通暢。 採樣口與屋簷線之距離不得小於二十公尺；採樣口與樹簷線之距離不得小於十公尺。 採樣口與道路間之水平距離不得小於十公尺。 

粒狀污染物空氣品質監測設施採樣口之設置原則 採樣口離地面之高度在二至十五公尺間。 支撐監測設施之建築物，其與監測設施採樣口之水平距離，不得小於二公尺。 採樣口與牆壁、閣樓等障礙物之水平距離，不得小於二公尺。 採樣口不得設置於鍋爐或焚化爐附近，其距離依污染源高度、排氣種類及燃燒的性質而定。 採樣口周圍二百七十度之範疇內氣流應通暢，且應為最大污染濃度可能發生之區域。若採樣口鄰近建築物之牆邊，至少應保持周圍一百八十度範疇內氣流通暢。 採樣口與屋簷線之距離不得小於二十公尺；採樣口與樹簷線之距離不得小於十公尺。 採樣口與道路間之水平距離不得小於十公尺。 監測粒狀污染物之採樣口，應避免受到地表塵土之影響。