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採樣分析方法通則篇(行政院勞工委員會,民84年6月)

  • 發布日期:105-05-12

採樣分析方法通則篇(行政院勞工委員會,民84年6月)

一、採集介質

1.活性碳管

適用於有機溶劑及非極性化合物

(1)100mg/50mg椰子殼製活性碳管

長 7cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段 20/40篩目活性碳,由 2mmPU泡綿分開 (聚甲醯胺甲酯) 。吸收段含100mg 活性碳,後段含 50mg。吸收段與吸入端間置有矽化玻璃綿,後段與出口端間則有 3mmPU泡綿。

(2)400mg/200mg椰子殼製活性碳管

長 9cm,外徑 8mm,內徑 6mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段 20/40篩目活性碳,由 3mmPU泡綿分開。吸收段含 400mg活性碳,後段含 200mg。兩端以矽化玻璃綿固定。

(3)400mg/200mg石油醚基(petroleum) 活性碳管─適用於採集溴化甲烷(methyl bromide)

長 10cm,外徑 8mm,內徑 6mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段20/40 篩目之活化 (600℃)石油醚基活性碳,前段400 mg活性碳,後段含200 mg。兩端以矽化玻璃綿固定。

(4)100mg/50mg覆蓋溴化氫(HBr)活性碳管

外徑 6mm,內徑 4mm,兩端封口之玻璃管。含塑膠帽,覆蓋 (coating)HBr(HBr覆蓋程序請見環氧乙烷分析方法,附錄D) ,內含兩段,前段 100mg,後段 50mg,兩端以矽化玻璃綿固定。

2.矽膠管

矽膠因具有極性基,適用於丁酮、醇類、脂肪族及芳香胺等極性物質採樣,但因對水吸附力強之關係,經常因矽膠中含水量不同而造成對採集物質的吸附力產生差異。

(1)100mg/50mg─適用於一般極性有機物

長 7cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段 20/40篩目活性矽膠,由 2mmPU泡綿隔開。吸收段含100 mg矽膠,後段含 50mg。吸收段與吸入端間置有矽化玻璃綿。後段與出口端間則有 3mmPU泡綿。

(2)400mg/200mg─適用於採集無機酸

長 11cm,外徑 7mm,內徑 4.8mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段20/40 篩目活性矽膠,由 2mmPU泡綿隔開。吸收段含400 mg矽膠,後段含 200mg。吸收段與吸入端間置有矽化玻璃綿。後段與出口端間則有3 mmPU泡綿。

(3)300mg/150mg─適用於採集無機酸、乙醇胺

長 7cm,外徑 8mm,內徑 6mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段 45/50篩目層析級的矽膠,由矽化玻璃綿隔開。前段含 300mg矽膠,後段含150 mg。玻璃管兩端間置有矽化玻璃綿。採樣管不可裝有金屬物件及聚甲醯胺甲酯 (PU)泡綿,因為濃鹽酸會與這些物質起作用。

(4)150mg/75mg

長 7cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段 20/40篩目的矽膠,由 2mmPU泡綿隔開。吸收段含 150mg矽膠,後段含 75mg。吸收段與吸入端間置有矽化玻璃綿。後段與出口端間則有3 mmPU泡綿。

(5)520mg/260mg─適用於採集乙二醇 (ethyleneglycol)

長 8cm,外徑 8mm,內徑 6mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段 20/40篩目的矽膠(密度約0.72 g/cm3,表面積720~760 /g),由 2mmPU泡綿隔開。吸收段含 520mg矽膠,後段含 260mg。吸收段與吸入端間置有矽化玻璃綿。後段與出口端則有 3mmPU泡綿。

(6)50mg-適用於採集聯苯胺 (benzidine),二氯聯苯胺 (dichlorobenzidine)

長 30cm,外徑 6.5mm,內徑 4mm,前段開口之玻璃管,含相層分析儀(GC)分析級矽膠(D-08,30/60篩目)。以直徑 3.5mm,100篩目之不銹鋼網,及外徑 4mm之聚四氟乙烯 (PTFE)環支撐,後端以外徑6 mm之塑膠帽封蓋。

3.XAD-7管─適用於採集酚和甲酚

(1)100mg/50mg

長 4~5 cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段15/50 篩目的 XAD-7樹酯,由矽化玻璃纖隔開。吸收段含 100mgXAD-7樹酯,後段含 50mg。前後兩端出口皆置有矽化玻璃纖維。

〔註:XAD-7是聚丙酸酯 (acrylatepolymer)〕。

4.XAD-2管

(1)120mg/60mg─適用於採集甲醛,長 10cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段以2-(羥甲基)六氫?啶〔2-(hydroxylmethyl)piperdine〕塗敷的XAD-2樹酯,吸收段含120 mgXAD-2樹酯,後段含 60mg。兩端之間及後段出口皆置有矽化玻璃綿。

  1. 100mg/50mg─適用於採集順丁烯二酸酐,菸鹼,長 7cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段以對甲氧乙醯苯胺 (p-anisidine)塗敷的 XAD-2樹酯,吸收段含 100mgXAD-2樹酯,後段含 50mg。兩端之間及後段出口皆置有矽化玻璃纖維。
  2. 400mg/200mg─適用於採集甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)

長7 cm,外徑 8mm,內徑 6mm,兩端密封之玻璃管,此 XAD-2樹酯需先經預先清洗程序後才可以使用 (XAD-2之清洗一般均由製造廠商進行)。內含兩段,前段含 400mg之 XAD-2,後段含 200mg,兩段之間由矽化玻璃綿分隔,玻璃管兩端亦有矽化玻璃綿充填固定。

5.矽酸鎂管─適用於採集多氯聯苯。

(1)100mg/50mg

長 7cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段30/48篩目的去活性矽酸鎂,吸收段含 100mg,後段含 50mg。前段並有矽化玻璃綿,兩段之間及後段出口處有聚甲醯胺甲酯(PU)泡綿填充。

6.Hydrar sorbent(吸附劑)管─適用於採集汞蒸氣

長 7cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,只含一段200 mg的 Hydrar,前後兩端皆有玻璃纖維。

7.PorapakQ─適用於採集甲酸 (formicacid)

(1)150mg/75mg

長 8.5cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,內含兩段50/80篩目的Porapak Q,吸收段含 150mg,Porapak Q,後段含 75mg。前段兩端出口皆置有矽化玻璃綿。

8.TenaxGC─適用於採集黃磷 (P4)

長 7cm,外徑 8mm,內徑 6mm,兩端封口之硼矽酸玻璃管,帶有塑膠帽,內含兩段 35/60篩目的Tenax GC,前段 100mg,後段含 50mg,兩端及兩端之間均皆置有2 mm之矽化玻璃綿填充。

9.PorapakP─適用於採集硫酸二甲酯

長 7cm,外徑 6mm,內徑 4mm,兩端密閉之玻璃管,並附有塑膠封蓋,內含兩段 50/80篩目的Porapak P,前段 100mg,後段50 mg,兩端之間有 2mmPU泡綿分隔,前段進氣口有矽化玻璃綿固定,後段出口處有PU泡綿填充。

備註:在製作Porapak P時,一些Porapak P在開始時之回收率會較低,當此採集介質以真空抽氣在180℃下加熱16小時後可得較好之回收率。

10.PorapakN─適用於採集乙酸酐

長 15cm,外徑 8mm,內徑 6mm,二端密閉之硼矽玻璃管,並附有塑膠封蓋,前段填充有 100mg之Porapak N,後段有 50mg之 PorapakN,前段進氣口有矽化玻璃綿固定,兩段之間及後段出口有 PU泡綿充填。

11.TEA三乙醇胺 (triethanol amine)採集管─適用於採集NO, NO2長 15cm,外徑 7mm,內徑 5mm,兩端封口之硼矽玻璃管,兩端之出口均填充有矽化玻璃綿,在採集時是以一支TEA管連接一支氧化劑管,後面再接一支TEA管為串聯組合來採集,其中氧化劑管內含 800mg之氧化劑,可與NO作用而形成NO2,前、後兩支 TEA管則各含 400mg之 TEA,詳圖請見 5025分析方法。

12.氣體採樣袋

有各種材質採樣袋如鐵弗龍、聚氯乙烯、聚乙烯等,容積有5L, 10L,50L及100L四種型式。

13.小型衝擊式採集瓶 (midget impinger)

又稱起泡瓶採樣器 (bubbler sampler)其造型如圖一。

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 圖一小型衝擊式採集瓶

14.濾紙之種類及特性 (如表一)

表一、各種濾紙之特性比較

性質

種類

孔徑(μm) 直徑(mm) 適用採集範圍
玻璃纖維濾紙   13 乙二醇、胺
玻璃纖維濾紙   37 乙硫醇
混合玻璃纖維濾紙   13 聯苯胺、二氯聯苯胺
纖維素酯濾紙 0.8 37 鈹、鉛、錫
纖維素酯濾紙 1.2 25 石綿
聚四氟乙烯(PTFE)薄膜濾紙 5 37 鄰二甲基聯苯胺、二甲氧基聯苯胺、苦味酸
聚四氟乙烯(PTFE)薄膜濾紙 1 37 鹼性粉塵
聚氯乙烯(PVC)濾紙 5 37 鉻酸、厭惡性粉塵
銀膜濾紙 0.45 25 氯、溴、二氧化矽

二、採樣

1.採集管式

(1)採樣前將採集管二端封口切斷,斷口內徑至少為管內徑之一半,用可彎曲的管子聯接於採樣泵上。若需用兩根採集管串聯採樣,則盡量減少採集管間的距離,靠近採樣泵的那根採集管是做為了解是否有破出 (貫穿,breakthrough)之現象。

(2)採樣時採集管應垂直放置,避免採集介質出現溝渠現象(channelling)。

(3)所採之空氣,進入採集管之前,不得經過任何導管。

(4)採樣結束後,立即將採集管蓋子蓋上,並以石蠟薄膜封好。

(5)每一批樣品裡,至少要有一根空白管,這支管子除了不抽入空氣外,均需與樣品有相同的處理程序:二端封口切斷,封上蓋子,並以石蠟薄膜封好運輸。

(6)將採樣後樣品儘速送至實驗室進行分析。

(7)空氣中的可疑干擾物需登錄於樣品資料表上。

(8)安全考慮。

a.掛在人體呼吸域之採樣設備應注意不影響其工作。

b.切割採樣管時,需配戴安全眼鏡。

c.如果可能,將採樣管置於護套內,如此,在採樣時採樣管尖銳的那端就不會暴露於外。

2.衝擊式採集器

一般衝擊式採集瓶中均裝有一定量之吸收液,以採樣泵採集空氣當其衝擊液面,利用溶解、反應、吸收等作用來採集所要測定之物質。噴頭為多細孔型噴頭時,主要是增加其撞擊吸收面積。

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圖二、衝擊式採集器法之採樣組合系列

採樣步驟如下:

(1)將定量適當之吸收液加入衝擊式採集瓶內。

(2)選擇適當之填充材料。

(3)以彎曲的管子聯接於採樣泵上。

(4)採樣時衝擊式採集瓶不可傾斜,以避免吸收液流入泵內。

(5)在採樣過程中,應隨時注意吸收液之體積變化,必要時加以補充之。

(6)採樣結束後,應記錄時間,並將吸收液收集於玻璃瓶內密封,以少量的吸收液清洗採集瓶內部,並倒入玻璃瓶內密封;密封後應予以標示。

(7)將密封之玻璃瓶儘速送至實驗室進行分析,分析時需量測總體積。

(8)一般用於定點採樣,較少用於個人採樣。

計算:

(1)計算通過起泡瓶之試樣空氣總體積(m3)。

(2)由測定所得待測物質量(mg或μg ),除以試樣空氣總體積,即得試樣空氣中待測物質之濃度。

例:起泡瓶以 1.5L/min之流率吸收試樣空氣中之甲醛 20min,而後送分析化驗之樣品中含甲醛 0.048mg則該試樣空氣中所含甲醛之濃度為:

總體積=1.5 L/min×20 min=30 L=0.03 m3

濃度=0.048 mg∕0.03 m3=1.6 mg/m3

3.採樣泵之校正

(1)校正方法

以檢校合格的自動流量校正器為之,或以適當容器之滴定管(如 50mL)及裝有肥皂液之容器,裝置如圖三進行校正,其步驟如下:

a.校正前先將滴定管之管壁以肥皂液稍為潤濕。

b.將採樣泵及活性碳管與滴定管連接如圖三。

c.採樣泵開始抽氣時,即將裝有肥皂液之容器輕輕與滴定管開口接觸,此時肥皂泡即形成而緩緩上昇。

d.用馬錶量測肥皂泡上昇之速度進而計算泵之空氣流速。

e.採樣前、後均需依上述步驟校正採樣流率(flow rate),若差異達

5%以上,即pic,則所採樣品視同無效。

(2)空氣流率之計算

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V:肥皂泡所上昇之體積(mL)

△t :肥皂泡從 V0(mL)上昇到 Vn(mL),所需之時間(sec).

例如:

t0 tn V0 Vn
0sec 30sec 0mL 40mL

△ t=tn-t0=30 sec

△ V=Vn- V0=40 mL

 

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圖三 皂泡法校正空氣採樣泵

三、作業環境空氣中有害物含量之配製計算

1.空氣中有害物濃度之計算

(1)空氣中濃度以每立方公尺中毫克數(mg/m3)之重量對體積比表示時,則

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C:空氣中有害物濃度

W:測得之有害物重量

V:採樣泵流率

△t:採樣時間

(2)空氣中有害物濃度以體積對體積之百萬分比(ppm )表示時,則

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T=攝氏溫度℃ 

在平地,壓力為一大氣壓,溫度在 25℃左右時,則

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(3)檢量溶液(calibration solution)配製量計算

檢量溶液的濃度應含括待測物的濃度,其配製量計算步驟如下:

配製質量=預估現場濃度×採樣體積

預估現場濃度的單位為 mg/m3,若為 ppm則需以換算因子換算之。

以下就苯胺(aniline )的配製作說明:

設苯胺的現場濃度約為 0.1~45 ppm,採樣體積為5L,現場溫度和壓力

為25℃,1 大氣壓。苯胺的密度為 1.022g/mL,濃度換算因子為 1ppm=3.81 mg/m3,且脫附劑的體積為 1mL。

現要配製一檢量溶液可含括45 ppm空氣中苯胺的濃度,設最高濃度為50ppm ,則 1mL檢量溶液應含苯胺之量為

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由於苯胺在常溫常壓下為液體,故實際配製時,以量取液體體積配製較為方便,因此0.95 mg經密度單位換算後應為

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所以 1mL脫附劑中約需含0.92 μg的苯胺。(註:在實際應用時,須考慮汲取液體體積之方便性,如儘可能為 1,1.5,2,2.5等。此外,為精確計算濃度,可考慮以液體混合後之總體積為分母計算之。)

四、脫附效率

  脫附效率因不同之化學物質而異,同一化學物質之脫附效率因廠牌或批號而異,因此對某一批不同批號之採集介質至少均應實施一次以上之脫附效率測試。其測定程序如圖四,說明如下:

1.樣品添加

以活性碳管為例,採集管處理方法雷同。

(1)以切管器或挫刀,將活性碳管之兩端玻璃熔封切開。

(2)將活性碳管後段之活性碳取出丟棄。

(3)以微量注射針筒(syringe )取介於檢量線測定之濃度範圍的三個含量分別添加於三根活性碳管之前端活性碳上,注入時,儘量使分析物之溶液均勻地分佈在活性碳上。

(4)將活性碳管以塑膠蓋蓋好,並以石蠟薄膜(parafilm)加封。每個樣品添加量應在檢量線範圍之內。

(5)將此已添加分析物之活性碳管冷藏靜置過液,使分析物能充分地吸附在活性碳上。

2.樣品脫附

(1)打開蓋子,把前端之玻璃綿拿出丟棄(或是取出後端之PU泡綿)將前端之活性碳倒入 2mL的玻璃小瓶(Vial)中。

(2)每個玻璃小瓶內加入已知量的脫附劑(通常為1.0 mL),立即蓋上瓶蓋。

(3)以振盪器振盪60分鐘。

(4)取適量分析物,注入層析儀(GC)分析。

3.脫附效率計算

(1)配置五種不同濃度的標準溶液,建立檢量線。

(2)以回收之分析物濃度計算回收質量。

脫附效率=(回收質量/實際添加質量)×100%

4.在上述脫附效率測定過程中應注意下列安全措施:

(1)必需在通風櫃裡使用溶劑。

(2)作業時避免吸入溶劑及溶劑與皮膚接觸。

(3)配戴安全眼鏡。

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圖四 樣品添加與脫附

五、檢量線之製作與品管

1.檢量線製作

  檢量線之濃度範圍應包括待測樣品的濃度。為避免配製時的誤差,最低濃度的標準溶液,可再重覆配製一瓶。通常可用實際採樣體積乘以容許濃度所得之值的1/20倍-3倍作為檢量線的濃度範圍。而檢量線的線性迴歸係數(r值)通常大於0.995以上。

2.品質管制

  為確定檢量線的可靠性 (準確度以相對誤差表示,精密度以變異係數表示) 應由另一個分析員配製三個品管樣品 (可為混合物) 作比較。品質管制可用濃度 "平均相對誤差±2×變異係數≦ 25%"或x-R表來管制;若使用x-R表則其x值的管制上下限相對於x值不得大於10%且R值不得大於7%。品管樣品配製量若在檢量線的中間濃度至最低濃度間,則能更有效地評估分析人員當日的技巧。為避免品管樣品的配製誤差影響到分析誤差,品管樣品的配製量最好不要差異太大,甚至也可以相同。

  • 發布單位:職業危害評估研究組
  • 更新日期:109-07-31
  • 點閱次數:22744