空氣中懸浮微粒(PM2.5)之檢測方法-衝擊式手動法

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空氣中懸浮微粒(PM2.5)之檢測方法-衝擊式手動法

 

一、方法概要

  本方法提供空氣中氣動粒徑小於或等於 2.5 微米(&mum)細微粒(PM2.5)之 24 小時質量濃度平均值測定方法。本測定程序為非破壞性,且採集之 PM2.5 樣品可供後續之物理或化學分析之用。

二、適用範圍

  根據空白濾紙於 24 小時且採樣體積達 24 m3 所獲得之質量變化決定 PM2.5 質量濃度,偵測極限為 2 &mug / m3,而空氣中有不同細微粒的粒徑分布、溼度,且不同的濾紙形式與採樣儀器的流率控制系統及其它干擾因子,影響 PM2.5 質量濃度偵測上限,故其濃度偵測上限取決於細微粒在濾紙上之質量負載所引起的壓降是否已造成採樣器無法維持其標準操作流率,因此 PM2.5 質量濃度偵測上限很難精準的估計。

  本方法適用 24 小時較長期之採樣期間,且採樣器在標準操作流率下維持運轉 24 小時,應該可以量測得 PM2.5質量濃度平均值達 200 &mug / m3 以上。適用之環境條件為溫度 &ndash30 至 45 ℃,相對溼度 0至100,大氣壓力 600 至 800 mmHg。

三、干擾

(一)揮發及半揮發性微粒

  濾紙上所採集之揮發及半揮發性細微粒常會在運送濾紙或採樣後秤重前之濾紙保存過程中損失,雖然上述程序有時是不可避免的,但是濾紙應在可執行的範圍內儘快秤重(詳如六、(一)),以將此誤差減到最小。

(二)濕度

  濕度對樣品的效應是不可避免的,濾紙調理程序(詳如七、(一))即是設計來將濕度對濾材的效應減到最低。

(三)濾紙處理

  在採樣前及採樣後秤重的過程中,必須小心處理濾紙以避免因濾紙破損或所採集到的細微粒自濾紙上散失而造成誤差。使用濾紙夾、濾紙匣及其保護容器可以減少這些誤差,濾紙必須符合五(一)及(二)的整體性規格。

(四)採樣流率變異

  採樣器操作時採樣流率變異可能改變採樣頭的細微粒分選粒徑特徵。此誤差會受到採樣期間入口採樣流率變異以及空氣中細微粒粒徑分布影響。所以需要使用採樣流率控制系統(詳如四、(二)),來將此誤差減至最小。

(五)真實採樣空氣體積計算

  真實採樣空氣體積計算的誤差可能來自採樣流率誤差及(或)採樣時間測量。採樣流率控制設系統用以減少真實採樣空氣體積計算的誤差,此外必須使用採樣器時間控制系統(詳如四、(五)),將採樣時間測量的誤差減至最小。

四、設備與材料

  PM2.5 採樣器的環境操作範圍為溫度&ndash30至45℃,相對溼度0至100,大氣壓力600至800 mmHg。採樣器的設計包括進氣口、空氣導管、微粒分徑器(衝擊器)、濾紙匣、空氣採樣馬達、流率控制系統、流率量測裝置、環境和濾紙溫度監測系統、大氣壓力量測系統、計時器、戶外環境用外殼、適當的機械、電氣或電子控制能力以達成或超過四(一)至(十)所述之設計及效能。採樣器必備之性能規範如下:(1)提供採樣空氣體積流率與其它操作參數之自動控制。(2)監測操作參數、環境溫度與大氣壓力。(3)採樣結束後,以數位化方式提供以上資料給採樣者,格式參見 表 1

(一)採樣器設計規範

1.採樣器入口組合

  採樣器的入口組合包括進氣口、空氣導管與衝擊板依照圖 1 加以安裝與組合,並應該符合所有相關的要求。這部分的組合應測試是否符合四、(二)1. 所述整體採樣器之最大洩漏率規範。

2.進氣口

採樣器進氣口的製造按照圖 218 指示並符合相關規範。

3.空氣導管(Downtube)

採樣器的空氣導管製造按照圖 19 指示並符合相關規範。

4.衝擊器(Impactor)

  採樣器的衝擊器按照圖 2024 指示製造並需符合相關規範。製造與完成衝擊器外裝上部部分(請參見圖 21)之後,衝擊器噴口之尺寸必須經製造商驗證通過該國國家標準相關規範。

5.濾紙固定器(Filter holder)組合

  採樣器需要有一個濾紙固定器以便連接空氣導管同時可將濾紙放入並密封於其中,此一固定器位於空氣導管後水平位置與氣流垂直,因此氣流可以均勻表面風速向下通過濾紙。濾紙固定器的上部構造依照圖 2526 製造組裝,同時依圖 2729 所示承接濾紙匣並可密封。

(1)濾紙固定器的下部構造設計

a.可與濾紙固定器的上部構造完全緊密的組合。

b.可使外部氣流和內部濾紙匣完全密封以確保重複更換濾紙仍能維持密封。

c.使操作者方便操作更換濾紙匣。

(2)濾紙固定器的洩漏測試性能詳七、(二)之規定。

(3)假如採樣器內放置多張的濾紙以進行自動化連續採樣時,除非正在使用或是安裝在採樣裝置中,否則均應加蓋甚至是密封以達:

a.排除採樣前和後的濾紙在保存過程中,受到粉塵、昆蟲或是其他可能存在空氣、採樣器或是空氣導管之其他物質之可能的污染。

b.降低在採樣後之保存過程微粒樣本中揮發與半揮發性物質損失。

6.流率量測轉接器(Flow rate measurement adapter)

按照圖 30 所示,流率量測轉接器需在每一個採樣器上進行安裝。

7.表面處理(Surface finish)

  採樣器從進氣口到濾紙,所有暴露於空氣樣本的內部表面應以硫酸浴加以陽極化處理以產生一乾淨且均勻的表面,同時表面處理不可超過 1,000 mg / ft2 (1.08 mg / cm2)。陽極化處理表面不可有污點或著色,陽極化處理後物件需浸入沸騰的去離子水不小於 15 分鐘。

8.進氣口採樣高度

  採樣器需配備腳架或支架或以其它方法保持採樣器的穩定且正立,以維持採樣期間採樣器的進氣口中心為水平,並離地或其他水平支撐物表面 2 ± 0.2 m 之距離,另外要以適當的鎖拴、支撐、綑綁或其他的方法,避免採樣器被風吹倒。

(二)採樣流率控制系統(Sample flow rate control system)

1.採樣流率

  衝擊器需要特定之進氣速度以維持其適當操作,因此空氣採樣流率在進氣口之溫度壓力下設定為16.67 L / min (1.000 m3 / hr)。

2.採樣流率控制系統

  採樣器應該有一套流率控制系統以便提供一固定之採樣流率,其控制流率範圍如四、(二)1. 所示,使用濾紙參見五、(一),操作溫度壓力條件參見四、(三),濾紙壓降相當於加上乾淨濾紙壓降後達 75 cmH2O (55 mmHg)之壓降,以及如四、(七)所示之供應電壓下操作,整個流率的控制系統應該可讓操作者有至少±15之流率(此流率如四、(二)1. 所示)可資調整。流率管控如下:

(1)採樣器的體積流率(Volumetric flow rate,指在整個24 小時採樣期間內,即時量測值或是不超過5 分鐘的區間平均值)之變化不超過指定之採樣流率16.67 L / min之±5 。

(2)流率之變異係數(Coefficient of variation,樣本標準差除以平均值)於24 小時採樣期間不超過±2。

(3)短時間流率脈衝(Pulsation)強度(例如可能源自某些抽氣馬達),必須被減弱以免引起顯著之流率量測誤差或是影響細微粒在濾紙上之收集。

3.流率中斷

  當採樣的流率變化超過四、(二)1. 規定流率之±10 持續達60 秒時應該中斷採樣,然而這項採樣器中斷措施不適用於當採樣器只是因為短暫的電力中斷而無法操作之情況,同時採樣器不操作的時間不應計入採樣時間的計算。

4.流率量測

(1)採樣器應該提供一個方法量測和顯示即時的流量(經校正採樣器入口處的環境溫度與大氣壓力),精確度可達 ± 2 。不論是在採樣或是待機模式中,採樣流率應隨時顯示,同時至少每 30 秒更新一次。於非採樣模式,採樣器應該可由操作者手動暫時啟動採樣器,以檢視採樣流率或是流率量測系統。

(2)在每次採樣期間,採樣器的流率量測系統應可自動偵測流率,同時間隔不超過 30 秒便可獲得一次採樣流率讀值。

a.利用這些流率量測值,採樣器可以指定之工程計量單位來計算即時和區間平均流率(L / min)、採樣期間的平均流率(L / min)、採樣期間採樣流率的變異係數()、總採樣的體積(m3),採樣期間任何時間區間流率測量值的平均值超過採樣期間流量平均的 ± 5 且超過 5 分鐘時,應該設定警告指示。

b.這些數值之計算應適當排除因採樣器電力暫時中斷而不量測之時間。

c.這些參數應可由操作者取得,資料格式如表 1 所述,除此之外,強烈建議採樣結束後,操作者應取得更多詳細的資料(例如每隔 5 分鐘所取得之平均流量)。

(三)採樣器溫度控制系統

1.環境溫度感測器

  無論是否有最大日照,採樣器需能量測採樣器周圍空氣溫度範圍 &ndash30 至 45 ℃,量測值解析度為 0.1 ℃,精確度為 ± 2 ℃。

(1)環境溫度感測器應該裝置在採樣器外面,且具備自然通風之遮陽板,至少位於採樣器或其附件(不管進氣口及空氣導管)外殼頂部水平面上方及最近之採樣器外殼側邊或突出部垂直面 5 公分以上。於風速 1 m / sec與 1,000 w / m2 的太陽輻射下,最大溫度量測誤差應該小於 1.6 ℃。

(2)環境溫度感測器應設計為方便取下,可浸於液體中,和濾紙溫度感測器進行校正及比對。

(3)在採樣和待機期間,環境溫度感測器量測值應該至少每 30 秒更新一次,同時顯示目前最近時間之溫度,如表 1 所述。

(4)環境溫度的量測用於監測濾紙溫度與環境溫度的差異,也可以用於濾紙溫度控制或是採樣的體積流率計算。

(5)採樣結束後,應可呈現採樣期間最大、最小與平均溫度(參見表 1)。

2.濾紙溫度感測器

(1)在採樣及非採樣期間,採樣器應能監測介於 &ndash30 至 45 ℃ 之濾紙溫度(或連續採樣器之所有濾紙),當濾紙溫度感測器放置的位置未明確指定時,則需確認此一感測器所量測溫度與放置在濾紙中心下游 1 公分位置的溫度差在 ± 1 ℃。濾紙溫度量測之解析度為 0.1 ℃,精確度為 ± 1 ℃。濾紙溫度感測器應設計為方便取下,並可與環境溫度感測器進行校正及比對。

(2)在採樣和待機期間,濾紙溫度感測器量測值應該至少每 30 秒更新一次,同時顯示目前最近時間之溫度,如表 1 所述。

(3)對於連續採樣器,除非能證明以較少的溫度感測器能代表每一張濾紙溫度,否則其所使用之每張濾紙溫度均需個別測量。

(4)在採樣中與採樣後期間,當濾紙溫度(或連續採樣器之任一濾紙溫度)超過環境溫度 5 ℃ 且持續超過 30 分鐘,則採樣器應該出現警告訊號(參見表 1),當出現警告訊號應遵照六、(一)12. 所述將樣本視為無效樣本。建議採樣器應能在採樣中及採樣後期間記錄所測得之濾紙溫度及環境溫度之最大溫度差以及發生日期時間,同時操作者可在採樣結束後取得這些資料,如表 1 所述。採樣後期間是指採樣結束後到濾紙樣本被取出之間的非採樣期間。

3.濾紙溫度控制(採樣中及採樣後)

  在採樣中及採樣後期間,採樣器應能提供一種方法來限制濾紙(或為連續採樣器之所有濾紙)因日照或是其他來源所引起之溫度上升不超過採樣器周遭環境溫度 5 ℃ 為限。

(四)大氣壓力感測器

1.採樣器需能偵測採樣器周遭環境介於600至800 mmHg的大氣壓力,其解析度為5 mmHg,精確度為±10 mmHg,並且每 30秒更新一次。

2.在採樣和待機期間,大氣壓力感測器測量值應該至少每 30 秒更新一次,同時顯示目前最近時間之壓力(如表 1 所述),此一大氣壓力的測量也可以用於計算採樣的體積流率。

3.採樣結束後,應該呈現採樣期間最大、最小與平均壓力(參見表 1 )。

(五)採樣器時間控制系統

1.時間顯示及計時器系統

(1)採樣器應有可設定之直讀式計時及控制系統:

a.可顯示當地時間與日期,包括年、月、日、時、分、秒,精確度為每月 ± 1 分鐘。

b.可顯示系統時間,包括年、月、日、時、分,每分鐘至少更新一次,以供操作者確認。

c.可讓操作者設定正確當地時間日期。

d.可根據操作者設定之時間日期啟動空氣採樣,並在採樣達 24 小時(1440 分鐘)或操作者設定的日期與時間之後停止空氣採樣。

(2)開始和結束的時間可由採樣操作者自行設定至 ± 1 分鐘內,系統可顯示目前設定之開始及結束時間(可讀至 ± 1 分鐘內)以供操作者確認,同時開始及結束時間可經由資料輸出埠取得,如表 1 所述。

(3)當設定之採樣程序開始執行,採樣器應自動於採樣期間重新植入如同前一次採樣般之相關資訊及警告訊息。亦可參考四、(七)3. 有關暫時電力中斷期間如何保留電力中斷當時之日期和時間以及設定開始及結束採樣時間。

2.採樣時間計算

(1)採樣器應能以 ± 1 分鐘之準確性,經由採樣起始時間與採樣終止時間來計算每一個PM2.5 樣本採樣時間,經過採樣時間不包括因電力中斷無法採樣的時間(如四、(七)3. 所示)。

(2)當經過採樣時間不是 24 小時採樣的預設結束經過時間時,採樣器應植入警告指示。操作者可在採樣結束後獲得採樣開始之日期時間以及採樣經過時間和警告訊息(參見表 1)。

(六)戶外環境的阻絕

  採樣器應該有可阻絕戶外環境之外殼以便保護濾紙及採樣器中不耐天候之組件免受下雨、刮風、沙塵與極端溫溼度之影響,同時有助維持濾紙(或連續採樣器之所有濾紙)之溫度控制,並提供採樣器組件與設定能有合理之保全。

(七)電力供應

1.採樣器的操作電壓為 105 至 125 V 之交流電,電力頻率為 59 至 61 Hz,其他替代性操作所使用之電壓與頻率應符合上述要求。

2.所有電路及電子控制之設計應能合理克服常見於各種不同測站之一般或特定程度之電磁場以及常見於電力線之特定程度電子雜訊之干擾或所導致之功能異常。

3.在採樣器電力暫時中斷的期間,除了以每週 ± 1 分鐘之誤差維持採樣器內部當地日期時間之設定外,採樣器不應繼續進行採樣或提供其他特定功能,同時採樣器在沒有供電情況下應保留其時間和程式設定以及所有資料至少7 天,以利操作者取得這些資訊。於操作者設定正要開始採樣時間或採樣進行期間電力中斷,當電力於所設定之停止採樣時間前恢復時,採樣器應可自動啟動或繼續未完成之採樣。

4.在發生超過 1 分鐘的每次電力中斷時,在每一次採樣期間內採樣器應能記錄保存 10 次電力中斷事件的發生時間之年月日時分。採樣結束後,操作者應可取得電力中斷資訊如表 1 所述。採樣期間如果發生超過 10 次的電力中斷,即視為無效樣本。

(八)控制設備與操作者介面

1.採樣器應該有機械、電氣或電子控制、控制裝置、電路或電子迴路,以提供計時、流率量測與控制、溫度控制、資料儲存與計算、操作者介面與其他特定功能。可操作控制裝置、資料顯示及介面裝置等,必須設計成簡單、直接、可靠並且容易學習、讀取和現場操作。

2.採樣器應該提供操作者多達 64 字元之數值(或字母與數值)資料的輸入與儲存,以識別採樣地點、採樣器與樣本。這些資料在採樣結束之後,可由操作者取得以供確認及修改,同時可與其他資料經由資料輸出埠加以輸出,如表 1 所述。所有採樣結束後之資料或是在採樣後期間待機狀態下獲得之資料必須被保存在採樣器中,直到經由手動或採樣器自動重新開始一新的樣本採樣前為止。

(九)資料輸出埠

1.採樣器應該有標準的 RS - 232C 資料輸出連接以便數位資料輸出到外部資料儲存或傳輸設備。採樣結束後應可透過此一資料輸出連接取得所有採樣資料,所有應透過此一輸出埠而易於取得之資料摘要整理如表 1 所述。

2.由於未提供輸出資料之特定格式,採樣器製造商或經銷商可讓購買者使用適當的電腦軟體以接收輸出的採樣器資料,並且正確轉成標準展開表單格式和任何其他對採樣器使用者有用之格式,這項要求並不排除採樣器提供非 RS - 232C 的其他輸出連結。

(十)測漏試驗能力

1.外部測漏

  採樣器應該有進行外部測漏之能力,包括輔助硬體、操作者控制介面、操作指導手冊所示書面程序及他所有必備能力,以便操作者在現場監測地點執行外部測漏。

2.內部測漏(不經濾紙)

  採樣器應該有進行內部測漏之能力,包括輔助硬體、操作者控制介面、操作指導手冊所示書面程序及其他所有必備功能,以便操作者在現場監測地點執行內部測漏。本測試之目的為決定通過濾紙匣而不經濾紙過濾之採樣空氣氣流流率,相對於採樣器設計之採樣流率而言是否為不顯著而可忽略的。

(十一)分析天平

  用於濾紙稱重之分析天平必須適用於五、(一)所指定之濾紙型式及大小,同時量測數值需可讀至 ± 1 &mug,天平在安裝時需依製造商所示進行校正,同時每一個稱重期之前也需重新校正。

五、試劑

(一)PM2.5 濾紙

  濾紙製造商與經銷商提供或販賣適用於本方法之濾紙,需經驗證其通過測試之批號符合以下之設計及性能規範:

1.大小:圓形,直徑為 46.2 ± 0.25 mm。

2.材質(medium):聚四氟乙烯(或鐵氟龍)(Polytetrafluoroethylene, PTFE Teflon),周邊有支持環。

3.支持環:支持環材質為聚甲基戊烯(Polymethylpentene, PMP)或其它相近惰性的材質,厚度為 0.38 ± 0.04 &mum,外徑為 46.2 ± 0.25 &mum,寬度為 3.68 &mum(±0.00 或 - 0.51 &mum)。

4.孔徑大小:依照 ASTM F316 - 94 方法測定孔徑為 2 &mum。

5.濾紙厚度:30 至 50 &mum。

6.最大壓降(乾淨濾紙):測試流率於 16.67 L / min 下,濾紙壓降小於 30 cmH2O。

7.最大水份吸收量:相對於暴露在相對溼度於 35 下之濾紙,暴露於相對溼度 40 下 24 小時之濾紙其重量增加不得超過 10 &mug。

8.收集效率:依據 ASTM D 2986 - 91 測試方法使用苯二甲酸二辛酯(DOP)當作測試微粒,在採樣器操作的表面風速下,濾紙對於粒徑為 0.3 &mum的細微粒之收集效率超過 99.7 。

9.濾紙重量的穩定度:依據七、(二)1 與 2 兩種測試方法,濾紙重量損失必須小於 20 &mug。濾紙重量損失為同一製造批號之一組濾紙初始及最終濾紙重量差之平均值,測試濾紙的數量不得少於同一製造批號濾紙數量的 0.1 或 10 張濾紙。測試的濾紙必須是沒有使用過的乾淨濾紙,且在受控制之環境條件下進行濾紙稱重,每次測試需記錄測試前環境條件與重量、測試項目、測試後環境條件與重量。調理與稱重方法依照七、(一)2 與 3 規定。

10.鬆脫及表面微粒污染測試(Test for loose, surface particle contamination)

  測試前記錄測試濾紙的前重後,將測試濾紙裝於採樣器所使用的濾紙匣內(參見圖 272829),將此濾紙匣從高 25 cm 處掉落至平坦堅硬的表面(例如無微粒污染的木製實驗桌)兩次,之後自濾紙匣移除濾紙並進行稱重,然後再進行重複測試三回掉落測試,前後測濾紙重量的平均變化必須小於 20 &mug。

11.溫度穩定性測試

  濾紙稱重後,將之置於乾燥箱,溫度設定為 40 ± 2 ℃,時間不得少於 48 小時,然後移出、調理、重新稱重,前後測濾紙重量的變化必須小於 20 &mug。

12.鹼度:每克濾紙小於 25 微當量濃度。

13.補充要求:使用者如要對採樣後之濾紙進行後續之化學分析,仍應自行對濾紙規範另加以補充,包括濾紙背景化學污染以及其他進行化學分析之濾紙條件。

(二)衝擊器濾紙

1.大小:圓形且直徑為 35 至 37 mm。

2.材質:硼矽酸鹽玻璃纖維。

3.孔隙大小:依 ASTM F 316-80 測試方法為 1 至 1.5 &mum。

4.濾紙厚度:300 至 500 &mum。

(三)衝擊板用油

1.組成:四甲基四酚基三矽氧烷(Tetramethyltetraphenyltrisiloxan),單一化合物的擴散油。

2.蒸氣壓:在 25 ℃ 下蒸氣壓為 2 × 10-8 mmHg。

3.黏度:在 25 ℃ 下 30 至 40 厘托(Centistokes)。

4.密度:在 25 ℃ 下 1.06 至 1.07 g / cm3

5.數量:1 mL ± 0.1 mL。

六、採樣及保存

(一)PM2.5量測程序

1.依照七、(一)規定,檢查每張新的採樣濾紙。

2.每張濾紙需依照七、(一)2 規定,在調理環境中進行調理。

3.濾紙調理後,依照七、(一)規定進行每張濾紙之稱重,同時記錄採樣前濾紙重量與其編號。

4.採樣器需要依照採樣操作指導手冊所述之特定詳細指引加以組裝、校正與操作,同時符合由使用者所建立與研發的品質保證計畫。

5.依照七、(二)規定進行並通過外部洩漏及內部洩漏測試。

6.依照採樣器操作指導手冊將已編號及稱重之濾紙裝入採樣器中。

7.依照採樣器操作指導手冊及使用者建立之品質保證計畫之說明,進行採樣器檢查及準備採樣。

8.採樣器的計時器必須設定在希望採樣期間之起始時間開始採樣,然後在 24 小時後停止採樣。

9.採樣時相關資料的收集(採樣地點或編號、採樣日期、濾紙編號、採樣器型式與序號)均應記錄,如果可以則輸入採樣器。

10.採樣器需能在設定的 24 小時期間內收集 PM2.5樣本。

11.採樣結束後 96 小時內,應該將含有濾紙之濾紙匣小心的從採樣器移出,同時依照採樣操作指導手冊與品質保証計畫指示之程序,將樣本置於保護容器中,此濾紙保護容器不應含有可能傳送到濾紙上之鬆落物質,同時應能將濾紙匣安全握住使容器蓋子不會接觸到濾紙表面。

12.採樣期間真實總採樣體積 m3 和經過採樣時間應可由採樣器獲得,並依操作指導手冊所示加以記錄。所有採樣器的警告訊息及現場品質保證計畫所需要之其他資訊亦應一併記錄。

13.所有與樣本有效性或代表性有關的影響因子,例如採樣器損害或功能異常、不尋常的天候狀況、營建工程、火災或沙塵暴&hellip等,必須依現場品質保證計畫要求加以記錄。在採樣期間發生警告訊號,不一定代表所獲得之樣本為無效樣本,而應由品保人員針對品管資料加以審核以確定樣本的有效性。

14.從採樣器取下的 PM2.5 樣本,需儘快在 24 小時內送回調理環境進行調理及後續稱重。在濾紙樣本自採樣器取出到開始調理這段期間,濾紙樣本應實際維持低溫連續保存,以避免暴露於超過 25℃的溫度。採樣結束後,除非濾紙樣本自採樣器取出至調理之前這段時間(不得超過 30 天)一直被保存在低於4℃之下,否則濾紙樣本必須在 240 小時(10 天)內完成調理和稱重。

15.採樣完後的 PM2.5 樣本需在七、(一)2 規定之調理條件下再次進行調理。

16.完成調理的濾紙樣本應依照七、(一)立刻稱重,採樣後濾紙樣本之重量需依濾紙編號記錄。

17.依八所述計算 PM2.5 濃度。

七、步驟

(一)濾紙稱重

  檢查每張新的採樣濾紙是否為正確之型式與大小?是否有小破洞及微粒?及其他不良處,不合格之濾紙應丟棄不用。每一張濾紙都應有其獨特之編號以及濾紙資訊之紀錄,假如濾紙的編號無法或未直接標示在濾紙上面,可以其他變通方法來識別濾紙(例如將濾紙置於有編號之保存容器中),以建立並維護明確的濾紙識別。

1.濾紙調理

採樣前與採樣後的所有濾紙樣本,稱重前必須如下進行調理:

(1)平均溫度:20 至 23 ℃。

(2)溫度控制:24 小時內溫度變化在 ± 2 ℃。

(3)平均溼度:一般為相對溼度 30 至 40 ,然而,在採樣期間採樣環境的相對溼度如已知為小於 30 時,調理時之相對溼度可以為採樣環境平均相對溼度之 ± 5 內,但不得低於 20 。

(4)溼度控制:24 小時內相對溼度變化控制在 ± 5 內。

(5)調理時間:不少於 24 小時。

2.稱重程序

(1)新買的濾紙必須立刻儲放在調理環境進行調理,直到採樣前30 天內再進行稱重。

(2)分析天平必須被置於與調理濾紙相同的控制環境中,調理過之濾紙應立刻稱重,不可在調理後稱重前這段時間內再暴露於其他環境條件。

(3)採樣前後濾紙稱重之調理條件必須是相同的(相對溼度維持在 ± 5 以內)。

(4)採樣前後濾紙的稱重必須使用相同的天平,使用靜電中和器中和濾紙的靜電。假如可能,濾紙採樣前後之稱重由同一個人執行。

(二)測漏試驗

1.外部測漏

  需執行外部測漏者包括所有單元及連接器,以免因外氣洩漏導致經過濾紙的空氣總體積量測值發生誤差。

(1)外部測漏的執行程序建議如下:

a.移除採樣器進氣口並接上流率量測轉接器。

b.關閉轉接器的閥門,利用抽氣馬達將整個採樣器包括衝擊器、濾紙匣(含濾紙)、流量量測裝置和接頭等抽部分真空,並在濾紙匣下游維持負壓至少 55 mmHg (75 cmH2O)。

c.利用諸如內建閥門之類的裝置阻斷採樣器下游以隔絕氣流。

d.停止抽氣馬達。

e.利用內建壓力量測裝置量測採樣器內之真空度。

f.至少經過 10 分鐘後再次量測採樣器內之真空度。

g.完成測試後,開啟轉接器閥門(注意需緩慢開啟轉接器閥門,使氣流緩慢流入採樣器,以免氣流太強將衝擊板上所塗佈的油吹出),移除轉接器及氣流阻斷閥,恢復正常操作之採樣器組裝。

(2)兩次量測之壓力差值(mmHg)不大於製造商所指定者,且採樣器洩漏率小於80 mL / min 時,則視為通過洩漏試驗。

2.內部測漏(不經濾紙)

(1)內部測漏的執行程序建議如下:

a.完成且通過七、(二)1 所述之外部測漏。

b.濾紙匣中不一定要裝濾紙,然後裝上一張不透氣膜片於濾紙匣中以有效防止氣流流經濾紙。

c.開啟馬達抽氣使採樣器呈部分真空,同時維持濾紙匣下游負壓至少 55 mmHg(75 cmH2O)。

d.利用諸如內建閥門之類的裝置阻斷採樣器下游以隔絕氣流。

e.停止抽氣馬達。

f.至少經過 10 分鐘後再次量測其採樣器內之真空度。

g.移除氣流阻斷閥及膜片,恢復正常操作之採樣器組裝。

(2)兩次量測之壓力差值(mmHg)不大於製造商所指定者,且採樣器洩漏率小於80 mL / min 時,則視為通過洩漏試驗。

八、結果處理

  PM2.5濃度計算公式如下:

  PM2.5 = (Wf - Wi) / Va

    PM2.5 = PM2.5 質量濃度(&mug/m3)。

    Wf = 採樣後濾紙稱重值(&mug)。

    Wi = 採樣前濾紙稱重值(&mug)。

    Va = 採樣空氣真實總體積(m3)。

九、品質管制

  定期執行採樣器流率量測裝置之多點校正與單點查證,以便建立並維持後續流量量測之可追溯性之流率標準。利用通過認證之流率標準件以 ± 2 之準確度來校正或查證採樣器的流量量測設備,流率標準件應設計為獨立單元以連接流率量測轉接器(如圖 30)。此流率標準件應通過驗證,並可追溯至國家或國際標準體積或流率一級標準件。如調整採樣器流率量測系統,則需同時進行採樣器流率量測系統校正及稽核(audit),稽核後應進行這樣的調整。採樣器經機電維護或運送過程之後,其流率量測裝置都需要重新校正。

(一)流率校正與查證程序

1.不同的 PM2.5 採樣器使用不同型式之流率控制與量測裝置來校正採樣器進氣口下游空氣導管所量得之真實大氣體積流率 Qa,其特定之校正或查證程序則依所使用之流率控制與量測系統而異。此處之一般性程序用於說明 PM2.5 採樣器一般校正步驟,採樣器的操作指導手冊與品質保證手冊需提供有關流率校正方面特定與詳細的指引。

2.用於流率校正之流率標準件應通過驗證,並可追溯至國家或國際標準體積或流率一級標準件,流率標準件應在超越其預期使用環境之溫度及大氣壓力範圍 2 以內建立一校正關係(例如公式、曲線、或真實流率 Qa 與顯示讀值之間相關曲線),流率標準件至少每年需再重新校正或查證。

3.依照操作指導手冊移除採樣器之流率量測裝置的進氣口,同時將流率標準件連接到採樣器之空氣導管,以準確量得採樣器流率,進行其校正或查證。採樣器的操作者應先執行採樣器的測漏,並確認採樣器通過測漏試驗,才能證實流率標準件與採樣器之間沒有漏氣。

4.依照採樣器操作指導手冊,建立並確認流率標準件與採樣器流率量測裝置所顯示之真實流率(L / min)間的校正關係。某些型式之流率標準件所顯示之流率值可能需要對溫度及壓力進行修正。採樣器流率量測裝置應進行多點流率校正,至少應包含三個不同的流率,這三個流率數值要平均分佈於採樣器操作流量(參見四、(二)1.)之 ± 10 以內。採樣流率之查證至少要包含採樣器操作流率之單點量測。

5.在流率查證時,假如採樣器的流率讀值和流率標準件顯示量測值差超過 ± 4 ,則需要重新執行多點流率校正及後續查證。

6.完成流率校正或查證後,自採樣器將流率標準件移除,重新裝上採樣器進氣口,然後裝上乾淨濾紙量測採樣器正常操作流率(L / min),假如採樣器流率顯示值和採樣器需要流率值差超過 ±2 ,則需依四、(二)1. 調整採樣器流率至需要流率。

(二)濾紙空白

1.新的現場空白(Field blank)濾紙需和每一批 PM2.5 採樣濾紙一起進行採樣前稱重,現場空白濾紙需被運送到採樣地點,裝進採樣器但不進行採樣,取出空白濾紙重新稱重作為現場空白,採樣後較採樣前之稱重值差超過30 &mug 時,表示過程中遭受污染,應予檢視排除。

2.新的實驗室空白(Laboratory blank)濾紙需和每一批 PM2.5採樣濾紙一起進行採樣前稱重,在現場採樣期間實驗室空白濾紙置於保存容器中放置實驗室裡,並進行重新稱重以作為實驗室空白,採樣後較採樣前之稱重值差15 &mug 時,表示過程中遭受污染,應予檢視排除。

(三)採樣器環境溫度、濾紙溫度與大氣壓力量測系統需要定期進行校正或校正的查證。

(四)採樣器維護

  採樣器應依照如採樣器製造商在採樣器的操作指導手冊所述般維護,並符合使用者建立之品質保證計畫。

十、精密度與準確度

  略。

十一、參考資料

(一)室內空氣品質建議值,中華民國 94 年 12 月 30 日環署空字第 0940106804 號公告,環保署,2005。

(二) U.S.EPA, Reference Method For The Determination Of Fine Particulate Matter As PM2.5 In The Atmosphere, 40 CFR Part 50 - Reference App.L, July 1997.

(三) Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems, VolumeⅠ, Principles. EPA / 600 / R - 94 / 038a, Available from CERI, ORD Publications, U.S. Environmental Protection Agency, 26 West Martin Luther King Drive, Cincinnati, Ohio 45268, April 1994.

(四) Copies of section 2.12 of the Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems, Volume Ⅱ, Ambient Air Specific Methods, EPA / 600 / R - 94 / 038b, are available from Department E (MD - 77B), U.S. EPA, Research Triangle Park, NC 27711, November 1998.

(五)Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems, Volume Ⅳ, Meteorological Measurements, (Revised Edition) EPA / 600 / R &ndash 94 / 038d, Available from CERI, ORD Publications, U.S. Environmental Protection Agency, 26 West Martin Luther King Drive, Cincinnati, Ohio 45268, March, 1995.

 

 

表一 採樣器提供資訊摘要

 

 

圖1 PM2.5 採樣器組合示意圖

圖 1 PM2.5 採樣器組合示意圖

 

 

圖2 10 微米微粒入口組合示意圖

圖 2 10 微米微粒入口組合示意圖

 

 

圖 3 10 微米微粒入口組合的上層結構示意圖

項目

描述

1

微米微粒入口頂視圖(圖 5

2

6 &ndash 32 × 3 / 8 RD. 頭部螺絲

3

10微米微粒氣密結構示意圖(圖 6

4

10微米微粒入口的擋風板示意圖(圖 7

5

10微米微粒入口的隔板示意圖(圖 8

6

10微米微粒入口的隔開器示意圖(圖 9

7

10微米微粒入口的底部示意圖(圖 11

8

10微米微粒入口的擋雨板示意圖(圖 10

9

1 / 8 DIA. 鉚接

10

10微米噴嘴入口結構示意圖(圖 12

圖 3 10 微米微粒入口組合的上層結構示意圖

 

 

圖 4 10 微米微粒入口組合的下層結構示意圖

項目

描述

1

10 微米微粒衝擊器的噴嘴示意圖(圖 13

2

10 微米微粒外管示意圖(圖 15

3

10 微米微粒噴嘴的插入示意圖(圖 14

4

10 微米微粒收集管示意圖(圖 16

5

10 微米微粒衝擊板示意圖(圖 17

6

10 微米微粒出口轉接器示意圖(圖 18

7

AS 568 - 026 O - 環

8

AS 568 - 036 O - 環

圖 4 10 微米微粒入口組合的下層結構示意圖

 

 

圖 5 10 微米微粒入口頂視圖(單位:公厘)

圖 5 10 微米微粒入口頂視圖(單位:公厘)

 

 

圖 6 10 微米微粒氣密結構示意圖(單位:公厘)

圖 6 10 微米微粒氣密結構示意圖(單位:公厘)

 

 

圖 7 10 微米微粒入口的擋風板示意圖

圖 7 10 微米微粒入口的擋風板示意圖(單位:公厘)

 

 

圖 8 10 微米微粒入口的隔板示意圖

圖 8 10 微米微粒入口的隔板示意圖(單位:公厘)

 

 

 

圖 9 10 微米微粒入口的隔開器示意圖

圖 9 10 微米微粒入口的隔開器示意圖(單位:公厘)

 

 

圖 10 10 微米微粒入口的擋雨板示意圖

圖 10 10 微米微粒入口的擋雨板示意圖(單位:公厘)

 

 

圖11 10 微米微粒入口的底部示意圖

 

圖11 10 微米微粒入口的

 

 

圖12 10 微米微粒噴嘴入口結構示意圖

圖12 10 微米微粒噴嘴入口結構示意圖(單位:公厘)

 

 

圖13 10 微米微粒衝擊器噴嘴示意圖

圖13 10 微米微粒衝擊器噴嘴示意圖(單位:公厘)

 

 

圖14 10 微米微粒噴嘴的插入示意圖

圖14 10 微米微粒噴嘴的插入示意圖(單位:公厘)

 

 

圖15 10 微米微粒外管示意圖

圖15 10 微米微粒外管示意圖(單位:公厘)

 

 

圖16 10 微米微粒收集管示意圖

圖16 10 微米微粒收集管示意圖(單位:公厘)

 

 

圖17 10 微米微粒衝擊板示意圖

圖17 10 微米微粒衝擊板示意圖(單位:公厘)

 

 

圖18 10 微米微粒出口轉接器示意圖

圖18 10 微米微粒出口轉接器示意圖(單位:公厘)

 

 

圖19 10 微米空氣導管示意圖

圖19 10 微米空氣導管示意圖(單位:公厘)

 

 

圖20 2.5 微米微粒衝擊器組合示意圖

圖20 2.5 微米微粒衝擊器組合示意圖

 

 

圖21 2.5 微米微粒衝擊器外裝上部示意圖

圖21 2.5 微米微粒衝擊器外裝上部示意圖(單位:公厘)

 

 

圖22 2.5 微米微粒衝擊井上部示意圖

圖22 2.5 微米微粒衝擊井上部示意圖(單位:公厘)

 

 

圖23 2.5 微米微粒衝擊井下部示意圖

圖23 2.5 微米微粒衝擊井下部示意圖(單位:公厘)

 

 

圖24 2.5 微米微粒衝擊器外裝下部示意圖

圖24 2.5 微米微粒衝擊器外裝下部示意圖(單位:公厘)

 

 

圖25 濾材固定器組合示意圖

項目

描述

1

濾紙固定器上部示意圖(圖 26

2

濾紙匣上部示意圖(圖 27

3

濾紙匣下部示意圖(圖 29

4

濾紙隔板示意圖(圖 28

5

O - 環:AS568 - 135

圖25 濾材固定器組合示意圖

 

 

圖26 濾紙固定器上部示意圖

圖26 濾紙固定器上部示意圖(單位:公厘)

 

 

圖27 濾紙匣上部示意圖

圖27 濾紙匣上部示意圖(單位:公厘)

 

 

圖28 濾紙隔板示意圖

圖28 濾紙隔板示意圖(單位:公厘)

 

 

圖29 濾紙匣下部示意圖

圖29 濾紙匣下部示意圖(單位:公厘)

 

 

圖30 流量測量轉接器示意圖

圖30 流量測量轉接器示意圖(單位:公厘)

 

本文取自行政院環保署檢測方法公告事項
中華民國95年6月19日環署檢字第0950048466號公告
自中華民國95年6月30日起實施
NIEA A205.10C

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