内容大纲
什么是空气采样?
空气采样的物质与空气质量标准
空气采样的技术有哪几种?
主动采样
被动采样
空气监测与空气采样有何不同?
常见之空气采样应用
空气是人类生存的必要条件,随着工业文明的发展,人类对生活质量的要求也日益提高,而空气质量的监控也成为近年来重要议题之一。 空气中过高的污染物浓度,如细悬浮微粒 (PM 2.5、PM 10)、二氧化碳、一氧化碳、挥发性有机化合物、微生物等,不仅对人体产生危害、更可能影响环境的变化。 因此,透过空气采样可评估空气质量、了解大气中污染物浓度与成份、监测环境变化,以制订改善措施。
空气采样即是指收集定量体积的空气样本,并搭配合适的分析方法测定空气中的污染物,如微粒、微生物等物质的浓度,用以评估空气质量、确定潜在污染源并监测环境变化。
空气采样可应用的场域相当广泛,包括室内公众场所,如图书馆、美术馆、KTV、健身房等,以及户外环境,如工业区、交通干线、农业区等场域的监测。 不论室内或户外空间,若空气质量不佳,可能会造成呼吸、视觉等器官不适或损害中枢神经系统。 空气中常见的污染物包含无机物质如:二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、有机化合物如:甲醛、总挥发性有机化合物,生物分子如:细菌、真菌及细悬浮微粒等。
为维护全民健康并避免民众因空气质量引起的健康问题,环境部制定了相应的规范,如空气质量标准(环部空字第1131062467号)、室内空气质量标准(环署空字第1010106229号)等,其规范之种类及标准值如下方表格所示:
空气质量标准 | ||
项目 |
标准值 |
单位 |
粒径小于等于10微米(μm) 之悬浮微粒 |
75b |
μg/m³ |
粒径小于等于2.5微米(μm) 之悬浮微粒 (PM 2.5) |
30b |
μg/m³ |
二氧化硫 (SO2 ) |
0.065a |
ppm |
二氧化氮 (NO2) |
0.100a |
ppm |
一氧化碳 (carbon monoxide, CO) |
31a |
ppm |
臭氧 (O3) |
0.100a |
ppm |
铅( Pb) |
0.15c |
μg/m³ |
备注 :
a一小时值:指一小时内各测值之算术平均值。
b二十四小时值:指连续采样24小时所得之样本,经分析后所得之值。
c三个月移动平均值:指连续三个月有效数据平均值之算术平均值。
室内空气质量标准 | ||
项目 |
标准值 |
单位 |
二氧化碳 (CO2) |
1000b |
ppm |
一氧化碳 (CO) |
9b |
ppm |
甲醛 (CH2O) |
0.08a |
ppm |
总挥发性有机化合物* (TVOC) |
0.56a |
ppm |
细菌 |
1500d |
CFU/m³ |
真菌 |
1000**,d |
CFU/m³ |
粒径小于等于10微米(μm) 之悬浮微粒 |
75c |
μg/m³ |
粒径小于等于2.5微米(μm) 之悬浮微粒 |
35c |
μg/m³ |
臭氧 (O3) |
0.06b |
ppm |
备注 :
*总挥发性有机化合物,包含十二种挥发性有机物之总和:指总挥发性有机化合物之标准值系采计苯、四氯化碳 、氯仿 (又称三氯甲烷)、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、二氯甲烷 、乙苯、苯乙烯、四氯乙烯 、三氯乙烯、甲苯及二甲苯等十二种化合物之浓度测值总和者。
**真菌浓度室内外比值小于等于1.3者,不在此限
a一小时值:指一小时内各测值之算术平均值或一小时累计采样之测值。
b八小时值:指连续八小时各测值之算术平均值或八小时累计采样之测值。
c二十四小时值:指连续24小时各测值之算术平均值或24小时累计采样之测值。
d*值:指依中央主管机关公告之检测方法所规范采样方法之采样分析值。
采样是所有检测的*步,而空气采样方式依其作动原理不同而分为主动采样跟被动采样。 主动采样因能够以可控的流量收集定量气体而被多数国际官方指引所采纳。 主动采样及被动采样的原理及优缺点比较如下方表格所示。
方法 |
原理 |
优点 |
缺点 |
主动采样 |
利用真空泵或风扇主动将空气引至容器内进行采集 |
因流量、时间可调,具 •采集快速 • 结果* • 可定性及定量 • 适用粒状及气状物采样 • 为多数国际官方指引采纳 |
• 仅能提供单日平均之数据 • 仪器须定期校正 • 易受气流干扰 • 设备成本较高 • 需动力 |
被动采样,又称扩散采样 |
气体分子依其自然扩散、渗透特性,附着于吸附剂或滤纸上,收集空气 |
• 成本较低 • 流程方便、简单 •有效长期监测 •多地点可同时采集 • 气流不干扰 • 收集的气体较接近真实状况 •不需动力 |
• 仅能提供月/周平均之数据 • 费时 • 仅限于气状物采样 • 仅能半定量 • 几乎不被官方指引采纳 |
主动式空气采样又可分为直接或间接,两者在配置上有不同之处,但基本架构皆为驱动力(泵、风扇)、收集容器(冲击瓶、冲击器、采样袋),以及根据收集容器与采集方式选用适用的吸附媒介(收集液、培养基)。
冲击瓶为特殊设计的玻璃起泡管 (bubbler),可以把空气中的化学物质收集到液体介质中。 采样时,泵会吸引已知体积的空气至含有指定收集液的冲击瓶,使定量的空气起泡,让化学物质能够溶解于液体中,达到收集的目的。
冲击器通常用分析空气中的微生物,如细菌、真菌。 冲击器是利用真空泵或风扇吸引空气、形成气流,让空气中的微生物通过采样头上的孔洞或窄隙,附着于固体介质,如琼脂胶培养基上,之后再进行培养观察微生物生长情形、评估空气中微生物含量。
此装置一般多用于分析洁净室、医疗场所、农场的环境监测。
空气采样袋,又称气体采样袋、空采袋、采气袋,依采样方式可分为直接采样法及间接采样法。
一般气体采样以直接采样法进行即可,若需在恶劣、高污染环境下进行采样,则可搭配空气采样箱使用间接采样,以减少泵及样品的污染。
被动式采样器依其结构形状的不同,主要分为管式、徽章式、径向管式三种类型。 可依采样量、采样时间、分析物等条件选择合适的采样器。
空气监测与空气采样是属于两种不同观察空气质量的方法。 空气监测是利用电子设备实时检测空气中的污染物。 而空气采样则是在一段时间内将空气捕捉至密闭容器中,再将采集的空气样品送至实验室,分析、定量空气中含有的特定物质。
引用数据 :