應用

空氣採樣

什麼是空氣採樣?

空氣是人類生存的必要條件，隨著文明的發展人類對生活品質的要求也逐漸增加，因此空氣品質的監控成為重要工作之一，如空氣中細懸浮微粒(PM2.5)及作業環境的監測等，其中空氣採樣則為關鍵的一環。

空氣採樣是利用幫浦蒐集定量體積的空氣，以便於分析其中有害物質的濃度，常見的採樣法有直接捕集法、固體捕集法、液體捕集法、擴散捕集法、凝結捕集法等。

如何進行空氣採樣?

勞動部勞動及職業安全衛生研究所，有關分析方法驗證程序中，品質管制及氣態有機化合物採樣分析介紹規定，氣態化合物的採樣方法主要有下列幾種：

1.液體捕集法
是將待測空氣樣品通過一定量的吸收液，而利用其與該液體接觸時之溶解、反應或吸收等特性來捕集所欲測定物質的方法。常用的液體捕集器具可分為小型氣體吸收管、小型氣泡瓶、小型衝擊式捕集器、氣泡瓶等。雖然在使用時它們的吸收液量及通氣流量均有規定，但因捕集器具種類不同，效率也不同，故對於某測定對象物質必須先確認其捕集效率。

2.固體捕集法
固體捕集法是利用將氣體樣品通過固體捕集管時，氣體中之待測化合物被吸附在固體粒子上之捕集方法。捕集管體積小易攜帶，是很好的採樣設備，但是目前對低分子量的氣態化合物，尤其是四個碳以下且沸點低於丁烷的有機化合物，通常並沒有理想的固體捕集管。在定量分析時需計算化合物從固體吸附管中脫附出來的脫附效率。常見的固體粒子吸附材料有：

矽膠 (Silica gel) ─具有強極性之官能基，能採集極性大的化合物，但很容易被空氣中的水氣吸附，而影響到它的有效採集體積。
活性碳─活性碳因種類及活性化的條件而具有不同的吸附特性，一般而言其對無極性或低極性之有機溶劑有較佳的吸附力。

3.直接捕集法

直接捕集，顧名思義即是沒有經過吸收、吸附過程，而用捕集容器直接採集空氣樣品的方法，但是在此三種方法中，本方法所使用的捕集容器體積最大，於採集大量樣品數時，則會造成相當大的不方便。且若所採集的氣體濃度太低有時需加以濃縮才能以儀器分析，也可能因濃縮過程而造成誤差。

常見的捕集容器有：

1. 氣體採樣袋 (gas sampling bag)
  主要有聚氟乙烯 (polyvinyl fluoride)袋、聚氯亞乙烯 (poly-chlorovinylidene) 袋和聚酯 (polyester)袋。因採樣袋的材料與測定物之特性，濃度可能會有不同程度的降低或因共存物的相互作用而引起濃度變化；故使用採樣袋應作適當的選擇。在使用採樣袋時，需預先用氮氣或清潔空氣沖洗其內部，以消滅殘留不純物。採樣袋應盡可能放在室溫及陰暗處以避免日光直射或高溫，而造成的體積變化及濃度改變等。
  以採樣袋作為捕集器時，若化合物之性質於採樣袋之材質特性相似時，該化合物可能會充塞於聚合物分子間之微小空隙中。當採樣之溫度趨近於該化合物沸點時，由於受溫度影響，將使充塞於微小空隙之物質滲出，最後導致採樣袋劣化。
2. 玻璃採樣瓶 (glass bulb)
  此採樣瓶是一定體積且內部為接近真空狀態之玻璃瓶，使用時是利用壓力原理吸引空氣樣品至瓶內。使用本方法採樣時需注意下列諸項因素：
  容器內的壓力指示。
  若直接自壓縮鋼瓶充填氣體玻璃採樣瓶時，需利用壓力調節器，調節瓶內之壓力。
  真空捕集瓶內的待測空氣樣品應避免日光直射或高溫，並儘可能及早進行分析。
  捕集瓶使用前，應以氮氣或清潔空氣沖洗２～３次，以去除污染物之影響。
3. 注射針筒直接抽取
  目前常用的注射針筒為具有雙向之氣密式注射針筒，可直接定量吸取氣體樣品。分析氣態化合物時可能遭遇之問題大致歸納如下：
  *氣體自鋼瓶中如何導引出來。
  *氣體的定量方法。
  *氣態化學物質懼光之情況。
  *經濟效益。
  *與接觸物之安定性。