奈米材料製程的奈米微粒暴露檢測研究IOSH96-A321

奈米微粒對人體的危害日漸受到全世界的科學家所重視，然而目前市面上尚無合適的個人奈米微粒採樣器。為了評估工作人員在工作場所的健康危害，本研究嘗試研發個人奈米微粒採樣器，以便於直接量測工作人員的奈米微粒暴露量。在探討使用靜電旋風器、纖維濾紙以及核孔薄膜(Nuclepore)濾紙作為奈米微粒分徑器的可行性後，發現使用前兩者雖可達到截取直徑100 nm的目的，但是對於100 nm以下的微粒收集效率過高，只有核孔薄膜在高速過濾時可達到截取直徑100 nm且小於100 nm以下的微粒收集效率較低，亦即收集效率曲線較徙峭；但為了進一步降低其壓損，必需使用局部的高速過濾。本研究使用核孔薄膜濾紙作為奈米微粒的分徑器，設計一個三階個人奈米微粒採樣器，採樣器包括第一階為IOSH旋風集塵器，以分離可呼吸性微粒，第二階為有效過濾直徑10 mm的核孔薄膜濾紙，其前端加裝一直徑為1 mm的加速噴嘴以產生局部的高速過濾速度以分離奈米微粒，第三階為終端濾紙作為收集奈米微粒之用。使用孔隙為8~20 μm的核孔薄膜濾紙進行實驗後，發現當流量為4 L/min時，採樣器對氯化鈉微粒的截取直徑為303~311 nm，無法達到所預期的100 nm截取直俓。由於實驗的結果顯示使用孔隙直徑較高的核孔薄膜濾紙做為奈米微粒分徑器時，壓損較低且小於100 nm的奈米微粒收集效率較低，收集效率較徏峭，因此本研究使用20 μm的核孔薄膜濾紙並且提高採樣器的流量為4~7.8 L/min再作進一步的效率測試。結果發現此時101.05 nm微粒的收集效率為13.68 ± 2.66%~71.07 ± 5.8%，其中當流量為5.3 L/min、噴嘴流速為112.47 m/sec時(壓損為81 ± 5 cm H2O)，對於粒徑大小為101.05 nm微粒的收集效率會落在49.02 ± 7.33%之間，接近100 nm 截取直徑的要求。在此流量下的奈米微粒收集效率曲線也發現是徏峭的，因此本採樣器適合作為個人奈米微粒採樣之用。