黃耀輝臺灣大學：職業醫學與工業衛生研究所朱萬澤Chu, Wan-TshWan-TshChu2007-11-282018-06-292007-11-282018-06-292004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/59851本研究的目的是評估攜帶式X光螢光分析儀（XRF）用於偵測職場環境砷粉塵擦拭樣本之效度。評估方法可分為三方面：首先在實驗室部分，包括選擇適合之採集砷樣本的擦拭介質，以及建立擦拭樣本的標準分析程序。其次是攜帶式XRF量測含砷樣本的偵測極限與適用範圍的評估，以及此儀器進行砷定量時受干擾元素鉛的影響之探討。第三部份係XRF儀器在職場上運用的評估，係以職場工作環境取得的擦拭樣本進行比較，評估攜帶式XRF偵測職場環境含砷樣本的效度。針對實驗室製作的不同劑量含砷擦拭樣本標準品（5 ~ 5000 μg/sample），以攜帶式XRF量測的結果與ICP-MS的分析結果比較，其相關係數平方（r2）可達到0.997。若將攜帶式XRF的砷量測值經過實驗所得的變量係數轉換，則校正後XRF之砷量測值與標準分析方法的ICP-MS分析結果之相對誤差在±25%範圍內。綜合本研究所得結論如下：1. 攜帶式XRF量測實驗室製作之含砷標準樣本的偵測下限為4.8μg/sample，適用偵測範圍為16.1~ 5000.0 μg/sample。這可作為攜帶式XRF儀器用於作業環境砷暴露量測時適用性判斷的參考資料。2. 含砷擦拭樣本中若存在鉛元素對攜帶式XRF定量砷含量會有干擾，其干擾程度會隨著樣本含鉛量的提高而升高。對於鉛元素造成砷量測值的干擾可用下述模式進行校正：MICP-MS-As =-5.04＋1.38MXRF-As－0.16MXRF-Pb＋0.00018MXRF-As×MXRF-Pb （r2=0.996）。3. 本研究所採集的環境樣本內含有鎵元素，因鎵元素特性X光Kβ（10.26 Kev）與砷元素的特性X光Kα（10.5 Kev）相接近，以致在環境樣本以攜帶式XRF分析砷含量時，會因鎵元素的影響使儀器高估低砷含量之環境樣本的砷量測值。鎵元素對XRF儀器砷量測值的干擾可用下述模式進行校正：（r2=0.981） log(M ICP-MS-As)= -3.55+ 5.37log(MXRF-As) –1.57log(MXRF-As)2 + 0.18log(MXRF-As)3The purpose of this study is to evaluate the validity of portable X-ray fluorescence (PXRF) use in work environment arsenic exposure assessment. Experiment design of the present study consisted of three parts. First of all, in the laboratory work, we chose an appropriate collection media and established standard operation procedure for wipe sampling. Secondly, detection limit and optimal range of quantification for arsenic collected on wipe sample were evaluated. At the same time, the interference of lead on the arsenic determination with PXRF for wipe sample was also examined. The final part was to evaluate the validity of PXRF use for arsenic exposure assessment in work field. There was a high correlation (r2=0.997) between the PXRF readings and the ICP-MS analysis results for arsenic sample dosed of 5.0~5000.0 μg/sample. If the PXRF arsenic readings were corrected by a factor derived from the present study, the adjusted PXRF readings are very close to ICP-MS analysis results, within ±25% of the relative error. Following are the conclusions obtained from the present study: 1. The detection limit for arsenic with PXRF is 4.8μg/sample and the optimal range for arsenic determination is 16.1~5000μg/sample, which could be used as guideline for choosing portable XRF in the work environment arsenic exposure assessment. 2. Arsenic quantification would be positively interfered for sample with lead content in sample. This kind of interference could be adjusted by following equation: MICP-MS-As =-5.04＋1.38MXRF-As－0.16MXRF-Pb＋0.00018MXRF-As×MXRF-Pb （r2=0.996）. 3. In this study, the field wipe samples contained gallium with characteristic radiation Kβ（10.26 Kev）, which was very close to arsenic’s characteristic radiation Kㄐ]10.26 Kev）. Therefore, the quantification of arsenic with PXRF for these field samples might be positively interfered due to the coexistence of gallium. Such an interference could be adjusted by the following equation: （r2=0.981） log(M ICP-MS-As)= -3.55+ 5.37log(MXRF-As) –1.57log(MXRF-As)2 + 0.18log(MXRF-As)3摘 要 i 目 錄 I 表 目 錄 III 圖 目 錄 V 第一章 緒 論 1 第二章 文獻探討 3 2.1. 攜帶式X光螢光分析儀在環境衛生的應用 3 2.2. 攜帶式X光螢光分析儀在職業衛生的應用 4 2.3. 攜帶式X光螢光分析儀與實驗室分析儀器比較 4 2.4. 攜帶式XRF分析的偏離情形 5 2.5. 樣本粒徑大小的影響 6 2.6.共同元素存在的干擾 6 2.7.其它的干擾因素 7 2.8.半導體產業砷暴露來源 7 第三章 攜帶式XRF儀器介紹 10 3.1. X光的放射 10 3.2. 分析原理 11 3.3. 儀器構造 14 第四章 材料與方法 16 4.1. 實驗室分析方法建立 17 4.1.2. 材料與設備 17 4.1.3. 含砷標準樣本製作 17 4.1.4. 擦拭樣本的前處理 18 4.1.5. 擦拭介質的選擇 19 4.1.6. 職場樣本的採樣方式 19 4.2. 攜帶式XRF量測砷樣本評之估測試 21 4.2.1. 材料與設備 21 4.2.2. 標準含砷樣品製作 22 4.2.3. 測試攜帶式XRF最適分析範圍與偵測下限 22 4.2.4. 精密度 24 4.2.5. 準確性 24 4.2.6. 鉛對於XRF儀器分析砷含量之干擾程度 25 4.3. 攜帶式XRF應用於職場環境擦拭樣本量測效能的評估 25 4.3.1. 材料與設備 25 4.3.2. 樣本收集 26 4.3.3. 攜帶式XRF與實驗室ICP-MS分析結果比較 29 4.4. 統計分析 30 4.4.1. 攜帶式XRF樣本評估測試 30 4.4.2. 評估攜帶式XRF量測樣本砷含量時受鉛的干擾程度 30 4.4.3. 職場擦拭樣本的應用效能評估 30 第五章 結 果 32 5.1. 建立樣本的實驗室分析方法 32 5.1.2. 採樣介質砷含量回收率測試 34 5.1.3. 攜帶式XRF儀器量測標準砷樣本的結果 34 5.2. 攜帶式XRF儀器樣本評估測試 37 5.2.1. 測試攜帶式XRF最適分析範圍 37 5.2.3. 測試攜帶式XRF偵測下限 42 5.2.4. 攜帶式XRF量測含砷標準樣本精密度測試 43 5.2.5. 攜帶式XRF量測含砷樣本準確度測試結果 45 5.2.6 鉛對於攜帶式XRF量測砷之干擾程度 48 5.3. XRF用於職場擦拭樣本分析的應用效能評估 53 5.3.1攜帶式XRF定量含砷標準樣本的穩定度測試 53 5.3.2. 攜帶式XRF儀器與ICP-MS量測環境擦拭樣本結果 55 第六章 討 論 63 6.1. 攜帶式XRF儀器與實驗室ICP-MS分析樣本砷含量之結果比較 63 6.1.1. 攜帶式XRF儀器與實驗室ICP-MS分析樣本砷含量的結果相關性探討 63 6.1.2. 攜帶式XRF儀器與實驗室儀器分析樣本砷含量之比較 64 6.2. 樣本中鉛含量對於攜帶式XRF量測樣本砷含量干擾程度探討 66 6.2.1. 攜帶式XRF儀器量測砷鉛混合樣本光譜之比較 67 6.2.2. 砷鉛混合樣本以攜帶式XRF量測會高估樣本砷含量的原因分析 73 6.2.3. 攜帶式XRF儀器量測樣本砷含量受樣本中鉛干擾的統計模式探討 74 6.2.4. 攜帶式XRF儀器量測砷鉛混合樣本結果與文獻結果比較 76 6.3. 環境樣本中鎵含量對攜帶式XRF儀器樣本砷含量測值之干擾 77 6.3.1. 環境樣本中砷與鎵含量的分佈情況和採樣區域的關係 78 6.3.2. 鎵元素的特性X光描述與攜帶式XRF儀器分析樣本砷含量之光譜探討 81 6.3.3. 砷鎵混合標準樣本以攜帶式XRF量測樣本砷含量影響原因分析 83 6.3.4. 影響攜帶式XRF量測環境樣本砷含量因素之統計模式探討 89 6.3.5. 攜帶式XRF量測含鎵之環境樣本其砷含量測值之校正方程式探討 92 第七章 結論與建議 94 參考文獻 971215679 bytesapplication/pdfen-US攜帶式X光螢光分析儀感應耦合電漿質譜儀擦拭採樣砷鉛鎵PXRFICP-MSWipe samplingArsenicLeadGalliumthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/59851/1/ntu-93-R91841013-1.pdf