活性碳可以吸多少的污染物 - 社會議題

By Ethan
at 2005-02-18T00:00

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市面上有很多活性碳的口罩..
也有很多類似可以除臭啊...消除雜質的活性碳...
也有醫學上面用來治療吃東西中毒病患..
那麼一公克的活性碳到底可以吸多少東西...
我怎麼樣知道該是換活性碳的時候了...
Update:
你那郭是硫化氫呀...
而且一大堆.看的頭都暈了...
那應該是一篇針對硫化氫跟活性碳的文章吧..

Tags: 社會議題

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By Joe
at 2005-02-20T14:03

拋棄式口罩之使用注意事項
勞工衛生組陳春萬
壹、拋棄式口罩之認知
每個人所認知之口罩可能都不同，就字面而言，就是蓋住嘴巴（口）的罩子，就其目的，會因時因地而不同，表1為常見使用口罩之狀況說明。
表1 不同場合使用口罩之目的表
場合　　　　　　目的　　　　　　　　　　保護對象
抗議場面　　　　　沈默抗議或拒絕溝通　　　　無　
餐廳打菜　　　　降低飛沫影響食品衛生　　　　顧客　
手術病房　　　　呼氣產生之病菌影響病人健康　病人　
半導體或製藥工廠減少呼氣產生之微粒影響產品品質產品　
馬路　　　　　　避免吸入過多骯髒廢氣　　戴口罩者
噴灑農藥　　　　　防止吸入農藥　　　　　　戴口罩者
研磨工廠　　　　　避免吸入過多灰塵　　　　戴口罩者
消防隊員火災現場供應乾淨安全空氣，避免吸入危害空氣戴口罩者
就口罩常見之功能為分隔呼吸系統內外之空氣，不管是避免外界空氣中有害物進入人體，或呼出之空氣中有害物影響外界空氣，主要是透過口罩的過濾效果。依據不同需要，應該要有不同之口罩設計，一般而言，上述常見的口罩為拋棄式口罩（Disposable type，丟棄或拋棄，也有稱簡易型口罩，在歐美各國名稱上並不相同，歐盟使用 Filtering half masks，美國使用Single use respirators），乃將濾材直接製作成面體形狀，濾材面體與佩戴者臉部接觸密合，與採用橡膠面體來密合臉部的作法有相當大的差異。
由於拋棄式口罩之價錢便宜、使用簡單、購買方便，因此越來越受到重視，然而由於其各類型功用，因此常被誤用，而誤用產生之結果就無法達到其適當效果，例如防護外界危害物進入呼吸系統之口罩，與防護飛沫影響產品或製程之口罩概念上就不相同，不應該混淆。因此選用口罩之前，應該先確認使用口罩之目的，以及防護之危害及預計達到之效果，才能據以選用口罩。
貳、拋棄式口罩之性能與選擇
根據本所90年9月所完成之【受僱者工作環境安全衛生狀況認知調查】發現，自覺需要口罩的受僱者達23.8％，高於其他各項防護具，可見得口罩有強烈之需求，進一步分析，受僱者雖然認為工作環境“不會灰塵很多”或“使用化學品”，但仍有9.5％認為需要口罩，可推測口罩不僅應用在防護灰塵或化學品，也有不同的應用考量。
那麼要如何選用口罩，首先要確認一件事，就是使用口罩之目的，如此才能根據此目的，設定能夠適當達到此目的之性能，依據此性能挑選合適之口罩，如此才能達到您選用口罩的目的。
例如防止呼出去氣體造成環境之影響，應該注意對於呼出之飛沫有一定防護效果，文獻上美國衛生署有一個避免噴出4微米的飛沫之建議，若要達到適當之使用效果，醫生及食品業者所用口罩，應該要符合此項原則，而半導體清淨室，除避免飛沫外，仍必須避免口罩所產生之微粒污染，因此有其特定之品質要求。
又例如若為防護外界危害物進入呼吸系統，首先應該區分防護氣狀危害物或粒狀危害物，二者過濾方式不同，不可混用，氣狀危害物一般採用吸附方式，因此大多採取濾罐方式裝填吸附劑（常見吸附有機溶劑之活性碳），當然也可在拋棄式口罩上添加吸附劑，但吸附劑有限，無法防護高濃度之氣狀危害物，因此一般而言，拋棄式口罩主要使用在防護粒狀危害物上。（拋棄式口罩添加活性碳效果說明，請參考肆（一）之說明）
拋棄式口罩防護粒狀危害物（防塵口罩），必須考慮防護微粒大小及希望達到效果，一般而言，燃燒產生之微粒粒徑很小，研磨產生之微粒粒徑較大，而大於 10微米之微粒大多沈積於鼻腔部位，而小於4微米之微粒，就很可能藉由呼吸進入肺部。因此防護微粒大小不同、防護目的不同，當然防護效果也就不同。
對於防塵口罩之效果，實際以不同大小之微粒進行測試，包括紗布口罩、布質印花或繡花口罩、醫用口罩、工業用口罩（其中N95為通過美國驗證口罩， FFP1、FFP2為通過歐盟驗證口罩），測試結果如圖1，如圖可知微粒粒徑很大或很小，效果都較高，這是因為過濾機制之影響（大微粒的衝擊機制與小微粒之擴散機制），效率最差一般出現在微粒粒徑0.1微米至1微米之間（過去有使用0.3微米粒徑微粒測試高效率濾材（HEPA）之說法）。
就應用來看，各種不同口罩的過濾效果，效率差別非常的大，以二行程機車廢氣及二手煙中最多的0.2微米顆粒來看，效率可以從5％變化到97％，而以主要沈積在鼻腔之10微米灰塵來看，效率都在80％以上，可知濾材的效率，因防護微粒粒徑的不同，變化非常的大且差之千萬里，選擇時您不可以不慎。
除了對於微粒過濾效率外，佩戴之舒適性及密合性也是需要考慮的一項因素。佩戴後預計增加之呼吸阻力，測量結果如表2，可知紗布口罩阻力非常的小，布質口罩阻力也不大，而醫用口罩阻力會較大，特別的是，若添加活性碳之醫用口罩，阻力明顯的增加（這也就是若只防護粒狀危害物，建議不要購買添加活性碳之口罩原因）。
對於密合度問題，一般紗布、布質、或醫用口罩都是製作成平面型，而且都是依靠耳朵來固定口罩的帶子，由於臉型的弧度並非平面，再者耳朵無法承受過大張力，因此這類型口罩洩漏相當嚴重，筆者初步估計，約達50％的洩漏比率，也就是雖然戴上口罩，但是只有50％真正經過口罩之過濾，而工業用口罩一般製作成杯型，再加上鼻樑部位使用金屬條來固定形狀，外觀比較接近臉部輪廓，而工業用口罩一般使用頭帶方式固定口罩，固定較為緊密，因此密合情形較好，估計有 10％的洩漏，雖然較平面口罩情況好，但使用時仍須注意其洩漏情形。
市場之銷售主要是根據市場之需求，因此就市場需求而言，主要使用者為機車騎士、害怕被傳染或傳染給人的人、噴灑農藥者、小工廠或家庭加工的工人，使用概念上很多值得檢討，以下就使用者方面，分別說明如下。
1. 機車騎士（或行人）︰一般騎士會就相傳之經驗來選購口罩，機車騎士過去習慣使用外觀漂亮的布質口罩（未強調效能或不清楚如何要求），因此就外觀來決定，市場上有印花或繡花不同之外觀。而大家知識提升後，機車騎士最近也逐漸認知到味道防護，必須採用活性碳口罩，雖然有此認知，但仍不清楚需要適當之活性碳吸收劑才有吸附有機溶劑效果，因此市場產品有許多號稱添加活性碳之口罩，其效果雖有限但仍有一定市場。就購買習慣而言，此族群一般會在機車行、大賣場、便利商店購買口罩，因此此市場所販售的口罩，就是這類型口罩。
2. 害怕被傳染或傳染給人的人︰因為與健康相關，雖然不一定清楚醫護人員戴口罩之目的乃為避免飛沫影響病人，但此族群的人因為認同心裡或無此認知因素下，會參考醫護人員所用之口罩或是外觀白淨之紗布口罩，一般也會在藥房購買，就紗布口罩而言，雖然效能非常有限，但外觀卻白皙乾淨、戴起來舒服、價錢便宜，因此仍有人會想購買，藥房仍會陳列販售。
3. 噴灑農藥者︰由於噴灑農藥或殺蟲劑會有味道，因此越來越多人會購買口罩來用，一般人會有味道ßà 活性碳之概念，但仍只停留於此，大部分扔不清楚有效之活性碳吸收濾罐，因此雖然會要求購買含有活性碳者，但只是選購添加薄薄一片活性碳布（甚至只是染黑的布）的拋棄式口罩，更甚者認為口罩都一樣，就方便便宜的選用紗布口罩，真不清楚使用的效果？此族群購買口罩，一般而言會在五金行或是專業大賣場購買。
4. 小型工廠或家庭加工的工人︰小型工廠或家庭工廠勞工人數少，每個人必須身兼數職，一般多由經營者處理安全衛生相關工作，經營者的認知，就會影響相關作為，因此若認為需要口罩，由於並非重要經營因素，因此會尋求最簡單之購買方式，也無法精確考慮危害防護概念，一般會向合作之五金行購買紗布口罩或含活性碳口罩供應，這種情形在鐵工廠、電鍍工廠最常見，真令人擔心誤用口罩所造成後果，有口罩而不知避免危害，所可能造成更大之傷害。而一般家庭DIY人員，會在購買配件之五金行或大賣場購買口罩，選購可能防味道之含活性碳口罩，此族群初步有防護概念，但不甚清楚危害防護概念，因此會研讀口罩上說明，但是口罩上都是空泛有些誇大之廣告詞，實際效用與廣告可能有很大誤差，但一般人不容易區別。
5. 高速公路收費員︰此族群也常見戴上口罩，可能希望防護汽車廢氣，購買方式可能較為廣泛，而口罩類型為布質口罩或含活性碳口罩，就此類型口罩，可能對於汽車揚起之較大顆粒灰塵有效，但對於汽車排出0.2- 0.3微米的微粒，效果真的有限，而活性碳如前面所討論，不一定都可有效防護味道。
就實際購買經驗發現，一般紗布口罩、布質口罩、醫用口罩在一般市場上較容易購買，而工業用口罩在一般市場並不常見，除了一家美國廠商有開拓一般市場通路外，要購買工業用口罩，必須透過工業衛生之專業廠商購買，對於大工廠也許可行，但是對於一般民眾或小工廠，似乎並不清楚有此管道，可見得對於有效拋棄式口罩觀念之推廣，必須教導可能使用者，也必須增廣夠賣通路，多方面之努力。
就口罩之價錢而言，紗布口罩及醫用口罩約在10元以內，布質繡花或印花口罩及添加活性探知醫用口罩約在10-20元之間，而工業用口罩，賣場標價約在50元左右，而添加活性碳之工業用口罩甚至高達100元，而實際洽購防護具專業廠商整批購買，價格約在30元左右。
肆、拋棄式口罩使用上常見問題
對於一般人使用口罩，常常會被詢問一些問題提出討論如下。
1. 騎機車戴布質口罩有效嗎？那麼應該佩戴何種口罩？
一般機車騎士戴上布質口罩後，騎機車後會發現鼻孔比較不髒了，就此部份口罩確實很有效果，確實是如此，因為沈積在鼻孔的灰塵大多大於10微米，因此採用紗布口罩或布質口罩，效果也都有80％，這也就是機車騎士戴上布質口罩，所獲得的效果。
但是若機車騎士關心的是汽車的廢氣（主要微粒粒徑在0.1-0.3微米之間），那麼防護效果就相當有限。再者汽車廢氣包含部份有機溶劑，單單使用防塵的口罩並不足夠，需要添加活性碳才能吸附有機溶劑，而添加有機溶劑之效果，初步試驗結果各種口罩差異極大，有些幾乎無任何效果，有些則可吸附適量之有機溶劑。
2. 感冒時應該佩戴何種口罩？
感冒戴口罩必須先確認戴口罩之目的，若是保暖，幾乎所有口罩都可行，只要戴起來不會很不舒服即可，保暖最常見的在寒冷國家之人民，觀察日本人在冬天都會戴上口罩，而且都是小小的紗布口罩，思考其原因，在於日本因為天氣冷，呼吸寒冷空氣讓人不舒服，因此外出時會戴上口罩，可知此時口罩之目的是在保暖，因此只要罩住鼻子部份就好，口罩也就做的小小的。
感冒時若為避免飛沫傳染給別人，那麼應該考慮有效之防飛沫口罩，如第二節第二段所介紹美國所建議之規範（避免噴出4微米飛沫），這也是預防感冒的一項推廣觀念，感冒患者戴上口罩，可避免飛沫散布，也可減少不必要之手接觸飛沫而散布病毒之機率。
再者若戴上口罩是為了避免感冒病毒侵入呼吸系統，就病毒而言，必須附著在飛沫上，因此防護概念上就在防護飛沫，雖然飛沫粒就可能很大（打噴嚏的飛沫，甚至肉眼可見），但飛沫會逐漸乾燥，粒徑會變小，若要使用口罩來防護，需要考慮防護粒徑較小微粒之口罩，才可能達到有效防護之效果。因此給您的建議，最好是採用其他防護方法，不然應該使用工業用口罩（如前面所介紹之N95、FFP1、FFP2標示的口罩）。
文獻上提到感冒可能由接觸及空氣傳染，感冒患者擦鼻子、遮口、抹臉等動作時，可能將含有病毒的身體粘液沾到手上，再透過手把病毒轉移到其接觸的地方?電話機、門把手、扶梯等等，感冒病毒能在布手帕上存活1小時，在人手上存活70小時，在硬質表面物上能存活72小時，健康人透過觸摸這些污染了病毒的手或物品，用手摸自己的眼睛、鼻子便會染上感冒，因此預防感冒應該是勤洗手，經常用肥皂洗手，感冒時不要用手或手帕直接去擦鼻子和眼睛，最好用消過毒的衛生紙。另外一方面文獻也談到感冒患者的飛沫，只有8％含有病毒，雖然如此，仍不可輕忽飛沫傳染，應該避免太靠近感冒患者，避免與感冒患者同處密閉房間內，最後不得不才選用口罩。
3. 戴口罩後眼鏡常常起霧問題？
這是由於戴上口罩後有洩漏問題，也就是呼吸空氣經由鼻樑附近之孔隙洩漏，呼出空氣水氣重溫度高，眼鏡鏡面較冷，水氣因而凝結，造成眼鏡起霧。因此問題應該是口罩未佩戴好，而不應責怪眼鏡不能防霧。
常見佩戴口罩不密合的情形如圖2，右圖為平面型口罩，佩戴口罩若佩戴不密合，那麼臉型與口罩間之洩漏，將會嚴重影響防護效果，特別是平面型口罩50％的洩漏，您就可想像戴上口罩所能獲得非常有限的效果。因此當您佩戴口罩時，感覺呼吸時臉頰有風吹拂的感覺，或是因戴口罩而使眼鏡起霧，就可能有洩漏，就需要進一步調整佩戴方式，若不是隨時注意戴好口罩，那麼您為何要戴口罩？
# 如何防護肺結核桿菌？
結核桿菌近年來因為抗藥性及感染問題，再次受到廣泛的重視，而醫護人員遭受職業感染之預防，除了醫院隔離病房應用、空調系統設計等控制措施外，呼吸防護具也常被討論的防護方法。結核桿菌的粒徑大小性質比感冒病毒清楚，直徑約為0.3-0.6微米，長度約1-4微米，因此可確實評估口罩的過濾效果，但是實際使用肺結核桿菌測試有其風險，因此可採取一般規範來要求，例如美國衛生署疾病管制中心(CDC)於1993年提出“防護1微米的微粒效果必須達95％以上”之指引，來規範防護肺結核桿菌的口罩。就美國而言，早期通過驗證之口罩，只有HEPA口罩可達到此項要求，但HEPA之呼吸阻力及價錢問題，造成使用者很大困擾，因此才會有1995年修訂防塵口罩測試規範之動作。
醫護人員是否需要口罩來防護肺結核桿菌，應該有適當之感染風險評估，也應該持續改善控制措施（隔離、殺菌與通風），最後才選用防塵口罩來輔助防護，就此規範結合圖1測試結果來看，醫用口罩以及布質的口罩都無法達到此項要求，而測試之三類型工業用口罩，若完全正確佩戴，將都可達到此項要求。
不管是醫護人員或一般民眾，若評估需要使用口罩來防護肺結核桿菌，建議您一定要選擇效率良好且有品質保證之工業用口罩，而且應該正確佩戴，不然無法達到有效之保護效果。

By Thomas
at 2005-02-22T19:50

樓上提供這篇工業污染防治報導－第 103 期添著碳吸附處理含硫臭氣之技術中,所謂添著碳吸附硫化氫的方式如以氫氧化鈉來添著活性碳,,是將活性碳浸泡於該溶液中的方式嗎??如果是,那會不會將活性碳孔隙封死??

By Michael
at 2005-02-22T01:50

工業污染防治報導－第 103 期添著碳吸附處理含硫臭氣之技術作者：蔡俊鴻、林曉菁一、簡介　　人體對某些物質之嗅覺反應十分靈敏，依文獻記載可能造成惡臭之物質有一萬種之多。一般而言，惡臭物質均具備以下幾個共同特性：揮發性高，蒸氣壓大，含氮或含硫化合物，含碳數較低，且為不飽和化合物及環狀化合物結構等。硫化氫、氨等即為典型臭氣成份。硫化氫具有令人不適之腐蛋臭味， 0.1ppm 時即可引起嗅覺刺激；數個 ppm 時引起強烈反感之腐蛋味道，但只要短暫時間便聞不出，因為高濃度硫化氫有抑制嗅神經之作用，所以用嗅覺來偵測高濃度硫化氫並沒有意義。當硫化氫濃度大於 500ppm 時即具嚴重刺激性與窒息性，對人體健康影響極大，除立即喪失感覺外，並可能造成死亡。臭味物質來源很多，可能來自石化、塑膠、染料、紙漿、電鍍業，也可能來自畜牧、養殖、屠宰、食品、發酵業，或來自垃圾處理，水肥處理業等，控制處理技術亦有多種選擇。近年來應用添著碳吸附控制硫化氫之技術愈受重視，主要原因乃其能有效去除低濃度硫化氫。二、添著碳吸附硫化氫之特徵　　添著碳吸附硫化氫包括下列幾種方式： 1. 元素硫，以提高活性碳對硫化氫之飽和吸附量，其吸附方式為於活性碳添著一些氧化觸媒，如：貴金屬或金屬氧化物，同時活性碳亦可提供一觸媒表面來進行反應。 2. 以添著硫酸銅與醋酸鉛或其他金屬鹽類之活性碳來處理硫化氫，以形成硫化金屬而去除。 3. 以強鹼（如：氫氧化鈉或氫氧化鉀）來添著活性碳。其對硫化氫之飽和吸附量可高達 0.12g/cm3 ， OH- 會與硫化氫反應而形成硫化氫鈉及其他非揮發性硫化物。　　添著活性碳是針對個案處理需要，經過特殊篩選活性碳後，在其微細孔隙添著具反應性液體（酸、鹽基、觸媒成份等）。以往區別好壞活性碳之依據為其表面積（ internal surface area ），至於其物化特性則以熵（ entropy ）來量化其吸附熱力學性質，近來則需以吸附貫穿方程式（ break through time equation ）來解釋。三、吸附效率　　關於硫化氫之添著碳吸附處理， Klein 及 Henning 發現若以碘化鉀作為促進劑（ promoters ），將活性碳泡浸於溶液內，浸泡後之活性碳有利於此反應式進行，對 H2S 之吸收效果更好。 Tanada 等以 MMU（ methylol-melamine-urea ），丁胺尿素等為泡浸液，活性碳浸泡後改變基本特性，對 H2S 的吸附量比原活性碳吸附量高出 1 ～ 2.5 倍。國內學者鄭福田教授以 NaOH 、 Na2CO3 、 KOH 、 K2CO3 溶液作為浸液，分別製備鹼性添著吸附劑，以處理含 H2S 廢氣。實驗結果發現以 IN K2CO3浸泡時間 20 小時所配置的鹼添著碳效果最佳。此時添著活性碳之物化特性已被改變，比表面積增加 97 ％，孔隙結 c 比原活性碳為佳，孔隙直徑在 50 ～ 100nm 間。　　Koe 、 Tan 亦提出以活性碳來處理廢水所衍生之臭氣問題，並比較原質活性碳與鹼性添著碳之吸附容量差異。結果發現經氫氧化鈉添著後之活性碳，的確可提高硫化物之吸附量，且此鹼性添著碳之內部表面猶如一觸媒般，可將 H2S 轉換為硫元素，故可有效去除解決臭味問題，但此鹼性添著碳用於處理非硫化氫之臭味則不適當。　　Turk 以添加 NH3 來提高活性碳處理廢水所衍生之臭味氣體：硫化氫和甲硫醇的能力。實驗結果顯示，對於硫化氫之飽和比吸附容量為原質碳之 3 倍或更多，且最終產物為 S ；對甲硫醇則為 3 ～ 4 倍， NH3 於其中扮演是觸媒角色。　　Hiroshi 及 Ikeda 等分別以 NaOH 和 Na2CO3 作為鹼添著浸液，以 H2SO4 作為酸添著浸液，並以 H2S 、 CH3SH 、 (CH3)3N 進行吸附實驗，但鹼性添著活性碳對 H2S 或 CH3SH 的吸附作用則與吸附質濃度高低無關。分析鹼性添著碳孔隙結構發現，添著量小於或等於濃度 0.5N NaOH 添著碳，添著量幾乎均勻分佈在孔隙表面上，吸附效果幾乎完全藉由化學吸收初反應達成，因此添著量多寡也影響吸附能力。　　將等於活性碳浸添金屬鹽類（ Ba 或 Mg 鹽），用以吸附臭味氣體的實驗中，結果發現活性碳所含金屬具觸媒功能，可降低污染物被氧化破壞之溫度，並使活性碳再生更有效率。　　Lawrence 與 Member 等利用活性碳吸附方法，解決廢水處理中所衍生之臭味問題。實驗中以 NaOH 鹼性添著碳所填充之高 1m 、半徑 4cm 管柱與原質活性碳填充管柱並聯，來吸附 H2S ，氣體停留時間設計為 1sec ，實驗結果之添著碳貫穿時間約 4800 小時，而原質碳為 2400 小時；添著碳於 H2S 之比貫穿吸附量明顯高於原質碳。　　關於添著碳之經濟效益方面，因添著碳普遍應用於處理特定之氣體，所以若僅針對欲處理之氣體而言，其處理費用與一般活性碳差異不大，如表 1 所示，唯由鹼性添著碳 A 與原質活性碳 B 之比較結果發現，鹼性添著碳對非硫化氫之臭味氣體，經濟效益不是很高。四、結論 1. 目前已有諸多研究實驗結果證實活性碳經鹼性添著液浸泡處理後，可提高吸附硫化氫與甲硫醇之能力，有效去除臭味氣體。 2. 不同種類之活性碳與其鹼性添著碳對硫化氫及甲硫醇之飽和比吸附量差異甚大，且不同配製條件所得之添著碳亦差異頗大，因此，工廠宜針對其排放氣體特性找尋一最適宜之添著碳配製條件，以有效吸附控制臭味氣體。

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