Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/5097
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dc.contributor.advisor鄭曼婷zh_TW
dc.contributor.advisorCheng Man-Tingen_US
dc.contributor.author林立凱zh_TW
dc.contributor.authorLin, Li-Kaien_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:34:01Z-
dc.date.available2014-06-06T06:34:01Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/5097-
dc.description.abstract本研究利用雙粒徑分道採樣器於2004年1月至12月間,每個月進行約一星期之長期大氣PM2.5及PM2.5-10懸浮微粒觀測,期間總有效樣本數為125筆,分析質量濃度、水溶性陰陽離子濃度及碳成份,並結合氣象及空品數據探討PM10高污染事件懸浮微粒之物化特性。 台中都會區2004年空氣品質較過去兩年明顯惡化,PM2.5年平均質量濃度為54.8 ± 37.6 μg/m3,PM2.5-10則為22.1 ± 14.9 μg/m3,PM2.5季節性變化以冬季最高( 73.7 ± 44.9 μg/m3 ),夏季最低( 40.1 ± 28.7 μg/m3 ),PM2.5-10以冬季最高( 29.1 ± 19.8 μg/m3 ),春季最低( 15.6 ± 9.8 μg/m3 ),化學組成亦大致呈相同趨勢。採樣期間發現3波高污染事件日,採樣日期分別為2/9 - 2/19、6/23 - 7/1及11/26 - 12/2。 2/15 - 2/16為沙塵事件日,PM2.5平均質量濃度為80.3 ± 30.3 μg/m3,PM2.5-10則為56.9 ± 8.6 μg/m3,粗粒比例較非沙塵事件增加1.9倍。此時風速及相對溼度降低,溫度升高,PM2.5-10以Cl- (4.7倍)、Na+ (2.8倍) 、Mg2+ (2.5倍)及Ca2+ (2.0倍)增加較明顯,結合氣流逆軌跡圖分析推論沙塵事件日沙塵微粒會藉由長程傳輸為台灣帶來塵土礦物以及海鹽微粒等,沙塵事件日過後之2/17 - 18因大氣擴散不良而引起PM10事件日。 6/29 - 6/30農廢燃燒事件日PM2.5平均濃度上升至126.6 ± 31.9 μg/m3,PM2.5-10濃度為15.2 ± 6.4 μg/m3,期間NOx、CO、SO2及O3濃度上升1.2至1.9倍,風速降低至非事件日之0.8倍。農廢燃燒對PM2.5影響較大,PM2.5/PM10=0.89,為非事件日之1.3倍。水溶性離子濃度於細粒中NH4+、NO3-、SO42-、K+、Cl-及OC較非事件日增加3.0至4.9倍,推測此波農廢燃燒帶來K+、Cl-細微粒,期間亦可能受強烈光化反應之影響。 12/1 - 12/2為冬季高污染事件日,期間PM2.5平均濃度上升至155.2 ± 38.7 μg/m3,PM2.5-10濃度增至38.3 ± 12.9 μg/m3,事件日期間PM2.5/PM10增加1.1倍,以細粒PM2.5為主。期間溫度、相對溼度、SO2、NOx、CO及O3濃度增加,為非事件日之1.0至2.0倍,風速降低至非事件日之0.7倍。水溶性陰陽離子濃度於細粒PM2.5中NO3- (5.5倍)、OC (3.2倍)、NH4+ (2.9倍)較非事件日明顯增加,粗粒PM2.5-10則以Na+ (2.9倍)及Cl- (3.6倍)增加較顯著,推測此波高污染主要受到光化反應、交通污染及海鹽微粒之影響。zh_TW
dc.description.abstractThe study used dichotomous samplers to collect PM2.5 and PM2.5-10 aerosols about one week every month during the year 2004. Throughout the sampling periods, 125 samples were gathered to analyze the mass concentration, water-soluble ions and carbonaceous composition. Furthermore, we combined the analyzed data with weather and air quality information to discuss the physical and chemical characteristics of the ambient particulate during air pollution episodes. The air quality of Taichung urban area in 2004 was worse than the last two years, the annual mean concentration of PM2.5 and PM2.5-10 were 54.8 ± 37.6 and 22.1 ± 14.9 μg/m3, respectively. Seasonal variation of PM2.5 concentration was highest in winter ( 73.7 ± 44.9 μg/m3 ), lowest in summer ( 40.1 ± 28.7 μg/m3 ), PM2.5-10 was highest in winter ( 29.1 ± 19.8 μg/m3 ), lowest in spring ( 15.6 ± 9.8 μg/m3 ). Moreover, the chemical composition was approximately showing the similar trend. There were three spans of PM episodes during the sampling duration, and the sampling dates were 2/9 - 2/19, 6/23 - 7/1 and 11/26 - 12/2. 2/15 - 2/16 was a dust storm event, the mean concentration of PM2.5 and PM2.5-10 were respectively 80.3 ± 30.3 and 56.9 ± 8.6 μg/m3, and the proportion of coarse particles was 1.9 times higher than the non-dust days. At the time, the wind speed and the relative humidity decreased while the temperature increased. Concentrations of Cl-(4.7 times), Na+(2.8 times), Mg2+(2.5 times) and Ca2+(2.0 times) distributed in PM2.5-10 raised significantly. By way of combining HYSPLIT Model with the analyzed data, we supposed when dust storm occurs, the soil and sea-salt components might be brought to Taiwan by long-range transportation. Besides, 2/17 - 2/18, after the dust storm, two PM episodes took place due to the poor diffusion of the atmosphere. 6/29 - 6/30 was a biomass burning event, the mean concentration of PM2.5 and PM2.5-10 increased to 126.6 ± 31.9 and 15.2 ± 6.4 μg/m3, respectively. During the event, NOx, CO, SO2 and O3 concentrations were all increased 1.2 to 1.9 times compared to the non-biomass burning days, but the wind speed decreased. PM2.5/PM10 = 0.89, and was 1.3 times higher than other sampling data. NH4+, NO3-, SO42-, K+, Cl- and OC concentrations increased from 3.0 to 4.9 times. We suggested the biomass burning episode brought K+ and Cl- fine particles, and might also influenced by strong photochemical reactions. 12/1 - 12/2 was a winter high pollution event, the mean concentration of PM2.5 increased to 155.2 ± 38.7 μg/m3, and PM2.5-10 was 38.3 ± 12.9 μg/m3. Temperature, relative humidity, SO2, NOx, CO and O3 concentrations were 1.0 to 2.0 times higher than non-episode days, but the wind speed was relatively lower. NO3-(5.5 times),OC(3.2 times) and NH4+(2.9 times) in PM2.5, Na+(2.9 times) and Cl-(3.6 times) in PM2.5-10 raised significantly. This presumed that the winter pollution was effected by photochemical reactions, traffic pollution and sea-salt components.en_US
dc.description.tableofcontents目錄 摘要………………………………………………………………………i Abstract………………………………………………………………..iii 目錄……………………………………………………………………...v 表目錄………………………………………………………………….ix 圖目錄……………………………………………………………........xii 第一章 前言…………………………………………………………...1 1-1 研究緣起及目的………………………………………………1 1-2 研究內容………………………………………………………3 1-3 研究方法………………………………………………………3 第二章 文獻回顧…………………………………………………….5 2-1 台中都會地區之人文特性……………………………………5 2-2 大氣懸浮微粒來源及物化特性………………………………5 2-3 大氣懸浮微粒季節性變化……………………………………7 2-4 沙塵事件日期間懸浮微粒物化特性…………………………9 2-4-1 沙塵事件之來源及成因…………………………………9 2-4-2 沙塵事件對台灣之影響………………………………..10 2-4-3 國外相關研究…………………………………………..12 2-5 農廢燃燒事件日期間懸浮微粒物化特性…………………..13 2-5-1 農廢燃燒事件之成因及懸浮微粒物化特性…………..13 2-5-2 國外相關研究…………………………………………..14 2-6 冬季高污染事件日期間懸浮微粒物化特性………………..16 2-6-1 冬季高污染事件之成因及懸浮微粒物化特性………...16 2-6-2 國外相關研究…………………………………………...17 第三章 實驗與研究方法…………………………………………19 3-1 大氣懸浮微粒採樣…………………………………………..19 3-1-1 採樣地點………………………………………………...19 3-1-2 採樣時間………………………………………………...19 3-1-3 採樣儀器設備…………………………………………...22 3-1-4 採樣濾紙處理程序……………………………………...27 3-1-5 質量濃度計算方法……………………………………...29 3-2 分析項目及分析方法………………………………………..29 3-2-1 水溶性陰陽離子分析…………………………………...30 3-2-2 含碳量分析…………………………………...................33 3-3 HYSPLIT 逆推氣流軌跡分析…………………………...…34 第四章 結果與討論……………………………………………….37 4-1 2004年大氣懸浮微粒質量濃度與特性…………………….37 4-2 2004年中興大學測站代表性分析………………………….46 4-3 大氣懸浮微粒質量濃度季節性分析………………………..49 4-3-1 大氣懸浮微粒質量濃度季節性變化…………………..49 4-3-2 水溶性陰陽離子及碳成份季節濃度變化……..……....50 4-4 2004年二月份沙塵事件物化特性 (2/15-2/16) ……………59 4-4-1 空氣品質指標分析…………………………………….60 4-4-2 氣象因子變化分析…………………………………….61 4-4-3 空氣品質數據分析…………………………………….64 4-4-4 大氣懸浮微粒質量濃度分析………………………….67 4-4-5 水溶性陰陽離子濃度變化及碳分析………………….69 4-4-6 逆軌跡圖分析………………………………………….76 4-4-7 沙塵事件日與其餘兩波事件日顯著性比較………….78 4-4-8 國內外沙塵事件日比較……………………………….81 4-5 2004年六月份農廢燃燒事件物化特性 (6/29-6/30) ………83 4-5-1 空氣品質指標分析……………………………………83 4-5-2 氣象因子變化分析…………………………………....84 4-5-3 空氣品質數據分析…………………………………....87 4-5-4 大氣懸浮微粒質量濃度分析………………………....90 4-5-5 水溶性陰陽離子濃度及碳成份變化………………....92 4-5-6 農廢燃燒事件日與其餘兩波事件日顯著性比較……97 4-5-7 國內外農廢事件日之比較………………..................101 4-6 2004年十二月份冬季高污染事件物化特性 (12/1-12/2) ..103 4-6-1 空氣品質指標分析…………………………………..103 4-6-2 氣象因子變化分析…………………………………..104 4-6-3 空氣品質數據分析…………………………………..107 4-6-4 大氣懸浮微粒質量濃度分析………………………..110 4-6-5 水溶性陰陽離子及碳成份分析……………………..112 4-6-6 冬季高污染事件日與其餘兩波事件日顯著性比較..119 第五章 結論與建議……………………………………………...123 5-1 結論………………………………………………………....123 5-2 建議………………………………………………………....126 參考文獻……………………………………………………………..127 附錄A 研究相關數據…………………………………………...137 A-1 事件日採樣期間氣象、空品及物化組成數據表………...138 A-2 2004年採樣期間氣象、空品及物化組成數據圖………..147 A-3 農廢燃燒排放數據表……………………………………...182 表目錄 表2-1 2002至2004年台中都會區人口及機動車輛統計…………5 表3-1-2 2004年中興大學測站大氣懸浮微粒密集觀測期程………21 表3-2-1-1水溶性陰陽離子之方法偵測極限及重覆分析…………….31 表3-2-1-2離子層析儀之檢量線及相關係數………………………….32 表4-1-1 2002至2004年大里及忠明測站PSI>100不良百分率…39 表4-1-2 2004年大里、忠明測站PM10事件日期與中興測站涵蓋 日……………………………………………………………39 表4-1-3 2002年大里、忠明測站PM10事件日期與成因…………….40 表4-1-4 2003年大里、忠明測站PM10事件日期與成因…………….41 表4-1-5 2004年大里、忠明測站PM10事件日期與成因…………….41 表4-1-6 2004年質量濃度、水溶性陰陽離子及碳成份平均濃度…..43 表4-3-1 2004年中興測站懸浮微粒質量濃度四季之分佈…………49 表4-3-2 2004年水溶性陰陽離子季節濃度變化……………………51 表4-4-1 2004年2/9-2/19大里空品測站空氣品質指標……………60 表4-4-2 2004年2月份採樣期間質量濃度及氣象數據…………….63 表4-4-3-1 2月份採樣期間質量濃度及空品數據……………………..65 表4-4-3-2 2月份採樣期間空品、氣象、海鹽氣膠(Na+、Cl-)及 塵土物質(Mg2+、Ca2+)濃度…………………………………66 表4-4-4 2004年沙塵與非沙塵事件日期間懸浮微粒濃度之比較…69 表4-4-5-1 2004年沙塵事件日與非事件日之物化組成比較…………73 表4-4-5-2沙塵事件與非事件日各物種於粗細粒中化學組成之增減比 例……………………………………………………………72 表4-4-7-1沙塵事件與其餘兩波事件日空品、氣象及粗微粒主要影響 物種濃度比較………………………………………………78 表4-4-7-2沙塵事件日與其餘兩波事件日之物化組成比較………….79 表4-4-8 國內外沙塵事件日化學組成比較………………………….82 表4-5-1 2004年6/23 - 7/2大里空品測站空氣品質指標……………83 表4-5-2 2004年6月份採樣期間質量濃度及氣象數據…………….86 表4-5-3-1 6月份採樣期間懸浮微粒質量濃度及空品數據…………..88 表4-5-3-2 6月份採樣期間事件日與非事件日下空品、氣象及細微粒 主要影響物種濃度之比較…………………………………89 表4-5-4 2004年農廢與非農廢事件日質量濃度比較………………90 表4-5-5 2004年6月份農廢燃燒事件與非事件日物化組成比較….95 表4-5-6-1農廢事件與其餘兩波事件空品、氣象及細微粒主要影響物 種濃度比較…………………………………………………97 表4-5-6-2農廢燃燒事件日與其餘兩波事件日之物化組成比較…….99 表4-5-7 國內外農廢事件日相關研究比較………………………...102 表4-6-1 2004年11/26 - 12/4大里空氣品質指標…………………..103 表4-6-2 2004年11月採樣期間質量濃度及氣象數據……………..106 表4-6-3-1 2004年11月採樣期間質量濃度及空品數據…………….108 表4-6-3-2 11月份採樣期間空品、氣象及粗細微粒之化學組成濃度 ……………………………………………………………..109 表4-6-4 冬季高污染與非冬季高污染事件日懸浮微粒質量濃度比較 ……………………………………………………………..110 表4-6-5 2004年12月份冬季高污染事件與非事件日物化組成比 較…………………………………………………………..115 表4-6-6-1冬季高污染事件日與其餘兩波事件日空品、氣象及細微粒 主要影響物種濃度比較…………………………………..119 表4-6-6-2冬季高污染事件日與其餘兩波事件日之物化組成比較...120 圖目錄 圖3-1 大氣懸浮微粒密集採樣及分析流程………………………..20 圖3-1-1 2004年採樣地點之地理位置及周圍環境…………………21 圖3-1-3-1雙粒徑分道採樣器(Dichotomous Sampler) ………………..23 圖3-1-3-2雙粒徑分道採樣器採樣頭構造……………………….……23 圖3-1-3-3雙粒徑分道採樣器內虛擬衝擊器構造………………….…24 圖3-1-3-4 DICHOT粗流量校正裝置……………………….…………26 圖3-1-4 石英濾紙處理流程……………………………………….....28 圖3-2-1 水溶性陰陽離子分析流程…………………………...……..35 圖4-1-1 2004年中興測站密集觀測期間質量濃度…………………42 圖4-1-2 2004年中興測站PM10與PM2.5相關性……………………43 圖4-1-3 2004年粗細微粒之水溶性陰陽離子及碳成份濃度………44 圖4-1-4 2004年細微粒之水溶性陰陽離子及碳成份於PM2.5比例...45 圖4-1-5 2004年粗微粒水溶性陰陽離子及碳成份於PM2.5-10比例...45 圖4-2-1 2004年中興與大里測站8至12月PM2.5質量濃度相關 性……………………………………………………………46 圖4-2-2 2004年中興與大里測站PM10質量濃度相關性…………...47 圖4-2-3 2004年中興與忠明測站PM2.5質量濃度相關性…………...47 圖4-2-4 2004年中興與忠明測站PM10質量濃度相關性……….. …48 圖4-3-1 2004年中興測站四季質量濃度平均值……………………50 圖4-3-2-1 2004年Na+濃度季節性變化………………………………..52 圖4-3-2-2 2004年Cl-濃度季節性變化………………………………...52 圖4-3-2-3 2004年Mg2+濃度季節性變化……...………………………53 圖4-3-2-4 2004年Ca2+濃度季節性變化……...……………………….54 圖4-3-2-5 2004年K+濃度季節性變化………...………………………54 圖4-3-2-6 2004年NO3-濃度季節性變化…...……………………….....55 圖4-3-2-7 2004年NH4+濃度季節性變化…...………………………....56 圖4-3-2-8 2004年SO42-濃度季節性變化…...………………………....56 圖4-3-2-9 2004年OC濃度季節性變化…...……………………….......58 圖4-3-2-10 2004年EC季濃度季節性變化…...……………………….58 圖4-4-2-1 2004年2月份採樣期間風速日夜變化…………………….61 圖4-4-2-2 2004年2月份採樣期間溫度日夜變化…………………….62 圖4-4-2-3 2004年2月份採樣期間相對濕度日夜變化……………….62 圖4-4-3 2月份採樣期間SO2、NOx、CO及O3日夜濃度趨勢……….64 圖4-4-4 2月份密集採樣期間質量濃度及PM2.5-10/PM10……………68 圖4-4-5-1沙塵事件日及非事件日期間粗細粒水溶性陰陽離子及碳成 份濃度………………………………………………………74 圖4-4-5-2 2004年2月份沙塵與非沙塵事件日化學組成比較……….75 圖4-4-6 2004年沙塵事件日前後逆軌跡……………………………77 圖4-4-7 沙塵事件日與其餘兩波事件日之粗細粒水溶性陰陽離子及 碳成份濃度…………………………………………………80 圖4-5-2-1 2004年6月份採樣期間風速日夜變化…………………….84 圖4-5-2-2 2004年6月份採樣期間溫度日夜變化…………………….85 圖4-5-2-3 2004年6月份採樣期間相對濕度日夜變化……………….85 圖4-5-3 6月份採樣期間SO2、NOx、CO及O3日夜濃度趨勢……….87 圖4-5-4 2004年6月採樣期間懸浮微粒質量濃度及PM2.5/PM10…...91 圖4-5-5-1農廢燃燒事件日及非事件日期間粗細粒水溶性陰陽離子及 碳成份濃度…………………………………………………96 圖4-5-5-2 2004年6月農廢與非農廢燃燒事件日化學組成比例…….98 圖4-5-6 農廢燃燒事件日與其餘兩波事件日之粗細粒水溶性陰陽離 子及碳成份濃度…..............................................................100 圖4-6-2-1 2004年11/26 - 12/4風速日夜變化………………………104 圖4-6-2-2 2004年11/26 - 12/4溫度日夜變化………………………105 圖4-6-2-3 2004年11/26 - 12/4相對濕度日夜變化…………………105 圖4-6-3 11月份採樣期間SO2、NOx、CO及O3濃度日夜趨勢…….107 圖4-6-4-1 11月份密集採樣期間質量濃度及PM2.5/PM10…………....111 圖4-6-4-2 2004年11月29日至12月2日粒徑分佈…………………112 圖4-6-5-1冬季高污染事件日及非事件日期間粗細粒水溶性陰陽離子 及碳成份濃度……………………………………………..116 圖4-6-5-2 2004年12月份冬季高污染事件與非事件日化學組成比例 ……………………………………………………………..117 圖4-6-5-3 2004年12月份冬季高污染事件日逐時風向…………….118 圖4-6-6 冬季高污染事件日與其餘兩波事件日之粗細粒水溶性陰陽 離子及碳成份濃度………………………………………..121zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher環境工程學系zh_TW
dc.subjectsuspended particulateen_US
dc.subject懸浮微粒zh_TW
dc.subjectdust stormen_US
dc.subjectbiomass burningen_US
dc.subjectPM10 episodeen_US
dc.subject沙塵事件zh_TW
dc.subject農廢燃燒zh_TW
dc.subject冬季高污染zh_TW
dc.subjectPM10事件日zh_TW
dc.title台中都會區PM10高污染事件大氣懸浮微粒之物化特性zh_TW
dc.titlePhysical and Chemical Characteristics of Ambient Particulate During PM10 Episodes in Taichung Urban Areaen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
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