台灣地區大氣中衍生性氣膠之轉化速率推估及探討

Abstract

衍生性氣膠之主要成份例如硫酸根、硝酸根、有機碳等之形成與光化學反應有密切關係，因此本研究之目的在於探討南高屏空品區衍生性氣膠之形成速率。 本研究分析全台環保署2013年PM2 5手動採樣之樣品，並探討其時間趨勢及空間分佈之季節變化，夏季平均PM2 5質量濃度為14 7±2 80μg/m3，硫酸根、硝酸根及銨根分別佔PM2 5總濃度之34 4%±3 39%、5 08%±2 19%及4 9%±1 61%，冬季平均PM2 5濃度為33 1±12 5μg/m3，硫酸根、硝酸根及銨根平均佔PM2 5總濃度之31 5%±4 63%、 12 8%±6 23%及11 6%±1 70%。時間趨勢方面PM2 5濃度、硝酸根及銨根之成份比例皆呈現夏季低、冬季高之趨勢，而硫酸根卻無明顯的時間趨勢變化，空間分佈的部份，PM2 5濃度由西向東遞減，夏季時，高濃度的區域在北部空品區，其餘三季則出現在中部至高屏空品區，硝酸根及銨根之空間分佈亦有此趨勢，於春、秋、冬三季，在中部至高屏空品區有較高之硝酸根及銨根之成份比例，夏季時，硝酸根於北部及高屏空品區有較低之成份比例，銨根之成份比例各地變化較大，整體而言由西往東遞減，硫酸根之空間分佈在春、秋、冬三季，在中部至高屏空品區有較低之成份比例，夏季之空間分佈變化則較大。銨鹽利用率之I、J值空間分佈頗為相似，夏季時，銨鹽利用率較高之區域皆為北部空品區，而於春、秋、冬三季則為中部空品區至高屏空品區等地，整體而言，全台夏季之I值皆小於2，冬春兩季，中部至高屏空品區之I值大於2，其餘地區之I值則皆小於2，秋季則只有高屏空品區之I值大於2，全台其餘地區之I值皆小於2，J值的部分，除了春季之美濃站及冬季之三義站大於1，其餘各季全台所有測站之J值皆小於1，顯示全台之銨根幾乎無法完全中和硫酸根及硝酸根。 本研究於2014年2月12日至2月21日在善化、安南、台南、左營、仁武、大寮、小港、屏東及潮州總計九個測站同時進行PM2 5之周界採樣，並分析其水溶性離子及碳成份，再以逆軌跡模式模擬氣團之行經路徑，挑選案例並計算出兩測站行徑間衍生性氣膠之生成量，以傳輸時間推估其轉化速率；為了使轉化速率之推估更為精準，因此案例之挑選分為空間內插法及時間內插法。結果顯示空間內插法所推估之氮轉化速率、硫轉化速率及碳轉化速率分別為0 56%/hr、2 30%/hr及0 32%/hr，而時間內插法之氮轉化速率、硫轉化速率及碳轉化速率的平均值分別為0 42%/hr、1 62%/hr及0 23%/hr；比較兩方法間所推估之轉化速率之差異性，結果顯示兩方法之氮轉化速率相關性相當高，相關係數達0 978，在硫轉化速率則無明顯之相關性，但由於時間內插法資料筆數較少，因此有欠缺代表性之虞。分析轉化率與臭氧濃度、溫度及濕度之相關性，結果顯示無論是空間內插法或時間內插法所推估之轉化速率均與溫度及濕度之相關性皆不高，推估其可能原因為研究期間內溫度及濕度變化差異並不大，因此較不易顯示此兩因子之影響；而臭氧之影響，於空間內插法中有低度之正相關，而於時間內插法則無明顯之相關性，其可能原因為，時間內插法之資料筆數較少，以致於較不易探討轉化速率與影響因子之相關性。

Date of Award	2014 Aug 27
Original language	Chinese
Supervisor	Yee-Lin Wu (Supervisor)