臺灣大氣細懸浮微粒管制策略分析與改善有效性評估

Abstract

本研究目的為檢視臺灣地區現行管制策略下空氣品質改善性，及PM2 5達年平均標準(15μg/m3) SOx、NOx、PM2 5之減量需求與管制策略建議。工作分為兩部分:(一) 103年基準情境、109年目標年情境(參考環保署修正版「臺灣清淨空氣行動計畫」)之排放量推估與CMAQ模式模擬評析、(二)參考(一)結果與相關文獻，設計情境以模式推估全臺PM2 5年平均達標之減量需求。 推估103基準年排放量為128 7千噸SOx、425 4千噸NOx及80 0千噸PM2 5，經CMAQ模擬結果一月29 5μg/m3 > 四月28 5μg/m3 > 十月27 4μg/m3 > 七月13 6μg/m3，四個月平均濃度為24 7μg/m3，相較觀測值低估14 9%。模擬PM2 5濃度主要分佈於臺灣西半部尤其中南部及高屏地區，原生性PM2 5於各月份地區PM2 5質量佔比最高，硫酸鹽於北部、東半部地區以及PM2 5濃度較低月份質量佔比較高，硝酸鹽則於高PM2 5濃度月份與中南部地區佔比大於硫酸鹽。 推估109目標年排放量，參考環保署104/105年清淨空氣行動計畫減量及自然成長計算結果為93 8千噸SOx、285 7千噸NOx及60 8千噸PM2 5，以CMAQ模擬各季代表月份計算得109年全年平均濃度為22 5μg/m3，平均改善率為10 9%，以夏季(5~7月)改善率較佳(-18%)而春、冬季(12~4月)改善率較差(-10%)，各空品區以中部改善率最高(13 4 %)其次為高屏及雲嘉南空品區，整體而言，現行管制策略減量無法使臺灣地區於109年達成PM2 5年平均標準。 解析109目標年SOx、NOx與PM2 5排放減量百分比與硫酸鹽、硝酸鹽及原生PM2 5濃度改善關係，一、四、七、十月及各地區皆以減少直接排放PM2 5效益最高，七月全臺地區、四、十月竹苗以北及東半部以SOx減量效益較高，一月整體臺灣地區(除北部與花東地區)及十月中南部地區以NOx減量效益較高，四月中南部地區SOx及NOx減量效益相似。援引109目標年減量效益解析成果及國內相關文獻研究，設計三組達標減量組合情境，情境一參考李(2016)額外策略減量將103基準年三種前驅污染物排放各減量50%，以模式推估109年平均濃度為19 7μg/m3，平均改善率為21 8%；情境二延續情境一將中南部地區面源、線源之PM2 5、NOx減量比例進行強化，經模擬推論年平均濃度為18 5μg/m3，平均改善率為26 5%；情境三參考Chen(2017)提升SOx、NOx、直接排放PM2 5減量百分比至70%、80%、75%，模擬推論年平均濃度為15 69μg/m3，平均改善率為37 7%，已接近年平均標準但仍需調整減量。 解析本研究各情境模擬資料，優先考量加強PM2 5減量並以線性回歸式推算達標減量需求，設計情境四減量為全臺SOx、NOx維持情境三減量比例，PM2 5減量提升至85%，模擬未來年推論濃度結果顯示全臺灣年平均濃度14 99μg/m3已達標準，平均改善率為40 4%，除中部(15 4μg/m3)與雲嘉南(17 5μg/m3)未達標外，其餘空品區皆符合標準，顯示除全臺減量相同比例方式，亦需考慮各地區空氣品質條件及污染特性進行區域性減量調整設計。 計算臺灣地區PM2 5達年平均標準減量需求差額，經103至109年間自然成長及現行管制策略排放變化，減量需求於SOx差42 9%、NOx差47%、PM2 5差61%，為減少上述前驅物減量負擔，以指標方式討論NH3之減量效益並結合目標前驅物減量策略建議，顯示全臺各區各季節皆以原生性PM2 5管制效益最高，以道路揚塵、?飲油煙及裸露地表風蝕減量潛勢最高；夏季時期管制SOx成效高於NOx且根據指標分析顯示NH3管制效果並不佳。進入秋、冬季高濃度地區(中部、雲嘉南、高屏空品區)除原生PM2 5外應優先推動NOx管制，另外指標分析顯示於中南部地區加入NH3管制，應有相當程度改善效益，此外SOx以電力業、船舶燃燒(柴油發電)減量潛勢最高，NOx以電力業及柴油大貨車最高。

Date of Award	2017 Aug 30
Original language	Chinese
Supervisor	Jiun-Horng Tsai (Supervisor)