A Study on PCDD/Fs Scavenged by Cloud/Fog Water

論文翻譯標題: 大氣中戴奧辛/口夫喃之雲霧水掃除研究
  • 陳 冠宇

學生論文: Doctoral Thesis

摘要

降水為大氣中汙染物的重要掃除機制之一,透過多種不同的形式發揮作用,但過往文獻在探討戴奧辛(PCDDs)和?喃(PCDFs)掃除時,大多都只探討在雨中所去除的部分,關於PCDD/Fs在雲霧水中掃除的文獻目前仍無。而若與雨水相比,雲霧水中的液滴的粒徑較小,因此具有相對大的表面積,將更易補集大氣中的持久性有機汙染物(POPs),所以本研究藉由採樣和分析來探討PCDD/Fs在雲霧水中的掃除率。 本研究於2018及2019年東北季風期間分別在竹子山及富貴角進行雲霧水和大氣中POPs之採樣,2 018年雲霧水採樣時間為1月17至2月27,過程中僅發生了三次事件,但事件持續時間平均長達154小時,遠高於2019年雲霧水事件平均持續時間。2019年採樣期間有採集樣品的共八次事件,這八個事件持續時間從9個小時到58個小時不等,平均約為27個小時。另外在富貴角的大氣採樣,為利用一高流量大氣採樣儀器(Shibata)進行,2019年大氣採樣期間為1月14日到1月28日,每48個小時更換一次濾紙及聚氨酯泡沫(PUF),總採樣體積都將超過1 000m3。 2019年主動式採樣器所採得雲霧水樣品之PCDD/F-WHO-TEQ濃度(平均值為1 35±1 80 pg WHO-TEQ L-1)高於被動式採樣器所採得樣品之PCDD/F-WHO-TEQ濃度(平均值為0 769±1 23 pg WHO-TEQ L-1),其原因推測與被動式採樣器採樣過程中可能參雜些?雨水有關。接著將計算大氣中PCDD/Fs經由雲霧水之掃除效果,但由於2018並沒有採集大氣中PCDD/Fs,因此必須藉由雲霧水中之PCDD/Fs加以推估計算而得,為了證明氣固相推估的可行性,我們以2019年雲霧水和大氣中之PCDD/Fs做為參考,發現2019年由氣固相推估出的模擬數據(平均為0 128 pg m-3)確實和真實大氣中的PCDD/F濃度(平均為0 173 pg m-3)十分接近,因此我們將藉由2018年雲霧水中之PCDD/Fs加以推估計算而得到該年大氣中之總PCDD/F濃度(平均為0 0853 pg m-3)。 大氣中PCDD/Fs雲霧水之掃除效果可分成掃除係數(C-cloud/C-air)及掃除率(C-cloud/C-air *LWC)作探討,從掃除係數的比較可發現,被動式採樣器所得PCDD/Fs之毒性掃除係數(平均為2 24×105±2 96×105)相較於主動式採樣器(平均4 20×105±3 60×105)皆低了將近二分之一,由於被動式雲霧水採樣器所收集之雲霧水樣品亦包含雨水於其中,故雨水對PCDD/Fs之掃除率亦會有所貢獻;而2018年被動式採樣器所得PCDD/Fs之毒性掃除係數(平均為3 20×105±3 26×105)將高於2019年的數值,其原因則與2018年事件期間較豐富的雲霧水有關,此外也可觀察到雲霧水對於PCDD/Fs的掃除係數將隨著PCDD/F congeners的氯數增加而上升的現象。為了更加瞭解雲霧水對PCDD/F掃除係數的特性,比較發現雲霧水對於PCDD/F的掃除係數確實高於雨水的PCDD/F掃除係數(平均為1 9×105),且與多環芳香烴(PAHs)在雲霧水中的掃除係數相比發現後者相對較低(介於103~105)。若從掃除率來看,被動式採樣器所得PCDD/Fs之毒性掃除率(平均則為0 063±0 065)將高於主動式採樣器所得之值(平均則為0 035±0 023),其主要影響原因為被動式採樣器採集較多的雲霧水及雨水將更易捕集大氣中PCDD/Fs;而2018年被動式採樣器所得PCDD/Fs之毒性掃除率(平均為0 254±0 236)將高於2019年的數值,其原因則與2018年事件期間較豐富的雲霧水有關。接著,將其與微量元素在雲霧水中的掃除率相比,相比之下發現後者相對較高(約0 11-0 56),二者之間掃除率的差別推測與溶解度有關,微量元素的水溶性遠大於PCDD/Fs,導致微量元素較容易被雲霧水所掃除。透過與雲霧水對其他汙染物掃除率的比較,可以得知雲霧水對於PCDD/Fs的掃除確實是一重要去除大氣中汙染物的機制。
獎項日期2019
原文English
監督員Yee-Lin Wu (Supervisor)

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