3.8 土壤中 PAHs 濃度與逸散分佈
採樣期間熱島中心及其鄰近地區與熱島邊緣地區的三個批次土 壤中之總 PAHs 平均濃度如圖 3-15，表 3-10 為採樣期間三地區三個 批次土壤中之 29 種 PAHs 平均濃度。可觀察到 DL 與 HL 兩地區間土 壤中 PAHs 平均濃度較高，TU 地區 PAHs 平均濃度最低，DL 與 HL 兩地區間土壤中 PAHs 平均濃度值較高，皆約為 TU 地區的 2 倍左右，
HL 地區三批次日間 Ind-PAHs 總和為最大濃度值，顯示其受到鄰近鋼 鐵業與工業區影響較大，DL 地區受到鄰近工業區影響，各批次 TU 地區相較 DL 與 HL 地區分析到較少 PAHs 化合物，高分子量 PAHs 幾乎都有分析到濃度值，然結果顯示熱島效應對於土壤中 PAHs 濃度 影響並不明顯。
圖 3-15 三批次採樣三地區土壤中之總 PAHs 平均濃度比較圖
0 20 40 60 80 100 120
DL TT HL
P AHs (ng/ g)
三批次土壤中PAHs平均濃度
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此外利用逸散比值（fSoil/fAir）來探討熱島效應強弱對於 PAHs 濃 度在土壤與氣態之氣固分佈，藉以判別 PAHs 存在氣相或固相中所佔 比例之高低，以及 PAHs 由大氣中沉降吸附至土壤中或土壤揮發至大 氣中之趨勢。當 fSoil/fAir比值＞1 時為 PAHs 大多存在於土壤中且容易 揮發至大氣中；比值＜1 為其多存在於大氣中且會沉降、吸附至土壤 中；而比值等於 1 則為 PAHs 在土壤與大氣間分佈達平衡。
經過計算後將三個批次的逸散分佈作圖，如圖 3-16 所示，可觀 察出三個批次採樣 PAHs 之 logfS/logfA比值以熱島效應較弱的 HL 地 區較接近比值為 1 且第三批次採樣最為明顯，HL 地區 PAHs 分子沉 降至土壤與揮發至大氣中之速率可能較為接近，顯示熱島效應較弱的 邊緣地區其 PAHs 較易達到氣固相分佈平衡，熱島效應對於 PAHs 分 佈平衡影響較不明顯。TU 地區 PAHs 氣固相分佈與熱島效應中的 DL 地區較為相同，低分子量與中分子量 PAHs 分佈較接近比值為 1，但 高分子量 PAHs 分佈多小於 1，顯示大氣環境中的低分子量與中分子 量 PAHs 在土壤與大氣間分佈多達平衡之趨勢，高分子量 PAHs 在土 壤與大氣間分佈未達平衡，主要於大氣中沉降、吸附至土壤中之狀態，
熱島效應強或熱島強度大可能因溫度變化差異明顯導致 PAHs由大氣 中沉降吸附至土壤中為主要趨勢。
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第四章 總 结
各批次之溫度變化使用統計方法成對樣本 t-test，三批次採樣期 間 DL 地區平均溫度相對於 HL 地區具有顯著差異(p<0.05)，說明 DL 地區溫度差異較為明顯，推論 DL 地區為熱島中心。第一批次熱島效 應強的 DL 地區和熱島效應邊緣效應的 HL 地區之日間與夜間的 TSP 平均質量濃度差異不明顯，TU 地區的 TSP 平均質量濃度為最低值，
而夜間風速多為靜風狀態，故其 TSP 質量濃度明顯下降；第二批次 三個地區日間與夜間的 TSP 平均質量濃度均明顯增加，推論係第二 次採樣期間其日間溫度濕度變化較大以及風速造成明顯之差異。第三 批次採樣期間 TSP 濃度趨勢與 PM2.5類似，TSP 微粒濃度被稀釋及西 南氣流影響濃度擴散累積，導致 HL 地區較另外兩個地區具有較高的 TSP 平均質量濃度值，同時說明熱島效應對於 TSP 質量濃度影響較 不明顯。
三批次採樣期間 TSP 中 PAHs 之日間與夜間平均濃度是 DL 地區 與 TU 地區高於 HL 地區之現象，夜間 PAHs 平均濃度多高於日間 PAHs 平均濃度，顯示熱島效應強的 DL 地區較易受到溫度濕度變化 影響，導致 PAHs 在日間除白天人為活動的影響之外，高溫下多以氣 態存在，夜間受到溫度下降與飽和蒸氣壓下降而吸附於 TSP 微粒上，
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導致 PAHs 化合物自氣相轉換至固相 TSP 微粒顆粒上所致；反之，熱 島效應邊緣效應的 HL 地區之 PAHs 濃度受到溫度變化影響較不明顯。
TSP 中日間工業性 PAHs 濃度於 T-PAHs 之比值（Ind-PAHs/T-PAHs）
呈現日間高於夜間之現象，推論 DL 地區受到鄰近工業區影響，而 HL 地 區 受 到 鄰 近 鋼 鐵 業 影 響 較 大 ， 此 外 HL 地 區 三 批 次 日 間 Ind-PAHs 皆為最大濃度值，顯示其受到工業影響鄰近工業區影響較 高。氣態 PAHs 主要組成以 NAP 、2-Me-NAP 與 1-Me-NAP 為主（95%
以上），分子量較大的 PAHs 化合物較不易被分析得到，說明氣態 PAHs 組成以低分子量的 PAHs 化合物為大宗，高分子量的 PAHs 不 易形成氣態存在大氣中，導致不易達到氣固平衡現象。熱島效應中心 的 DL 地區於第一批次採樣 TSP 微粒上的 PAHs 特徵比值與另兩批次 具有較大差異，其夜間 FLU/(FLU+PYR)比值較偏向汽油燃燒，不若 其他較集中於比值為 1，第二批次 TU 地區日間夜間 FLU/(FLU+PYR) 比值多大於 0.5，可能為交通源汽油與柴油混和燃燒排放的結果。熱 島效應中心的 DL 地區各批次採樣的氣態 PAHs 特徵比值皆不相同，
尤其夜間 PAHs 特徵比值差異較為明顯，說明熱島效應較強的中心地 區其氣態 PAHs 於夜間時段受到溫度影響較為明顯，熱島效應較弱的 HL 地區於三批次的特徵比值較為相同。
熱島效應中心的 DL 地區經採集的日間 TSP 濾紙顆粒（如各圖中
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紅色十字標記）經 EDS 元素分析有 C、O、Si、Na、K、Cl、Al 與 S 元素，夜間有 C、O、N、Si、Na、K、Cl、Al、Ca 與 S 元素，熱島 效應弱的 HL 地區的日間 TSP 濾紙顆粒有 C、O、Si、Na、Al 與 Ca 元素，夜間有 C、O、Si、Na、Al、Ca 與 S 元素，HL 地區的 TSP 微 粒組成較 DL 及 TU 地區多為基本元素組成，DL 地區微粒組成與 TU 地區較相近，相較熱島效應弱的 HL 地區微粒組成差異較大，由 FESEM 及 EDS 元素分析結果可發現熱島效應中心的 DL 地區其 TSP 微粒組成明顯與熱島效應弱的 HL 地區有相當差異存在，顯示熱島效 應強弱對於微粒組成成份影響甚大。
logKp - log PLo模式與 logKp–logKoa 模式作圖發現熱島效應較強 的 DL 地區其日間斜率與夜間斜率高值相當接近，熱島效應較弱的 HL 地區日間與夜間斜率同樣以第三批次較高，說明 HL 地區第三批 次日間及夜間 PAHs 分子極為接近氣固相平衡狀態，logKp - log PLo
與 logKp–logKoa 模式說明在低風速下，熱島效應強的地區其 PAHs 分子較不易於氣固相分佈達到平衡，熱島效應較弱的邊緣地區 PAHs 分子較可能達到氣固相平衡狀態。DL 與 HL 兩地區間土壤中 PAHs 平均濃度較高，TU 地區 PAHs 平均濃度最低，DL 與 HL 兩地區間土 壤中 PAHs 平均濃度值較高，皆約為 TU 地區的 2 倍左右，HL 地區 三批次日間 Ind-PAHs 總和為最大濃度值，顯示其受到鄰近鋼鐵業與
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工業區影響較大，DL 地區受到鄰近工業區影響，各批次 TU 地區相 較 DL 與 HL 地區分析到較少 PAHs 化合物，高分子量 PAHs 幾乎都 有分析到濃度值，然結果顯示熱島效應對土壤中 PAHs 濃度影響並不 明顯。三個批次採樣 PAHs 之 logfS / logfA比值以熱島效應較弱的 HL 地區較接近比值為 1 且第三批次採樣最為明顯，HL 地區 PAHs 分子 沉降至土壤與揮發至大氣中之速率可能較為接近，顯示熱島效應較弱 的邊緣地區其 PAHs 較易達到氣固相分佈平衡，熱島效應對於 PAHs 分佈平衡影響較不明顯。TU 地區 PAHs 氣固相分佈與熱島效應中的 DL 地區較為相同，低分子量與中分子量 PAHs 分佈較接近比值為 1，
但高分子量 PAHs 分佈多小於 1，顯示大氣環境中的低分子量與中分 子量 PAHs 在土壤與大氣間分佈多達平衡之趨勢，高分子量 PAHs 在 土壤與大氣間分佈未達平衡，主要於大氣中沉降、吸附至土壤中之狀 態，熱島效應強或熱島強度大可能因溫度變化差異明顯導致 PAHs 由 大氣中沉降吸附至土壤中為主要趨勢。
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參 考 文 獻
1. Landsberg, H. E., 1981. The urban climate. Academic Press: 275.
2. Oke, T. R., 1987. Boundary-layer climates, 2nd
Edition. Routledge, London: 435.
3. Yague, C., Zurita, E. Martı´nez, A. 1991. Statistical analysis of the Urban Heat Island. Atmospheric Environment 25: 327–332. 1.
4. Li,B., Feng,C., Li,X., Chen,Y., Niu,J., Shen, Z., 2012. Spatial distribution and source apportionment of PAHs in surfcial sediments of the Yangtze Estuary, China. Marine Pollution Bulletin 64:
636-643.
5. Yang, H.H. and Chen,C.M.,2004. Emission inventory and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in the atmosphere at a suburban area in Taiwan. Chemosphere 56:879-887. 4.
6. Kim, Y. H., Baik, J. J., 2004. Daily maximum urban heat island intensity in large cities of Korea. Theoretical and Applied
Climatology 79:151-164. 5.
7. Sarrat, C., Lemonsu, A., Masson, V., Guedalia, D., 2006. Impact of urban heat island on regional atmospheric pollution. Atmospheric
environment 40:1743-1758.
8. 賴栗葦、程萬里、蔡佳珊，2007，熱島效應與空氣品質急呼吸道 疾病就診人關係分析，第十九屆環工年會空氣污染控制技術研討 會。
9. Xian, G., Crane, M., 1999. Evaluation of urbanization of urbanization influences on urban climate with remote sensing and climate observations. SAIC/USGS National Center for Earth Resources
Observation and Science, Sioux falls, SD 57198.
10. Monta’vez, J. P., Antonio, R. Juan, I. J., 2000. A study of the urban heat island of Granada. International Journal of Climatology 20:899-911.
11. Li, Q., Zhang, H., Liu, X., Huang, J., 2004. Urban heat island effect on annual mean temperature during the last 50 years in China.
Theoretical and Applied Climatology 79:165-174.
12. Yamashita, S., 1995. Detailed structure of heat island phenomena from moving observations from electric tram-cars in metropolitan
- 77 -
Tokyo. Atmospheric Environment 30:429-435.
13. 姜善鑫、盧光輝，1994，台北地區都市熱島及風場之研究，國科 using small scale models. Atmospheric Environment 30:467-474.
17. Lemonsu, A., Masson, V., 2002. Simulation of a summer urban breeze over Paris. Boundary-Layer Meteorology 104:463-290.
18. Luhar, A. K., Hurley P., 2003. Evaluation of TAPM, a prognostic meteorological and air pollution model, using urban and rural point-source data. Atmospheric Environment 37:2795-2810.
19. Fan, H., Sailori, D. J., 2005. Modeling the impacts of anthropogenic heating on the urban climate of Philadelphia: a comparison of implementations in two PBL schemes. Atmospheric Environment 39:73-84.
Interactions of an urban heat island and sea-breeze circulations during winter over the metropolitan area of Sao Paulo, Brazil,
Boundary-layer Meteorology 122 (1):43-65.
23. Lin, C-Y., Chen, F., Huang, J. C., Chen, W-C., Liou, Y-A., Chen, W-N., Liu, Shaw-C., 2008. Urban heat island effect and its impact on boundary layer development and land-sea circulation over northern Taiwan. Atmospheric Environment 42: 5635-5649.
24. 鄭婉純，2003，都市土地利用與都市氣溫關係之研究－臺中直轄 市之實證研究，逢甲大學土地管理學系研究所碩士論文。 25. 鄭師中，1988，都市氣候學，徐氏基金會。
26. IARC, 2012. Agents Classified by the IARC Monographs:1-105.
27. Cook, J.W., Hewett, C.L. and Hieger, I., 1933. The isolation of cancer-producing hydrocarbon from coal tar, part I, II and III.
- 78 -
Journal of Chemical Society:395-421.
28. Collins, J., Brown, J., Alexeeff, G., Salmon, A., 1998. Potency equivalency factors for some polycyclic aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbon derivatives. Regulatory Toxicology
and Pharmacology 28:45-54.
29. Denissenko, M.F., Pao, A., Tang, M.S., Pfeifer, G.P., 1996.
Preferential formation of benzo[a]pyrene adducts at lung cancer mutational hotspots in P53. Science 274:430-432.
30. Peters, A., Klot, V.S., Heier, M., Trentinaglia, I., Hormann, A., Wichmann, H.E., Lowel, H., 2004.Exposure to traffic and the onset of myocardial infarction. New England Journal of Medicine 351:1721-1730.
31. Zandere, M., 1985. Physical and Chemical Properties of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. Marcel Dekker Inc.
32. Keller, C.D., Bidleman, T.F., 1984. Collection of airborne polycyclic aromatic hydrocarbons and other organic with a glass fiber filter-polyurethane foam system.
Atmospheric Environment
18:827-845.33. Nishioka, M.G., Lewtas, J., 1992. Quantification of nitro- and hydroxylatednitro-aromatic/polycyclic aromatic hydrocarbons in selected ambient air daytime winter sample. Atmospheric
Environment 26: 2077-2087.
34. Hecht, S.S., 1988. Potential carcinogenic effects of polynuclear aromatic hydrocarbons and nitro-aromatic in mobile and public health. Environmental Science &Technology, 555-567.
35. Behymer, T.D., Hites, R.A., 1985. Photolysis of polycyclic aromatic hydrocarbons adsorbed on simulated atmospheric particulates.
Environmental Science &Technology 19:1004-1006.
36. Barron, M.C., 1990. Bioconcentration. Environmental Science
&Technology 24:1612-1618.
37. Oliver, B.G., Nilmi, A.J., 1998. Trophodynamic analysis of polychlorinated biphenyls congeners and other chlorinated hydrocarbons in the Lake Ontario. Environmental Science &
Technology 4:388-397.
38. 張碧芬、袁紹英，多環芳香烴化合物之環境流佈及其生物分解，
38. 張碧芬、袁紹英，多環芳香烴化合物之環境流佈及其生物分解，