執行雪山隧道微粒（MOUDI）採樣，佐以傳統微波消化分析元素

車輛汙染物排放的研究，過去是量測汽車於一般行車模式下由排氣管所排放 的微粒，並進一步分析微粒中的化學成分(Hildemann et al., 1991)，此方法的優點在 於可瞭解汽車排氣中微粒的化學成分，但是其缺點為採樣不易、花費較高且只考 慮從排氣管排出的微粒，並未將微粒成長及擴散、不同車輛排氣的混合、輪胎與 煞車皮磨損的貢獻及路面揚塵的影響等納入考量。

過去(Allen et al., 2001; Geller et al., 2005; Huang et al., 2006; Duong and Lee, 2011; Hays et al., 2011)也曾於隧道與道路旁針對汽機車排放的微粒進行粒徑分佈 及化學成分的研究。研究結果顯示，僅限小型車通行與混合通行(大、小型車)隧道 中的成分特徵有明顯差異，其它影響因素還包括車流量、行車速度及路面種類等。

雖然上述研究針對微粒樣本中金屬成分的粒徑分布資料仍有不足，但是其結果仍 可當作本研究參考之依據。

Chang et al. (2007)曾於雪山隧道通車前後測量不同交通流量下 CO、SO2、NOx 及PM10的濃度，並建議可依這些氣體濃度當作隧道風扇開啓的指標，但是當時並 未針對細顆粒及奈米顆粒的濃度與化學成分進行採樣及分析。本研究團隊2010 年 曾於雪山隧道的入口及後段進行奈米微粒的成分分析，當時使用了 MOUDI 及 Dichot 兩種採樣器，收集後的濾紙樣本共分析了金屬元素、有機碳及元素碳、有 機化學成份及陰陽離子等，雖只進行四次的採樣，但也獲得金屬成分的粒徑分佈 資料與其它結果，初步結果如下:

雪山隧道內的標本，其金屬元素（包括Fe、Ba、Ti、Mn、Cu、Zn、Mo、Cd、

Sn、Sb、Cr、Ga）濃度皆高於隧道出口，其中 Ba、Cu、Mo、Sn 和 Sb，顯然與煞 車皮與輪胎磨損，以及汽車尾氣排放有關(Lin, et al., 2005; Furusjo, et al., 2007;

Hjortenkrans, et al., 2007; Canepari, et al., 2008; Johansson, e al., 2009)。進一步分析部 份元素間(Cu/Fe、Ba/Fe、Sb/Fe、Ba/Cu、Mo/Cu、Sb/Cu)的相關性，結果如圖 3. 21。

由圖可看出這些元素間在三種粒徑範圍(PM2.5-10、PM0.32-2.5及PM0.32)內的相關性都 非常好，這些特徵關係(比值)有潛力成為特定污染來源，尤其是車輛排放（包括剎 車皮與輪胎磨損，以及尾氣排放）的指標。

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Fe (ng/m³) 屬濃度異常地高。雪山隧道內之特徵元素有Ba、Cu、Cd、Zn、Sb 與 Sn，且這些 元素之粒徑峰值均在1.0-1.8 µm，此研究結果與國內交通運輸量密集地區(Lin et al., 2005)之結果一致，此外值得注意的是 Cr、Pb、V 的峰值同時出現在 0.32-0.56 µm，

為更小的粒徑範圍，推測與雪山隧道內目前已開放大客車(柴油車)，受交通源尾氣 燃燒排放之影響有關(Wang et al., 2003)。

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圖3. 22 續 雪山隧道內八月 MOUDI 樣本中金屬元素之粒徑分佈。

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由上述結果來看，目前雪山隧道因通行車輛種類仍屬單純，在車輛尾氣排放 的特徵元素濃度或指標元素間比值的研究上仍是絕佳的地點。過去所累積的數據 仍嫌不足，因此未來還值得進行深入的研究。過去採樣後的樣本需要經過酸消化 處理才能以ICP-MS 分析其金屬成分，過程中可能受到汙染，也較花費時間，本研 究團隊利用所發展的LA-ICP-MS 方法，預期可有效、快速的分析樣本中的金屬元 素成分，加上隧道中的元素濃度均比一般大氣環境中的高，因此更可用於探討短 時間內的濃度變異與其它突發事件的研究。

本研究所使用的採樣器為MOUDI，採樣所用的濾紙為鐵氟龍濾紙(Pall, 47mm diameter, 1μm pore size)，濾紙在採樣前後均先經過調理(48Hrs、25℃、40%RH)，

調理後的濾紙在天秤室中以六位數電子天平(MettlerToledo, MX5, Switzerland)進行 秤重，微粒樣本金屬元素的分析方法同上，一半是以LA-ICP-MS ，利用雷射將樣 品剝蝕，另一半為傳統微波消化法，將濾紙樣本消化後再分析，而檢測方法則同 為使用 ICP-MS 分析樣品中微量金屬元素，進而比對 LA-ICP-MS 直接定量微粒

（MOUDI）樣品元素含量之精密度與準確度。

3.5 其它應配合事項

在計畫執行中，本工作團隊將盡力配合 貴署，執行相關之行政事項。根據 貴 署計畫評選須知所列出之其他行政配合業務內容敘述如下：

(1) 本計畫最終成果將撰寫成英文論文一篇，與貴署參與計畫同仁共同發表於國外 研討會或投稿至國際期刊。

(2) 國家型計畫辦公室要求之評鑑或期末審查報告等，必須依照要求提報。

(3) 明確訂定每月執行進度、預期成效及查核點。

(4) 配合管考作業，按月提報本計畫執行摘要、進度及工作成果。

(5) 期中、期末審查外，每季提進度報告供貴署審查。

(6) 另外配合貴署業務需求，提供必要之專業技術服務。

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