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巴士站及寺廟空氣微粒中金屬元素濃度分布

某些金屬元素相對於其他金屬元素有著較高的濃度,像是在巴士站,Zn、Pb、

Ni、Mn 以及 Cu 就有著較高的濃度,其中 Zn 的濃度最高,Lowenthal 等人在 south Phoenix 利用 11 部使用柴油的卡車以及大客車,以動力計研究柴油車排放粒狀物 中各種成分之平均排放係數,在粒狀物中對人體毒性較高的元素中,以 Zn 的排放 量最高,跟本次研究的結果相同,而作者也發現,除了 Zn 之外,Cu、Cd 以及 Mn 也有較高的排放量,與本次研究相比,Cu 與 Mn 也有較高的濃度,但 Cd 的濃度 卻十分的低[59]。影響巴士站環境中金屬元素濃度的因素很多,其中包括了油品、

潤滑油、油料觸媒添加劑、以及引擎的摩擦損失等等,而造成本次研究結果跟其 他研究有些許差距的原因,應該是跟油品的內含物差別有關。

寺廟的金屬元素濃度中,Zn 以及 Pb 相較於其他金屬元素有著較高的濃度值,

其中又以 Zn 的濃度最高,這結果跟 Fang 在台中紫雲巖寺廟所做的結果相似[60]。

會造成 Zn 跟 Pb 有著較高濃度的原因,跟拜香燃燒後其金屬元素成分存在於底灰 或者飛灰有很大的關係,在先前研究中,燃燒五種不同成分組成的香,對底灰以 及飛灰進行採樣分析,發現香中的金屬元素在燃燒之後,大多都存在於底灰之中,

唯有 Pb 在底灰中僅佔有 11%,其次是 Zn,底灰之中僅有一半的濃度值[61],其他 都飛散到空氣中,或許這是造成 Zn 及 Pb 的濃度較其他金屬元素高的原因。

巴士站及寺廟的總金屬元素濃度,從粒徑分布來看,除了寺廟在粒徑 0.18 µm - 0.32 µm 時有額外的波峰產生,呈現三個波峰,兩地的粒徑分佈圖形相似,最高 濃度都分佈在粒徑 0.56 µm - 1 µm。另外,經由無母數統計來比較兩地總金屬元素 濃度的差異,如表 4-9 僅有 PM1-2.5達到顯著的差異,p-value 為 0.0494。若以個別 金屬元素來看,如表 4-10、表 4-11 以及表 4-12 所示,巴士站 PM1的 Mn、V、

Ni 以及 PM1-2.5的 Zn、Cu 跟 Ni 濃度高於寺廟,達到顯著差異,寺廟 PM1的 Cd 和

PM2.5-10的 Mn 濃度則高於巴士站,達到顯著差異,其他元素皆未達到顯著差異。

巴士站及寺廟空氣微粒中總金屬元素的 MMD 值,分別為 0.472 µm 及 0.456 µm,雖然巴士站總金屬元素的濃度高於寺廟,但我們從 MMD 值中可以發現,寺 廟空氣微粒中的金屬元素還是存在於較小的粒徑之中。此外,我們觀察 Pb、Mn、

Cu、Ni 跟 Zn 這五種相較於其他金屬元素有著較高的濃度值的金屬元素中發現,

Pb、Ni 和 Zn 在巴士站及寺廟的 MMD 值皆低於 1 µm,Cu 則高於 1 µm,於是推

斷這跟產生的行為有關,Pb、Ni 和 Zn 在本次研究主要由燃燒行為所產生,微粒主 要產生在 1 µm 以下,Cu 則是由摩擦行為所產生,產生的粒徑比較大,因此有著 較高的 MMD 值,此外,Mn 在兩地的 MMD 值有著很大的差異,分別在巴士站及 寺廟為 0.65 µm 和 3.07 µm,造成這樣的原因跟 Mn 在寺廟 PM2.5-10有著較其他粒徑 高的濃度值有關。比較 17 種金屬元素在兩地 MMD 值的大小,寺廟的 U、Ag、V、

Ni、As、Mo、Mn 和 Cu 有著較高的 MMD 值;巴士站的 Be、Pb、Cd、Cr、Co、

Zn、Ga、Tl 和 Se 有著較高的 MMD 值。

巴士站在金屬元素因素分析部份,由表 4-13 所整理出的結果來推估,PM1的 第一主成分跟柴油引擎的特徵物較為相似,因此推斷為柴油所貢獻,而第二主成 分主要由 Ag、Co、U 以及 Tl 所組成,目前還未找出這些金屬元素的主要來源,

因此為未知污染源,第三主成分推斷為石化燃料所貢獻。PM1-2.5 的第一主成分也 跟 PM1的第一主成分的組成相似,因此為柴油引擎所貢獻,第二主成分同樣為未 知污染源,第三主成分推斷為煞車行為所貢獻。PM2.5-10第一主成分為煤油燃燒所 貢獻;第二主成分沒有特徵物,無法判斷汙染源為何;第三主成分為石化燃料所 貢獻。

早期研究指出,寺廟拜香經由燃燒會產生 Cu、Mn、Zn 跟 Pb[29, 44],而這些 金屬物質跟本次在寺廟 PM1及 PM1-2.5所做的因素分析中的第一主成分相似,因而 推斷 PM1及 PM1-2.5的第一主成分為拜香燃燒。而 PM1以及 PM1-2.5第二主成分都是 由 Ag、U 和 Tl 所組成,這跟巴士站的結果一樣,考量兩地方的共同污染源,很可 能為周邊汽機車污染源,但目前沒有文獻指出,此污染源會造成 Ag、Tl 以及 U 產 生,因此有待後續的研究來釐清,PM1和 PM1-2.5的第三主成分,推斷為石化燃料 所貢獻。PM2.5-10的第一主成分為汽油燃燒,第二主成分為拜香燃燒,第三主成分 為汽機車輛所貢獻。

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表 4-9 艋舺龍山寺及國光巴士台北西站其空氣微粒在不同粒徑下總金屬元素濃度 (ng/m3)之比較(Mean±SD)(n=10)

Size Bus station temple P-value

PM1(Σ17elements) 114.5±67.34 83.06±63.21 0.0696

PM1-2.5(Σ17elements)* 47.29±55.73 28.51±50.75 0.0494

PM2.5-10(Σ17elements) 18.57±10.92 19.03±8.68 0.623

*:p-value<0.05, **:p-value<0.01, ***:p-value<0.001

表 4-10 艋舺龍山寺及國光巴士台北西站 PM1(individual element)濃度(ng/m3)之比 較(Mean±SD)(n=10)

element bus station Temple

Se 1.59±0.64 1.07±0.57

Tl 0.12±0.10 1.7±1.62

U 0.16±0.16 0.03±0.03

V** 3.21±0.45 0.6±0.45

Zn 53.4±11.88 33.47±11.14

Ag 0.31±0.19 0.35±0.34

As 2.42±1.26 1.91±0.16

Be 0.15±0.07 0.10±0.06

Cd** 0.49±0.24 0.99±0.15

Co 0.02±0.02 0.00±0.00

Cr 0.47±0.14 0.57±0.12

Cu 5.73±0.92 4.82±1.86

Ga 0.48±0.29 0.46±0.28

Mn** 20.2±2.12 7.66±1.46

Mo 0.25±0.10 0.13±0.07

Ni* 8.72±1.98 4.08±0.53

Pb 16.79±6.28 25.12±6.52

*:p<0.05;**:p<0.01;***:p<0.001

表 4-11 艋舺龍山寺及國光巴士台北西站 PM1-2.5 (individual element)濃度(ng/m3)之 比較(Mean±SD)(n=10)

element bus station temple

Se 0.52±0.25 0.32±0.21

Tl 0.04±0.04 0.08±0.05

U 0.06±0.06 0.06±0.06

V 0.11±0.07 0.08±0.04

Zn* 25.22±11.50 13.76±10.34

Ag 0.01±0.01 0.03±0.03

As 0.77±0.57 0.69±0.51

Be 0.06±0.03 0.04±0.02

Cd 0.28±0.14 0.14±0.12

Co - -

Cr 0.13±0.04 0.14±0.05

Cu** 5.49±0.87 2.56±0.68 Ga 0.3±0.19 0.34±0.18

Mn 6.61±1.83 4.21±1.76

Mo 0.18±0.08 0.14±0.06

Ni** 2.5±0.40 0.93±0.17

Pb 5.01±2.83 4.99±2.67

*:p<0.05,**:p<0.01,***:p<0.001

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表 4-12 艋舺龍山寺及國光巴士台北西站 PM2.5-10 (individual element)濃度(ng/m3)之 比較(Mean±SD)(n=10)

element bus station temple

Se 0.26±0.07 0.14±0.04

Tl 0.06±0.06 0.16±0.14

U 0.09±0.09 0.07±0.05

V 0.07±0.06 0.17±0.07

Zn 2.63±1.84 1.97±1.55

Ag 0.09±0.09 0.08±0.05

As 0.18±0.06 0.19±0.04

Be 0.11±0.05 0.06±0.04

Cd 0.05±0.03 0.04±0.02

Co - -

Cr 0.26±0.08 0.31±0.12

Cu 6.12±0.85 4.53±0.40

Ga 0.47±0.10 0.28±0.09

Mn* 4.85±0.76 8.48±1.70

Mo 0.17±0.05 0.20±0.06

Ni 1.55±0.26 1.08±0.23

Pb 1.61±0.39 1.27±0.21

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4-13各種污染源的金屬指標元素 rcesIndicatory ElementsReferences icle emissions Br, Pb, Cu, Fe, K, Zn, Ni, Cd, Ti, Sn, Ba, Mn[28, 62-67] ustrialZn, Mn, As, Cr, Cu[62, 64] er plantsCr [65] il fuelCr, Be, Co, Hg, Mo, Ni, Sb, Se, Sn, V, Fe, Mn[63-67] alAs, Se [66, 67] e wear Zn[64-67] ke Fe, Cu, Sb[67, 68] sel Fe, Ca, Al, Si, Mo, Cr, Mg, Ni, Zn, Cu, Mn, Sr, Co, Sb, Ti, Pb[66, 67, 69] oline Ca, Al, Mg, Si, Fe, Ba, Sr, Zn, Cr, Mo, Ti, Pb[66, 70] nse burningCu, Mn, Pb, Zn[29, 44]

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