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巴士站及寺廟空氣微粒中 PAHs 濃度分布

將本次研究的 PAHs 濃度與其他研究來做比較,如表 4-7 所示,無論亞洲地區 還是歐美地區,拜香行為相較於交通、工業以及住家等汙染源,都產生較高的 PAHs 濃度值。

Schnelle 在 1996 發現都市環境中總 PAHs 濃度最高的粒徑為 0.28 µm - 0.4 µm 之間,而本次研究中的巴士站以及寺廟都以粒徑 0.18 µm - 0.32 µm 粒徑範圍下的 總 PAHs 濃度為最高,這些許的差異,有可能是因為儀器本身在粒徑範圍切割上的 不同所造成。Zielinska 等人利用 MOUDI 採集柴油和汽油引擎微粒,發現柴油引擎 所產生的 PAHs 主要集中在 0.1 µm - 0.56 µm 之間[38],而本次在巴士站的採樣,

PAHs 的濃度集中在 0.1 µm - 1 µm 之間,兩者結果相近。

用無母數統計比較本次在寺廟以及巴士站的結果,在濃度方面,如表 4-3 寺 廟在 PM1、PM1-2.5、PM2.5-10僅有 PM1的 PAHs 濃度有顯著的差異,P-value 值為 0.0008,PM1的 PAHs 濃度約為巴士站的六倍之多,以個別的 PAH 來看,如表 4-4、

表 4-5 以及表 4-6,也僅有在 PM1有看到顯著的差異,而這些有顯著差異的物質,

有 3 ring 的 Acy,以及一些 4 - 6 ring 的 PAH,都以寺廟的濃度較高;在粒徑分布 方面,兩個地方的總 PAHs 濃度都以 PM1最高,這結果跟過去針對交通污染源所 做的研究發現一致[31, 39],寺廟以及交通汙染源的懸浮微粒中總 PAHs 濃度皆集 中在 PM1的粒徑之下。

當我們了解了 PAHs 在巴士站以及寺廟主要分布在 PM1之下後,我們想了解 PM1之中又以哪些成分居多,於是我們發現,4 - 6 ring 的 PAHs 所佔的比例最高,

會照成這樣的原因,主要是跟 PAHs 的分子量有關,分子量高的 PAHs 由於較重不 易揮發,比起分子量低的 PAHs 較容易附著在粒狀污染物之上,再加上本次研究主 要是採集空氣中的懸浮微粒,為粒狀污染物,因此得到的 PAHs 濃度都以 4 ring 以 上的 PAHs 為主,而這些 4 ring 以上的 PAHs 在濃度的粒徑分布上,不管在巴士站 還是寺廟,也大多分布在粒徑為 0.18 µm - 0.32 µm。

早期的研究指出,可以利用特定的 PAH 物種的濃度比值用來界定污染源,如 表 4-8 所示,於是本研究計算出在巴士站中 PM1、PM2.5、PM10 這三種粒徑下 Ind/B(ghi)P、BaP/(BaP+Chr)、Ind/(ind+BghiP)以及 BbF/BkF 的比值,Ind/B(ghi)P 在 PM1、PM2.5、PM10比值分別為 0.78、1.51 以及 0.71;BaP/(BaP+Chr)在 PM1

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PM2.5、PM10比值分別為 0.6、0.63、0.76;Ind/(ind+BghiP) 在 PM1、PM2.5、PM10 比值分別為 0.44、0.6 以及 0.41;BbF/BkF 在 PM1、PM2.5、PM10比值分別為 1.91、

4.62 以及 7,由此結果來推斷巴士站所產生的懸浮微粒,PM1以下較有可能是由柴 油引擎所產生。

巴士站及寺廟空氣微粒中總 PAHs 的 MMD 值,分別為 0.176µm 及 0.156 µm,

這跟兩地在質量濃度所得到的 MMD 的結果比較上相同,都是寺廟所產生的粒徑 比巴士站要來的小。另外觀察巴士站及寺廟空氣微粒中 16 種 PAHs 之 MMD 值,

我們發現 2 ring 跟 4 ring 以上的 PAHs 其 MMD 值在巴士站及寺廟皆小於 1 µm,3 ring 的 PAHs 則大多都大於 1 µm,代表 2 ring 跟 4 ring 以上的 PAHs 在 1 µm 以下 的粒徑有著較高的濃度值。另外我們將巴士站和寺廟空氣微粒中 16 種 PAHs 的 MMD 值結果來做比較,發現 2 ring 的 Nap 在巴士站有著較小的 MMD 值,這可能 跟巴士站空氣微粒中的 Nap 在粒徑 0.1 µm – 0.18 µm 相對其他較大的粒徑有著較高 的濃度值有關,3 ring 的 PAHs,其 MMD 值較為不規則,這跟 3 ring 的 PAHs 在本 次研究所得到的濃度值大多為 ND 有關,有些許的濃度值被分析出現在某粒徑時,

此粒徑的 PAHs 即佔有總 PAHs 中較高的百分比,4 ring 以上的 PAHs,其 MMD 值 在寺廟比在巴士站來的低,這跟總 PAHs 在兩地比較上的結果相同,都是以寺廟空 氣微粒中的 PAHs 存在於較小的粒徑之中。比較 16 種 PAHs 在兩地 MMD 值的大 小,寺廟的 Nap、Flu 及 Ant 有著較高的 MMD 值;巴士站的 Acy、Acp、Phe、Fl、

Pyr、B(a)A、Chry、B(b)F、B(k)F、B(a)P、Ind、DBA 及 B(ghi)P 有著較高的 MMD 值。

我們利用因素分析來辨別污染源,發現巴士站 PM1的第一主成分是由 4 - 6 ring 高分子量的 PAHs 所組成,這些 4 - 6 ring 的 PAHs 是典型高溫熱解或者非完全燃燒 下的產物,在過去研究指出,4 - 6 ring 的 PAHs 中的 Chr、BaA、Fl、Phe 與 Pyr 為柴油引擎中 PAHs 的特徵物[40, 41],由此可推斷,巴士站的第一主成分的來源 很可能為柴油引擎所貢獻,而第二主成分是由 3 ring 以下分子量較低的 PAHs 所組 成,由 Khalili 於 1990-1992 年在芝加哥,採集不同汙染源來做成分分析以及 Valavanidis在德國針對柴油跟汽油引擎所排放的 PAHs 所得到的結果來看,這些 分子量較低的 PAHs 很可能是由使用汽油的汽機車所產生[41, 42],另外我們發現,

PM1跟 PM1-2.5在第一主成分以及第二主成分上所組成的成分都很相似,因此推斷

在 PM1-2.5的第一及第二主成分的來源跟 PM1相同,是由柴油引擎以及汽機車所貢

獻。而 PM2.5-10的第一、第二主成分就跟 PM1-2.5跟 PM1組成有些許差異,但也發 現了柴油引擎以及汽機車污染源的特徵物,因此,同樣推斷為柴油引擎以及汽機 車所貢獻。雖然說巴士站的 PAHs 濃度,主要分布在 PM1以下,PM1-2.5及 PM2.5-10

的濃度值相對的非常低,但我們還是可以藉由此因素分析來說明,柴油引擎以及 汽機車引擎的燃燒行為,還是會影響到 PM1以上的 PAHs 濃度值。

寺廟在 PM1、PM1-2.5與 PM2.5-10的第一主成分也是由 4-6 ring 的 PAHs 所組成,

這跟以往針對不同種類的拜香所燃燒產生的 PAHs 主要為 Chr、BaP、Ind、BghiP、

Fl 以及 Pyr 的結果相似[43, 44],因此推斷寺廟在 PM1、PM1-2.5與 PM2.5-10的第一主 成分為拜香所貢獻。另外,PM1跟 PM1-2.5的第二主成分與巴士站相似,也是由 3 ring 以下的 PAHs 組成,加上寺廟周邊環境也跟巴士站相似,有交通污染源的產生,因 此推斷為汽機車所貢獻,PM2.5-10的第二主成分,沒有發現到任何特徵物,因此無 法斷定汙染源為何。

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表 4-3 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 PAHs 濃度 (ng/m3)之比較(Mean±SD)(n=10)

Size Bus station temple P-value

PM1(Σ16PAHs)*** 74.82±73.48 425.3±329.38 0.0008

PM1-2.5(Σ16PAHs) 10.35±6.46 25.01±31.46 0.2478

PM2.5-10(Σ16PAHs) 10.24±5.06 9.207±5.29 0.5399

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

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

Compound bus station temple

Acenaphthene 0.21±0.02 0.23±0.004 Acenaphthylene*** 0.26±0.03 0.99±0.31 Anthracene 0.45±0.18 0.85±0.40 Benzo(a) pyrene*** 6.64±2.37 50.73±9.7 Benzo(a)anthracene*** 2.18±1.00 43.28±15.41 Benzo(b)fluoranthene*** 10.4±3.67 53.76±10.32 Benzo(g,h,i) perylene** 13.22±5.80 47.49±8.42 Benzo(k)fluoranthene*** 5.43±2.37 35.42±7.90 Chrysene*** 4.27±1.86 65.62±20.05 Dibenzo(a,h)anthracene*** 1.10±0.44 7.30±1.28 Fluoranthene* 2.47±1.14 23.12±13.37 Fluorene 0.21±0.02 0.30±0.06 Indeno(1,2,3-cd) pyrene*** 10.4±4.43 51.87±9.24 Naphthalene 14.71±11.26 18.32±14.49 Phenanthrene 0.29±0.089 2.13±1.44

Pyrene* 2.53±1.16 23.86±13.99

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

表 4-5 艋舺龍山寺及國光巴士台北西站 PM1-2.5(individual PAH)濃度(ng/m3)之比較 (Mean±SD)(n=10)

Compound bus station temple

Acenaphthene 0.09±0.00 0.15±0.06 Acenaphthylene 0.09±0.00 0.16±0.05

Anthracene 0.11±0.02 1.02±0.57

Benzo(a) pyrene 1.07±0.23 1.60±0.43 Benzo(a)anthracene 0.18±0.07 0.65±0.43 Benzo(b)fluoranthene 2.44±0.65 2.90±0.98 Benzo(g,h,i) perylene 0.81±0.34 1.18±0.37 Benzo(k)fluoranthene 0.53±0.16 1.00±0.42

Chrysene 0.62±0.25 1.58±0.96

Dibenzo(a,h)anthracene 0.15±0.03 0.24±0.06 Fluoranthene 0.82±0.32 1.66±0.15

Fluorene 0.10±0.01 0.21±0.12

Indeno(1,2,3-cd) pyrene 1.23±0.33 1.78±0.42 Naphthalene 1.79±0.26 8.76±4.91 Phenanthrene 0.09±0.00 0.94±0.57

Pyrene 0.20±0.08 1.15±0.76

表 4-6 艋舺龍山寺及國光客運台北西站 PM2.5-10(individual PAH)濃度 (ng/m3)之比 較(Mean±SD)(n=10)

Compound bus station temple

Acenaphthene 0.36±0.23 0.13±0.00 Acenaphthylene 0.17±0.03 0.25±0.11

Anthracene 0.18±0.06 0.17±0.04

Benzo(a) pyrene 1.02±0.24 1.01±0.25 Benzo(a)anthracene 0.28±0.1 0.29±0.10 Benzo(b)fluoranthene 1.80±0.42 1.25±0.24 Benzo(g,h,i) perylene 1.10±0.61 0.32±0.07 Benzo(k)fluoranthene 0.25±0.06 0.35±0.09

Chrysene 0.31±0.10 0.33±0.15

Dibenzo(a,h)anthracene 0.18±0.03 0.18±0.03 Fluoranthene 0.50±0.29 0.65±0.46

Fluorene 0.12±0.01 0.13±0.00

Indeno(1,2,3-cd) pyrene 0.79±0.17 0.86±0.14

Naphthalene 2.11±0.16 2.51±0.22

Phenanthrene 0.62±0.48 0.16±0.03

Pyrene 0.41±0.26 0.58±0.38

表4-7世界各地不同污染源的PAHs濃度之比較(ng/m3 ) Locationyear p-PAHs particle size (a)Asia area Urban Seoul, Korea[45] 200066TSP(Σ15PAHs) Urban Kuala Lumpur, Malaysia[46] 1998-19996.3PM10(Σ17PAHs) Rural Yangsuri, Korea[45] 200096.6TSP(Σ15PAHs) Rural Yangpyoung, Korea[45] 2000195TSP(Σ15PAHs) Rural Kuala Lumpur, Malaysia[46] 20000.3PM10(Σ17PAHs) Residential Mumbai, India[47] 1996-199724.5PM10(Σ7PAHs) Inchon, Korea (Industrial city)[45] 2000255.5TSP(Σ15PAHs) Industrial Taichung, Taiwan[48] 2002-2003129.1TSP(Σ21PAHs) Temple, Tainan Taiwan[33] 2002490TSP (Σ21PAHs) Longshine Temple, Taipei Taiwan (this study) 2007-2008459.52PM10(Σ16PAHs) Bus station, Brazil[49] 200242.62TSP(Σ16PAHs) Bus station, Taipei Taiwan (this study) 2007-200894.27PM10(Σ16PAHs) (b) Europe and America Industrial Naples, Italy[30] 1996-199739.5TSP(Σ17PAHs) Residential Naples, Italy[30] 1996-199722.7TSP(Σ17PAHs) Rome, Italy [50] 1993-19986.88PM10(Σ7PAHs) Urban Baltimore, America[51] 19972.13TSP(Σ23PAHs) Traffic Naples, Italy[30] 1996-199754.8TSP(Σ17PAHs) Traffic tunnel in Gothenburg, Sweden[31] 2000152.6TSP(Σ29PAHs) Traffic Copenhagen, Denmark[32] 1992-199377.36TSP(Σ21PAHs) Park in Copenhagen, Denmark[32] 1992-199322TSP(Σ21PAHs)

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4-8 PAHs diagnostic ratios used as source indicator gnosis rationValue SourcesReferences /(ind+BghiP) 0.18Car[52-55] 0.37Diesel 0.56Coal 0.62Wood burning 0.35-0.7Diesel emissions /(BaP+Chr)0.5diesel [42, 56] 0.73Gasoline [57, 58] F/BkF >0.5Diesel <0.4Gasoline [30] /BghiP ~1Diesel

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