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懸浮微粒之 FESEM 分析圖

與汽柴油混合燃燒之結果,夜間分佈則多為汽柴油混合燃燒之結果;

臨海汙染源地區於 PM2.5與 TSP 特徵比值則多分佈於工業排放與汽柴 油混合燃燒之結果。除此之外,由臨海汙染源地區及內陸城市地區於 第二批次 TSP 的特徵比值比較圖中可發現兩者比值分佈趨勢極為相 近,說明出現空品不佳的情況時,兩個地區可能因傳輸影響而導致汙 染源因而傳輸擴散,是未來值得持續監測的現象。

3.5 懸浮微粒之 FESEM 分析圖

本計畫藉由場發射掃描式電子顯微鏡(Field-Emission Scanning Electron Microscope,FESEM)來觀察所收集懸浮微粒表面形態,利用 電子束之反射作用產生二次電子形成的二維圖像,探討懸浮微粒與 PAHs 吸附機制之可能性;圖 3-10 與圖 3-11 為臨海汙染源地區在低 濃度與高濃度 PM2.5以及 TSP 採樣濾紙之 FESEM 分析圖,而圖 3-12 與圖 3-13 為內陸少汙染地區低濃度與高濃度之 PM2.5以及 TSP 採樣 濾紙之 FESEM 分析圖,各圖中線狀條狀物質為石英濾紙之原始材質 ( SiOx )與結構,未採樣之空白濾紙經過能量散射光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)元素分析只有 Si 與 O 元素。PM2.5濾 紙經衝擊板後採集的顆粒粒徑範圍為 2.5 μm 以下,而 TSP 濾紙所採 集的顆粒粒徑範圍為 100 μm 以下,由各圖中可發現兩個地區的 PM2.5

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濾紙採集的顆粒粒徑不大於 2.5 μm,然 TSP 濾紙採集的顆粒粒徑卻 多小於 20 μm 以下,即使空品不佳的情形下也多小於 30 - 50 μm,推 論空氣中能被風承載傳輸的顆粒粒徑大小為 50 μm 粒徑以下。圖中皆 可觀察出高濃度的濾紙所採集的顆粒數較低濃度濾紙微粒為多且體 積較為大顆,顯示在高濃度的條件下會使得大氣中細小的微粒成為類 似晶種顆粒,經由水氣、溫度與碰撞條件會成核更大的顆粒懸浮於大 氣環境中,形成過程中可能因此吸附 PAHs 化合物。

臨海汙染源地區與內陸少汙染地區經採樣的 PM2.5濾紙顆粒(如 各圖中之十字標記)經 EDS 元素分析發現於低濃度時元素多為相近,

然臨海地區在高濃度時分析出的元素為 C、O、Si、S、Fe、Na、Mg 與 S,和內陸地區分析出的元素(C、O、Si、Al 與 Ca)不盡相同。

此外臨海地區採集的低濃度 TSP 濾紙顆粒經 EDS 元素分析有 C、O、

Si、Na、K、Mg、Al、Fe 與 Cl,而內陸地區採集的低濃度 TSP 濾紙 顆粒為 C、O、Si、Na、K、Mg、Al、S、Br 與 Cl;高濃度的 TSP 採 樣濾紙經分析後,臨海地區有 C、O、Si、Na、K、Mg、Al、S、Ca 與 Cl,而內陸地區為 C、O、Si、Na、K、Mg、Al、S、Ca 與 Fe 等 元素。

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圖 3-6 臨海汙染地區於採樣期間 PM2.5中 PAHs 日間與夜間之特徵比值分佈圖

圖 3-7 臨海汙染地區於採樣期間 TSP 中 PAHs 日間與夜間之特徵比值分佈圖

第一批次 第二批次 第三批次

第二批次 第三批次 第一批次

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圖 3-8 內陸少汙染地區於採樣期間 PM2.5中 PAHs 日間與夜間之特徵比值分佈圖

圖 3-9 內陸少汙染地區於採樣期間 TSP 中 PAHs 日間與夜間之特徵比值分佈圖

第一批次 第二批次 第三批次

第一批次 第二批次 第三批次

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圖 3-10 臨海汙染源地區(a)低濃度與(b)高濃度 PM2.5採樣濾紙之 FESEM 分析圖

圖 3-11 臨海汙染源地區(a)低濃度與(b)高濃度 TSP 採樣濾紙之 FESEM 分析圖

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圖 3-12 內陸少汙染地區(a)低濃度與(b)高濃度 PM2.5採樣濾紙之 FESEM 分析圖

圖 3-13 內陸少汙染地區(a)低濃度與(b)高濃度 TSP 採樣濾紙之 FESEM 分析圖

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3.6 PAHs 之氣固分佈與平衡

由 1.4 小節敘述之理論與經驗式,嘗試藉由 logKp - log PL

o模式來

判別與觀察 PAHs 濃度於氣相/固相(TSP)之間是否達到平衡,以 LogKp 對 Log PL

o 作圖迴歸可得到一線性關係,當 PAHs 濃度在氣相 與固相間之分佈達到平衡時,斜率理論值為–1,即 PAH 分子在固相 顆粒表面上達到吸附與脫附之間的平衡;此外,PAHs 容易與吸附於 微粒上並以氣固相共存於大氣環境下,當整個程序主要由有機物質吸 收所主導時,則以正辛醇-空氣分佈係數(Octanol-air partitioning coefficient,Koa)來取代過冷飽和蒸汽壓(PL

o)來進行計算,並判斷 在氣相與固相之濃度分佈是否達到平衡[27],即為研究上另一模式 logKp–logKoa 模式,作圖意義上大致與 logKp–logPL

o模式相同,當 PAHs 濃度在氣/固相間分佈達到平衡時,其斜率理論值為+1 [25-27],

以利判別平衡結果。

臨海汙染源地區各個批次的日間與夜間 logKp–logPLo 分佈圖如 圖 3-14 至圖 3-16 所示,第一批次與第三批次夜間斜率較日間大,顯 示高分子量的 PAHs 較多,低分子量的 PAHs 較少;而第三批次的斜 率最高,日間與夜間的斜率分別為-0.744 與-0.763,較為接近平衡狀 態。內陸少汙染地區各個批次的日間與夜間 logKp–logPLo 分佈圖如 圖 3-17 至圖 3-19 所示,第二批次日間斜率較夜間大,顯示日間時段