期末報告
期末報告
期末報告
期末報告(定稿
定稿
定稿)
定稿
100年度 「環境中奈米物質量測、特性分
析及即時毒性測試平台技術開發」研究案
委託單位
委託單位
委託單位
委託單位﹕
﹕
﹕
﹕行政院環保署環境檢驗所
行政院環保署環境檢驗所
行政院環保署環境檢驗所
行政院環保署環境檢驗所
執行單位
執行單位
執行單位
執行單位﹕
﹕
﹕
﹕國立交通大學
國立交通大學
國立交通大學環境工程所
國立交通大學
環境工程所
環境工程所
環境工程所
執行期間
執行期間
執行期間
執行期間﹕
﹕
﹕
﹕100 年
年
年
年 4 月至
月至
月至
月至 100 年
年
年
年 12 月
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行政院環保署環
行政院環保署環
行政院環保署環
行政院環保署環境檢驗所
境檢驗所
境檢驗所編印
境檢驗所
編印
編印
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中華民國
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中華民國 100 年
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年 12 月
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行政院環境保護署環境檢驗所
行政院環境保護署環境檢驗所
行政院環境保護署環境檢驗所
行政院環境保護署環境檢驗所
期末報告
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期末報告(定稿
定稿
定稿)
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100年度 「環境中奈米物質量測、特性分
析及即時毒性測試平台技術開發」研究案
執行計劃期間
執行計劃期間
執行計劃期間
執行計劃期間﹕
﹕
﹕100 年
﹕
年
年
年 4 月至
月至
月至 100 年
月至
年
年
年 12 月
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計畫執行單位
計畫執行單位
計畫執行單位
計畫執行單位﹕
﹕
﹕國立交通大學環境工程研究所
﹕
國立交通大學環境工程研究所
國立交通大學環境工程研究所
國立交通大學環境工程研究所
計畫主持人
計畫主持人
計畫主持人
計畫主持人﹕
﹕
﹕
﹕蔡春進教授
蔡春進教授
蔡春進教授
蔡春進教授
協同主持人
協同主持人
協同主持人
協同主持人﹕
﹕
﹕
﹕許世傑博士
許世傑博士
許世傑博士、
許世傑博士
、
、
、楊錫賢教授
楊錫賢教授
楊錫賢教授
楊錫賢教授
計畫參與人員
計畫參與人員
計畫參與人員
計畫參與人員: 劉俊男
劉俊男
劉俊男
劉俊男、
、
、
、洪毅弘
洪毅弘
洪毅弘、
洪毅弘
、
、吳栢森
、
吳栢森、
吳栢森
吳栢森
、
、
、何麟
何麟
何麟、
何麟
、黃譯樘
、
、
黃譯樘
黃譯樘、
黃譯樘
、
、
、
劉怡伶
劉怡伶
劉怡伶
劉怡伶、
、
、
、許香茹
許香茹
許香茹
許香茹、
、
、林盈
、
林盈
林盈禎
林盈
禎、
禎
禎
、
、
、張瑞喬
張瑞喬
張瑞喬
張瑞喬、
、李國瑞
、
、
李國瑞
李國瑞
李國瑞、
、
、
、
林思帆
林思帆
林思帆
林思帆、
、
、
、危涵
危涵
危涵
危涵、
、
、洪紹銘
、
洪紹銘
洪紹銘
洪紹銘。
。
。
。
行政院環保署環境檢驗所編印
行政院環保署環境檢驗所編印
行政院環保署環境檢驗所編印
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中華民國
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中華民國 100 年
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年 12 月
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行政院環境保護署環境檢驗所
行政院環境保護署環境檢驗所
行政院環境保護署環境檢驗所
行政院環境保護署環境檢驗所
丙、年 度 100 年度
計畫編號 EPA-100-1602-02-01
丁、研究性質 □基礎研究 □應用研究
技術發展
戊、研究領域 環境工程
己、計畫屬性 科技類
□非科技類
庚、全程期間 100 年 4 月～100 年 12 月
辛、本期期間 100 年 4 月～100 年 12 月
壬、本期經費 0 億ˍ4,800ˍ千元
資本支出
經常支出
土地建築
ˍˍˍˍˍ千
元
人事費
ˍ 1569ˍ千元
儀器設備
ˍˍˍˍˍ千
元
業務費ˍ 2626ˍ千元
其 他
ˍˍˍˍˍ千
元
差旅費ˍˍ125ˍ千元
其 他
ˍˍ480ˍ千元
癸、摘要關鍵詞（中英文各三則）
奈米微粒採樣及化學分析, nanoparticle sampling and analysis
奈米微粒質量平衡, mass closure of nanoparticles
奈米物質環境安全衛生, EHS of nanomaterials
參與計畫人力資料
參與計畫人力資料
參與計畫人力資料
參與計畫人力資料：
參與計畫 人員姓名 工作要項 或撰稿章節 現職與 簡要學經歷 參與時 間 (人月) 聯絡電話及 e-mail 帳號 蔡春進 工 作 事 項 之 規 劃、執行與進度掌 握及本報 告之整 合，本團隊之國際 合作事務 交大環工所教 授，明尼蘇達 大學機械博士 9 (03)5727835 cjtsai@mail.nctu.edu.tw 楊錫賢 協 助 微 粒 PAHs 分析，微粒 PAHs 固氣分離 採樣技 術 開 發 及 報 告 4.3.7 節撰寫 朝陽環管系教 授，成功大學 環工博士 9 (04)-2332-3000#4451 hhyang@cyut.edu.tw 許世傑 協助微粒 元素成 分分析，撰寫微粒 成 分 析 及 報 告 4.3.8 節撰寫 中研院環變中 心副研究員， 台大海洋博士 9 (02)26539885#530 schsu815@rcec.sinica.edu.tw 劉俊男 採樣工作 規劃及 報告第一 至五章 撰寫及整合 交大環工所博 士生 9 (03)5712121#55524 gym1986.ev97g@nctu.edu.tw化特性平台開發 士生 manson058@gmail.com 劉怡伶 協助微粒 秤重及採樣工作 交大環工所碩士生 9 (03)5712121#55524 yilingliou.ev98g@nctu.edu.tw 許香茹 協助奈米 微粒物化特性平台開發 交大環工所碩士生 9 (03)5712121#55524 srsheu.ev99g@nctu.edu.tw 林盈甄 協助微粒 化學分析工作 交大環工所碩士生 9 (03)5712121#55524 eva770117.ev99g@nctu.edu.tw 張瑞喬 協助微粒 化學分析工作 交大環工所碩士生 9 (03)5712121#55524 juichiao.ev00g@nctu.edu.tw 李國瑞 協助採樣工作 交大環工所碩士生 9 (03)5712121#55524 gray0988.ev00g@nctu.edu.tw 林思帆 協助採樣工作 交大環工所碩士生 9 (03)5712121#55524 sflin.ev00g@nctu.edu.tw 危涵 協助 PMF 分析 交大環工所碩士生 9 (03)5712121#55524 pcsh310512.ev00g@nctu.edu.tw 洪紹銘 協助奈米 微粒物化特性平台開發 交大環工所助理 9 (03)5712121#55524 Kevin901116.ev97g@nctu.edu.tw 何麟 協助 PAHs 採樣及分析技術研究 朝陽科大碩士生 9 (04)23323000#4520 s9525015@cyut.edu.tw 黃譯樘 協助採樣工作 中研院研究助理 9 (02)26539885#530 yitang@gate.sinica.edu.tw
二 、 英 文 計 畫 名 稱 ：
Devel opi n g measure ment, c ha ract eri zat ion and c ell ular tox icit y testi n g pl atform t ec hniuq es for envi ron me nt al n anomat eri als
三 、 計 畫 編 號 ： EPA-100 1602-02-01 四 、 執 行 單 位 ： 國 立 交 通 大 學 環 境 工 程 研 究 所 五 、 計 畫 主 持 人 (包 括 共 同 主 持 人 )： 蔡 春 進 ， 楊 錫 賢 ， 許 世 傑 六 、 執 行 開 始 時 間 ： 100/0 4/2 1 七 、 執 行 結 束 時 間 ： 100/1 2/3 1 八 、 使 用 語 文 ： 中 文 ， 英 文 九 、 報 告 電 子 檔 名 稱 ： EPA10016 020201.DOC 十 、 報 告 電 子 檔 格 式 ： WO R D 5.0 十 一 、 中 文 摘 要 關 鍵 詞 ： 奈 米 微 粒 採 樣 及 化 學 分 析，奈 米 微 粒 質 量 平 衡，奈 米 物 質 環 境 安 全 衛 生 ， 奈 米 微 粒 吸 入 毒 性 測 試 平 台 ， PAHs 固 氣 分 離 器 。 十 二 、 英 文 摘 要 關 鍵 詞 ：
nan opartic le s a mp ling an d anal ys is , mass clos ure of nanopa rti cl es, EH S of nano mat e rial s, n an otoxici t y, PA H s denu de r.
十 三 、 中 文 摘 要 本研究參考ISO 10801與ISO 10808的標準，建立一套奈米物質吸入毒性 試驗用的奈米微粒產生、監測、檢測及化學分析平台，產生的微粒分別為 銀與氧化鋅微粒。本研究使用PSL標準微粒與銀微粒分別對SMPS的粒徑與 數目濃度進行校正與比對，結果顯示SMPS可正確地量測微粒粒徑與數目濃 度，誤差皆在5 %內。進一步使用FMPS與SMPS進行粒徑分佈的量測比對， 發現團聚微粒會造成兩台儀器量測值的誤差，當微粒形貌越趨近於球型 時，量測值越接近。以氣膠微粒質量分析儀(APM)量測電移動度粒徑在 20-120 nm 的 銀 微 粒 有 效 密 度 的 結 果 發 現 ， 有 效 密 度 會 隨 著 燒 結 溫 度 (100-500 oC)提高而逐漸趨向銀塊材密度(10.53 g/cm3)，以20 nm及120 nm的 微粒為例，其有效密度分別由7.56上升至10.51 g/cm3及由0.98上升至1.89 g/cm3。 本研究已順利研發出噴嘴較MSP原廠MODUI平滑的NCTU大氣奈米微 粒採樣器。實驗室內的微粒收集效率曲線校正結果顯示，相較於MSP
MOUDI， NCTU 大 氣 奈 米 微 粒 採 樣 器 的 第 7 至 9 階 衝 擊 器 的 dpa50更接近
微粒質量分布相當接近。
本研究將新莊、中山及竹東三個空品測站的採樣結果和各個空氣品質 監測站(air quality monitoring stations, AQMS)的氣象及汙染物監測值做相互 的時序比對及分析，全部樣本也由本計畫合作單位中央研究院環境變遷中 心利用ICP-MS方法分析各個樣本的金屬成分。此外，本研究所採集的PM10
及PM2.5質量也和AQMS及中央大學(National Central University, NCU)PM2.5
計畫的結果進行比對，AQMS所測得的PM10及PM2.5濃度較本研究的採樣濃 度高出約40 %，而NCU PM2.5的結果則較本研究低了17 %。 本計畫已開發出空氣奈米微粒中PAHs的採樣系統，由環型擴散採樣管 (AD)、MOUDI及聚氨基甲酸酯泡棉(PUF)所串聯所組成。目前已完成AD對 氣相PAHs的收集效率和奈米微粒樣本中PAHs之正負向偏差及環形擴散管 內微粒損失之評估，以及AD-MOUDI-PUF的大氣PAHs採樣。結果顯示，若 使 用環 形擴散 採樣 管移 除氣 相 PAHs 時 ，會使 得 MOUDI的 PM0.1濾 紙上 Σ15PAHs濃度採樣結果較為正確, 但若未經環形擴散採樣管移除氣相PAHs 時會使得大量氣相PAHs進入濾紙後端的PUF, 造成正採樣誤差，如使用石英 濾紙採樣時PM0.1之Σ15PAHs約有50%之採樣誤差。 十 四 、 英 文 摘 要 ：
By referring to the ISO standard of 10801 and 10808, this study developed an analytics platform which enables the generation, monitoring, measurement and chemical analysis of nanoparticles intended to be used for inhalation toxicity test. Silver and Zinc oxide were used in this analytic platform. Before characterizing particles in platform, the standardized PSL and silver particle were used to calibrate and compare the particle size distribution and number concentration measured by the SMPS. Results show that the SMPS measures the particle size distribution and number concentrations accurately with a maximum deviation of 5 % to the nominal diameter of the PSL particle. The performance of FMPS was also evaluated by comparing its size distribution measurement of silver aggregate particles with validated SMPS. Results indicate that the difference between these two instruments is mainly influenced by the particle morphology, where the measurements were more correlated as the particle morphology more approach to sphere. The effective density of silver monodisperse particles ranging from 20 to 120 nm was measured by the APM. It was found the effective density increased with increasing sintering temperature and approached to the silver bulk density of 10.53 g/cm3 when the sintering temperature was raised to 500 oC. For example, the particle effective density of 20 and 120 nm was increased from 7.56 to 10.51 g/cm3 and 0.98 to 1.89 g/cm3, respectively,when the sintering temperature was raised from 100 to 500 oC.
A NCTU micro-orifice cascade impactor (MCI) whose nozzles are smoother than those of the MSP nozzle plates was developed. Calibration results
those of the MSP MOUDI. No clogging in the new nozzle plate was observed after high concentration particle loading. Field sampling results show that the mass distribution measured by the NCTU MCI is agreed well with those by the MSP MOUDI.
The sampling results conducted at Xinzhuang, Zhongshan and Zhudong air quality monitoring stations (AQMS) were analyzed with the real-time meteorological and pollution data obtained from AQMS. All the samples were also distributed to Dr. Shiu of Research Center of Environmental Changes to conduct the metal analysis by using the LA-ICP-MS or ICP-MS. The PM2.5 mass data of present study were compared with those of the PM2.5 sampling project conducted by the National Central University (NCU) and AQMS. Results show that both of the PM10 and PM2.5 concentrations measured by the AQMS are 40 % higher than those of the present study and the PM2.5 concentrations measured by the NCU are 17 % lower than the present study.
A PAH sampling system which composed of AD, MOUDI and PUF in series was developed. The collection efficiency of gaseous PAH, positive and negative artifacts and particle loss for the AD and the sampling performance of the AD-MOUDI-PUF were evaluated. Results show that more accurate results with Σ15PAHs concentration on PM0.1 filter in the MOUDI will obtained when the AD was used to remove gaseous PAHs. A large amount of gaseous PAHs will absorb by the PUF and further lead to the positive artifacts without the AD. For example, 50 % positive artifacts will be created while quartz fiber filter was employed.
目錄
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第一章 第一章第一章 第一章 前言及研究目的前言及研究目的前言及研究目的前言及研究目的 ... 1 1.1 緣起與背景說明緣起與背景說明緣起與背景說明緣起與背景說明 ... 1 1.2 ISO (國際標準組織國際標準組織國際標準組織國際標準組織) 及及及及 OECD(經濟合作與發展組織經濟合作與發展組織經濟合作與發展組織) ... 5經濟合作與發展組織 1.3 奈奈奈奈米物質的物理化學特性米物質的物理化學特性米物質的物理化學特性米物質的物理化學特性 ... 10 1.4 環境奈米微粒的研究環境奈米微粒的研究環境奈米微粒的研究環境奈米微粒的研究 ... 17 1.4.1 大氣微粒中的金屬元素來源與分析方法大氣微粒中的金屬元素來源與分析方法大氣微粒中的金屬元素來源與分析方法 ... 26大氣微粒中的金屬元素來源與分析方法 1.4.2 奈米微粒的採樣技術奈米微粒的採樣技術奈米微粒的採樣技術 ... 32奈米微粒的採樣技術 第二章 第二章第二章 第二章 計畫目標計畫目標計畫目標計畫目標、、、、內容及效益內容及效益內容及效益 ... 37內容及效益 2.1 計畫目標計畫目標計畫目標計畫目標... 37 2.2 持續開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析技術持續開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析技術持續開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析技術持續開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析技術 ... 37 2.3 其它應配合事項其它應配合事項其它應配合事項其它應配合事項 ... 38 2.4 預期效益預期效益預期效益預期效益... 38 第三章 第三章第三章 第三章 研究方法研究方法研究方法研究方法... 41 3.1 開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析工具開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析工具開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析工具開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析工具 ... 42 3.1.1 空氣中奈米微粒採樣方法開發空氣中奈米微粒採樣方法開發空氣中奈米微粒採樣方法開發 ... 42空氣中奈米微粒採樣方法開發 3.1.2 國內環境空氣中國內環境空氣中國內環境空氣中 PM 及奈米微粒之採樣分析國內環境空氣中 及奈米微粒之採樣分析及奈米微粒之採樣分析及奈米微粒之採樣分析 ... 47 3.1.3 空 氣 中 奈 米 微 粒 之 採 樣 及 雷 射 剝 離空 氣 中 奈 米 微 粒 之 採 樣 及 雷 射 剝 離空 氣 中 奈 米 微 粒 之 採 樣 及 雷 射 剝 離空 氣 中 奈 米 微 粒 之 採 樣 及 雷 射 剝 離 - 感 應 耦 合 電 漿 質 譜 儀感 應 耦 合 電 漿 質 譜 儀感 應 耦 合 電 漿 質 譜 儀感 應 耦 合 電 漿 質 譜 儀 （ （（ （LA-ICP-MS）））分析技術研究）分析技術研究分析技術研究分析技術研究 ... 54 3.1.4 空氣奈米微粒有機成分空氣奈米微粒有機成分空氣奈米微粒有機成分（空氣奈米微粒有機成分（（PAHs）（ ）））採樣及分析技術採樣及分析技術採樣及分析技術研究採樣及分析技術研究研究研究 ... 64 3.2 實驗室實驗室實驗室實驗室奈米微粒的產生及物理化學特性分析技術開發奈米微粒的產生及物理化學特性分析技術開發奈米微粒的產生及物理化學特性分析技術開發奈米微粒的產生及物理化學特性分析技術開發 ... 71 3.2.1 奈米微粒產生及監測檢測系統奈米微粒產生及監測檢測系統奈米微粒產生及監測檢測系統 ... 73奈米微粒產生及監測檢測系統 3.2.2 即時量測儀器之校正與比對即時量測儀器之校正與比對即時量測儀器之校正與比對即時量測儀器之校正與比對 ... 78 3.3 其它應配合事項其它應配合事項其它應配合事項其它應配合事項 ... 82 第四章 第四章第四章 第四章 結果結果結果結果與討論與討論與討論與討論 ... 83 4.1 即時量測儀器即時量測儀器即時量測儀器即時量測儀器的校正與比對的校正與比對的校正與比對的校正與比對 ... 83 4.1.1 掃描式電移動度粒徑分析儀掃描式電移動度粒徑分析儀掃描式電移動度粒徑分析儀(SMPS)粒徑量測的正確性掃描式電移動度粒徑分析儀 粒徑量測的正確性粒徑量測的正確性粒徑量測的正確性 ... 83 4.1.2 核凝微粒計數器的微粒粒徑偵測效率數目濃度校正核凝微粒計數器的微粒粒徑偵測效率數目濃度校正核凝微粒計數器的微粒粒徑偵測效率數目濃度校正 ... 86核凝微粒計數器的微粒粒徑偵測效率數目濃度校正 4.1.3 FMPS 與與與與 SMPS 之量測數據比對之量測數據比對之量測數據比對之量測數據比對 ... 90 4.1.4 氣膠微粒質量分析儀氣膠微粒質量分析儀氣膠微粒質量分析儀(APM)量測微粒質量之正確性氣膠微粒質量分析儀 量測微粒質量之正確性量測微粒質量之正確性量測微粒質量之正確性 ... 92 4.2 奈米微粒產生及監測檢測系統奈米微粒產生及監測檢測系統奈米微粒產生及監測檢測系統奈米微粒產生及監測檢測系統 ... 934.2.1 以蒸發以蒸發以蒸發/核凝法產生奈米氧化鋅與奈米銀微粒以蒸發核凝法產生奈米氧化鋅與奈米銀微粒核凝法產生奈米氧化鋅與奈米銀微粒核凝法產生奈米氧化鋅與奈米銀微粒 ... 93 4.2.2 燒結對團聚銀微粒影響之探討燒結對團聚銀微粒影響之探討燒結對團聚銀微粒影響之探討 ... 98燒結對團聚銀微粒影響之探討 4.2.3 以噴霧法產生奈米以噴霧法產生奈米以噴霧法產生奈米銀微粒以噴霧法產生奈米銀微粒銀微粒銀微粒 ... 102 4.3 開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析工具開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析工具開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析工具開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描述分析工具 ... 110 4.3.1 空氣中奈米微粒採樣方法開發空氣中奈米微粒採樣方法開發空氣中奈米微粒採樣方法開發空氣中奈米微粒採樣方法開發 ... 110 4.3.2 各採樣點的微粒質量及數目濃度分佈各採樣點的微粒質量及數目濃度分佈各採樣點的微粒質量及數目濃度分佈 ... 117各採樣點的微粒質量及數目濃度分佈 4.3.3 不同採樣儀器與測站採集的不同採樣儀器與測站採集的不同採樣儀器與測站採集的不同採樣儀器與測站採集的 PM 濃度比較濃度比較濃度比較 ... 132濃度比較 4.3.4 微粒化學組成及水溶性離子分析微粒化學組成及水溶性離子分析微粒化學組成及水溶性離子分析微粒化學組成及水溶性離子分析 ... 135 4.3.5 微粒中的金屬元素微粒中的金屬元素微粒中的金屬元素 ... 145微粒中的金屬元素 4.3.6 測站測站測站 PM測站 0.1及及及及 PM2.5來源推估來源推估(PMF) ... 147來源推估來源推估 4.3.7 空氣奈米微粒有機成分空氣奈米微粒有機成分空氣奈米微粒有機成分空氣奈米微粒有機成分（（（PAHs）（ ））採樣及分析技術研究）採樣及分析技術研究採樣及分析技術研究採樣及分析技術研究 ... 151 4.3.8 LA-ICP-MS 之分析技術開發之分析技術開發之分析技術開發之分析技術開發 ... 161 第五章 第五章第五章 第五章 結論與建議結論與建議結論與建議結論與建議 ... 175 5.1 結論結論結論結論... 175 5.2 建議建議建議建議... 177 5.3 本研究各年度重點工作及主要研究成果本研究各年度重點工作及主要研究成果本研究各年度重點工作及主要研究成果本研究各年度重點工作及主要研究成果 ... 177 參考文獻 參考文獻參考文獻 參考文獻... 183 附錄 附錄附錄 附錄... 197 附錄一 附錄一附錄一 附錄一 評選審查委員意見回覆評選審查委員意見回覆評選審查委員意見回覆評選審查委員意見回覆 ... 197 附錄二 附錄二附錄二 附錄二 期中審查意見回覆期中審查意見回覆期中審查意見回覆期中審查意見回覆 ... 202 附錄三 附錄三附錄三 附錄三 期末審查意見回覆期末審查意見回覆期末審查意見回覆期末審查意見回覆 ... 210 附錄四 附錄四附錄四 附錄四 測站採樣質量濃度與數目濃度及粒徑分佈結果測站採樣質量濃度與數目濃度及粒徑分佈結果測站採樣質量濃度與數目濃度及粒徑分佈結果測站採樣質量濃度與數目濃度及粒徑分佈結果 ... 220 附錄 附錄附錄 附錄五五五 微量元素分析結果五 微量元素分析結果微量元素分析結果微量元素分析結果 ... 246 附錄六 附錄六附錄六 附錄六 新莊新莊新莊新莊、、、、中山與竹東測站各次採樣的微粒化學組成中山與竹東測站各次採樣的微粒化學組成中山與竹東測站各次採樣的微粒化學組成 ... 338中山與竹東測站各次採樣的微粒化學組成 附錄七 附錄七附錄七 附錄七 各次採樣秤重記錄各次採樣秤重記錄各次採樣秤重記錄各次採樣秤重記錄 ... 347 附錄八 附錄八附錄八 附錄八 QA/QC 規劃書及執行結果規劃書及執行結果規劃書及執行結果規劃書及執行結果 ... 375 附錄九 附錄九附錄九 附錄九 LA-ICP-MS 分析大氣氣膠樣本標準操作程序分析大氣氣膠樣本標準操作程序分析大氣氣膠樣本標準操作程序 ... 432分析大氣氣膠樣本標準操作程序 附錄十 附錄十附錄十 附錄十 環形擴散採樣管塗敷環形擴散採樣管塗敷環形擴散採樣管塗敷環形擴散採樣管塗敷 XAD-4 樹脂標準操作程序樹脂標準操作程序樹脂標準操作程序樹脂標準操作程序 ... 437 附錄十一 附錄十一附錄十一 附錄十一 100 年度科技計畫成果效益自評表年度科技計畫成果效益自評表年度科技計畫成果效益自評表年度科技計畫成果效益自評表 ... 443
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圖 圖圖 圖 1.1 生物吸入毒性試驗及微粒特性分析試驗之實驗系統圖生物吸入毒性試驗及微粒特性分析試驗之實驗系統圖生物吸入毒性試驗及微粒特性分析試驗之實驗系統圖生物吸入毒性試驗及微粒特性分析試驗之實驗系統圖(Ji et al., 2007)。。。。 ... 14 圖 圖圖 圖 1.2 使用參考使用參考使用參考使用參考 FCAE 進行校正之實驗設置圖進行校正之實驗設置圖進行校正之實驗設置圖進行校正之實驗設置圖 (ISO/CD 27891)。。。。 ... 16 圖 圖圖 圖 1.3 使用參考使用參考使用參考使用參考 CPC 進行校正之實驗設置圖進行校正之實驗設置圖進行校正之實驗設置圖進行校正之實驗設置圖 (ISO/CD 27891)。。。。 ... 17 圖 圖圖 圖 1.4 在不同在不同在不同 RH 下在不同 下下 M2(無塗油鋁箔下 無塗油鋁箔無塗油鋁箔無塗油鋁箔)及及 M3(無塗油鐵氟龍及及 無塗油鐵氟龍無塗油鐵氟龍無塗油鐵氟龍)所測所測所測所測 PM 質量濃度比上質量濃度比上質量濃度比上質量濃度比上 M1(塗油鋁箔塗油鋁箔塗油鋁箔)所測的塗油鋁箔所測的所測的值所測的值值值。。。 ... 35。 圖 圖圖 圖 3.1 本計畫工作本計畫工作本計畫工作本計畫工作流流流程圖流程圖程圖程圖。。。。 ... 41 圖 圖圖 圖 3.2 相相相相對對對對濕濕濕濕度對度對 MOUDI 中微粒度對度對 中微粒中微粒彈跳中微粒彈跳彈跳的影響實驗系統彈跳的影響實驗系統的影響實驗系統的影響實驗系統。。。。 ... 43 圖 圖圖 圖 3.3 MSP MOUDI(左左左左)及本研究及本研究及本研究及本研究(右右)所開發的採樣器第九右右所開發的採樣器第九所開發的採樣器第九階所開發的採樣器第九階階噴階噴嘴示噴噴嘴示嘴示意圖及嘴示意圖及意圖及意圖及顯顯顯顯微微微微鏡拍鏡拍鏡拍鏡拍 攝 攝攝 攝圖圖圖圖。。。 ... 44。 圖 圖圖 圖 3.4 本研究自行本研究自行本研究自行製造本研究自行製造製造第七製造第七~十第七第七 十十階十階階噴階噴嘴顯噴噴嘴顯嘴顯微嘴顯微微鏡拍攝微鏡拍攝鏡拍攝鏡拍攝圖圖圖。圖。。。 ... 44 圖 圖圖 圖 3.5 MCI 及及及 MOUDI 校正實驗之系統配置圖及 校正實驗之系統配置圖校正實驗之系統配置圖校正實驗之系統配置圖。。。。 ... 46 圖 圖圖 圖 3.6 微粒微粒微粒微粒阻塞阻塞阻塞實驗系統圖阻塞實驗系統圖實驗系統圖 ... 47實驗系統圖 圖 圖圖 圖 3.7 環境空氣中奈米微粒採樣計畫執行之組織及環境空氣中奈米微粒採樣計畫執行之組織及環境空氣中奈米微粒採樣計畫執行之組織及環境空氣中奈米微粒採樣計畫執行之組織及職責職責職責 ... 48職責 圖 圖圖 圖 3.8 環境空氣中奈米微粒採樣計畫工作環境空氣中奈米微粒採樣計畫工作環境空氣中奈米微粒採樣計畫工作環境空氣中奈米微粒採樣計畫工作流流流流程圖程圖程圖程圖 ... 49 圖 圖圖 圖 3.9 採樣採樣採樣採樣現場現場現場儀器現場儀器儀器示儀器示示意圖示意圖意圖意圖 ... 50 圖 圖圖圖 3.10 LA-ICP-MS 組組組組裝構造示裝構造示裝構造示裝構造示意圖意圖意圖意圖（（（（Günther and Hattendorf, 2005）））） ... 55 圖 圖圖 圖 3.11 四四四極柱四極柱極柱 ICP-MS 的組成極柱 的組成的組成。的組成。。。（http://www.perkinelmer.com/）（（（ ）））。。 ... 57。。 圖 圖圖 圖 3.12 LA-ICP-MS 配置圖配置圖配置圖，配置圖，，，右後右後右後方右後方為方方為為為雷射剝雷射剝雷射剝雷射剝蝕蝕系統蝕蝕系統系統系統、、、、前方前方為前方前方為為質譜儀為質譜儀質譜儀質譜儀。。。。 ... 58 圖 圖圖 圖 3.13 奈米微粒奈米微粒奈米微粒奈米微粒 PAHs 採樣系統配置圖採樣系統配置圖採樣系統配置圖採樣系統配置圖。。。。 ... 65 圖 圖圖 圖 3.14 擴散管內擴散管內磨砂玻璃擴散管內擴散管內磨砂玻璃磨砂玻璃磨砂玻璃管管管管壁壁(左壁壁左左左)與與與 XAD-4 塗敷與 塗敷於磨砂玻璃塗敷塗敷於磨砂玻璃於磨砂玻璃管於磨砂玻璃管管管壁壁壁內壁內(右內內右右)。右。。。 ... 66 圖 圖圖 圖 3.15 奈米微粒產生及監測檢測系統之實驗奈米微粒產生及監測檢測系統之實驗奈米微粒產生及監測檢測系統之實驗奈米微粒產生及監測檢測系統之實驗流流流程流程程程。。。 ... 72。 圖 圖圖 圖 3.16 吸入毒性試驗用的奈米微粒產生及監測檢測系統吸入毒性試驗用的奈米微粒產生及監測檢測系統吸入毒性試驗用的奈米微粒產生及監測檢測系統吸入毒性試驗用的奈米微粒產生及監測檢測系統。。。 ... 73。 圖 圖圖 圖 3.17 當當管式高當當管式高管式高溫爐管式高溫爐溫爐溫爐設設設設定溫定溫度定溫定溫度度度為為為 600為 oC 時時，時時，，高，高高溫爐高溫爐溫爐溫爐的的的的溫溫度溫溫度度度曲線曲線曲線曲線。。。。 ... 74 圖 圖圖 圖 3.18 核凝核凝核凝核凝稀釋稀釋稀釋稀釋系統之設計圖系統之設計圖(上系統之設計圖系統之設計圖上上上)與與與冷卻與冷卻管之冷卻冷卻管之管之示管之示示示意圖意圖意圖意圖(下下下下)。。。。 ... 74 圖 圖圖 圖 3.19 濾紙濾紙濾紙採樣器濾紙採樣器採樣器採樣器(圖中圖中圖中虛線為圖中虛線為微粒虛線為虛線為微粒微粒微粒軌跡軌跡軌跡)。軌跡。。。 ... 75 圖 圖圖 圖 3.20 個人個人個人個人奈米微粒採樣器奈米微粒採樣器奈米微粒採樣器奈米微粒採樣器示示示示意圖意圖意圖。意圖。。 ... 76。 圖 圖圖 圖 3.21 加裝加裝加裝電加裝電電場電場場場之之之之 PNS。。。 ... 77。 圖 圖圖 圖 3.22 粒徑量測比對之實驗系統粒徑量測比對之實驗系統粒徑量測比對之實驗系統粒徑量測比對之實驗系統配置圖配置圖配置圖配置圖。。。 ... 78。 圖 圖圖
圖 3.23 結合結合結合靜結合靜靜靜電電電電篩篩選技術篩篩選技術選技術(EC, electrostatic classification)與氣膠選技術 與氣膠與氣膠與氣膠靜靜靜靜電器電器電器電器(Aerosol
electrometer, TSI 3068)的奈米微粒濃度校正實驗系統圖的奈米微粒濃度校正實驗系統圖的奈米微粒濃度校正實驗系統圖。的奈米微粒濃度校正實驗系統圖。。。 ... 79 圖
圖圖
圖 圖圖 圖 3.25 DMA-APM 系統實系統實系統實驗設系統實驗設驗設驗設製製製製圖圖圖圖。。。。 ... 81 圖 圖圖 圖 4.1 以以以 DMA 篩以 篩篩篩選選選出選出不同的出出不同的不同的單不同的單單單徑徑徑 PSL 微粒徑 微粒後微粒微粒後後，後，，，使用使用使用使用 SMPS 量測量測單量測量測單單單徑徑徑 PSL 微粒的徑 微粒的微粒的微粒的 粒徑分佈 粒徑分佈粒徑分佈 粒徑分佈。。。 ... 84。 圖 圖圖
圖 4.2 DMA 篩篩選篩篩選選選出出電移動度出出電移動度電移動度電移動度直直直直徑徑為徑徑為為為(A) 20、、、(B) 40、、 、、(C) 64 (D) 82 與、 與與(E) 102 nm 的與 的的的
PSL 微粒微粒微粒微粒後後後後，，，以，以以以 E-PNS 採集採集採集採集後後，後後，，使用，使用使用使用 SEM 觀察觀察微粒的大觀察觀察微粒的大微粒的大微粒的大小小小小。。。 ... 86。 圖 圖圖 圖 4.3 使用蒸發使用蒸發使用蒸發使用蒸發/核凝法產生的銀核凝法產生的銀核凝法產生的銀微粒核凝法產生的銀微粒微粒微粒，，以，，以以 SMPS 量測其粒徑分佈以 量測其粒徑分佈量測其粒徑分佈。量測其粒徑分佈。。 ... 87。 圖 圖圖
圖 4.4 使用特使用特使用特定使用特定定定粒徑的銀微粒量測粒徑的銀微粒量測粒徑的銀微粒量測 UWCPC 之偵測效率粒徑的銀微粒量測 之偵測效率曲線之偵測效率之偵測效率曲線曲線，曲線，，並，並並並與與與 Mordas et al. 與
(2008)比較的結果比較的結果比較的結果比較的結果。。。 ... 88。 圖 圖圖 圖 4.5 使用使用使用 SMPS 量測以蒸發使用 量測以蒸發量測以蒸發/核凝法產生的銀微粒粒徑分佈量測以蒸發核凝法產生的銀微粒粒徑分佈核凝法產生的銀微粒粒徑分佈核凝法產生的銀微粒粒徑分佈，，，，及使用 DMA 篩及使用及使用及使用 篩篩篩選選選選出出出出 60 nm 的銀微粒的銀微粒的銀微粒並的銀微粒並並並以以 SMPS 量測其分以以 量測其分量測其分布量測其分布布布。。。。 ... 89 圖 圖圖 圖 4.6 DMA 篩篩篩篩選選選 60 nm 的銀微粒選 的銀微粒的銀微粒的銀微粒後後，後後，，，CPC 與與與與 AE 量測的數目濃度量測的數目濃度量測的數目濃度。量測的數目濃度。。。... 90 圖 圖圖 圖 4.7 使用使用使用 FMPS 與使用 與與 SMPS 量測高與 量測高溫爐量測高量測高溫爐溫爐設溫爐設設定設定不同定定不同不同溫不同溫溫度溫度(1000、度度 、、1100 與、 與與 1200 與 o C)時時時時，，，， 兩 兩兩 兩台量測儀器量測的台量測儀器量測的台量測儀器量測的台量測儀器量測的多多多多徑銀微粒粒徑分佈徑銀微粒粒徑分佈徑銀微粒粒徑分佈徑銀微粒粒徑分佈。。。。 ... 91 圖 圖圖 圖 4.8 銀微粒銀微粒銀微粒未銀微粒未未未經經過經經過過過燒結與燒結燒結與燒結燒結與燒結後燒結與燒結後，後後，，，使用使用使用使用 SMPS 與與與與 FMPS 量測其粒徑分佈量測其粒徑分佈量測其粒徑分佈。量測其粒徑分佈。。 ... 91。 圖 圖圖 圖 4.9 APM 系統系統系統系統反反反反應圖譜應圖譜應圖譜應圖譜：：(a) 40 nm；：： ；；；(b) 64 nm；；；；(c) 82 nm；；；；(d) 100 nm。。。。 ... 93 圖 圖圖 圖 4.10 高高高溫爐高溫爐溫爐設溫爐設設設定溫定溫度定溫定溫度度度為為為為 500o
C，，冷卻，，冷卻冷卻冷卻氣氣氣氣體流體流體流量體流量流量量流流流量量量為量為為為(A) 5 L/min、、、、(B) 7.5 L/min 與 與與 與(C) 10 L/min，，，攜帶，攜帶攜帶氣攜帶氣體氣氣體體體分分分別為分別為別為別為 1.5、、2、、、 、、、2.5 L/min 時時時時，，，核凝，核凝稀釋核凝核凝稀釋稀釋稀釋系統的系統的系統的系統的溫溫溫溫 度 度度 度曲線曲線曲線曲線。。。。 ... 95 圖 圖圖
圖 4.11 高高溫爐高高溫爐溫爐設溫爐設設定溫設定溫度定溫定溫度度為度為為 500為 oC，，，冷卻，冷卻氣冷卻冷卻氣氣氣體流體流體流量體流量量流量流量流流量量為量為為為(A) 5 L/min、、、(B) 7.5 L/min、 與 與與 與(C) 10 L/min，，，，攜帶攜帶攜帶攜帶氣氣氣體氣體體體分分分別為分別為 1.5、別為別為 、、、2、、、、2.5 L/min 時時，時時，，，以以以 SMPS 量測奈米以 量測奈米量測奈米量測奈米 氧化鋅微粒的粒徑分佈 氧化鋅微粒的粒徑分佈氧化鋅微粒的粒徑分佈 氧化鋅微粒的粒徑分佈。。。 ... 96。 圖 圖圖 圖 4.12 高高溫爐溫高高溫爐溫溫爐溫溫爐溫度與度與度與冷卻度與冷卻冷卻氣冷卻氣體流氣氣體流體流體流量分量分量分量分別為別為別為別為 1000o C 與與與與 5 L/min，，，，不同的不同的攜帶不同的不同的攜帶攜帶氣攜帶氣氣氣體流體流體流體流 量下產生的奈米銀微粒分 量下產生的奈米銀微粒分量下產生的奈米銀微粒分 量下產生的奈米銀微粒分布布布布。。。。 ... 97 圖 圖圖 圖 4.13 高高高高溫爐溫溫爐溫溫爐溫溫爐溫度度度為度為為為 1000o C，，，，使用不同使用不同使用不同流使用不同流流量的流量的量的量的攜帶攜帶攜帶攜帶氣氣體氣氣體體體與與與冷卻與冷卻氣冷卻冷卻氣氣氣體體體下產生的奈米體下產生的奈米下產生的奈米下產生的奈米 銀微粒分 銀微粒分銀微粒分 銀微粒分布布布。布。。。 ... 97 圖 圖圖 圖 4.14 當當當當高高高溫爐高溫爐溫爐溫爐設設定溫設設定溫定溫度定溫度度度為為為為 1100o C，，冷卻，，冷卻冷卻冷卻氣氣氣氣體體及體體及及及攜帶攜帶攜帶氣攜帶氣體氣氣體體分體分分別為分別為別為別為 0 及及 2 L/min 時及及 時時時，，，， 未 未未 未經經經經過過過燒結的銀微粒之數目分佈過燒結的銀微粒之數目分佈燒結的銀微粒之數目分佈燒結的銀微粒之數目分佈(左左)及質量分佈左左及質量分佈及質量分佈及質量分佈(右右右右)。。。。 ... 98 圖 圖圖 圖 4.15 不同燒結不同燒結不同燒結不同燒結溫溫溫溫度下奈米銀微粒粒徑分佈的度下奈米銀微粒粒徑分佈的變度下奈米銀微粒粒徑分佈的度下奈米銀微粒粒徑分佈的變變變化化化。化。。。 ... 99 圖 圖圖 圖 4.16 銀微粒的銀微粒的銀微粒的 NMD 與銀微粒的 與與與 σg於於於於不同燒結不同燒結溫不同燒結不同燒結溫溫度下的溫度下的度下的度下的變變化變變化化化。。。 ... 99。 圖 圖圖 圖 4.17 銀微粒經不同銀微粒經不同銀微粒經不同溫銀微粒經不同溫溫溫度燒結度燒結度燒結度燒結後後之質量分後後之質量分之質量分之質量分布布布布。。。 ... 100。 圖 圖圖 圖 4.18 未未未經燒結及經不同燒結未經燒結及經不同燒結經燒結及經不同燒結溫經燒結及經不同燒結溫溫度溫度後度度後後，後，，，dm為 20 至為為為 至至至 100 nm 的銀微粒有效的銀微粒有效的銀微粒有效的銀微粒有效密密度密密度度度變變變化變化化化 的 的的 的情情情情形形形。形。。。 ... 102 圖 圖圖 圖 4.19 比較以霧化器產生的奈米銀微粒比較以霧化器產生的奈米銀微粒比較以霧化器產生的奈米銀微粒比較以霧化器產生的奈米銀微粒，，，在，在在在加裝加裝加裝 Marple 個人多階衝擊加裝 個人多階衝擊器前個人多階衝擊個人多階衝擊器前器前器前後後後，後，，，經經經經 過 過過 過不同燒結不同燒結不同燒結溫不同燒結溫溫溫度度度度(100、、、150、、 、200、、、 、、250、、 、、300 與、 與與與 400o C)後後後，後，，，粒徑分佈之粒徑分佈之變粒徑分佈之粒徑分佈之變變化變化化。化。。。 ... 103
圖 圖圖 圖 4.20 銀微粒經不同銀微粒經不同銀微粒經不同加溫溫銀微粒經不同加溫溫加溫溫度加溫溫度度度(100、、、、150、、、200、、 、250、、、 、、300 與、 與與與 400oC)後後後後，，，微粒質量，微粒質量微粒質量微粒質量 濃度分 濃度分濃度分 濃度分布布布布的的的變的變變變化化化化。。。。 ... 104 圖 圖圖 圖 4.21 以以以 SMPS 量測銀微粒經以 量測銀微粒經量測銀微粒經量測銀微粒經過過過燒結過燒結溫燒結燒結溫溫溫度度度 500度 o C 後後後後的粒徑分佈的粒徑分佈的粒徑分佈的粒徑分佈。。。 ... 105。 圖 圖圖 圖 4.22 未未未經燒結及經不同燒結未經燒結及經不同燒結經燒結及經不同燒結溫經燒結及經不同燒結溫溫度溫度後度度後後，後，，dm 為， 為 20 至為為 至至 100 nm 的銀微粒有效至 的銀微粒有效的銀微粒有效的銀微粒有效密密度密密度度度變變變化變化化化 的 的的 的情情情情形形形。形。。。 ... 105 圖 圖圖 圖 4.23 使用使用使用 SEM 觀察使用 觀察觀察觀察(A)銀膠銀膠銀膠銀膠原液原液原液(1000 µg/mL)與原液 與(B)稀釋與與 稀釋稀釋銀膠稀釋銀膠銀膠銀膠溶溶液溶溶液液(30 µg/mL)的液 的的的 微粒形 微粒形微粒形 微粒形貌貌貌貌。。。 ... 107。 圖 圖圖 圖 4.24 微粒經微粒經微粒經微粒經 100o
C 燒結燒結燒結後燒結後後後，，，MOUDI 第， 第第 7 階收第 階收集的銀微粒以階收階收集的銀微粒以集的銀微粒以 TEM 影集的銀微粒以 影影影像像像像及及及 EDX及 的分析結果 的分析結果的分析結果 的分析結果。。。。 ... 107 圖 圖圖 圖 4.25 微粒經微粒經微粒經微粒經 100o C 燒結燒結燒結燒結後後後後，，MOUDI 第，， 第第第 8 階階階階[(A)與與(B)]與與與 與與 9 階與 階階階[(C)與與與(D)]收與 收收收集的銀集的銀集的銀集的銀 微粒以 微粒以微粒以 微粒以 TEM 影影影像影像像像的分析結果的分析結果的分析結果。的分析結果。。 ... 108。 圖 圖圖
圖 4.26 微粒經微粒經微粒經微粒經 500oC 燒結燒結燒結燒結後後後後，，，，MOUDI 第第 7 階收第第 階收階收集的銀微粒以階收集的銀微粒以集的銀微粒以 TEM 影集的銀微粒以 影影影像像像像及及及及 EDX 的分析結果 的分析結果的分析結果 的分析結果。。。。 ... 109 圖 圖圖 圖 4.27 微粒經微粒經微粒經微粒經 500oC 燒結燒結燒結燒結後後後後，，，，MOUDI 第第 9 階收第第 階收階收階收集的銀微粒以集的銀微粒以集的銀微粒以集的銀微粒以 TEM 影影影影像像像的分析結像的分析結的分析結的分析結 果 果果 果。。。。 ... 109 圖 圖圖 圖 4.28 以以以 SEM 觀察以 觀察觀察觀察使用使用使用 E-PNS 採集的使用 採集的 40 與採集的採集的 與與 60 nm 銀微粒與 銀微粒銀微粒銀微粒。。。。 ... 110 圖 圖圖 圖 4.29 MSP 原廠原廠原廠(左原廠左左左)MOUDI 與本研究研發之與本研究研發之 NCTU(右與本研究研發之與本研究研發之 右右右)大氣奈米微粒採樣器大氣奈米微粒採樣器大氣奈米微粒採樣器外觀大氣奈米微粒採樣器外觀外觀外觀 及噴 及噴及噴 及噴嘴照片嘴照片嘴照片。嘴照片。。。 ... 111 圖 圖圖
圖 4.30 期中期中期中期中報告報告報告報告前前前前 MSP MOUDI 與與 NCTU MCI 現場與與 現場現場比對的粒徑分佈結果現場比對的粒徑分佈結果比對的粒徑分佈結果。比對的粒徑分佈結果。。。 ... 112 圖 圖圖 圖 4.31 NCTU 及及及 MSP MOUDI 第及 第第 7 至第 至至 9 階衝擊至 階衝擊階衝擊階衝擊器的微粒器的微粒收器的微粒器的微粒收收集效率收集效率集效率集效率曲線曲線曲線。曲線。。 ... 113。 圖 圖圖 圖 4.32 實 驗 室 校 正實 驗 室 校 正實 驗 室 校 正實 驗 室 校 正 後後後後 MSP 與與與 NCTU MCI 現 場與 現 場現 場現 場比 對 結 果 圖 ，比 對 結 果 圖比 對 結 果 圖比 對 結 果 圖，，，採 樣採 樣採 樣採 樣 日日日日期期期期 (a)2011/11/10~11/11 中山中山中山中山，，，(b)2011/11/11~11/12 中山， 中山中山中山，，，，(c)2011/11/18~11/19 竹竹竹竹 東 東東 東，，，，(d)2011/11/20~11/21 竹東竹東竹東竹東 。。。。 ... 114 圖 圖圖 圖 4.33 奈米微粒在奈米微粒在奈米微粒在 NCTU 及奈米微粒在 及及及 MSP MOUDI 第第第 9 階衝擊第 階衝擊器之前的微粒階衝擊階衝擊器之前的微粒器之前的微粒器之前的微粒損失損失損失損失。。。。 .... 115 圖 圖圖 圖 4.34 奈米微粒在奈米微粒在奈米微粒在奈米微粒在 NCTU 及及及及 MSP MOUDI 中第中第中第中第 7 及及及及 8 階衝擊階衝擊器內階衝擊階衝擊器內器內個別器內個別個別個別微粒微粒損失微粒微粒損失損失損失的的的的 計 計計 計算算算算結果結果結果。結果。。 ... 116。 圖 圖圖
圖 4.35 MSP MOUDI 與與與 NCTU MCI 第與 第第第 9 階衝擊階衝擊階衝擊階衝擊氣氣氣壓差氣壓差時序壓差壓差時序時序時序變變變化圖變化圖化圖化圖。。。。 ... 117 圖 圖圖 圖 4.36 MSP MOUDI 受到受到受到微粒受到微粒微粒阻塞微粒阻塞的噴阻塞阻塞的噴的噴的噴嘴嘴嘴嘴。。。 ... 117。 圖 圖圖 圖 4.37 新莊測站採樣點新莊測站採樣點新莊測站採樣點新莊測站採樣點位位位位置及置及周圍地置及置及周圍地周圍地理環境周圍地理環境理環境理環境。。。 ... 118。 圖 圖圖 圖 4.38 (a) 2011/06/07-06/08 及及及及(b)2011/06/08-06/09 新莊測站新莊測站新莊測站新莊測站 MODUI 質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈 的採樣結果 的採樣結果的採樣結果 的採樣結果。。。。 ... 120 圖 圖圖 圖 4.39 2011/06/07-06/09 新莊測站的新莊測站的溫新莊測站的新莊測站的溫溫度溫度度度(T)、、濕、、濕濕濕度度度度(RH)、、降雨、、降雨降雨量降雨量量量、、、、風速風速(WD)、風速風速 、、、風風風風 向 向向 向(WS)、、PM、、 10與與 PM與與 2.5的質量濃度的質量濃度的質量濃度的質量濃度、、、、臭臭氧臭臭氧氧氧(O3)及一氧化及一氧化及一氧化碳及一氧化碳碳(CO)濃度的時序分碳 濃度的時序分濃度的時序分濃度的時序分 析圖 析圖析圖 析圖。。。 ... 120。 圖 圖圖 圖 4.40 2011/6/7-6/9 新莊測站微粒粒徑及濃度新莊測站微粒粒徑及濃度新莊測站微粒粒徑及濃度隨新莊測站微粒粒徑及濃度隨隨時隨時時時間變間變化的間變間變化的化的情化的情情形情形形形。。。 ... 120。
圖 圖圖 圖 4.41 中山測站採樣點中山測站採樣點中山測站採樣點中山測站採樣點位位位位置及置及置及置及周圍地周圍地周圍地理環境周圍地理環境理環境理環境 ... 121 圖 圖圖 圖 4.42 (a) 2011/07/13-05/14 及及及及(b)2011/07/14-09/15 中山測站中山測站中山測站中山測站 MODUI 質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈 的採樣結果 的採樣結果的採樣結果 的採樣結果。。。。 ... 122 圖 圖圖 圖 4.43 2011/07/13-07/14 及及及及 2011/07/14-07/15 中山測站的中山測站的中山測站的中山測站的溫溫溫溫度度度(T)、度 、濕、、濕濕度濕度度度(RH)、、、降雨、降雨降雨降雨 量 量量 量、、風速、、風速風速(WD)、風速 、、風向、風向風向風向(WS)、、、、PM10與與 PM與與 2.5的質量濃度的質量濃度的質量濃度的質量濃度、、、、臭臭氧臭臭氧氧(O氧 3)及一氧化及一氧化及一氧化及一氧化 碳 碳碳 碳(CO)濃度的時序分析圖濃度的時序分析圖濃度的時序分析圖。濃度的時序分析圖。。。 ... 122 圖 圖圖 圖 4.44 竹東測站採樣點竹東測站採樣點竹東測站採樣點位竹東測站採樣點位位置及位置及周圍地置及置及周圍地周圍地周圍地理環境理環境理環境理環境。。。。 ... 123 圖 圖圖 圖 4.45 (a) 2011/07/25-07/26 及及及及(b)2011/07/26-07/27 竹東測站竹東測站竹東測站竹東測站 MODUI 質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈 的採樣結果 的採樣結果的採樣結果 的採樣結果。。。。 ... 124 圖 圖圖 圖 4.46 2011/07/25-07/26 及及及及 2011/07/26-07/27 竹東測站的竹東測站的竹東測站的竹東測站的溫溫溫溫度度度(T)、度 、濕、、濕濕度濕度度度(RH)、、、降雨、降雨降雨降雨 量 量量 量、、風速、、風速風速(WD)、風速 、、風向、風向風向風向(WS)、、、、PM10與與 PM與與 2.5的質量濃度的質量濃度的質量濃度的質量濃度、、、、臭臭氧臭臭氧氧(O氧 3)及一氧化及一氧化及一氧化及一氧化 碳 碳碳 碳(CO)濃度的時序分析圖濃度的時序分析圖濃度的時序分析圖。濃度的時序分析圖。。。 ... 125 圖 圖圖 圖 4.47 (a) 2011/05/03-05/04 及及及及(b)2011/05/04-05/05 新莊測站新莊測站新莊測站新莊測站 MODUI 質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈 的採樣結果 的採樣結果的採樣結果 的採樣結果。。。。 ... 126 圖 圖圖 圖 4.48 2011/05/03-05/04 及及及及 2011/05/04-05/05 新莊測站的新莊測站的新莊測站的新莊測站的溫溫溫溫度度度(T)、度 、濕、、濕濕度濕度度度(RH)、、、降雨、降雨降雨降雨 量 量量 量、、風速、、風速風速(WD)、風速 、、風向、風向風向風向(WS)、、、、PM10與與 PM與與 2.5的質量濃度的質量濃度的質量濃度的質量濃度、、、、臭臭氧臭臭氧氧(O氧 3)及一氧化及一氧化及一氧化及一氧化 碳 碳碳 碳(CO)濃度的時序分析圖濃度的時序分析圖濃度的時序分析圖。濃度的時序分析圖。。。 ... 126 圖 圖圖 圖 4.49 2011/5/3-5/5 新莊測站微粒粒徑及濃度新莊測站微粒粒徑及濃度新莊測站微粒粒徑及濃度隨新莊測站微粒粒徑及濃度隨隨時隨時時時間變間變化的間變間變化的化的情化的情情形情形形形。。。 ... 127。 圖 圖圖 圖 4.50 (a) 2011/05/27-05/28 及及及及(b)2011/05/28-05/29 竹東測站竹東測站竹東測站竹東測站 MODUI 質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈質量濃度分佈 的採樣結果 的採樣結果的採樣結果 的採樣結果。。。。 ... 128 圖 圖圖 圖 4.51 2011/05/27-05/28 及及及及 2011/05/28-05/29 竹東測站新莊測站的竹東測站新莊測站的竹東測站新莊測站的竹東測站新莊測站的溫溫溫度溫度(T)、度度 、、、濕濕濕濕度度度度 (RH)、、、降雨、降雨降雨降雨量量量量、、風速、、風速風速風速(WD)、、、風向、風向風向風向(WS)、、PM、、 10與與與與 PM2.5的質量濃度的質量濃度的質量濃度的質量濃度、、臭、、臭臭臭氧氧氧氧(O3) 及一氧化 及一氧化及一氧化 及一氧化碳碳碳(CO)濃度的時序分析圖碳 濃度的時序分析圖濃度的時序分析圖濃度的時序分析圖。。。。... 128 圖 圖圖 圖 4.52 2011/6/27-6/29 竹東測站微粒粒徑及濃度竹東測站微粒粒徑及濃度竹東測站微粒粒徑及濃度竹東測站微粒粒徑及濃度隨隨隨隨時時時時間變間變化的間變間變化的化的化的情情情情形形形。形。。。 ... 129 圖 圖圖 圖 4.53 新莊新莊新莊、新莊、、、中山及竹東三中山及竹東三中山及竹東三中山及竹東三個個空氣個個空氣空氣品空氣品品質測站品質測站現場質測站質測站現場現場採現場採採樣結果的年度採樣結果的年度變樣結果的年度樣結果的年度變變化變化化化。。。 ... 130。 圖 圖圖 圖 4.54 今今年度本計畫今今年度本計畫年度本計畫年度本計畫 MOUDI、、、Dichot、、 、、環、環環環保署保署測站及中保署保署測站及中測站及中測站及中央央央央大學大學大學 PM大學 2.5計畫採集的計畫採集的計畫採集的計畫採集的 (a)PM10及及(b)PM及及 2.5質量濃度的比對結果質量濃度的比對結果。質量濃度的比對結果質量濃度的比對結果。。。 ... 133 圖 圖圖
圖 4.55 過去兩過去兩過去兩年度過去兩年度年度年度(98-99)本計畫本計畫本計畫本計畫 MOUDI 及及及 Dichot 採集的及 採集的(a)PM採集的採集的 10及及(b)PM及及 2.5質量質量質量質量
濃度 濃度濃度 濃度。。。 ... 133。 圖 圖圖 圖 4.56 環環保環環保保保空空空品署空品署測站在品署品署測站在測站在測站在 8/8 日日日日 PM10 採樣進採樣進口採樣進採樣進口口口(左左左)及左及 USEPA WINS PM及及 2.5衝擊衝擊式衝擊衝擊式式式 篩 篩篩 篩選器選器選器選器(右右右右)保養保養保養保養前前前前後差異後差異後差異圖後差異圖，圖圖，，，(a)(b)為保養為保養為保養為保養前前，前前，，(c)(d)為保養後， 為保養後為保養後為保養後。。。。 ... 133 圖 圖圖 圖 4.57 本研究本研究 MOUDI 與環本研究本研究 與環與環與環保署保署保署空保署空空品空品品品測站量測的測站量測的(a)PM測站量測的測站量測的 10及及(b)PM及及 2.5質量濃度之質量濃度之質量濃度之質量濃度之誤誤誤誤 差 差差 差與與與相與相相對相對對對濕濕度的比對濕濕度的比對度的比對度的比對關係關係關係關係。。。。 ... 135 圖 圖圖 圖 4.58 新莊測站的新莊測站的新莊測站的 PM新莊測站的 0.1樣本中樣本中樣本中樣本中 6 個因個因個因個因子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所佔佔的佔佔的的的百百百百分比分比分比。分比。。 ... 148。 圖 圖圖 圖 4.59 新莊測站的新莊測站的新莊測站的 PM新莊測站的 2.5樣本中樣本中樣本中樣本中 6 個因個因個因個因子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所佔佔的佔佔的的的百百百百分比分比分比。分比。。 ... 148。 圖 圖圖 圖 4.60 新莊測站的新莊測站的新莊測站的 PM新莊測站的 10樣本中樣本中樣本中樣本中 6 個因個因個因個因子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所佔佔的佔佔的的百的百百百分比分比分比。分比。。 ... 149。
圖 圖圖 圖 4.61 中山測站中山測站 PM中山測站中山測站 0.1樣本中樣本中樣本中樣本中 6 種因種因種因子在各元素中所種因子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所佔佔的佔佔的的的百百百百分比分比分比分比。。。 ... 149。 圖 圖圖 圖 4.62 中山測站的中山測站的中山測站的中山測站的 PM2.5樣本中樣本中樣本中樣本中 6 種因種因種因種因子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所佔佔的佔佔的的的百百百百分分分比分比比比。。。 ... 150。 圖 圖圖 圖 4.63 中山測站的中山測站的中山測站的 PM中山測站的 10樣本中樣本中樣本中樣本中 6 種因種因種因種因子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所佔佔的佔佔的的百的百百百分比分比分比。分比。。 ... 150。 圖 圖圖 圖 4.64 竹東測站竹東測站竹東測站 PM竹東測站 0.1樣本中樣本中樣本中樣本中 6 種因種因種因子在各元素中所種因子在各元素中所子在各元素中所佔子在各元素中所佔的佔佔的的的百百百百分比分比分比分比。。。。 ... 150 圖 圖圖 圖 4.65 竹東測站竹東測站 PM竹東測站竹東測站 2.5樣本中樣本中樣本中樣本中 6 種因種因種因種因子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所佔佔的佔佔的的百的百百百分比分比分比。分比。。 ... 151。 圖 圖圖 圖 4.66 竹東測站竹東測站 PM竹東測站竹東測站 10樣本中樣本中樣本中樣本中 6 種因種因種因種因子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所子在各元素中所佔佔的佔佔的的百的百百百分比分比分比。分比。。 ... 151。 圖 圖圖 圖 4.67 郊區郊區郊區郊區大氣採樣平大氣採樣平大氣採樣平大氣採樣平均均之均均之之之∑15PAHs 濃度濃度濃度。濃度。。。 ... 156 圖 圖圖 圖 4.68 環形擴散採樣管微粒環形擴散採樣管微粒環形擴散採樣管微粒環形擴散採樣管微粒損失損失損失損失實驗系統圖實驗系統圖實驗系統圖實驗系統圖。。。 ... 157。 圖 圖圖 圖 4.69 PS-1 採樣器採樣器採樣器構造採樣器構造構造構造圖圖圖圖 ... 159 圖 圖圖 圖 4.70 AD-MOUDI-PUF 與與與與 PS-1 系統大氣採樣系統大氣採樣系統大氣採樣∑15 PAHs 濃度系統大氣採樣 濃度濃度濃度 ... 160 圖 圖圖 圖 4.71 AD-MOUDI-PUF / PS-1 與與與 PAHs 蒸氣與 蒸氣蒸氣壓關係蒸氣壓關係壓關係壓關係 ... 160 圖 圖圖 圖 4.72 標準參考樣標準參考樣標準參考樣標準參考樣品品品- 單品 單單一標準單一標準品一標準一標準品品品(NIST-1633b、、、、1646a、、、8704)。、 。。。 ... 162 圖 圖圖 圖 4.73 標準參考樣標準參考樣標準參考樣標準參考樣品品品品- 混混混混合標準 品合標準合標準合標準品品 ，品，，，(A) 25% 1633b+75% 1648a 、、、、 (B) 50% 1633b+50% 1648a、、、、(C) 75% 1633b+25% 1648a。。。。 ... 162 圖 圖圖 圖 4.74 雷射剝雷射剝雷射剝雷射剝蝕待蝕待蝕待蝕待測樣本測樣本測樣本共測樣本共共共 3 組組，組組，，，包含包含包含標準參考樣本與大氣氣膠樣本包含標準參考樣本與大氣氣膠樣本標準參考樣本與大氣氣膠樣本。標準參考樣本與大氣氣膠樣本。。 ... 162。 圖 圖圖
圖 4.75 標 準參考樣本之標 準參考樣本之標 準參考樣本之 SEM 照片標 準參考樣本之 照片照片照片( 左左左左 :450 倍倍倍倍、 右、、、右右右 :250 倍倍倍倍 ) (A) 1646a ，，， (B) ，
25%1633b+75%1648a ，，，， (C) 75%1633b+25%1648a ，，，， (D) 50%1633b+50%1648a。。。。 ... 164 圖 圖圖 圖 4.76 大氣氣膠樣本之大氣氣膠樣本之大氣氣膠樣本之大氣氣膠樣本之 SEM 照片照片照片(左照片左左:450 倍左 倍、倍倍、、、右右右右:250 倍倍倍倍) (A) 10-18 µm，，，，(B) 5.6-10 µm，，，，(C) 0.32-0.56 µm，，，(D) 0.18-0.32 µm。， 。。。照片顯示粗照片顯示粗照片顯示粗照片顯示粗粒徑粒徑顆粒徑粒徑顆顆顆粒粒粒粒稀疏稀疏散佈稀疏稀疏散佈散佈散佈，，，， 細 細細 細粒徑粒徑粒徑粒徑顆顆顆顆粒分佈粒分佈粒分佈密粒分佈密集密密集集均勻集均勻均勻均勻。。。。 ... 167 圖 圖圖 圖 4.77 LA-ICP-MS 的檢量的檢量的檢量的檢量線線線線結果結果結果，結果，由，，由由上由上上上至至至下至下為下下為為第一組為第一組第一組第一組至至至至第三組第三組(雷射第三組第三組雷射雷射雷射光束光束光束光束 40 微米微米微米微米、、、、 雷射 雷射雷射 雷射能能能量能量量量 40%)。。Y 軸為。。 軸為軸為濃度軸為濃度濃度（濃度（（（mg/kg）））），，X 軸為，， 軸為軸為軸為感度感度（感度感度（（（CPS））））。。。。 ... 170 圖 圖圖 圖 4.78 LA-ICP-MS 與與與與 MW-ICP-MS 分析結果之比較分析結果之比較分析結果之比較分析結果之比較(Pb)。。。。 ... 172
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表 表表 表 1.1 OECD 代代代表性工程奈米物質代表性工程奈米物質表性工程奈米物質最表性工程奈米物質最最最新新新修新修正對修修正對正對照正對照照表照表表表。。。 ... 7。 表 表表 表 1.2 28 天天天天的生物吸入毒性試驗中的生物吸入毒性試驗中的生物吸入毒性試驗中，的生物吸入毒性試驗中，，，腔體腔體腔體腔體內銀奈米微粒的各項量測濃度內銀奈米微粒的各項量測濃度內銀奈米微粒的各項量測濃度內銀奈米微粒的各項量測濃度(Ji et al., 2007)。。。。 ... 15 表 表表 表 1.3 各來源所各來源所各來源所各來源所排放排放排放排放的特的特定的特的特定定定化學物質化學物質化學物質。化學物質。。。 ... 31 表 表表表 1.4 各式各式各式各式多階衝擊多階衝擊多階衝擊多階衝擊器及其器及其截取直器及其器及其截取直截取直徑截取直徑徑 (Chow and Watson, 2007)。徑 。。。... 32 表 表表 表 3.1 本研究自行本研究自行本研究自行本研究自行製造製造製造製造第七第七第七第七至至至至第十第十階第十第十階階階噴噴噴噴嘴板嘴板量測結果嘴板嘴板量測結果量測結果量測結果。。。。 ... 45 表 表表 表 3.2 三三三三個個個進行個進行進行人進行人人工與即時儀器比對之測站的人工與即時儀器比對之測站的相關工與即時儀器比對之測站的工與即時儀器比對之測站的相關相關資相關資資訊資訊訊訊。。。 ... 50。 表 表表 表 3.3 求得求得求得標準求得標準標準標準偏差偏差偏差偏差的方法的方法的方法的方法。。。 ... 52。 表 表表 表 3.4 ICP-MS 方法偵測方法偵測方法偵測方法偵測極限極限極限極限(MDL)，，單位為，，單位為單位為單位為 ng/m3。。。。 ... 53 表 表表 表 3.5 ICP-MS 分析時使用參數分析時使用參數分析時使用參數。分析時使用參數。。。 ... 57 表 表表 表 3.6 LA-ICP-MS 分析時使用參數分析時使用參數分析時使用參數。分析時使用參數。。。 ... 59 表 表表 表 3.7 NIST-612 分析各元素的平分析各元素的平分析各元素的平均分析各元素的平均均感度均感度感度感度值值值值、、、標準、標準偏差標準標準偏差偏差偏差及及及及相相對標準相相對標準對標準對標準偏差值偏差值偏差值偏差值(n=7)。。。 .. 60。 表 表表 表 3.8 LA-ICP-MS 方法偵測方法偵測方法偵測極限方法偵測極限極限，極限，，，雷射雷射雷射雷射能能量能能量量量 40%，，，，單位為單位為感度單位為單位為感度感度感度(CPS)。。。。 ... 61 表 表表 表 3.9 標準標準標準標準品品品品 NIST SRM1648 分析結果分析結果分析結果，分析結果，，，包括包括包括包括準確準確值準確準確值值及值及及及精精確精精確確確值值值。值。。。 ... 63 表 表表
表 3.10 XAD 種類種類種類種類及其物理特性及其物理特性及其物理特性及其物理特性 (Rohm and Haas Company, 2000)。。。 ... 66。 表 表表 表 3.11 不同不同不同介不同介介質採樣效率比較介質採樣效率比較質採樣效率比較質採樣效率比較 (康等人康等人康等人,2007)。康等人 。。 ... 67。 表 表表 表 3.12 十六十六十六十六種種種種 PAHs 之分子量之分子量之分子量之分子量、、結、、結結構結構構構式及物理特性式及物理特性式及物理特性。式及物理特性。。 ... 69。 表 表表 表 3.13 MOUDI 與與與與個人個人個人個人奈米採樣器實驗室比對結果奈米採樣器實驗室比對結果奈米採樣器實驗室比對結果奈米採樣器實驗室比對結果。。。。 ... 77 表 表表 表 3.14 本實驗參考本實驗參考本實驗參考本實驗參考 Shin et al. (2010)之實驗參數之實驗參數之實驗參數。之實驗參數。。。 ... 80 表 表表 表 4.1 水水水水滴滴滴粒徑滴粒徑粒徑為粒徑為微粒粒徑十為為微粒粒徑十微粒粒徑十微粒粒徑十倍倍倍時倍時時時，，，懸浮液，懸浮液中之微粒懸浮液懸浮液中之微粒中之微粒中之微粒體積體積體積濃度與所噴體積濃度與所噴濃度與所噴出濃度與所噴出出出水水滴水水滴滴滴內內內內部部部微部微微微 粒數目之 粒數目之粒數目之 粒數目之關係關係關係(Hinds, 1999)。關係 。。。 ... 83 表 表表 表 4.2 以以以以 DMA 篩篩篩選篩選選選出單出單出單徑出單徑徑 PSL 微粒的平徑 微粒的平均直微粒的平微粒的平均直均直均直徑徑徑徑、、峰值直、、峰值直峰值直峰值直徑徑徑徑。。。... 84。 表 表表 表 4.3 於於 15 分於於 分分分鐘鐘鐘鐘內分內分別內分內分別別別量測量測量測量測 CPC 與與 AE 的與與 的的流的流流量結果流量結果量結果量結果(單位單位：單位單位：：：L/min)。。。 ... 86。 表 表表 表 4.4 為為為為使用使用使用擬使用擬合擬擬合合合曲線曲線曲線計曲線計計算出計算出本研究所使用的算出算出本研究所使用的本研究所使用的本研究所使用的 UWCPC 之之之之 D10、D、、、 50與與與與 D90與與 Mordas 與與 et al. (2008)的結果的結果的結果。的結果。。。 ... 88 表 表表 表 4.5 使用不同凝結使用不同凝結使用不同凝結使用不同凝結液體液體液體液體的核凝微粒計數器的核凝微粒計數器的核凝微粒計數器的核凝微粒計數器(UWCPC 與與 UCPC)，與與 ，，，量測量測量測兩量測兩兩台微粒計兩台微粒計台微粒計台微粒計 數器對銀微粒偵測效率 數器對銀微粒偵測效率數器對銀微粒偵測效率 數器對銀微粒偵測效率(Mordas et al., 2008)。。。。 ... 90 表 表表 表 4.6 在不同產生在不同產生在不同產生在不同產生溫溫溫溫度下度下度下，度下，，，SMPS 與與 FMPS 量測銀微粒的與與 量測銀微粒的量測銀微粒的量測銀微粒的 NMD 與與與與總總總總數目濃度的比數目濃度的比數目濃度的比數目濃度的比 較 較較 較。。。。 ... 90 表 表表 表 4.7 以以以 APM 量測不同粒徑以 量測不同粒徑量測不同粒徑 PSL(40、量測不同粒徑 、、、64、、82、、、 、、、100 nm)微粒質量的量測數據微粒質量的量測數據微粒質量的量測數據。微粒質量的量測數據。。。 . 92
