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博碩士論文 etd-0711116-152841 詳細資訊
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論文名稱
Title
運用開徑式傅立葉轉換紅外光譜儀判定工業區揮發性有機物來源
Tracing industrial sources of volatile organic compounds by open-path FTIR
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
146
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2016-07-25
繳交日期
Date of Submission
2016-08-11
關鍵字
Keywords
醋酸乙烯酯、開徑式傅立葉轉換紅外光、揮發性有機物
vinyl acetate, volatile organic compounds, pollution source tracing, Open-path Fourier transform infrared
統計
Statistics
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中文摘要
某一特定揮發性有機物(VOCs)可能同時來自數個污染源所貢獻,何者才是主要污染來源,是空污案件較難釐清之難題。
本研究分析高雄市某工業區周邊之固定式OP-FTIR監測站及氣象站之102年長期監測數據,發現醋酸乙烯酯超過嗅覺閾值及周界標準頻率較高,查固定污染源許可管理資料,A工廠醋酸乙烯酯年用量約222,000公噸,較B工廠約157,950公噸高。分析風玫瑰圖,南風及南南東風出現頻率(3.87%)較東風及東南東風(3.48%)高,分析污染玫瑰圖,醋酸乙烯酯多在東南方至南方夾角範圍(A工廠位於此範圍);分析第一至第四季逆軌跡圖,固定式OP-FTIR測站醋酸乙烯酯向量行進軌跡交會於A工廠,上述分析,判定醋酸乙烯酯主要來源為A工廠。至A工廠設置移動式OP-FTIR,發現污染源為製程M01,醋酸乙烯酯最高濃度為3770 ppb、最高出現頻率為92.9%、最高超過周界標準頻率約為51%。
A工廠改善後,分析102年及104年固定式OP-FTIR測站氣象資料,雖104年東風-南風出現頻率10.07%較102年9.14%上升1.0%,但固定式OP-FTIR測站104年醋酸乙烯酯單月平均濃度0.77 ppb較102年單月平均濃度1.96 ppb下降60%,經驗證,A工廠為污染主要來源之判定無誤,本研究建立一可判定污染來源模式。
Abstract
Specific volatile organic compounds (VOCs) may contribute from several pollution sources and one of the difficult issues in air pollution problems is to trace the primary source(s).
This study contains analysis of OP-FTIR (Open-path Fourier transform infrared) monitoring and weather stations in areas surrounding an industrial park located in Kaohsiung City by utilizing long-term monitoring data in 2013. Results found that ambient vinyl acetate (VA) concentrations exceeded olfactory thresholds, with higher frequencies occurred in the perimeter zone. Two factories, namely A and B used VA with permissible maximum annual rates of 222,000 and 157.950 tones, respectively. Analysis of wind rose plots found that southern and southeast wind frequencies (3.87%) occurred more than eastern and southeast ones (3.48%). Analysis also found that VA was mostly detected in the southeast and southern corner area where factory A locates. Analysis of the inverse locus from quarters one through four of 2013 found that the fixed OP-FTIR monitoring station’s VA readings saw the vector trajectory met at factory A. The analysis proves that the primary VA source was factory A. With a mobile OP-FTIR setup at the southern and southeast perimeter of factory A, it was found that the pollution source was manufacture process M01 and a maximum VA concentration of 3770 ppb and a maximum frequency of 92.9% were recorded. Around 51% of the VA values exceeded the regulated maximum value.
Factory A reduced its VA emission in 2014. After the reduction, it was found that the ambient monthly VA concentrations decreased from 9.77 ppb in 2013 to 1.96 ppb in 2015 in the target area, with similar weather conditions in the two years. By the verification, it has been confirmed that factory A is the primary source of VA pollution and that this study has established a reliable model to trace pollution sources.
目次 Table of Contents
目 錄
論文審定書 i
誌謝 ii
摘要 iii
目 錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xi
第一章 前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範疇及架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 揮發性有機物 4
2.1.1 揮發性機物(VOCs)定義 4
2.1.2 VOCs來源及排放特性 6
2.1.3 VOCs對健康之危害 11
2.2 VOCs之相關管制法規 14
2.2.1 揮發性有機物空氣污染管制及排放標準 14
2.2.2 固定污染源空氣污染物排放標準 15
2.2.3 固定污染源設置與操作許可證管理辦法 16
2.3開徑式傅立葉轉換紅外光譜儀(OP-FTIR)之監測應用 16
2.3.1 OP-FTIR原理 16
2.3.2 OP-FTIR設備架構 18
2.3.3 OP-FTIR特性 18
2.3.4 OP-FTIR應用 19
第三章 研究方法 23
3.1 目標工業區背景分析 23
3.1.1目標工業區 23
3.1.2目標工業區周邊人口數及學校學生數 26
3.1.3目標工業區氣象條件及空氣品質變化分析 26
3.2 OP-FTIR設站規劃 31
3.3 OP-FTIR監測分析方法 33
3.3.1 OP-FTIR監測系統 33
3.3.1.1 OP-FTIR監測系統規格 33
3.3.1.2 OP-FTIR監測方法偵測極限 36
3.3.1.3 紅外光譜分析及自動判讀系統 41
3.3.1.4 遠端監控及即時監測 42
3.3.2監測結果分析 44
第四章 結果與討論 51
4.1 OP-FTIR長期監測數據分析 51
4.2固定污染源操作許可證資料分析 52
4.3判定醋酸乙烯酯來源 54
4.3.1 醋酸乙烯酯主要來源初步判定 54
4.3.2 醋酸乙烯酯主要來源判定 61
4.4進廠協助分析改善 69
4.5驗證判定醋酸乙烯酯來源準確性 72
第五章 結論與建議 77
5.1結論 77
5.2建議 78
參考文獻 79
參考文獻 References
參考文獻
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