本研究針對楠梓加工出口區利用微孔均勻沉降衝擊器(MOUDI)作為期一年(2011年1月至2011年12月)的觀測研究，調查時程包括春(3~4月)、夏(5~8月)、秋(9~11月)、冬(12~2月)四個季節，針對懸浮微粒中的重金屬成份進行分析，期能了解各項污染物的濃度及分佈現況，及探討可能的污染源。
結果發現，加工區內之懸浮微粒濃度範圍為54.7~203μg/m3，秋、冬兩季濃度明顯大於春、夏兩季。在質量濃度分佈上，細顆粒佔了總濃度將近50％，比例相當高。在PM10、PM2.5及PM1三者不同粒徑之比較，PM2.5佔PM10比例範圍為50.2~70.0%；PM1佔PM10比例範圍為24.0~38.3%，這顯示楠梓加工出口區於本研究採樣期間之大氣懸浮微粒以細顆粒為主要分佈。另外，PM10、PM2.5及PM1之間也有顯著之相關性。
金屬成份在四個季節中仍以地殼元素(Al、Fe、Ca、Mg、K、Na)及非金屬元素S為主要成份，佔了總濃度將近95％，而地殼元素主要分佈於粗顆粒，反觀，S卻主要出現在細顆粒。在夏季時地殼元素濃度皆有下降趨勢，研判此與氣候及懸浮微粒之化學反應機制有關。利用富集因子法區分PM10、PM2.5及PM1中重金屬來源，結果顯示PM10地殼元素EF值在1~10不等，研判PM10來源為土壤再懸浮及道路揚塵；在PM2.5及PM1中，Pb、Zn、As、Se、Mo、Sb、S有較高之EF值，顯示人為污染產生之重金屬大都存在細顆粒。
在元素相關性方面，本研究透過皮爾森相關係數法發現楠梓加工區懸浮微粒PM10主要來自土壤再懸浮或道路揚塵，細顆粒PM2.5及PM1則由楠梓及仁武之石化業燃燒製程及交通排放所產生。

To characterize the size distributions, concentrations and sources of heavy metal associated with suspended particles, a total of 12 months of sampling periods were taken by Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor (MOUDI) in the Nantzu Export Processing Zone from January to December 2011,
The concentrations of suspended particles ranged from 54.7 to 203 μg/m3. Both autumn and winter had significantly higher levels of suspended particles than in spring and summer. The mass concentrations of fine particles accounted for ~50% of the mass concentrations of suspended particles. The mass concentrations of PM2.5 accounted for 50.2-70% of the mass concentrations of PM10. The mass concentrations of PM1 accounted for 24-38.3% of the mass concentrations of PM10. These results indicated that fine particles dominated in atmospheric particulates in Nanzih Export Processing Zone. In addition, among the PM10, PM2.5 and PM1, significant correlations were found.
The crustal elements (Al, Fe, Ca, Mg, K and Na) and sulfate are dominant during the sampling periods, which accounting for ~95% of the total concentrations. The crustal elements were observed mainly in coarse particles, while sulfate was found mainly in fine particles. The concentrations of all crustal elements decreased in summer could be attributed to the meteorological conditions and chemical mechanism. By using the enrichment factor (EF) to distinguish the sources of heavy metals in PM10, PM2.5 and the results showed that EF values of crustal elements in PM10 ranged from 1 to 10, suggesting PM10 might come from the resuspension of soil and road dust. In addition, Pb, Zn, As, Se, Mo, Sb and sulfate were observed at higher EF values in both PM2.5 and PM1, indicating the influence of anthropogenic emissions in fine particles.
The results from Pearson’s correlations indicated that PM10 in the Nantzu Processing Zone were mainly from the resuspension of soil and road dust, while fine particles (PM2.5 and PM1) may be from the traffic emissions and petrochemical industry in Nanzih and Renwu.

摘要 ii
Abstract iii
目錄 v
圖目錄 vii
表目錄 ix
附錄目錄 xi
第一章 前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 懸浮微粒 3
2.1.1 大氣懸浮微粒定義 3
2.1.2 懸浮微粒之來源及分類 3
2.1.3 懸浮微粒之形成機制 4
2.1.4 不同粒徑懸浮微粒的研究 6
2.1.5 懸浮微粒化學特性 7
2.1.6 懸浮微粒上重金屬特性 10
2.2 富集因子法 12
2.2.1 何謂富集因子(Enrichment Factor) 12
2.2.2 富集因子法的概念 12
第三章 研究方法 14
3.1 採樣規劃 14
3.1.1 採樣地點之環境描述 14
3.2 採樣時間與頻率 14
3.3 儀器設備 14
3.3.1 微孔均勻沉降衝擊器(MOUDI) 14
3.3.2 感應耦合電漿發射器(ICP-AES) 17
3.3.3 精密天平 17
3.4 試藥 17
3.5 分析方法 17
3.5.1 懸浮微粒質量濃度稱重分析 17
3.5.2 金屬成份分析及ICP-AES校正 18
3.6 品保與品管 19
3.6.1 採樣方法之品保與品管 19
3.6.2 分析方法之品保與品管 20
第四章 結果與討論 23
4.1懸浮微粒之質量濃度 23
4.1.1不同粒徑之懸浮微粒質量濃度 23
4.1.2 PM10、PM2.5、PM1質量濃度比較 24
4.1.3 懸浮微粒之相關性 24
4.2 金屬元素與S(硫) 31
4.2.1 懸浮微粒之元素組成 31
4.2.2 不同粒徑之金屬元素分佈 31
4.2.3 各元素於PM10、PM2.5及PM1之季節性變化情形 32
4.3 富集因子法分析污染來源 67
4.4 皮爾森相關係數法分析污染來源 72
第五章 結論與建議 77
參考文獻 80
附錄 87
圖目錄
圖2-1 大氣中懸浮微粒之粒徑分佈及來源 5
圖3.1 楠梓加工出口區衛星地圖 15
圖3.2 本研究採樣地點 15
圖3-3 研究流程圖 16
圖3.4 MSP MOUDI Model 100-S4 17
圖4.1 各粒徑濃度統計圖 25
圖4.2 PM10、PM2.5及PM1質量濃度變化圖 26
圖4.3 三月份懸浮微粒相關趨勢圖 28
圖4.4 四月份懸浮微粒相關趨勢圖 28
圖4.5 五月份懸浮微粒相關趨勢圖 28
圖4.6 六月份懸浮微粒相關趨勢圖 28
圖4.7 七月份懸浮微粒相關趨勢圖 29
圖4.8 八月份懸浮微粒相關趨勢圖 29
圖4.9 九月份懸浮微粒相關趨勢圖 29
圖4.10 十月份懸浮微粒相關趨勢圖 29
圖4.11 十一月份懸浮微粒相關趨勢圖 30
圖4.12 十二月份懸浮微粒相關趨勢圖 30
圖4.13 一月份懸浮微粒相關趨勢圖 30
圖4.14 二月份懸浮微粒相關趨勢圖 30
圖4.15 Cd於不同粒徑之分佈圖 35
圖4.16 Cr於不同粒徑之分佈圖 36
圖4.17 Cu於不同粒徑之分佈圖 37
圖4.18 Ni於不同粒徑之分佈圖 38
圖4.19 Pb於不同粒徑之分佈圖 39
圖4.20 Zn於不同粒徑之分佈圖 40
圖4.21 Fe於不同粒徑之分佈圖 41
圖4.22 Al於不同粒徑之分佈圖 42
圖4.23 Ca於不同粒徑之分佈圖 43
圖4.24 K於不同粒徑之分佈圖 44
圖4.25 Mg於不同粒徑之分佈圖 45
圖4.26 Na於不同粒徑之分佈圖 46
圖4.27 Mn於不同粒徑之分佈圖 47
圖4.28 Ba於不同粒徑之分佈圖 48
圖4.29 As於不同粒徑之分佈圖 49
圖4.30 Se於不同粒徑之分佈圖 50
圖4.31 V於不同粒徑之分佈圖 51
圖4.32 Co於不同粒徑之分佈圖 52
圖4.33 Mo於不同粒徑之分佈圖 53
圖4.34 Sb於不同粒徑之分佈圖 54
圖4.35 S於不同粒徑之分佈圖 55
圖4.36 春季各元素所佔比例 56
圖4.37 夏季各元素所佔比例 57
圖4.38 秋季各元素所佔比例 58
圖4.39 冬季各元素所佔比例 59
圖4.40 全年度各元素所佔比例 62
圖4.41 春季時各元素於不同粒徑濃度分佈圖 63
圖4.42 夏季時各元素於不同粒徑濃度分佈圖 64
圖4.43 秋季時各元素於不同粒徑濃度分佈圖 65
圖4.44 冬季時各元素於不同粒徑濃度分佈圖 66
表目錄
表2-1 不同污染源排放懸浮微粒之主要成分 9
表2-2 富集程度表 13
表4.1 各粒徑濃度統計表 25
表4.2 PM10、PM2.5、PM1質量濃度統計表 26
表4.3 楠梓、左營區居住人口統計表 27
表4.4 PM10、PM2.5、PM1相關係數表 27
表4.5 Cd 於不同粒徑之濃度統計表 35
表4.6 Cr 於不同粒徑之濃度統計表 36
表4.7 Cu 於不同粒徑之濃度統計表 37
表4.8 Ni 於不同粒徑之濃度統計表 38
表4.9 Pb 於不同粒徑之濃度統計表 39
表4.10 Zn於不同粒徑之濃度統計表 40
表4.11 Fe於不同粒徑之濃度統計表 41
表4.12 Al於不同粒徑之濃度統計表 42
表4.13 Ca於不同粒徑之濃度統計表 43
表4.14 K於不同粒徑之濃度統計表 44
表4.15 Mg於不同粒徑之濃度統計表 45
表4.16 Na於不同粒徑之濃度統計表 46
表4.17 Mn於不同粒徑之濃度統計表 47
表4.18 Ba於不同粒徑之濃度統計表 48
表4.19 As於不同粒徑之濃度統計表 49
表4.20 Se於不同粒徑之濃度統計表 50
表4.21 V於不同粒徑之濃度統計表 51
表4.22 Co於不同粒徑之濃度統計 52
表4.23 Mo於不同粒徑之濃度統計 53
表4.24 Sb於不同粒徑之濃度統計 54
表4.25 S於不同粒徑之濃度統計 55
表4.26 春季時各元素於PM10、PM2.5及PM1濃度變化表 56
表4.27 夏季時各元素於PM10、PM2.5及PM1濃度變化表 57
表4.28 秋季時各元素於PM10、PM2.5及PM1濃度變化表 58
表4.29 冬季時各元素於PM10、PM2.5及PM1濃度變化表 59
表4.30 不同季節各元素之濃度與比例統計表 60
表4.31 PM10 各元素EF值統計表 69
表4.32 PM2.5 各元素EF值統計表 70
表4.33 PM1 各元素EF值統計表 71
表4.34 PM10 元素相關性統計表 74
表4.35 PM2.5 元素相關性統計表 75
表4.36 PM1 元素相關性統計表 76
附錄目錄
附錄一 各元素空白測試統計表 88
附錄二 各元素查核樣品測試統計表 89
附錄三 各元素檢量線 90
附錄四 各元素MDL值 93
附錄五 2011年整年採樣日期記錄表 94
附錄六 2011年高雄氣象站逐日雨量資料(中央氣象局) 97

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