高流量PM-10采样机异常生成物的研究

研 究 生 ： 黃 信 穎 　 指 導 教 授 ： 蔡 春 進 　

國 立 交 通 大 學 環 境 工 程 研 究 所
 

本 研 究 使 用 固 氣 分 離 器 與 PM10 高 流 量 採 樣 器 在 大 氣 中 進 行 懸 浮 微 粒 的 平 行採 樣 ， 藉 以 了 解 在 PM10 高 流 量 採 樣 器 所 收 集 的 水 溶 性 離 子 濃 度 和 實 際 濃 度 的差 異 ， 並 探 討 在 採 樣 過 程 中 導 致 這 種 誤 差 之 可 能 反 應 機 制 。

首 先 ， 先 比 較 使 用 玻 璃 纖 維 與 石 英 的 兩 種 不 同 濾 紙 的 兩 台 高 流 量 PM10 的 結果 ， 發 現 含 鹼 度 較 高 的 玻 璃 纖 維 濾 紙 較 易 吸 收 二 氧 化 硫 、 硝 酸 、 亞 硝 酸 和 氯 化氫 等 酸 性 氣 體 ， 造 成 其 收 集 的 硫 酸 鹽 、 硝 酸 鹽 及 氯 鹽 濃 度 比 石 英 濾 紙 為 高 ； 而酸 性 的 石 英 濾 紙 則 較 易 吸 收 鹼 性 的 氨 氣 氣 體 ， 造 成 其 所 收 集 的 銨 鹽 濃 度 大 於 玻璃 纖 維 濾 紙 。 因 此 ， 濾 紙 的 酸 鹼 度 影 響 水 溶 性 鹽 粒 之 濃 度 甚 鉅 。

其 次 ， 由 固 氣 分 離 器 與 PM10 高 流 量 採 樣 器 平 行 採 樣 的 結 果 得 之 ， 無 論 使 用玻 璃 纖 維 濾 紙 或 石 英 濾 紙 ， 在 採 樣 過 程 中 所 產 生 的 硫 酸 鹽 正 異 常 生 成 物 均 大 於Coutant 化 學 模 式 所 預 測 的 值 。 而 在 石 英 濾 紙 上 產 生 硝 酸 鹽 的 正 異 常 生 成 物 有時 反 較 乾 淨 玻 璃 纖 維 濾 紙 因 吸 附 硝 酸 氣 體 所 產 生 的 硝 酸 鹽 來 得 多 。 由 上 述 情 況得 知 ， 硫 酸 鹽 與 硝 酸 鹽 的 正 異 常 生 成 物 不 僅 會 在 濾 紙 表 面 產 生 ， 而 且 極 可 能 在被 收 集 微 粒 的 堆 積 層 中 產 生 。 但 是 本 研 究 也 發 現 ， 在 PM10 高 流 量 採 樣 器 的 濾紙 中 氯 鹽 濃 度 均 嚴 重 低 於 實 際 濃 度 ； 且 在 玻 璃 纖 維 濾 紙 中 的 銨 鹽 濃 度 均 小 於 實際 值 ， 但 是 在 石 英 濾 紙 的 銨 鹽 會 因 採 樣 過 程 中 的 濕 度 大 小 而 大 於 或 小 於 實 際 值。

從 固 氣 分 離 器 中 濾 器 組 的 實 驗 數 據 得 知 ， 在 採 樣 過 程 中 造 成 銨 鹽 揮 發 的 主要 物 種 為 氯 化 銨 ， 少 部 分 為 硝 酸 銨 ， 而 且 若 干 量 的 非 揮 發 性 的 氯 鹽 在 採 樣 過 程中 會 因 與 酸 性 微 粒 反 應 而 損 失 。 此 外 ， 根 據 氣 固 比 的 觀 念 來 預 估 揮 發 性 的 硝 酸鹽 與 銨 鹽 的 採 樣 效 率 時 發 現 ， 非 揮 發 性 的 硝 酸 鹽 及 銨 鹽 有 可 能 因 微 粒 堆 積 層 間的 相 互 作 用 而 損 失 。

* 後 ， 我 們 發 現 離 子 性 的 異 常 生 成 物 並 不 一 定 會 造 成 微 粒 總 質 量 濃 度 的 改變 ， 這 可 能 因 為 在 採 樣 過 程 中 也 同 時 產 生 有 機 性 的 異 常 生 成 物 所 導 致 的 結 果。