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南部地區懸浮微粒超級測站規劃
吳義林
國立成功大學 環境工程學系
2004/9/21
報告內容





南部微粒超級測站之目標
南高屏地區懸浮微粒特性
PM與前驅物之特性
南部微粒超級測站之站址與監測項目
核心測站配合事項
南部微粒超級測站之目標
不良空氣品質之日數比例
Year
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
全台
6.45%
5.45%
5.77%
4.94%
4.54%
4.81%
5.07%
3.45%
北部
3.19%
3.07%
2.84%
2.98%
2.59%
3.07%
3.78%
1.95%
竹苗
1.73%
0.78%
1.38%
0.61%
1.10%
2.81%
2.21%
1.01%
中部
雲嘉南
5.12%
5.36%
3.03%
3.63%
3.72%
5.46%
3.57%
3.98%
2.69%
4.30%
3.06%
4.17%
4.13%
4.00%
2.52%
3.40%
高屏
17.21%
16.36%
16.06%
12.88%
12.34%
12.55%
12.01%
9.10%
花東
0.42%
0.14%
0.00%
0.00%
0.14%
0.14%
0.00%
0.85%
宜蘭
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
懸浮微粒PSI >100之日數比例
Year
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
全台
4.89%
3.90%
3.37%
2.09%
1.92%
2.08%
3.13%
1.34%
北部
1.37%
1.30%
0.61%
0.51%
0.40%
0.23%
1.47%
0.36%
竹苗
0.73%
0.33%
0.39%
0.39%
0.77%
0.80%
1.16%
0.62%
中部
雲嘉南
4.15%
4.74%
2.30%
3.02%
2.28%
4.46%
2.20%
2.73%
1.71%
2.34%
2.40%
2.64%
3.37%
2.73%
1.67%
1.73%
高屏
13.81%
12.50%
9.83%
5.36%
5.05%
5.22%
7.34%
3.07%
花東
0.42%
0.00%
0.00%
0.00%
0.14%
0.14%
0.00%
0.71%
宜蘭
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
PM Supersites in the US
微粒超級測站之目標



氣膠微粒特性之建立：詳細完整的
監測氣膠各成分與其前驅物濃度，
提供氣膠微粒特性之相關研究；
健康效應與暴露風險評估之應用;
標準採樣與分析方法的測試與建立





In 1999, US EPA established five Airborne
Particulate Matter (PM) Health Research Centers to
address research needs in the areas of exposure,
dosimetry and extrapolation modeling, toxicology,
and epidemiology.
Southern California Particle Center & Supersite
NYU-EPA PM Health Research Center
University of Rochester School of Medicine &
Denistry-EPA PM Center
EPA Northwest Center for Particulate Air Pollution
& Health
Harvard PM Health Center
北部微粒超級測站之儀器設備總表
自動連續監測設備
項次
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
儀器名稱
主要用途
微粒質量濃度連續監測儀
連續自動測量微粒之質量
Rupprecht & Patashnick 公司 1400A
濃度
微粒碳成分連續監測儀
連續自動測量微粒之含碳
Rupprecht & Patashnick 公司 5400
成分(OC, EC, TX)
微粒硝酸鹽分析儀
連續自動測量微粒之硝酸
Rupprecht & Patashnick 公司 8400N
鹽濃度
微粒硫酸鹽分析儀
連續自動測量微粒之硫酸
Rupprecht & Patashnick 公司 8400S
鹽濃度
微粒總多環芳香族碳氫化合物監測儀
連續自動測量微粒之總多
EcoChem 公司 PAS 2000
環芳香族碳氫化合物濃度
氣膠散光儀
連續自動測量微粒之散光
TSI 公司 3563 three-wavelength
係數
氣膠吸光儀
連續自動測量微粒之黑碳
Magee Scientific 公司 AE-31 Spectrum
濃度
微米微粒之粒徑分佈監測儀
連續自動測量微粒之氣膠
TSI 公司 CPC 3022A & SMPS3936L22
粒徑分佈(量測粒徑範圍
(含氣膠數目濃度監測儀及電移動度微粒粒徑
為: 0.012~0.6 m)
分佈儀，含 Aerosol Instrument Manager 軟體)
連續自動測量微粒之氣膠
雷射氣膠數目粒徑分佈儀
粒徑分佈(量測粒徑範圍
PMS 公司 PMS Model PCASP-X
為: 0.1~10 m)
風速、風向、溫度、相對濕度監測儀
量測環境因子
人工採樣儀器
1
2
3
酸性微粒採樣器
Rupprecht & Patashnick 公司 2300
細微粒採樣器
Andersen 公司 RAAS2.5-400 Speciation
Sampler(2 samplers)
自動採樣盒收集單元
Rupprecht & Patashnick 公司 ACCU
量測微粒的水溶性離子及
其氣體前驅物
量測微粒的有機、無機、
微量金屬
量測微粒的有機、無機、
微量金屬
南部微粒超級測站評估
目前南台灣懸浮微粒的重大課題：






微粒濃度為全台灣最高；
為造成空氣品質不良的主因之一；
成分濃度分析仍然不足；
細懸浮微粒之濃度與空間分佈特性不明；
微粒各成分與前驅物濃度相關性仍須研究；
微粒之粒徑分佈特性與數量分佈函數
(number distribution)特性仍未知。
短期目標
微粒超級測站主要有三大目標，然而分
析南部地區過去的微粒濃度資料，顯示
短期目標應著重於微粒形成原因的探討
與管制策略的擬定。故而短期目標應選
擇具有代表性之測站，進行詳實之監測
分析，以提供解析形成原因之數據，進
而提供管制策略擬訂的依據。
長期目標
在長期目標方面，可在已於短期目標
中建立的微粒超級測站加設其他健康
風險評估之研究設備，亦即南部微粒
超級測站應具有未來擴充性。
南高屏地區懸浮微粒特性
空氣品質:年平均濃度
南高屏
全台灣
年份
CO
SO2
NO
NO2
O3
PM10
NMHC
1994
0.80
11.2
10.2
25.2
22.7
91.9
0.42
1995
0.74
11.5
10.8
25.8
21.7
89.9
0.43
1996
0.72
10.0
9.49
24.4
24.7
85.2
0.40
1997
0.70
9.06
9.20
24.0
25.6
80.3
0.39
1998
0.71
8.08
9.37
23.7
24.1
72.7
0.37
1999
0.69
7.71
8.60
23.7
25.8
76.8
0.34
2000
0.65
6.83
8.20
22.2
25.8
80.7
0.31
2001
0.67
6.95
6.69
22.4
28.9
73.5
0.30
2001
0.70
4.22
9.94
21.2
26.1
57.4
0.32
160
林園
140
潮州
200207
180
200201
200107
200101
200007
200001
199907
199901
199807
199801
199707
199701
199607
199601
199507
199501
199407
199401
PM10的月平均濃度變化
200
善化
仁武
120
100
80
60
40
20
0
200110
80
200107
90
200104
200101
200010
200007
200004
200001
199910
199907
199904
199901
199810
199807
199804
199801
199710
199707
199704
PM2.5 的月平均濃度變化
100
林園
鳳山
70
60
50
40
30
20
10
0
懸浮微粒之組成與來源
懸浮微粒之定義與來源
南高屏地區懸浮微粒之組成
Na+,Cl3
PM10 : 73.3 g/m
,K+,Mg2+,Ca2+
5.1%
NO313.2%
other
38.9%
2-
SO4
17.9%
87/10~88/02
OC
9.2%
+
EC
5.6%
NH4
10.0%
Summary of PM compositions in
Southern Taiwan



The ratios of PM2.5 to PM10 are in the
range of 60 to 80%.
The major compositions in PM are
sulfate, nitrate, organic carbon, and
ammonia.
The fractions of secondary aerosol are
greater than 50% for PM10 in southern
Taiwan.
PM與其前驅物之特性
Particles
 SO2
 NOx
 VOCs
 NH3

Spatial Variations of Emission Sources
Spatial Variations of Emission Sources
Spatial Variations of Emission Sources
PM10 in 2001 and October to March
SO2 and NOx in 2001
2650000.00
2650000.00
2600000.00
2600000.00
2550000.00
2550000.00
2500000.00
2500000.00
2450000.00
2450000.00
150000.00
200000.00
250000.00
150000.00
200000.00
250000.00
O3 in 2001 and October to March
2650000.00
2650000.00
2600000.00
2600000.00
2550000.00
2550000.00
2500000.00
2500000.00
2450000.00
2450000.00
150000.00
200000.00
250000.00
150000.00
200000.00
250000.00
O3 in March to May and
September to November
2650000.00
2650000.00
2600000.00
2600000.00
2550000.00
2550000.00
2500000.00
2500000.00
2450000.00
2450000.00
150000.00
200000.00
250000.00
150000.00
200000.00
250000.00
Annual mean concentrations
測站
安南
PM10
65.8 76.6 73.4 55.9 77.2 84.8 87.4 80.4
SO2
6.13 4.38 1.50 4.67 9.78 10.9 11.6 9.77
NOx
24.5 25.8 14.5 28.9 38.3 40.1 27.4 24.3
O3
65.7 67.8 67.8 69.2 71.5 70.9 74.9 63.5
CO
0.56 0.71 0.51 0.73 0.65 1.03 0.71 0.56
後甲 美濃
橋頭 仁武
鳳山
大寮
林園
Annual mean concentrations
測站
楠梓
PM10
70.2 76.6 71.1 78.3 75.4 81.7
SO2
4.92 6.78 7.29 14.7 3.85 2.86
NOx
32.8 28.8 30.4 51.5 22.5 20.7
O3
69.3 78.8 73.1 70.0 77.7 79.7
CO
0.59 0.84 0.83 0.88 0.70 0.50
左營
前金
小港
屏東
潮州
南部微粒超級測站
監測站址
監測項目
南部微粒超級測站之設立原理與位置
設置原理：
設立一個中心監測站及三個鄰近衛星監測站，
用以探討上下游之關係
設置位置：


核心測站：大寮站(高雄縣大寮鄉輔英科技大學)
衛星測站：橋頭站(高雄縣橋頭鄉)、前鎮站
(高雄市前鎮區)與潮州站(屏東縣潮州鎮)
南部微粒超級測站位置與其上下游關係
Meinung
Shingda Power Plant
2530
St
ra
it
(橋頭衛星站)
2520
25 N
Ta
iw
an
Chiautou
Taipei
CPC Refinery Nantz
Fengshan
(前鎮衛星站)
2500
(大寮核心站)
Chenjen
Kaohsiung Harbor
ang
es
Pingtung
Fooyin University
Shiauhang
Daliau
(潮州衛星站)
Linhai Industrial Park
2490
Choujau
Industrial park
2480
170
23 N
2000 m
500 m
Linyuan Industrial Park
100 m
Air station
PM super site
3000 m
1000 m
Main city area
Power plant
24 N
Latitude
Chenjin
Taichung
Renwu
Mo
unt
ain
R
Tzioying
2510
Cen
tral
UTMN(km)
Renda Industrial Park
0.1 m
西南氣流
180
190
UTME(km)
Altitude (m) 22 N
200
120 E
121 E
Longitude
122 E
監測內容
南部超級測站之監測物種除了包括微粒
組成與粒徑分佈外，建議亦將微粒前驅
物與光化反應之產物納入監測
監測項目
微粒特性
氣相前驅物
光化學因子
核心站
PM2.5與PM10質量濃度
PM2.5主要化學成份濃度
：SO42-、NO3-、C/EC
粒徑分佈
AMS
SO2
NO/NO2
NMHC
NH3
PAMS
O3
NOy
H2O2
HNO2
HNO3
HCHO
日照強度
衛星站
PM2.5與PM10質量濃度
PM2.5主要化學成份濃度：
SO42-、NO3-、OC/EC
SO2
NO/NO2
NMHC
NH3
O3
監測項目

核心站:
PM10, PM2.5, nitrate, sulfate, EC/OC, SMPC, OPC, NH3,
NOy, H2O2, photometer, nephelometer, aerosol mass
spectrometer, HNO3(manual)

衛星站:
橋頭站: PM10, PM2.5, nitrate, sulfate, EC/OC, NH3
前鎮站: PM10, PM2.5, nitrate, sulfate, EC/OC, NH3, BETX
潮州站: PM10, PM2.5, nitrate, sulfate, EC/OC, NH3
南部超級測站計畫儀器設備
項目
廠牌
PM2.5與PM10質量濃度自動監測儀
R&P 1400a
PM2.5氣膠硫酸鹽自動監測儀
R&P 8400S
PM2.5氣膠硝酸鹽自動監測儀
R&P 8400N
氣膠碳成份連續監測儀
次微米微粒(0.03~0.8µM)粒徑濃度分布自動監測儀
微米微粒(0.3~10µM)粒徑濃度分布自動監測儀
氣膠質譜儀
氨氣自動監測儀
NO/NOy自動監測儀
Sunset Lab OC/EC Analyzer 5040
GRIMM SMPS+C
GRIMM 1.108
待採購
ESA CNH3
?
過氧化氫監測儀
Yankee Environmental System AL2021
氣膠吸光監測儀
Magee Aethalometer AE31
氣膠散光監測儀
Ecotech M9003
大氣光譜監測儀
Kipp&Zonen POM-01
PM2.5微粒採樣器
Rupprecht & Patashnick 2000
微粒化學特性採樣器
Rupprecht & Patashnick 2300
Rupprecht & Patashnick 3500
核心站之儀器配置圖
選定輔英科技大學為懸浮微粒
超級測站之優劣點分析：
優點：

輔英科技大學之地理位置最適合取得高屏
地區代表性之微粒相關數據。

校園四周無污染源與居民或住家，在此設
站具有安全、無干擾與充分專業後勤支援
之優點。

目前多數高屏地區之高空風場、臭氧與其
前驅物之觀測研究，均在此地進行，在此
設站，有利於相關研究結果解釋與探討懸
浮微粒之來源與成因。
選定輔英科技大學為懸浮微粒
超級測站之優劣點分析：
缺點：

目前現地有無線電基地台，其對於相關儀
器監測是否有影響未知?
核心站配合事項
基本要求事項：
(1) 93年10月之前於F棟頂樓至少
提供20坪空曠無干擾之空間，
用於放置二至三貨櫃設備。
(2) 電源與網路架設之配合。
核心站配合事項
建議優先配合事項：
建議於93年12月底前在觀測現場配合建
置室內空間40-50坪，提供相關觀測之藥
品配置與儀器分析監控所需之空間；建置
電話、電腦等之通訊網路，使各種觀測之
現況能即時傳送或進行遠端監控；提供現
場觀測人員討論、文書作業等所需之空間。