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研究生:彭彥彬
研究生(外文):Yen-Ping Peng
論文名稱:屏東地區臭氧敏感性物種與光化指標之研究(2002-2003)
論文名稱(外文):The Studies of Ozone Sensitive Species and Photochemical Indicators in Pingtung County in 2002-2003
指導教授:陳康興陳康興引用關係
指導教授(外文):Kang-Shiang Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:環境工程研究所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:115
中文關鍵詞:臭氧敏感性物種光化指標SPM臭氧
外文關鍵詞:OzoneHNO3H2O2Smog production model
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摘 要

環保署將全國分為七大空品區,其中高屏空品區主要的大氣污染物已自民國八十五年之後由TSP轉變成臭氧。臭氧是一種二次污染物,並不會直接排放至大氣環境中,其生成主要是由原生污染物經由光化學反應之後而衍生出來,所以要有效的控制臭氧污染,必須先控制其原生污染物的生成。臭氧生成的前驅物主要分為VOC和NOx兩大類,根據文獻資料顯示,此兩種前驅物與臭氧濃度的關係並非成線性關係,亦即在某些區域裡減量VOC可以達到有效的臭氧濃度控制,在某些區域中卻必須減量NOx方能有效地達到臭氧濃度的控制,因此決定某地區大氣中臭氧生成的主要控制物種,即成為控制臭氧污染的重要一步。

本研究實地採樣分析H2O2/HNO3和O3/HNO3兩組光化指標,利用Sillman(1997)所建立的界定比值(H2O2/HNO3=0.3-0.6;O3/HNO3=12-16),對屏東地區(屏東市和潮州鎮)進行臭氧前驅物控制物種的判定,結果顯示屏東站在秋季、冬季及春季的臭氧敏感性物種以VOC為主(68%),潮州站秋、冬兩季以VOC為主要控制物種(52.78%),春季則是以NOx為主要控制物種(54.17%)。

本研究另利用Blanchard(1994)SPM中的反應程度參數臨界值(Ecritical=0.7)分析每季採樣日的臭氧前驅物之控制比例,結果顯示屏東站冬季及春季以VOC為主要控制物種(93.75%),潮州站冬季以VOC為主控物種(87.5%),春季則以NOx為臭氧前驅物之主要控制物種(58.33%)。比對實地採樣與SPM模擬結果,顯示兩者在屏東站和潮州站臭氧敏感性物種判定上頗具一致性。

根據相關文獻及研究顯示,界定比值會因為地形和大氣條件的不同而有所改變,故本研究建議未來可以利用相關模式建立本土化之界定比值,以更精確的判定臭氧敏感性物種。
ABSTRACT
Ground-level ozone (O3) is a secondary pollutant produced by its precursors, such as volatile organic compounds (VOC) and nitrogen oxides (NOx) through complex photochemical reactions in sunlight. This study was aimed to investigate the relationships of surface ozone with its precursors in the urban and rural locations in Pingtung County. Atmospheric measurements of hydrogen peroxide (H2O2) and nitric acid (HNO3) were conducted at the two sites, namely Pingtung city and Chaochou, in Pingtung County during three consecutive days of fall, winter and spring seasons in 2002-2003, from which the ozone-VOC-NOx sensitive regimes were derived using two methods, namely the indicator ratios of H2O2/HNO3 and O3/HNO3 developed by Sillman (1997), and the extent parameter, E, of SPM (Smog Production Model) developed by Blanchard (1994).
According to the indicator ratios of H2O2/HNO3 = 0.3 – 0.6, O3/HNO3 = 12 -16 (Sillman, 1997), results at the Pingtung site show that VOC-limited regimes occupy about 68% in autumn, winter and spring. Results at the Chaochou site show that VOC-limited regimes occupy about 52.8% in autumn and winter, while NOx-limited regimes occupy about 54.2% in spring.
According to the critical value of extent parameter, Ecrit = 0.7 (Blanchard, 1994), results show that VOC-limited regimes predominate (93.8%) at Pingtung site in winter and spring. Results at the Chaochou site show that VOC-limited regimes predominate (87.5%) in winter, while NOx-limited regimes predominate (58.3%) in spring.
In summary, the ozone-VOC-NOx sensitivity results derived from indicator ratios agree fairly well with SPM results. The indicator ratios and Ecrit are frequently considered to be universal under given assumptions. However, these values may vary with meteorology and topography. Further studies are needed to characterize these parameters locally.
目 錄

謝 誌……………………………...…………………………Ⅰ
摘 要……………………………………..….………………Ⅱ
Abstract…………………………………………………..……Ⅳ
目 錄………………………………………..….……………Ⅴ
表目錄……………………………………………….…..……Ⅶ
圖目錄…………………………………………………..…….Ⅷ

第一章 前 言………………………………………………..1-1
1.1研究動機………………………………………….…………...1-1
1.2研究目的……………………………………….……………...1-2
第二章 文獻回顧及相關研究………..…………………..…2-1
2.1屏東地區近年空氣品質趨勢及污染量概述……….………...2-1
2.1.1屏東地區歷年氣象概述……………………………….....2-1
2.1.2 PSI之變化趨勢…………………………………………...2-8
2.1.3 各空氣污染物濃度變化趨勢……………………………2-9
2.1.4 各類污染物排放放量推估…………………………… .2-15
2.2 臭氧之形成……………………………………...…………2-17
2.3 臭氧控制及管制策略……………………………………….2-18
2.3.1 臭氧敏感性分析………………………………………..2-18
2.3.2 臭氧敏感性的基本原理………………………………..2-19
2.3.3 正確的臭氧管制策略…………………………………..2-20
2.4 光化指標…………………………………………………….2-21
2.4.1 光化指標之簡述………………………………………..2-21
2.4.2 光化指標之原理………………………………………..2-22
2.5 光化煙霧產物模式………………………………………….2-24
第三章 研究方法……………………………………………3-1
3.1 實驗方法與架構……………………………………………...3-1
3.2 光化指標之採樣規劃及分析………………………………...3-1
3.2.1 大氣中H2O2採樣………………………………………3-5
3.2.2 大氣中HNO3採樣…………………………………….3-6
3.3 煙霧產量模式(Smog Production Model)之研究方法……….3-9
3.4 HNO3與H2O2檢量線……………………………...……….3-14
第四章 結果與討論…………………………………………4-1
4.1採樣日背景污染物趨勢分析………………………………...4-1
4.1.1 污染事件日之篩選……………………………………4-1
4.1.2 臭氧與其前驅物變化趨勢分析……………………….4-2
4.2 光化指標研究結果探討…………………………………….4-11
4.2.1 國外界定比值比對實地採樣之結果討論分析……..4-11
4.2.2 國內界定比值比對實地採樣之結果討論分析……..4-20
4.2.3 光化指標之綜合討論………………………………..4-28
4.3 SPM模擬結果與討論……………………………………….4-31
4.3.1 屏東地區SPM模擬結果及討論……………………..4-31
4.3.2 潮州地區SPM模擬結果及討論………………….…4-31
4.4 光化指標與SPM之綜合探討………………………………4-34
4.4.1屏東站光化指標與SPM模擬結果之綜合探討……..4-34
4.4.2潮州站光化指標與SPM模擬結果之綜合探討……..4.35
第五章 結論及建議…………………..…………………..…5-1
5.1 結論………………………………………………….…..…5-1
5.2 建議……………………………………………………….5-2

參考文獻……………………………………………………參-1

附錄A H2O2採樣分析方法…………………..………..附A-1
附錄B HNO3採樣分析方法……………………..…….附B-1
附錄C 屏東地區臭氧事件日篩選結果……………….附C-1

表 目 錄

表2-1-1 高雄測候站近十年各月份平均氣象資料統計表…….…..2-3
表2-1-4-1 屏東縣民國 89年各污染源排放量總表………..….….2-16
表2-5-1 Johnson、Blanchard和Chang三種光化煙霧產量模式之比較…....……………………………………………….…..2-27
表3-2-1 採樣日期……………………………………………………3-3
表3-3-1 各參數之建議值…………………………………………..3-13
表3-4-1 HNO3與H2O2之檢量線與R2值……………..….……...3-14
表4-1-1-1 臭氧濃度與PSI指標之對照表………………….……......4-1
表4-2-1 相關研究之界定比值…………..…………...………...…..4-11
表4-2-1-1 國外界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-屏東站秋……………………………..………………...4-14
表4-2-1-2 國外界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-屏東站冬季…………………………………………….4-15
表4-2-1-3 國外界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-屏東站春季…………………….…………………..…..4-16
表4-2-1-4 國外界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-潮州站秋季………………………………………..…...4-17
表4-2-1-5 國外界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-潮州站冬季…………………………………………….4-18
表4-2-1-6 國外界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-潮州站春季………………………………………...…..4-19
表4-2-2-1國內界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-屏東站秋季………………………………………….…4-22
表4-2-2-2國內界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-屏東站冬季………………………………………….…4-23
表4-2-2-3 國內界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-屏東站春季…………………………………………….4-24
表4-2-2-4 國內界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-潮州站秋季………………………………………….…4-25
表4-2-2-5 國內界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-潮州站冬季…………………………………………….4-26
表4-2-2-6 國內界定比值比對實地採樣之結果討論分析
-潮州站春季…………………………………………….4-27
表4-3-1-1 屏東地區SPM模擬結果……………………………….4-32
表4-3-2-1 潮州地區SPM模擬結果………………………………….4-33
表4-4-1-1 屏東站冬季光化指標與SPM模擬結果之比較表……..4-34
表4-4-1-2 屏東站春季光化指標與SPM模擬結果之比較表….…..4-35
表4-4-2-1 潮州站冬季光化指標與SPM模擬結果之比較表…..….4-35
表4-4-2-2 潮州站春季光化指標與SPM模擬結果之比較表….…..4-36

圖 目 錄

圖1-1-1 空氣污染指標大於一百之指標分佈圖………………...….1-1
圖2-1-1 民國89年夏季高雄測候站 風瑰圖……………………….2-4
圖2-1-2 民國89年秋季高雄測候站 風瑰圖…………………….…2-4
圖2-1-3 民國89年冬季高雄測候站 風瑰圖…………………….…2-5
圖2-1-4 民國89年春季恆春測候站 風瑰圖…………………….…2-5
圖2-1-5 民國89年夏季恆春測候站 風瑰圖……………………….2-6
圖2-1-6 民國89年秋季恆春測候站 風瑰圖……………………….2-6
圖2-1-7 民國89年秋季恆春測候站 風瑰圖…………………….…2-7
圖2-1-8 民國89年冬季恆春測候站 風瑰圖…………………….…2-7
圖2-1-2-1 高屏地區空氣品質現況………………………………..2-8
圖2-1-3-1 高屏地區84~92年月平均PM10濃度變化…………….2-9
圖2-1-3-2 高屏地區84~92年月平均SO2濃度變化……………2-10
圖2-1-3-3 高屏地區84~92年月平均NO2濃度變化…………….2-10
圖2-1-3-4 高屏地區84~92年月平均O3濃度變化………………2-11
圖2-1-3-5 高屏地區84~92年月平均CO濃度變化……….….…2-11
圖2-1-3-6 屏東縣各測站PM10逐月濃度變化趨勢……….……..2-12
圖2-1-3-7 屏東縣各測站O3逐月濃度變化趨勢………………...2-13
圖2-1-3-8 屏東縣各測站NO2逐月濃度變化趨勢………………2-14
圖2-2-1 臭氧與其前驅物關係示意圖………………………………2-19
圖3-1-1 研究架構流程圖…….…………………….…………...…….3-2
圖3-2-1 採樣地點一覽圖…………………….…………..……..……3-4
圖3-2-1-1 大氣H2O2採樣設備示意圖……………..…..………..…..3-6
圖3-2-2-1 大氣HNO3採樣設備示意圖……………….……………..3-7
圖3-2-2-2 SKC吸附管示意圖…………………………..………….3-8
圖4-1-1-1 屏東地區民國89年9月至92年3月逐月污染事件累積日數……………………………………………………….4-2
圖4-1-2-1 屏東11月5-7日(秋季)臭氧及相關物種濃度趨勢之比較……………………………………………………….....4-5
圖4-1-2-2 屏東1月21-23日(冬季)臭氧及相關物種濃度趨勢之比較……………………………………………..…………...4-6
圖4-1-2-3 屏東4月11-13日(春季)臭氧及相關物種濃度趨勢之比較…………………………………………………..……...4-7
圖4-1-2-4 潮州1月21-23日(冬季)臭氧及相關物種濃度趨勢之比較………………………………………...………………..4-9
圖4-1-2-5 潮州1月11-13日(春季)臭氧及相關物種濃度趨勢之比較……………………………………………...…………4-10
圖4-2-3-1 O3/HNO3指標比對國內、外界定比值結果百分比對照圖………………………………………………………...4-29
圖4-2-3-2 H2O2/HNO3指標比對國內、外界定比值結果百分比對照圖………………………………………………………...4-30
參考文獻

Blachard, C. L., and P. M. Roth, ”Spatial mapping of preferred strategies for reducing ambient ozone concentrations nationwide”,U.S.EPA, Research Triangle Park, NC.(1994)

Blachard, C. L., and F. W. Lurmann, M. Kore, and P. M. Roth, “The use of ambient data to corroborate analysis of ozone control strategies” finalreport, Research Triangle Park, NC.(1994)

Blanchard, C. L.,”Ozone process insights from field experiments-Part III: extent of reaction and ozone formation”,Atmospheric Environment, Vol34, pp.2035-2043.(2000)

Chang, T. Y. and M. J. Suzio, “Assessing Ozone-Precursor Relationships Based on a Smog Production Model and Ambient Data”, Air & Waste Management Association, Vol.45, pp.20-28.(1995)

Chang, T. Y. and M. J. Suzio, 1994, “A Smog Production Model and an Assessment of Ozone Control Strategies”, Air & Waste Management Association (1994)

Chang, T. Y. and S. J. Rudy, “Ozone-Precursor Relationships: A Modeling Study of Semiempirical Relationships”, Environment. Science & Technology, Vol.27, No.10, pp.2213-2219 (1993)

Johnson, G. M. ,”A Simple Model for Predicting the Ozone Concentration of Ambient Air”, In Proc. 8th Int. Clean Air Conf., Clean Air Soc. Of Australia and New Zealand Vol.2, pp.715-731 (1984)

Johnson, G. M., and M. Azzi, ”Notes on the derivation : the integrated empirical rate model(V2.2)” Report prepared by CSIRO Division of Coal and Energy Technology, North Ryde,NSW,Australia.(1992)

Johnson, G. M., S. M. Quigley, and J. G. Smith, “Management of photochemical smog using the AIRTRAK apporch” 10th International Conference of the Energy Society of Australia and New Zealand, March, pp.209-214.(1990)

K.S. Chen, Y.T. Ho, C.H. Lai, Youn-Min Chou, “Photochemical modeling and analysis of meteorological parameters during ozone episodes in Kaohsiung, Taiwan”, Atmospheric Environment, Vol.37, pp.1811-1823 (2003)

Lurmann, F. W., W. P. L. Cater, and L. A. Coyner, ”A surrigate species chemical mechanism for urban-scale air quality modeling.” Report prepared for U.S. Environment Protection Agency, Research Triangle Park, NC,.EPA-600/3-87-014.(1987)

Lu,C.H., ”On the Indicator-based Approach to Assess Ozone Sensitivities and Emission Features ” J. Geophys. Res., V.103, pp.3453-3462 (1998)

Milford, J. B., D. Gao, S. Sillman, P. Blosse, and A. G. Russell, “Total reactivity nitrogen (NOy) as an indicator for the sensitivity of ozone to NOX and hydrocarbons”, Journal of Geophysical Research, Vol.99, pp.3533-3542 (1994)

Russell, A., J. Milford, M. S. Bergin, S. McBride, L. McNair, Y. Yang, W. R. stockwell, and B. Croes, “Urban ozone control and atmospheric reactivity of organic gases”, American Assoc. for the Advencement of Science, p.491(1995)

Seinfeld, J. H., “Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution”, John Wiley & Sons, Inc. pp.738,(1996)

Sillman S., F. A. Logan, and S.C. Wofsy, “The sensitivity of ozone to nitrogen oxides and hydrocarbons in regional ozone episodes”, Journal of Geophysical Research, V95 (D2), pp.1837-1851 (1990)

Sillman, S., “Evaluating the Relation Between Ozone, NOX and hydrocarbons: The Method of Photochemical Incators”, EPA/600/R-98/022, USEPA, Research Triangle Park, NC. (1998)

Sillman, S., J. A. Logan, and S. C. Wofsy, “The Sensitivity of Ozone to Nitrogen and Hydrocarbons in Regional Ozone Episodes”, Journal of Geophysical Research, V100, N. D7, pp.14175-14188 (1995)

沈信旭,「大氣光化煙霧產量模式之應用研究」,國立雲林科技大學環境與安全工程系,碩士論文,中華民國八十七年。

蔣志剛,「光化煙霧產量模式本土化之研究」,國立雲林科技大學環境與安全工程系,碩士論文,中華民國八十八年。

周明顯、樓基中、袁中新,「高雄市臭氧生成前驅物控制及減量策略研擬」,高雄市政府環境保護局,中華民國九十年。

莊桓齊、鄭福田,「台灣地區臭氧敏感性光化指標方法之建立與探討」,國立台灣大學環境工程研究所碩士論文,中華民國九十年。

吳義林、林清和,「台南縣臭氧防治策略規劃-敏感性物種之調查研究」,台南縣環境保護局,中華民國九十一年三月。

陳幸芬、李俊璋、吳義林,「台南縣臭氧敏感性物種之調查研究」,國立成功大學環境醫學研究所碩士論文,中華民國九十一年。

陳瑞仁、陳康興,「屏東地區空氣品質劣化原因探究及改善策略研擬」,屏東縣環境保護局,中華民國九十一年十二月。

陳康興,「高雄市大氣臭氧形成敏感性物種(H2O2, HNO3)之調查研究」,2002區域臭氧污染與防制就數研討會論文集,高雄市環境保護局,中華民國九十一年十二月。

陳康興、謝連德,「屏東地區揮發性有機物空氣污染調查檢測計畫」,屏東縣環境保護局,中華民國九十二年。
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