臺灣博碩士論文加值系統

本研究以民國86−95年大高雄地區8空品測站之PM10、O3、NOX及NMHC等污染物作長期趨勢探討。由Holland model (未經氣象因子調整)之長期趨勢模擬及MM−Regression(加入氣象因子)之長期趨勢模擬來探討氣象因子對污染物長期趨勢及區域之影響和(PM10、O3)以t-tset與F-test進行事件日統計檢定分析。

高雄市PM10之長期趨勢，未經氣象因子調整前，左營(7.18 %)、前金(3.20 %)及楠梓(9.72 %)，經排除氣象因子後，左營(1.91 %)、前金(2.92 %)及楠梓(2.02 %)為平緩趨勢。O3之長期趨勢，未經氣象因子調整前，(左營：11.42 %；小港：20.92 %；前金：42.08 %；楠梓：13.69 %)，氣象影響之濃度趨勢較小。高雄縣PM10之長期趨勢，未經氣象因子調整前，林園(14.96 %)及仁武(3.24 %)，排除氣象因子影響後，仁武為3.15 % 之緩步上升趨勢，而林園則為-2.53 %，氣象因子為影響林園近年PM10濃度之主因。高雄縣O3之長期趨勢，未經氣象因子調整前，(大寮：18.89 %；仁武：4.40 %；林園：35.16 %；美濃：29.98 %)，排除氣象因子後之濃度趨勢(大寮：1.99 %；仁武：2.23 %；林園：1.16 %；美濃：-1.16 %)，顯示氣象因子對高雄縣O3之影響較大。

高雄市PM10具高無顯著差異(64.8−92.3 %)，推論其原因乃高雄市為高度發展之都市，工商業發達，當配合適當之條件下，全市易籠罩在高濃度污染氣團中，使其污染型態具有相似性，此乃高雄市與高雄縣不同之處。O3方面，三站以上同為事件日時，其相似性(78 – 100 %)，可知O3污染物具有廣泛性，較易擴散。高雄縣PM10事件日發生時，各站相似性較O3事件日較差，顯示懸浮微粒於時空中之分佈有其獨特性，較不易像O3等氣狀物之分佈均質且廣泛。

The trends of PM10, O3, NOX and NMHC concentrations were analyzed by the Holland model (without meteorological-adjusted) and the MM-Regression model (with meteorological-adjusted) base on the data of eight EPA air quality stations from 1997 to 2006 in Kaohsiung. The aim of this study was to evaluate the influence of meteorological factors on the pollutants (PM10 and O3) trends.

The trends of PM10 concentrations in Kaohsiung city analyzed without meteorological-adjusted were 7.18 % at Tzuo-Yin, 3.20 % at Chien-Chin and 9.72 % at Nan-Chie. After eliminating the meteorological factors, the percent of gradual trends were 1.91 % at Tzuo-Yin, 2.92 % at Chien-Chin and 2.02 % at Nan-Chie. The trends of O3 concentrations without meteorological-adjusted were 11.42 % at Tzuo-Yin, 20.92 % at Hsiung-Kong, 42.08 % at Chien-Chin and 13.69 % at Nan-Chie. The trends of PM10 concentrations in Kaohsiung County analyzed without meteorological-adjusted were 14.96 % at Lin-yuan and 3.24 % at Jen-wu. After meteorological factors eliminating, the trend was 3.15 % at Jen-wu but the trend was -2.53 % at Lin-yuan. Meteorological factor was a primary reason that influences the PM10 concentration in recent years. The trends of O3 in Kaohsiung County without meteorological-adjusted were 18.89 % at Da-liao, 4.40 % at Jen-wu, 35.16 % at Lin-yuan and 29.98 % at Mei-nung. After meteorological factors eliminating, the trends were 1.99 % at Da-liao, 2.23 % at Jen-wu, 1.16 % at Lin-yuan and -1.16 % at Mei-nung. The results show that the influence of meteorological factors for O3 trends was more sensitive in Kaohsiung county than in Kaohsiung city.

The concentration of PM10 has no significant difference (64.8 – 92.3 %) in Kaohsiung city. For the concentration of O3, the similarity (78 – 100 %) was extensive in Kaohsiung city because O3 could diffuse easily. O3 episodes has no significant difference as PM10 episodes in Kaohsiung city. As above-mentioned, the results show that the contributions of ambient PM10 were individually but the contributions of ambient O3 were uniform extensively.

謝誌 I
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 IX

第一章 前言 1-1
1.1 研究緣起 1-1
1.2 研究目標 1-2

第二章 相關研究及文獻回顧 2-1
2.1 大高雄地區空氣品質回顧 2-1
2.1.1 高高屏空品區空氣污染指標(PSI)變化趨勢 2-1
2.1.2 主要空氣污染物濃度變化趨勢 2-5
2.2 大高雄地區污染物排放量概估 2-14
2.2.1 高雄市 2-14
2.2.2 高雄縣 2-15
2.3 大高雄地區主要空氣污染物(PM10、O3、NOX及NMHC)概述 2-19
2.3.1 懸浮微粒定義與成因 2-19
2.3.2 臭氧形成理論及影響 2-22
2.3.3 NOX簡介 2-24
2.3.4 NMHC簡介 2-26
2.4 大高雄地區87 − 96年之氣象資料彙整 2-27
2.5 空氣品質長期趨勢之研究方法 2-29
2.5.1 線性回歸 (MLR) 模式長期趨勢分析 2-29
2.5.2 多層認知類神經網路 (MLP) 長期趨勢分析 2-29

第三章 研究方法 3-1
3.1 研究架構與流程 3-1
3.2 長期趨勢分析方法 3-2
3.2.1 未經氣象因子調整之長期趨勢分析方法 3-2
3.2.2 經氣象因子調整之長期趨勢分析方法 3-3
3.3 平均值(t-test)及變異數(F-test)之統計檢定方法 3-4

第四章 結果與討論 4-1
4.1 長期趨勢分析之結果 4-1
4.1.1 未經氣象因子調整之模擬結果 4-1
4.1.2 加入氣象因子調整之模擬結果 4-11
4.2 高雄市污染物之長期趨勢分析 4-21
4.2.1 污染物年變化長期趨勢分析 4-21
4.2.2 高雄市氣象因子對長期趨勢之影響 4-27
4.2.3 高雄市四季污染物濃度受氣象因子影響程度分析 4-28
4.3 高雄縣污染物之長期趨勢分析 4-29
4.3.1 污染物年變化長期趨勢分析 4-29
4.3.2 高雄縣氣象因子對長期趨勢之影響 4-35
4.3.3 高雄縣四季污染物濃度受氣象因子影響程度分析 4-36
4.4 高雄市PM10及O3事件日之統計檢定結果 4-37
4.4.1 PM10事件日統計檢定結果 4-37
4.4.2 民國94 − 96年四空品測站懸浮微粒事件日之t-test及F-test統計檢定結果 4-40
4.4.3 O3事件日統計檢定結果 4-41
4.4.4 民國94 − 96年四空品測站臭氧事件日之t-test及F-test統計檢定結果 4-43
4.5 高雄縣PM10及O3事件日之統計檢定結果 4-45
4.5.1 PM10事件日統計檢定結果 4-45
4.5.2 民國94 − 96年四空品測站懸浮微粒事件日之t-test及F-test統計檢定結果 4-48
4.5.3 O3事件日統計檢定結果 4-49
4.5.4 民國94 − 96年四空品測站臭氧事件日之t-test及F-test統計檢定結果 4-52

第五章 結論與建議 5-1
5.1 結論 5-1
5.2 建議 5-3

參考文獻 ..參-1
附錄A 民國94 − 96年高雄市臭氧及懸浮微粒事件日統計 ..附A-1
附錄B 民國94 − 96年高雄縣臭氧及懸浮微粒事件日統計 ..附B-1
附錄C 民國94 − 96年高雄市四空品測站於懸浮微粒事件日t-test及F-test之統計檢定 ..附C-1
附錄D 民國94 − 96年高雄市四空品測站於臭氧事件日t-test及F-test之統計檢定 ..附D-1
附錄E 民國94 − 96年高雄縣四空品測站於懸浮微粒事件日t-test及F-test之統計檢定 ..附E-1
附錄F 民國94 − 96年高雄縣四空品測站於臭氧事件日t-test及F-test之統計檢定 ..附F-1
附錄G 作者簡歷 ..附G-1

表目錄

表2.1-1 民國87 - 96年高雄市四空品測站臭氧(PM10)事件日每年之天數 2-3
表2.1-2 民國86 - 95年高雄縣四空品測站臭氧(PM10)事件日每年之天數 2-3
表 2.1-3 民國87 - 96年高雄市四空品測站懸浮微粒(O3)事件日每年之天數 2-4
表2.1-4 民國87 - 96年高雄縣四空品測站臭氧(O3)事件日每年之天數 2-4
表2.2-1 高雄市污染來源排放總表 2-17
表 2.2-2 高雄縣污染來源排放總表 2-18
表2.4-1 高雄地區近十年各月份平均氣象資料統計表 2-28
表4.2-1 受氣象因子影響之長期趨勢 4-27
表4.2-2 個別氣象因子之影響程度(%) 4-28
表4.2-3 污染物濃度受氣象因子之影響程度(%) 4-28
表4.3-1 受氣象因子影響之長期趨勢 4-35
表4.3-2 個別氣象因子之影響程度(%) 4-36
表4.3-3 污染物濃度受氣象因子之影響程度(%) 4-36
表4.4-1 民國94 – 96年高雄市四空品測站PM10事件日站日數 4-37
表4.4-2 PM10事件日發生時污染型態相似者之百分比 4-39
表 4.4-3 民國94 – 96年高雄市四空品測站事件日懸浮微粒(PM10)逐時濃度統計檢定結果彙整
表4.4-4 民國94 – 96年高雄市四空品測站O3事件日站日數 4-41
表4.4-5 O3事件日污染型態相似者之百分比 4-42
表4.4-6 民國94 – 96年高雄市四空品測站事件日臭氧(O3)逐時濃度統計檢定結果彙整 4-44
表4.5-1 民國94 – 96年高雄縣四空品測站PM10事件日站日數 4-45
表4.5-2 PM10事件日發生時污染型態相似者之百分比 4-47
表4.5-3 民國94 – 96年高雄縣四空品測站事件日懸浮微粒(PM10)逐時濃度統計檢定結果彙整 4-49
表4.5-4 民國94 – 96年高雄縣四空品測站O3事件日站日數 4-50
表4.5-5 O3事件日發生時污染型態相似者之百分比 4-51
表4.5-6 民國94 – 96年高雄縣四空品測站事件日臭氧(O3)逐時濃度統計檢定結果彙整 4-53

圖目錄

圖2.1-1 高屏地區空氣品質現況(87 - 96年) 2-2
圖2.1-2 高雄市各測站PM10逐月濃度變化趨勢 2-6
圖2.1-3 高雄市各測站O3逐月濃度變化趨勢 2-7
圖2.1-4 高雄市各測站NOX逐月濃度變化趨勢 2-8
圖2.1-5 高雄市各測站NMHC逐月濃度變化趨勢 2-9
圖2.1-6 高雄縣各測站PM10逐月濃度變化趨勢 2-10
圖2.1-7 高雄縣各測站O3逐月濃度變化趨勢 2-11
圖2.1-8 高雄縣各測站NOX逐月濃度變化趨勢 2-12
圖2.1-9 高雄縣各測站NMHC逐月濃度變化趨勢 2-13
圖3.1-1 研究架構流程圖 3-1
圖4.1-1 高雄市民國86 − 95年PM10未經氣象調整分析趨勢圖 4-2
圖4.1-2 高雄市民國86 − 95年O3未經氣象調整分析趨勢圖 4-3
圖4.1-3 高雄市民國86 − 95年NOX未經氣象調整分析趨勢圖 4-4
圖4.1-4 高雄市民國86 − 95年NMHC未經氣象調整分析趨勢圖 4-5
圖4.1-5 高雄縣民國86 − 95年PM10未經氣象調整分析趨勢圖 4-7
圖4.1-6 高雄縣民國86 − 95年O3未經氣象調整分析趨勢圖 4-8
圖4.1-7 高雄縣民國86 − 95年NOX未經氣象調整分析趨勢圖 4-9
圖4.1-8 高雄縣民國86 − 95年NMHC未經氣象調整分析趨勢圖 4-10
圖4.1-9 高雄市民國86 − 95年PM10加入氣象因子調整分析趨勢圖 4-12
圖4.1-10 高雄市民國86 − 95年O3加入氣象因子調整分析趨勢圖 4-13
圖4.1-11 高雄市民國86 − 95年NOX加入氣象因子調整分析趨勢圖 4-14
圖4.1-12 高雄市民國86 − 95年NMHC加入氣象因子調整分析趨勢圖 4-15
圖4.1-13 高雄縣民國86 − 95年PM10加入氣象因子趨勢圖 4-17
圖4.1-14 高雄縣民國86 − 95年O3加入氣象因子趨勢圖 4-18
圖4.1-15 高雄縣民國86 − 95年NOX加入氣象因子趨勢圖 4-19
圖4.1-16 高雄縣民國86 − 95年NMHC加入氣象因子趨勢圖 4-20
圖4.2-1 民國86 – 95年PM10含氣象因子濃度趨勢 4-21
圖4.2-2 民國86 – 95年PM10排除氣象因子濃度趨勢 4-22
圖4.2-3 民國86 – 95年O3含氣象因子濃度趨勢 4-23
圖4.2-4 民國86 – 95年O3排除氣象因子濃度趨勢 4-23
圖4.2-5 民國86 – 95年NOX含氣象因子濃度趨勢 4-24
圖4.2-6 民國86 – 95年NOX排除氣象因子濃度趨勢 4-25
圖4.2-7 民國86 – 95年NMHC含氣象因子濃度趨勢 4-26
圖4.2-8 民國86 – 95年NMHC排除氣象因子濃度趨勢 4-26
圖4.3-1 民國86 – 95年PM10含氣象因子濃度趨勢 4-29
圖4.3-2 民國86 – 95年PM10排除氣象因子濃度趨勢 4-30
圖4.3-3 民國86 – 95年O3含氣象因子濃度趨勢 4-31
圖4.3-4 民國86 – 95年O3排除氣象因子濃度趨勢 4-31
圖4.3-5 民國86 – 95年NOX含氣象因子濃度趨勢 4-32
圖4.3-6 民國86 – 95年NOX排除氣象因子濃度趨勢 4-33
圖4.3-7 民國86 – 95年NMHC含氣象因子濃度趨勢 4-34
圖4.3-8 民國86 – 95年NMHC排除氣象因子濃度趨勢 4-34
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