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研究生:徐碩亨
研究生(外文):Shuo-HengHsu
論文名稱:以光化測站探討高屏地區VOCs貢獻源及臭氧生成之影響
論文名稱(外文):The sources of VOCs and their ozone formation potential for PAMS data in KP area
指導教授:吳義林
指導教授(外文):Yee-Lin Wu
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:環境工程學系碩博士班
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:109
中文關鍵詞:臭氧揮發性有機物光化學測站受體模式臭氧生成潛勢
外文關鍵詞:ozoneVOCsPAMSreceptor modelozone formation potential
相關次數:
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近年來懸浮微粒之濃度藉由空氣污染管制已有顯著成效,因此臭氧逐漸取代懸浮微粒成為空氣品質不良之主要污染物。本研究使用環保署高屏地區光化學測站之2007年與2008年連續監測資料,以平均濃度、最大反應增量(MIR)及丙烯當量濃度三種不同方法探討高屏地區VOCs濃度及光化反應特性,而且應用受體模式之化學質量平衡法(CMB)與正矩陣因子法( PMF)推估高屏地區VOCs之污染源貢獻比例,與配合MIR分析高屏區VOCs主要貢獻源之臭氧生成潛勢。
以VOCs濃度而言,高屏地區之烷類、烯類、炔類及芳香烴類分別佔49~51%、9~13.5%、2~2.5%、33.5~39.5%,以toluene為最高,iso-pentane次之。以MIR及丙烯當量濃度而言,高屏地區芳香烴類為最多、其次為烯類、烷類,儘管烯類VOCs濃度較低,由於其光化反應性高,臭氧生成貢獻濃度之貢獻比例大於烷類。由CMB模式解析結果顯示小港站受到鄰近工業區之影響,以鋼鐵業、煉油業與油氣揮發為主;潮州站附近無明顯之工業排放源,VOCs主要來自於建材表面塗裝、二行程機車與汽車排放;橋頭站則以鋼鐵業、煉油業及建材表面塗裝為主要污染源。而PMF分析結果顯示在潮州站與橋頭站,VOCs主要的污染源有9個,而在小港站的主要VOCs污染源有7個,各污染源之貢獻比例與CMB模擬結果相近。
不同污染源以MIR推估臭氧生成潛勢結果顯示小港站之臭氧生成由鋼鐵業與移動源為主要臭氧貢獻源;潮州站為移動源與建材表面塗裝;橋頭站則以鋼鐵業、建材表面塗裝業與移動源為主。

In recent years, the major air pollutant responsible for PSI over 100 was ozone in KP air basin. In this study, the VOCs characteristics for PAMS data in KP area were evaluated by means of three indices: annual average mass concentrations, maximum incremental reactivity (MIR) and propylene-equivalent concentrations (Prop-equiv). Two different receptor models, chemical mass balance (CMB) and positive matrix factorization (PMF), were used to analyze the contributions of VOCs. Finally, MIR was used to evaluate ozone formation potential by various emission sources.
For mass concentration, the fractions of alkanes, alkenes, alkynes and aromatics are 49~51%, 9~13.5%, 2~2.5%, 33.5~39.5%, respectively; for chemical compositions, toluene is the dominant species. For MIR and Prop-equiv, aromatics are the greatest, followed by alkenes. Because of higher photochemical reactivity, alkenes have greater ozone formation potential than alkanes. The results of CMB analysis show that the major VOCs sources are steel industry, refinery, and gasoline vapor at Shian-Gang’s (SG). At Chao-Chou’s (CC), there are building surface coating, two-stroke motorcycle, and vehicle exhaust and are steel industry, refinery, and building surface coating at Chiau-Tou’s (CT). The results of PMF analysis reveal that there are 9 main VOCs sources at Chao-Chou and Chiau-Tou, and are 7 main sources at Shiau-Tou; the contribution from various sources are similar to those analyzed by CMB.
The main sources contributing the ozone formation potential by using MIR are steel industry and mobile source at SG, are mobile source and building surface coating in CC, and are steel industry and building surface coating at CT.


目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 V
圖目錄 VII
第1章、 前言 1
1.1、 研究緣起 1
1.2、 研究目的 2
第2章、 文獻回顧 3
2.1、 高屏地區PSI變化 3
2.2、 高屏地區環保署測站概述 7
2.3、 台灣地區光化學測站 8
2.4、 臭氧的形成 13
2.5、 揮發性有機物(VOCs)來源 13
2.6、 揮發性有機物光化反應 19
第3章、 研究方法 23
3.1、 長期趨勢分析方法 23
3.2、 受體模式 24
第4章、 結果與討論 34
4.1、 一般空品站氣態污染物趨勢探討 34
4.2、 光化測站污染物趨勢探討 43
4.3、 CMB模擬結果 50
4.4、 季節變化討論 63
4.5、 PMF模擬結果 72
4.6、 不同污染源對臭氧生成潛勢之影響 76
4.7、 高臭氧濃度期間之探討 93
第5章、 結論與建議 104
5.1、 結論 104
5.2、 建議 105
第6章、 參考文獻 106

表目錄
表2-2高屏空品區PSI>100指標污染物 4
表2-3、高屏空品區各監測站空氣品質不良日之比例 5
表2-4、高屏空品區各監測站各月份空氣品質不良日之比例 6
表2-4、現有光化測站 11
表2-5、光化測站分析物種 12
表2-6、石化煉油業空氣污染排放特性 17
表2-7、不同VOCs排放源之特徵物種 18
表2-8、各VOCs物種之臭氧生成潛勢 22
表3-1、CMB8.2模式統計指標基準 27
表3-2、污染源與參考文獻 28
表3-3、各VOCs物種之半生期 32
表3-4、PMF物種優劣之判定 33
表3-5、PMF Uncertainty採用之Error Fraction 33
表4-1 小港站迴歸統計與殘差檢定結果 40
表4-2 潮州站迴歸統計與殘差檢定結果 40
表4-3 橋頭站迴歸統計與殘差檢定結果 41
表4-4 小港站加入循環變數後的迴歸係數及殘差檢定結果 41
表4-5 潮州站加入循環變數後的迴歸係數及殘差檢定結果 42
表4-6 橋頭站加入循環變數後的迴歸係數及殘差檢定結果 42
表4-7、各站各族濃度組成比例 46
表4-8、各站各族MIR與丙烯當量濃度組成比例 46
表4-9、各站各VOCs物種濃度排序前十名 47
表4-10、各站各VOCs物種臭氧生成量排序前十名 47
表4-11、各站各VOCs物種丙烯當量排序前十名 48
表4-12、三種方法排序總結 49
表4-13、小港地區2007~2008年逐月CMB模擬 55
表4-14、小港地區2007~2008年年平均CMB模擬 56
表4-15、小港地區2007~2008年各風向CMB模擬 56
表4-16、潮州地區2007~2008年逐月CMB模擬 57
表4-17、潮州地區2007~2008年年平均CMB模擬 58
表4-18、潮州地區2007~2008年各風向CMB模擬 58
表4-19、橋頭地區2007~2008年逐月CMB模擬 59
表4-20、橋頭地區2007~2008年年平均CMB模擬 60
表4-21、橋頭地區2007~2008年各風向CMB模擬 60
表4-22、各污染源貢獻比例與溫度之關係 65
表4-23、小港PMF各Factors下之Q值 78
表4-24、潮州PMF各Factors下之Q值 78
表4-25、橋頭PMF各Factors下之Q值 79
表4-26、小港站PMF模擬結果 80
表4-27、潮州站PMF模擬結果 81
表4-28、橋頭站PMF模擬結果 82
表4-29、小港站PMF貢獻度變化 83
表4-30、潮州站PMF貢獻度變化 84
表4-31、橋頭站PMF貢獻度變化 85
表4-32、小港站PMF與CMB之profile回歸係數 86
表4-33、潮州站PMF與CMB之profile回歸係數 87
表4-34、橋頭站PMF與CMB之profile回歸係數 88
表4-35、小港站各污染源臭氧生成潛勢比例 89
表4-36、潮州站各污染源臭氧生成潛勢比例 89
表4-37、橋頭站各污染源臭氧生成潛勢比例 89
表4-39小港站高臭氧季節CMB 96
表4-40、小港站高臭氧季節PMF 96
表4-41、潮州站高臭氧季節CMB 97
表4-42、潮州站高臭氧季節PMF 97
表4-43、橋頭站高臭氧季節CMB 98
表4-44、橋頭站高臭氧季節PMF 98
表4-45、臭氧事件日站日數 99
表4-46、小港站臭氧事件日CMB 99
表4-47、潮州站臭氧事件日CMB 100
表4-49、臭氧高峰出現時段之次數 102
表4-50、臭氧高峰延時CMB模擬 102
表4-51、橋頭站2007/10/24雙峰逐時分析 103

圖目錄
圖2-2、台灣光化學測站設置原則 11
圖4-1、2000年至2008年高屏空品區CO濃度趨勢 37
圖4-2、2000年至2008年高屏空品區SO2濃度趨勢 37
圖4-3、2000年至2008年高屏空品區NOx濃度趨勢 38
圖4-4、2000年至2008年高屏空品區O3濃度趨勢 38
圖4-5、2000年到2008年三站總氧化劑濃度變化 39
圖4-6、小港站及附近主要污染源 61
圖4-7、潮州站及附近主要污染源 61
圖4-8橋頭站及附近主要污染源 62
圖4-9、 2007年小港每月風花圖 66
圖4-10、 2008年小港每月風花圖 67
圖4-11、 2007年潮州每月風花圖 68
圖4-12、 2008年潮州每月風花圖 69
圖4-13、 2007年橋頭每月風花圖 70
圖4-14、 2008年橋頭每月風花圖 71
圖4-15、小港站污染源貢獻度與Factor數 90
圖4-16、潮州站污染源貢獻度與Factor數 91
圖4-17、橋頭站染源貢獻度與Factor數 92
圖4-18、2007年10月24日橋頭站臭氧雙峰之現象 95


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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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