Characteristics of metallic elements in PM over Taichung and an analysis of the possible sources

摘要

本研究於2009年8月14日至19日及11月4日至7日於台中地區清水、大肚山、大里及豐原測站，同步進行兩次大氣懸浮微粒密集觀測實驗，採樣皆利用雙粒徑高量採樣器採集PM2.5及PM2.5-10之微粒樣本，以微波消化法配合感應耦合電漿質譜儀分析微粒中20種金屬元素(Al、Fe、Na、Mg、K、Ca、Sr、Ti、Mn、Ba、Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、V、Cr、As和Se)的濃度，本研究目的主要建立台中地區的金屬元素組成特性，並分析PM的可能污染來源，再進一步探討台中地區是否受沿海地區重大污染源的傳輸影響。研究結果顯示，清水、大肚山、大里和豐原測站金屬元素濃度分別佔其PM2.5質量濃度的5.1%、5.3%、5.1%和4.2%，而PM2.5-10中則分別佔其質量濃度的17.4%、17.1%、15.7%和14.1%。由富集因子法判定四測站PM2.5-10中主要係以地殼源的金屬元素為主，包括Al、Fe、Ca、Mg、K、Ti、Mn、Sr；另PM2.5中主要以人為污染源元素為主，分別有Cu、Cr、V、Ni、Zn、Pb、Sb、Cd、As和Se。然比較四測站之金屬元素濃度，顯示清水、大肚山測站因靠近沿海地區其Na、Mg等海鹽飛沫元素於粗細粒中均較大里和豐原測站高，且其貢獻量有明顯的遞減，另清水與大肚山測站之V、Ni和As含量濃度較其他兩測站高；由污染物風花圖與主成分因子分析結果顯示污染來源主要受西方和西南方工業燃燒源影響，且兩測站元素組成無顯著差異，而大里和豐原測站之Mn、Cu、Sb、Ba和Zn濃度含量均較其他兩測站高；而利用主成分因子分析及污染源的特徵元素之比較，判定其人為污染源主要包括交通排放及垃圾焚化，另與國內工業區比較，顯示本研究四測站之人為污染源元素濃度均低於工業區之濃度。關鍵字:金屬元素、富集因子法、主成分因子分析、污染物風花圖