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半导体厂周界大气微粒上水溶性离子粒径分布特性之研究

林志忠  陈瑞仁  黄国林  蔡仁雄  陈劲宇  潘淑娟  
【摘要】:本研究于台湾南部某半导体厂为主之科学园区以MOUDI及Nano-MOUDI进行大气超细(ultrafine,0.01μmDP0.1μm)、细(fine,PM0.01-2.5)、粗(coarse,PM2.5-10)及PM10微粒采样,以Dionex-ICS3000型离子层析仪(Ion Chromatography;IC)分析水溶性阴阳离子,分析之物种则包括Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+、Cl-、NO3-及SO4-2等8种水溶性阴阳离子。探讨科学园区大气中不同粒径范围微粒上水溶性离子浓度及粒径分布特性,并以采样时不同大气环境条件分成事件日(PM10平均值为136μg/m3)、一般晴天(PM10平均值为80.6μg/m3)及雨后晴天(PM10平均值为35.4μg/m3)。研究结果显示:半导体厂科学园区大气微粒上水溶性离子以NO3-、SO42-及NH4+等为主,事件日大气超细、细、粗及PM10微粒上NO3-、SO42-及NH4+之浓度依序分别为0.36、32.6、7.91及40.5μg/m3;一般晴天依序分别为0.29、23.0、5.93及28.9μg/m3;雨后晴天则依序分别为0.39、7.76、1.89及9.65μg/m3,雨后晴天大气中微粒上二次气胶浓度明显减少。而事件日、一般晴天及雨后晴天超细微粒上NO3-之含量分别1.41、1.25及0.80%;细微粒分别为9.33、15.4及2.31%;粗微粒则分别为7.99、10.4及8.94%,雨后晴天细微粒上NO3-之含量明显减少(约降低7~13%)。雨后晴天微粒上SO42-及NH4+之含量变化较小(约降低2~4%)。图一为半导体厂科学园区大气微粒上水溶性离子粒径之分布,科学园区大气微粒上SO42-、NH4+、K+、Ca2+及Mg2+均呈单峰分布;事件日及一般晴天微粒上NO3-及Cl-粒径分布呈双峰分布,雨后晴天则是呈单峰分布,主要原因为降雨时湿沈降削减大气中微粒之浓度(尤其是细微粒上NO3-),且科学园区使用含氯物质一般为常温操作,致雨后新生成之微粒,其NO3-及Cl-主峰在粗微粒上;F-不论一般晴天、事件日或雨后晴天均呈三峰分布,且浓度变化较小,因此,微粒上F-可能主要来自该园区污染源所贡献,且F-在超细粒径上具有一峰,主要原因为园区使用原料六氟化硫经高温污染源后排放(含氟原料在该科学区年使用量约300公吨),在大气中经冷凝吸附在超细微粒上。雨后晴天大气微粒上SO42-及NH4+因湿沈降使其浓度明显减小,且主峰之粒径也由1.0~1.8μm,减小为0.56~1.0μm。

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