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以平行平板濕式固氣分離器探討填充式洗滌塔的去除效率

This study used a parallel plate wet denuder coupled with ion chromatograph (PPWD-IC) to measure soluble gas pollutant concentrations and removal efficiency of packed towers. Gas pollutant concentrations measured by the PPWD-IC system were first validated with a manual porous metal denuder sampler (PDS) as a reference. Test results show that the collection efficiency of the PPWD-IC system operating at 5 L/min is nearly 100% for HF, HCl and CH3COOH, respectively. The comparison of these three gases show that concentration measured by the PPWD-IC system agree well with those obtained by PDS with correlation of determinant (R2) greater than 0.93. The PPWD was then applied to measure the removal efficiency of packed towers in high-tech factories continuously. Results show that the removal efficiency of gaseous pollutants is low and variable when the inlet concentration is low.

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大氣PM2.5監測及採樣正確性的研究

由於許多流行病學的研究顯示大氣PM2.5濃度對人體有負面的影響，使得PM2.5這項議題已越來越受重視。為了維護人民的健康，許多國家也紛紛制定了PM2.5的空氣品質標準。目前用來量測大氣PM2.5濃度進而評估空氣品質是否合乎這些標準的方法主要分為手動採樣與自動即時監測兩種方法。然而由於採樣干擾的影響，使這些方法的測值和大氣中實際的PM2.5濃度常有差異。因此本研究主要的目的為評估這些大氣PM2.5儀器之量測結果的正確性。 在PM2.5採樣技術方面，本研究首先開發了一部可同時採集4組PM10與4組PM2.5樣本的多濾紙PM10-PM2.5採樣器(Multi-filter PM10-PM2.5 sampler, MFPPS)。MFPPS的操作流量為33.4 L/min，在經過進口端的PM10衝擊器之後，主要採樣氣流會分成兩道16.7的次要採樣氣流。一道會進入4組PM10濾紙匣，另一道則是在通過一個PM2.5衝擊器之後再進入4組PM2.5濾紙匣。故每道濾紙匣的採樣流量為4.17 L/min。實驗室內的校正及現場比對結果均顯示，MFPPS可正確地採集大氣PM樣本。 本研究也接著利用MFPPS進行濾紙採樣器可能產生之採樣干擾的評估。研究結果顯示，在採樣過程中PM2.5的揮發損失相當嚴重，此揮發量佔修正揮發量後之PM2.5濃度的比例為5.8至36 %，且會隨著濾紙面速度的增加以及濾紙上的微粒負荷量的減少而增加。在24小時的採樣過程中，揮發掉的NH4+、NO3- 及Cl-離子濃度佔修正揮發量後之PM2.5濃度的比例分別為9.5 ± 6.2、5.4 ± 3.7及2.0 ± 1.3 %，佔個別離子濃度的比例則分別為46.4 ± 19.2、66.9 ± 18.5及74.4 ± 14.0 %。 除了實驗評估之外，本研究也建立了一個模式來推算在採樣過程中PM2.5的揮發損失，結果顯示在樣本上微粒酸鹼程度呈中性的情況下，以此模式所算出的PM2.5揮發量和實驗數據相當接近，兩者之間的平均誤差在10 %以內。本研究也進一步利用此模式來探討PM2.5濃度、環境溫度與相對溼度對於微粒在濾紙採樣過程中揮發程度的影響。 在PM2.5的監測技術方面，本研究評估一部可自動修正採樣干擾的儀器-錐狀微量震盪天平與濾紙動態量測系統(Tapered element oscillating microbalance – filter dynamic measurement system, TEOM-FDMS)的量測結果。研究結果顯示由於上述濾紙採樣揮發損失的影響，使得WINS PM2.5採樣器(WINS)、雙道採樣器(Dichot)及MFPPS所量測到的PM2.5濃度會分別較TEOM-FDMS的測值平均低了16.6 ± 9.0、15.2 ± 10.6及12.5 ± 8.8 %。然而當MFPPS測得的PM2.5濃度以多孔金屬片固氣分離器採樣器(porous-metal denuder sampler, PDS)測得的揮發量加以修正後，其量測結果會和TEOM-FDMS接近。 最後本研究也評估了目前台灣空品測站所使用之貝他計(Beta attenuation monitor, BAM)的PM2.5量測正確性。研究結果顯示BAM在新莊及竹東測站的PM2.5濃度監測值(PM2.5,B)會分別較雙通道採樣器所量測到的PM2.5濃度(PM2.5,D)高出29.78 及 28.42 %。研究結果發現，BAM和Dichot之間的採樣差異主要係由BAM所使用之玻璃纖維濾紙吸附酸性氣體造成的正向干擾所導致。本研究也另外估算了採樣期間的大氣含水量以及BAM和Dichot於採樣過程中樣本上揮發性硝酸銨的揮發量，結果顯示兩者對PM2.5,B和PM2.5D之間採樣誤差並無顯著的影響。