桃園地區大氣酸沉降特性與防制策略之研究

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張秭榆(CHANG TZU YU) 查詢紙本館藏

畢業系所

環境工程研究所在職專班

論文名稱

桃園地區大氣酸沉降特性與防制策略之研究
(investigating the atmospheric acid deposition in Taoyuan district and preventative methods)

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摘要(中)

本研究透過趨勢分析及文獻資料彙整來探討桃園地區歷年酸沉降變化及對桃園地區的影響程度，並以酸沉降濃度、降雨量、空氣污染物濃度及產業特性地域分佈做相關性分析。研究顯示中壢的PM10濃度與桃園PM10濃度具有顯著中度正相關（r2 = 0.65, p<0.01）；降雨量與酸沉降都不具顯著相關性，但卻有低度正相關的趨勢，降雨量愈高可能酸沉降現象愈明顯；空氣污染物質硫酸鹽濃度與pH值關係整體趨勢皆為負相關，顯示硫酸鹽濃度愈高，則各觀測站檢出的pH值愈低；在產業特性及地域分布方面，都會區（桃園區）、工業區（中壢區）及偏遠地區（龍潭區、平鎮區），主要為機械設備製造配修業，對空氣污染影響相對較小，而沿海地區（大園區、觀音區）因境內工廠較多，受限於境外長程傳輸污染，導致其防治策略應以控管廠家硫氧化物與氮氧化物污染源產生為主。
研究分析後建議持續進行桃園地區長期酸沉降調查研究，了解環境資源受損狀況及酸沉降形成機制，建立長程傳輸模式，短期目標應著重於桃園地區本身空氣污染物減量及改善空氣品質，長程目標則可從推動參與兩岸和國際污染減量等方面進行。

摘要(英)

This study uses trend analysis and collection of related literature to investigate the annual variation of acid deposition and its influence in the Taoyuan area. The investigation includes data regarding the concentration of acid deposition, air pollution, amount of rainfall, and geographical distribution of various industries.
The research clearly shows that the particulate matter PM10 in Zhongli is moderately correlated to the PM10 in Taoyuan (r²＝0.65, p<0.1)；However, while the rainfall and acid deposition are not presently correlated, there are projections of a low positive correlation in the future. This means that when the amount of rainfall increases, there will be more acid deposition. When the sulfate concentration in air increases, the pH index, which is measured in every observation station, will decrease. The result is a negative correlation between the concentration of air pollutants(sulfate) and the entire trend of the pH index. In terms of the distribution of various industrial attributes, Taoyuan Area (metropolitan area), Zhongli Area(industrial area), and Longtan Area and Pingzhen Area (remote areas), where most of the factories manufacture equipment and conduct repairs, have relatively less air pollution than coastal areas (Dayuan and Guanyin). These coastal areas have more factories and have been limited by the law of ocean-shipment pollution, which prioritizes the reduction of sulfur oxides and nitrogen oxides.
According to this research, we suggest that investigations of long-term acid deposition should be continued to recognize the damage on environmental resources and the causes of acid deposition and establish the mode of long-distance transportation. In the short term, we should focus on improving air quality through reducing the pH index. As a long-term goal, we should concentrate on inviting China and other countries to improve the air quality.

關鍵字(中)

★ 酸沉降
★ 硫氧化物
★ 氮氧化物
★ 產業特性

關鍵字(英)

★ acid deposition
★ sulfur oxides
★ nitrogen oxides
★ In terms of thedistribution of various industrial attributes

論文目次

目錄

目次頁次
目錄……………………………………………………………………………............. I
圖目錄…………………………………………………………………………............. IV
表目錄…………………………………………………………………………............. VII

第一章前言……………………………………………………………....................... 1

1-1 研究緣起………………………………………………………………... 1
1-2 研究目的………………………………………………………………... 1

第二章文獻回顧……………………………………………………………………... 3

2-1 酸沉降概述…………………………………………………….……….. 3
2-1-1 酸沉降定…………………………….….. …………………….. 4
2-1-2 酸沉降形成機制…………………………….….. …………….. 5
2-1-3 酸沉降的危害及影響…………………………….….. ……….. 6
2-1-4 境外傳輸事件對大氣酸沉降特性之影響.………………….… 7
2-1-5 氣象因子 9
2-2 桃園地區監測站網現況…………………………….….. …...………… 13
2-2-1 空氣品質監測站網…………………………….…………….… 13
2-2-2 酸沉降監測站網……………………….. ……………………... 15
2-3 桃園地區主要空氣污染環境負荷………………………………...…… 17
2-3-1 固定污染源…………………………………………….............. 17
2-3-2 移動污染源…………………………………………………...... 22
2-4 國內空氣污染物管制現況 …………………………………………..... 26
2-5 中央及地方推動管制措施及策略……………………………..……..... 31
2-6 桃園地區產業特性及地理環境概述…………………………………... 36
2-6-1 都會區產業特性與地理環境……...…………………………... 42
2-6-2 工業區產業特性與地理環境…………………………..….…... 43
2-6-3 沿海地區產業特性及地理環境……………………………….. 45
2-6-4 偏遠地區產業特性及地理環境……………………………….. 46

第三章研究方法…………………………………………………………………….. 49

3-1 研究流程與步驟………………………………………………….…….. 49
3-2 資料來源與擷解取……………………………………………………... 51
3-3 資料分析方法…………………………………………………………... 52

第四章結果與討論………………………………………………………………....... 55

4-1 桃園地區酸沉降變化趨勢……............................................................... 55
4-1-1 歷年酸沉降濃度變化趨勢…………………………………….. 55
4-1-2 桃園地區各地酸沉降濃度比較……………………………….. 59
4-2 降雨量及酸沉降濃度分析………………............................................... 66
4-2-1 歷年桃園地區降雨量趨勢及分布……………..……………… 66
4-2-2 降雨量及酸沉降濃度趨勢分析…………………...................... 70
4-2-3 各地區降雨量及酸沉降濃度相關性………………………….. 75
4-2-4 溫度與季節變化差異性……………………………………….. 76
4-3 酸沉降與空氣污染物相關性探討……………………………………... 81
4-3-1 桃園地區空氣品質監測數據分析…………………………….. 81
4-3-2 空氣污染物濃度及酸沉降濃度趨勢………………………….. 84
4-3-3 空氣污染物濃度及酸沉降濃度相關性分析………………….. 95
4-3-4 境外長程傳輸事件及酸沉降濃度相關性分析……………….. 96
4-4 產業特性與地域性分佈之差異性探討………………………………... 98
4-4-1 都會區產業特性與酸沉降(以桃園區為例)…………………... 101
4-4-2 工業區產業特性與酸沉降(以中壢區為例)…………………... 102
4-4-3 沿海地區產業特性與酸沉降(以大園區、觀音區為例) 104
4-4-4 偏遠地區產業特性與酸沉降(以龍潭區、平鎮區為例) 107
4-5 桃園地區酸沉降防制策略探討………………………………………... 111
4-5-1 都會區酸沉降防制策略……………………………………..… 111
4-5-2 工業區酸沉降防制策略……………………………………..… 111
4-5-3 沿海區酸沉降防制策略……………………………………….. 112
4-5-4 偏遠區酸沉降防制策略……………………………………….. 113
4-5-5 地理環境與酸沉降防制策略探討…………………………… 113

第五章結論與建議.………………………………………………………………...... 114

5-1 結論……………………………………………………………………... 114
5-2 建議……………………………………………………………………... 118

參考文獻………………………………………………………………………............. 120

圖目錄
目次頁次
圖2-1 影響酸沉降的主要因子…………………………………………………… 6
圖2-2 典型降水系統與伴隨綜觀天氣圖………………………………………… 12
圖2-3 桃園地區空氣品質監測站位置圖………………………………………… 13
圖2-4 桃園地區酸雨監測站位置圖……………………………………………… 16
圖2-5 2015年全國工廠登記家數………………………………………………… 17
圖2-6 桃園地區汽機車逐年總數成長趨勢……………………………………… 25
圖2-7 桃園國際機場營運統計資料……………………………………………… 25
圖2-8 桃園市行政轄區分布……………………………………………………… 37
圖2-9 桃園區工廠類別家數分布………………………………………………… 43
圖2-10 中壢區工廠類別家數分布………………………………………………… 44
圖2-11 大園區工廠類別家數分布………………………………………………… 45
圖2-12 觀音區工廠類別家數分布………………………………………………… 46
圖2-13 龍潭區工廠類別家數分布………………………………………………… 47
圖2-14 平鎮區工廠類別家數分布………………………………………………… 49
圖3-1 研究流程與步驟…………………………………………………………… 51
圖4-1 1993~2005桃園各地區pH值變化趨勢圖………………………………… 60
圖4-2 2014~2017桃園各地區pH值變化趨勢圖………………………………… 60
圖4-3 1993~2005桃園各地區NO3-濃度變化趨勢圖…………………………… 61
圖4-4 2014~2017桃園各地區NO3-濃度變化趨勢圖…………………………… 62
圖4-5 1993~2005桃園各地區nss-SO42-濃度變化趨勢圖……………………..… 62
圖4-6 2014~2017桃園各地區nss-SO42-濃度變化趨勢圖……………………….. 63
圖4-7 中壢地區1993-2017年pH值濃度變化趨勢圖…………………………… 65
圖4-8 中壢地區1993-2017年主要離子濃度變化趨勢圖…………..…………… 66
圖4-9 1993~2017桃園地區降雨量變化趨勢圖……………………..…………… 67
圖4-10 1993-2017年桃園地區逐月降雨量趨勢圖……………………………..… 69
圖4-11 1993~2013桃園地區降雨量變化趨勢圖………………………………..… 71
圖4-12 1993~2005桃園地區pH值變化趨勢圖…………………………………… 73
圖4-13 2014~2017桃園地區pH值變化趨勢圖…………………………………… 74
圖4-14 桃園地區1995~2017歷年溫度變化趨勢圖………………………………. 78
圖4-15 桃園地區1995~2017逐月溫度變化趨勢圖……………………………… 80
圖4-16 1993~2017年桃園地區二氧化硫濃度變化趨勢圖……………………..… 83
圖4-17 1993~2017年桃園地區氮氧化物濃度變化趨勢圖……………………….. 83
圖4-18 1993~2017年中壢測站pH值與SO2濃度趨勢圖……………………….. 84
圖4-19 1993~2017年中壢測站pH值與NOX濃度趨勢圖…………………….… 85
圖4-20 1993~2005年龍潭監測站pH值與SO42-濃度趨勢圖……………..……… 87
圖4-21 1993~2005年龍潭監測站pH值與NO3-濃度趨勢圖………………….… 87
圖4-22 2014~2017年龍潭監測站pH值與SO42-濃度趨勢圖………………..…… 88
圖4-23 2014~2017年龍潭監測站pH值與NO3濃度趨勢圖……………..……… 88
圖4-24 1994~2005年桃園監測站pH值與SO42-濃度趨勢圖……………..……… 89
圖4-25 1994~2005年桃園監測站pH值與NO3濃度趨勢圖……………..……… 89
圖4-26 2014~2017年桃園監測站pH值與SO42-濃度趨勢圖………………………… 90
圖4-27 2014~2017年桃園監測站pH值與NO3濃度趨勢圖………………………… 90
圖4-28 1996~2005年復興監測站pH值與SO42-濃度趨勢圖……………………….. 91
圖4-29 1996~2005年復興監測站pH值與NO3濃度趨勢圖………………………… 91
圖4-30 2014~2017年復興監測站pH值與SO42-濃度趨勢圖……………………….. 92
圖4-31 2014~2017年復興監測站pH值與NO3濃度趨勢圖………………………… 92
圖4-32 1997~2005年新屋監測站pH值與SO42-濃度趨勢圖……………………….. 93
圖4-33 1997~2005年新屋監測站pH值與NO3濃度趨勢圖………………………… 93
圖4-34 2014~2017年新屋監測站pH值與SO42-濃度趨勢圖……………………….. 94
圖4-35 2014~2017年新屋監測站pH值與NO3濃度趨勢圖……………………….. 94
圖4-36 2003~2017年桃園地區工廠類別百分比…………………………….………… 101
圖4-37 2003~2017年中壢地區工廠類別百分比……………………………..………… 102
圖4-38 2003~2017年大園地區工廠類別百分比………………………………… 103
圖4-39 2003~2017年觀音地區工廠類別百分比……………………………….… 105
圖4-40 2003~2017年龍潭地區工廠類別百分比………………………………..… 106
圖4-41 2003~2017年平鎮地區工廠類別百分比……………………….……….… 107

表目錄
目次頁次
表2-1 酸沉降對人體健康與環境之影響……..…………………………………… 7
表2-2 桃園地區氣品質監測站概況………..……………………………………… 14
表2-3 2005至2017年桃園地區固定污染源公私場所列管統計………………… 19
表2-4 2014至2017年桃園地區硫氧化物與氮氧化物排放量…………………… 20
表2-5 2014至2017年桃園地區產業硫氧化物與氮氧化物排放量..……….…… 21
表2-6 桃園地區歷年車輛分類登記數統計……..………………………………… 23
表2-7 桃園國際機場年營運概況…………………………………………………..… 24
表2-8 2012年空氣品質標準………………………………………….…………………….. 27
表2-9 國內氮氧化物及硫氧化物排放管制相關法規……………………………. 28
表2-10 環保署歷年管制空氣污染物排放重要措施……………………………….. 29
表2-11 桃園地區人口數及產業型態……………………………………………….. 36
表2-12 桃園地區工廠登記家數統計………………………………………………. 38
表2-13 桃園各區工廠登記家數統計……………………………………………….. 39
表2-14 2017年桃園各區工廠登記類別家數統計…………………………………. 40
表2-15 桃園市八大工業區基本資料……………………………………………….. 41
表4-1 桃園地區1993~2005歷年酸沉降監測指標……………………………….. 56
表4-2 桃園地區2014~2017歷年酸沉降監測指標……………………………….. 57
表4-3 民國2005-2017年桃園地區汽車與大客車統計摘要……………………... 58
表4-4 民國2005-2017年桃園地區汽車與大客車統計摘要………..…….……… 58
表4-5 中壢地區1993-2017歷年酸沉降監測指標………..…………………….… 64
表4-6 1993~2017桃園地區歷年降雨量……..………………………………….… 68
表4-7 桃園地區1993-2017年逐月降雨量..…………………………………….… 70
表4-8 1993-2013年龍潭、桃園、中壢、復興、新屋五區平均雨量…..………… 72
表4-9 1993-2005年中壢、桃園、復興、新屋、龍潭五區平均酸沉降………… 73
表4-10 2014~2017年中壢、桃園、復興、新屋、龍潭五區平均酸沉降………… 74
表4-11 1993~2005年中壢、桃園、復興以及新屋地區降雨量與酸沉降相關性分析…………………………………………………………………………….. 75
表4-12 2014~2017年桃園、中壢、復興及新屋地區降雨量與酸沉降相關性分析.. 76
表4-13 桃園地區歷年溫度變化…..………………………………………………… 77
表4-14 桃園地區1995-2017年逐月溫度變化……………………………………... 79
表4-15 桃園地區1993~2013年各空品測站氮氧化物及硫氧化物濃度..………… 82
表4-16 1993~2017年中壢測站酸沉降與空氣品質監測站濃度..………….……… 86
表4-17 桃園、中壢、復興、新屋等區硫酸鹽濃度與pH值相關性分析………… 95
表4-18 桃園、中壢、復興、新屋等區氮氧化物濃度與pH值相關性分析……… 96
表4-19 境外長程傳輸及酸沉降濃度相關性分析………..………………………… 97
表4-20 99年桃園市各行業氮氧化物及硫氧化物污染排放清冊..……………...… 99
表4-21 99年桃園市製造業氮氧化物及硫氧化物污染排放清冊…..…………...… 100
表4-22 桃園、中壢、大園、觀音、龍潭與平鎮區固定污染源工廠數量……….. 110

參考文獻

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指導教授

李俊福(Jiunn-Fwu Lee)

審核日期

2019-8-7

推文