瞭解如何探測PM2.5 不難!淺淡如何收集空氣中的懸浮微粒

 
2017/04/24 方國權 | 弘光科技大學
懸浮微粒儀。(圖片來源:撰稿團隊取自環保署網站 http://taqm.epa.gov.tw/dongyin-dongsha/default.aspx?pid=b0103&cid=b0103)
  • 懸浮微粒儀。(圖片來源:撰稿團隊取自環保署網站 http://taqm.epa.gov.tw/dongyin-dongsha/default.aspx?pid=b0103&cid=b0103)
 

近年來,空氣污染或PM2.5  等議題逐漸受到媒體和國人的重視,總懸浮微粒(TSP)、PM10、PM2.5、乾沉降採樣(dry deposition)、氣膠(sampling aerosol)等名詞時而在媒體上出現。然而,究竟科學人如何去探測懸浮微粒,這些報導中的常見的名詞又各指的是什麼呢?

 

簡單來說,空氣中的微粒(particulate matter, PM)指懸浮在空氣中的固體顆粒或液體,是空氣污染主要來源之一,其中,直徑小於或等於10微米(µm)的懸浮粒子稱為可吸入懸浮粒子(PPM10);直徑小於或等於2.5微米的懸浮粒子稱為細懸浮微粒(PM2.5)。

 

懸浮微粒的一般來源,可分為原生性氣膠(primary aerosol)及衍生性氣膠 (secondary aerosol)。原生性氣膠的來源,又可分為自然產生及人為排放兩種,其中自然產生源包括地表塵埃、海洋飛沫、森林大火、火山爆發等;人為排放源則包括交通運輸、焚化爐、工廠排放及火力發電廠等。衍生性氣膠的來源,則多因原生性氣膠經由氣體-微粒化學反應所生成,或是與其他污染物反應所形成,來源包括二氧化硫(SO)經反應生成硫酸鹽、氮氧化物氣體(NOx )經光化反應生成硝酸鹽,以及揮發性有機化合物(VOC) 形成有機氣膠(OA)等。

 

為了探測空氣污染的情況,科學家必須對空氣中的懸浮微粒進行採樣和探測。其實,了解總懸浮微粒(TSP)、PM2.5、乾沉降採樣的原理並不困難,而明白這些採樣原理和相關名詞,更有助一般民眾看懂媒體所關注的空污或空氣品質等環境議題。

 

總懸浮微粒的採樣原理很簡單,一般來說,是用玻璃纖維濾紙來當採樣的載體,如要做不同的化學分析也可以使用其他材質的濾紙。一般採樣都是短時間或是連續24小時進行抽引空氣採樣,最後用採樣前的濾紙重量與採樣後的濾紙重量相減扣除空白濾紙重量,再配合儀器流量計算抽引空氣的體積,就可以得知總懸浮微粒的濃度。

 

PM2.5與總懸浮微粒有所不同,總懸浮微粒沒有經過粒徑篩分;採集PM2.5原理則是經過粒徑篩分,取得PM2.5在時間內所採集到的濃度。一般常見的粒徑篩分方式為衝擊式。衝擊式的原理是指,在空氣中較大粒徑的懸浮微粒會因為慣性直接衝擊且被附著在衝擊板,小顆粒就隨著氣流前進,所以氣體流速適當就可以篩選出我們所要的粒徑。

 

乾沉降的收集,是大氣中較大的粒子,以及會自然落下的顆粒,在沒有下雨的天氣,自然落下,吸黏在乾沉降板上,藉由秤重來得知PM2.5的乾沉降速率,以及細懸浮微粒質量。

 

PM2.5,擋都檔不住就會直接進入人體,對人們的器官造成損傷,所以了解空氣污染的資訊和議題,減少製造空氣污染物的事情,保護好自己,使每個人都先盡其所能去維持良好空氣品質,才能對人類社會環境的維護和發展有所幫助。(本文由科技部補助105年度《「新媒體科普傳播實作計畫」─以環保永續、環境教育、財務金融、應用科學暨新媒體藝術等領域為例》執行 團隊撰稿)
 
責任編輯:蔡美瑛|世新大學廣播電視電影學系

 
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