曾鈞懋臺灣大學：海洋研究所陳安芃Chen, An-PengAn-PengChen2007-11-272018-06-282007-11-272018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/56560本研究主要探討在2004/10~2005/12期間大台北地區大氣汞濕沉降通量的時序變化。以超純淨鍍鐵弗龍的自動集雨器採集雨水，共採集65個降雨事件，包括颱風、沙塵暴和梅雨。使用冷蒸汽原子螢光法測定雨水中汞金屬總量，部分樣品則測定溶解態、顆粒態以及活性態的汞。總汞濃度範圍1~65 ng/L，權重平均濃度為7±11 ng/L (n = 65)，溶解態、顆粒態以及活性態分別為4±8 ng/L (n = 23)、 3±2 ng/L (n = 30)、0.4±1.4 ng/L (n = 9)，雨水中以溶解態所佔比例最高，達63%。不論一般或是特殊氣象事件之降雨，濃度跟降雨量皆呈現負相關，表示有明顯的清除現象。從總汞濃度與沉降通量的時序變化中，發現有明顯的季節性變化，總汞濃度有冬高 (12±18 ng/L，n =18 )、夏低 (4±2 ng/L，n =22)的趨勢，冬季高值主要原因為東北季風所帶之中國陸源性及污染性物質，夏季濃度較低則因降雨量增加而稀釋減少。沉降通量高值則集中在夏、秋之際，因來自海源的颱風事件在短時內挾帶大量降雨所造成。總汞之濕沉降通量約21.7μg/m2/yr，高於東亞地區其他國家如日本，因本地降雨量較高所致。沙塵暴、梅雨以及颱風等特殊事件所帶來的雨水總汞分別為65 ng/L (n = 1)、2±3 ng/L (n = 20)、8±3 ng/L (n = 6)，以沙塵暴為最高；但其沉降通量所佔總通量比例，颱風便高達40%，梅雨次之為10%，沙塵暴僅佔0.1%。Abstract Temporal variation of wet deposition flux of mercury (Hg) in metropolitan Taipei, Taiwan was investigated from October 2004 to December 2005. A total of 65 individual events, including typhoon, Asian dust and plum rain events, was collected by automatic Teflon-coated rain collector. Total Hg concentration was measured by Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectrophotometry (CVAFS) for all rain samples and dissolve-, particle- and operation-defined reactive-phases Hg were measured in some selected events as well. Total Hg concentration ranged from 1~65 ng/L with a volume-weighted mean of 7±11 ng/L (n = 65). Dissolve-phase Hg averaged 4±8 ng/L (n = 23) about 63% of total Hg while particle-phase and reactive Hg were 3±2 ng/L (n = 30) and 0.4±1.4 ng/L (n = 9), respectively. A negative relationship between total Hg concentration and precipitation amount was observed in all precipitation events, signifying the scavenging of atmospheric particulates and colloids bearing Hg. A significant seasonal variation in total Hg showed the highest concentration in the winter (12±18 ng/L，n =18 ) as result of terrestrial and anthropogenic matters from mainland China during northeast monsoon and lowest in summer (4±2 ng/L，n =22) due to a dilution effect caused by a huge of precipitation. There was additionally a maximum of wet Hg deposition flux the in summer and fall mainly associated with typhoon-induced rainfalls of marine materials. The annual total Hg deposition flux was about 21.7μg/m2 positively correlation with the precipitation amount which was much higher in Japan. The highest concentration was observed in Asian dust event about 65 ng/L (n = 1) relative to those in plum rain (2±3 ng/L, n = 20) and typhoon events (8±3 ng/L , n = 6). Further, typhoon events accounted for 40% of total Hg deposition flux, plum rain for 10% and Asian dust only for 0.1%.第一章 序論 1 1-1 汞的來源與循環 1 1-2 大氣汞的排放 2 1-3 汞之沉降特性 3 1-4 全球大氣汞濕沉降相關研究 3 1-5 台灣之降雨特性 6 1-6 研究動機與目的 7 第二章 採樣及分析方法 8 2-1 採樣方法 8 2-2 前處理 9 2-3 雨水樣品分析 10 2-3-1 藥品與試劑 10 2-3-2 樣品分析 11 2-4 氣象資料 13 第三章 資料品保/品管 (QA/QC) 14 3-1 降雨量之驗證 14 3-2 集雨器之比較 17 3-3 總汞和顆粒態以及溶解態的總和之比較 19 第四章 結果與討論 20 4-1 雨水中汞之濃度分佈 20 4-1-1 總汞 20 4-1-2 溶解、顆粒以及活性態汞 21 4-1-3 各相態汞與總汞之關係 23 4-2 汞沉降通量之時序變化 24 4-2-1 總汞沉降通量之單一降雨事件變化 25 4-2-2 總汞沉降通量之週變化 27 4-2-3 總汞沉降通量之月變化 30 4-2-4 總汞沉降通量之季變化 31 4-2-5 總汞沉降通量之年變化與東亞地區之比較 33 4-3 汞金屬的來源 34 4-3-1 主要來源因子 34 4-3-2 結論 38 第五章 特殊氣象事件 39 5-1 颱風事件 39 5-2 東亞沙塵暴 45 5-2-1 東亞沙塵暴期間之雨水樣品與前後之比較 45 5-3 梅雨 47 5-3-1 梅雨期間之雨水樣品數值比較 47 5-3-2 梅雨期間之特殊性 49 5-4 特殊氣象事件之總結 50 第六章 結論 53 資料來源與參考文獻 55 圖目錄 圖3.1.11 國家海洋科學中心與中央氣象局公館測站相對雨量圖 14 圖3.1.21 歷年平均值與2005年之月平均降雨量月份分佈圖…………………16 圖3.2.11 人工集雨器與自動集雨器之總汞濃度比較圖 17 圖3.2.21 人工集雨器與自動集雨器之活性汞濃度比較圖 18 圖3.3.11 顆粒態及溶解態總和與總汞濃度比較圖 19 圖4.1.11 總汞與每單一事件雨量關係相對圖 20 圖4.1.21 溶解態總汞與雨量關係相對圖 21 圖4.1.31 雨量與顆粒態總汞關係相對圖 22 圖4.1.41 各相態汞比例分佈圖 24 圖4.2.11 單一降雨事件之總汞濃度時序變化圖 25 圖4.2.21 單一降雨事件之總汞沉降通量與降雨量時序變化圖 26 圖4.2.31 單一降雨事件之總汞沉降通量與降雨量關係圖 27 圖4.2.41 每週總汞濃度時序變化圖 28 圖4.2.51 每週總汞沉降通量及降雨量時序變化圖 29 圖4.2.61 每週總汞沉降通量與降雨量之關係圖 29 圖4.2.71 每月總汞沉降通量及降雨量時序變化圖 30 圖4.2.81 各月份總汞沉降通量與降雨量關係圖 31 圖4.2.91 總汞濃度與沉降通量季節時序變化圖 32 圖4.2.10 沉降通量與總汞濃度季節時序變化圖 (排除特殊氣象事件) 32 圖4.2.11 東亞地區總汞年沉降通量與降雨量關係圖 33 圖4.3.11 總汞濃度與海源因子季變化關係圖 35 圖4.3.21 總汞濃度與陸源因子季變化關係圖 36 圖4.3.31 總汞濃度與人為因子季變化關係圖 37 圖5.1.11 納坦颱風之總汞濃度、沉降通量及降雨量時序變化圖 39 圖5.1.21 南瑪都颱風之總汞濃度、沉降通量及降雨量時序變化圖 40 圖5.1.31 海棠颱風之總汞濃度、沉降通量及降雨量時序變化圖 40 圖5.1.41 馬莎颱風之總汞濃度、沉降通量及降雨量時序變化圖 41 圖5.1.51 泰利颱風之總汞濃度、沉降通量及降雨量時序變化圖 41 圖5.1.61 龍王颱風之總汞濃度、沉降通量及降雨量時序變化圖 42 圖5.1.71 颱風事件總汞濃度與降雨量關係圖 44 圖5.1.81 颱風事件總汞沉降通量與降雨量關係圖 44 圖5.2.11 2005年4月份總汞濃度與降雨量相關圖 46 圖5.2.21 2005年4月份總汞沉降通量與降雨量相關圖 47 圖5.3.11 梅雨季節總汞濃度時序變化圖 48 圖5.3.21 梅雨季節總汞沉降通量與降雨量時序變化圖 48 圖5.3.31 梅雨季節總汞濃度與降雨量關係圖 49 圖5.3.41 梅雨季節總汞沉降通量與降雨量關係圖 50 圖5.4.11 各降雨事件沉降通量比例圖 51 圖5.4.21 特殊氣象事件沉降通量與降雨量關係圖 52 表目錄 表1.1.1 各地區大氣汞濕沉降濃度分佈表 4 表1.2.1 各地區大氣汞濕沉降通量分佈表 5 表1.3.1 大臺北地區平均降雨量以及降雨天數 6 表4.1.1 顆粒態汞之所佔比例與北美地區比較表 23 表5.1.1 颱風事件總汞濃度及沉降通量 43 表5.2.1 2005年4月份降雨事件一覽表 45 表5.4.1 特殊氣象事件一覽表 511369662 bytesapplication/pdfen-US汞降雨大氣汞沉降通量颱風梅雨沙塵暴mercurywet deposition fluxtyphoonplum rainAsian Dust[SDGs]SDG14thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/56560/1/ntu-95-R92241405-1.pdf