細懸浮微粒一日變化特徵
細懸浮微粒(PM2.5)係指顆粒直徑在2.5微米以下的粒狀物,可分為原生性及衍生性(圖1),兩者皆可由自然界或人為活動產生。原生性係指被排放到空氣中即為 PM2.5 的粒狀物,而衍生性係指污染物以硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、揮發性有機物(VOCs)等其他前驅物的形式,被釋放到大氣中,後續藉由複雜的化學變化與光化反應形成 PM2.5 微粒
圖1. PM2.5的來源示意圖。
PM2.5的生成來源複雜,且濃度會受到人為因素及氣象條件所影響,在上下班通勤尖峰時間,由於汽機車排放及人為活動較為頻繁,使前驅物及 PM2.5 濃度明顯上升(圖2),過了上下班通勤時間,我們可以看到上午 PM2.5 濃度仍持續上升,這是由於 PM2.5 濃度除了來自原生性來源的直接排放之外,還有前驅物經由光化反應生成的衍生性 PM2.5,接近中午時太陽輻射增強有利於光化反應發生,因此在一天之中 PM2.5 高濃度發生時間往往會落在近中午。
圖2. PM2.5與前驅物濃度日變化示意圖
光化反應下產生衍生性的 PM2.5 濃度會隨著雲量及前驅物多寡有所影響,當該地區前驅物濃度相當時,晴天條件下光化反應強度會比陰天條件下強(圖3)。在陰天條件下,上午至中午太陽輻射強有利於光化反應發生,使PM2.5濃度在上午通勤時間後仍持續上升,最高值發生時間約在近中午;在晴天的條件下,由於午後2、3點太陽輻射仍強,可進行光化反應的時間較長,使衍生性 PM2.5 有機會持續生成,而原生性污染物排放加上衍生性 PM2.5 持續生成,使 PM2.5 高濃度發生時間多落在午後,且高值分布較陰天條件下高。
圖3. 晴天及陰天下PM2.5濃度日變化示意圖。
上述 PM2.5 高濃度情況多在白天發生,而實際上夜間也可能會有高濃度事件發生,因為夜間溫度及風速較白天低,水平及垂直擴散條件相較白天差,使污染物容易在近地面累積,入夜後交通排放產生的前驅物因空氣中溫度降低相對濕度提高,污染物微粒容易吸收空氣中的水氣,進行化學反應,產生衍生性 PM2.5,進而造成夜間 PM2.5 濃度上升的情況發生(圖4)。
圖4. 夜間PM2.5濃度示意圖。
由此可知,一天之中PM2.5濃度與氣象條件是否有利於衍生性 PM2.5 生成與累積關係密切,建議大家可以利用空氣品質監測網資訊查詢最新空氣品質變化,或透過「環境即時通」手機 APP 設定不同警戒值,強化自身防護,隨時留意空氣品質資訊唷~