《公路隧道環境中mtbe及btex之採樣與特徵分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公路隧道環境中mtbe及btex之採樣與特徵分析（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、公路隧道環境中 MTBE 及 BTEX 之採樣與特徵分析林進福1 1. 國立屏東科技大學環境工程與科學系，屏東，台灣 摘要摘要 機動車輛是空氣污染主要來源，污染物容易累積於隧道內。本研究以南台灣地區之五座重要具代表性之隧道為研究對象，包括：屏東縣涼山隧道、郊區高雄縣月光山隧道、高雄市區左營地下道、高雄市過港隧道及國道 3 號中寮隧道，於各隧道分別進行 MTBE 及 BTEX 之採樣與調查，以探究不同型態隧道 MTBE及 BTEX 之濃度特徵。依照 NIEA-A719.10T 方法，進行現場採樣後，以 GC/FID 分析。結果顯示，山區屏東縣涼山隧道、郊區高雄縣月光山隧道、市區左營地下道及高雄市
2、過港隧道皆以 MTBE 濃度較高，且其M/B 特徵比值依次為 7.17、2.96、3.49 及 3.72。此外，國道中寮隧道以 Toluene 濃度最高，其 T/B 比值為6.43，較其他四個隧道之 T/B 為高。同時，研究亦指出車流量與隧道內總濃度相關係數依次為0.78、0.87、0.51、0.49、0.68。關鍵字：關鍵字：公路隧道，MTBE，BTEX。1、前言前言高屏地區 2004 年的機動車輛數為 3 552 679 輛1，移動性污染源一直是空氣中揮發性有機污染物主要來源2，其所佔的比例約為 47683。無鉛汽油含 4050不等的芳香烴(aromatic)4 及 711不等的甲基第三丁
3、基醚(methyl tert-butyl ether MTBE)5。苯(Benzene)、甲苯(Toluene)、乙苯(Ethylbenzene)、二甲苯(Xylene)和稱 BTEX，以及 MTBE，成為機動車輛的排放污染物。美國疾病管制局(Centers For Disease And Prevention CDC)資料顯示，MTBE 及 BTEX 能對人體中樞神經系統產生立即的影響，造成疲累、頭暈、噁心。其中苯、甲苯、二甲苯超過一定劑量會死亡。國際衛生組織癌症研究中心(International Agency For Research Of Cencer CTARC)已把苯歸為致癌第一類
4、，已確定苯為致癌物質，MTBE 為第三類，可能致癌。公路隧道為管狀半封閉空間，於其內行進中之車輛所排放之污染物，因無法有效稀釋故易累積，形成隧道內空氣污染問題6。本研究選定南台灣地區之五座重要具代表性之隧道為研究對象，包括：高雄市過港隧道、高雄市區左營地下道、郊區高雄縣月光山隧道、山區屏東縣涼山隧道、國道三號中寮隧道。於隧道現場，針對 MTBE 及 BTEX 進行採樣，藉以探究於不同型態隧道內 MTBE 及 BTEX 之濃度與特徵。2、材料與方法、材料與方法2.1 隧道描述隧道描述 本實驗之五座重要且具代表性隧道，簡述如下：（1）山區涼山隧道：長 119 公尺，單孔二線道。位於屏東沿山公路。採
5、樣時間:2004/07/1519。 （2）郊區月光山隧道：長 1434 公尺，單孔二線道。穿越美濃雙峰山。採樣時間:2004/07/2123。 （3）市區左營地下道：長 118 公尺。機車道及汽車道雙道分孔。穿越縱貫線鐵路、翠華路及中華高架橋。採樣點設於往市區方向。採樣時間:2004/07/2708/03。 （4）港灣過港隧道：長 1044 公尺。雙孔，汽機車分道。穿越高雄港，連接前鎮區與旗津區。採樣點設於往旗津方向。採樣時間:2004/08/2426。 （5）國道中寮隧道: 位於國道三號，穿越中寮山，雙孔三線，北上孔長 1828 公尺，南下孔長 1858 公尺，採樣點設於北上孔，採樣時間:2
6、005/03/0307。2.2 採樣設備採樣設備採樣設備包含四大組件：（1）採樣器：個人攜帶式，型號 SKC 224-XR Series Pumps，SKC Inc，Eighty Four，PA USA。 （2）流量校正器：型號 SKC Ultra Flo，SKC Inc，Eighty，PA USA。 （3）氣像儀：LM-800 型溫度計、溼度計、風速計、大氣壓力計。 （4）吸附管：Small ORBO 32 coconut charcoal。2.3 採樣與分析方法採樣與分析方法實驗時，以流量校正器設定 200 mlmin。針對個別隧道而言，其採樣地點設於各隧道兩邊入口 10m 處及隧道中間點
7、處，共三處採樣點同時進行採樣；單日採樣時段設計為：（1）晨間 05:0007:00（2）尖峰時段07：0009：00（3）午間 12:0014:00（4）下午交通尖峰時段 17:0019:00（5）晚間 19:0021:00，共五個時段。每個時段皆進行採樣兩小時，每個隧道採樣兩天以上。此外，每時段皆同步實際紀錄現場車流量。本實驗依行政院環保署環檢所訂定 1992 NIEAA719.10T 規定分析。吸附管內前後段活性碳取出各置入於 2ml 密閉瓶中，以二硫化碳脫附，時間 30 分鐘，再吸取脫附液置入 2ml vial 瓶中，以氣相層析儀/火焰離子化偵測器(GC/FID)進行分析7。各隧道之實驗
8、數據，皆以各隧道三處採樣點之平均濃度值表示。3、結果與討論、結果與討論3.1 各隧道採樣結果如表一各隧道採樣結果如表一:表一 各隧道採樣結果 (g/m3) （N 為總有效樣本數）隧道時段MTBEBenzeneTolueneEthylbenzenem.p-Xyleneo-Xylenetotal車流量風速(m/s)05:0007:009.021.5005.930.8317.28470.7涼山隧道 07:0009:0018.274.473.544.058.945.4344.73540.1(N= 30)12:0014:006.040.7500.955.39013.121210.917:0019:001
9、61.974.043.527.783.5236.831681.219:0021:007.690.80.3405.13013.971101月光山隧道05:0007:0021.376.97.674.768.435.1654.29701.5(N= 30)07:0009:0052.5220.233.8912.3917.2713.67149.933870.812:0014:0042.0715.627.9310.0714.0110.9120.581390.617:0019:0031.0510.9114.455.7811.758.0181.951581.719:0021:0016.494.624.052.5
10、38.412.6238.7931.3左營地下道05:0007:0018.776.527.491.317.274.7346.09910.9(N= 30)07:0009:0025.617.511.674.999.986.7466.486091.512:0014:0017.14.944.211.047.974.5939.853982.517:0019:0032.188.8419.73.7210.617.4982.546662.419:0021:0037.569.222.236.9611.858.0595.853991.1過港隧道05:0007:0097.9527.2562.1919.3727.661
11、8.73253.153520.1(N= 30)07:0009:00118.2436.281.2623.836.3627.36323.2217222.412:0014:0082.719.8238.9613.4520.6114.23189.788031.717:0019:00123.9528.5470.1921.8331.0425.03300.5811644.519:0021:0067.7820.7734.9514.4320.4515.19173.577603.7中寮隧道05:0007:0021.7324.13160.6714.8581.6524.34327.374711.8(N= 30)07:0
12、009:0012.119.72116.3410.9861.3215.85236.316923.712:0014:009.2817.39110.847.139.5814.69198.8713714.517:0019:0011.216.2394.817.5861.356.68197.8513622.119:0021:009.3113.2296.177.2157.626.09189.6180733.1.1 山區山區 涼山隧道涼山隧道總濃度以上午尖峰時段最高，44.7g/m3。午間最低，13.12g/m3。MTBE 濃度區間在.27g/m3 6.04g/m3 。BTEX 以 m.p-Xylene 濃度
13、最高，區間 8.94g/m3 5.13g/m3，Ethylbenzene 濃度最低，區間 4.05g/m3 ND。3.1.2 郊區郊區 月光山隧道月光山隧道總濃度以上午尖峰時段 149.93g/m3最高，晚間時段 38.70g/m3 最低。MTBE 濃度區間在52.52g/m316.49g/m3 。BTEX 以 Toluene 濃度最高，區間在 33.89/m3 4.05g/m3， Ethylbenzene 濃度最低，區間 12.39g/m3 2.53g/m3。3.1.3 市區市區 左營地下道左營地下道總濃度以晚間時段 95.85g/m3最高，午間 39.85g/m3最低。MTBE 濃度區間
14、37.56g/m317.10g/m3 。BTEX 以 Toluene 濃度最高，區間在 22.23/m34.21g/m3。Ethylbenzene 濃度最低，區間 6.96g/m3 1.31g/m3。3.1.4 港灣港灣 過港隧道過港隧道總濃度以上午尖峰時段 323.22g/m3最高，晚間時段 173.57g/m3最低。MTBE 濃度區間123.95g/m367.78g/m3 。BTEX 以 Toluene 濃度最高，區間 81.26/m334.95g/m3。 Ethylbenzene 濃度最低，區間 23.80g/m3 13.45g/m3。3.1.5 國道國道 中寮隧道中寮隧道 總濃度以晨間
15、 327.37g/m3最高。午間、下午、晚間三時段差異不大，分別是198.87g/m3、197.85g/m3、189.61g/m3。MTBE 濃度區間 21.73g/m3 9.28g/m3。BTEX 物種以 Toluene濃度最高，區間 160.67/m394.81g/m3，Ethylbenzene 濃度較低，區間 14.85g/m3 7.10g/m3。 3.2 各隧道車流量對總濃度之相關性各隧道車流量對總濃度之相關性依公式: Rxy=ZxZy/N（?）Rxy=車流量對隧道濃度之相關係數 Zx:各時段車流量 Z 分數 Zy:各時段隧道濃度 Z 分數 N:採樣數實驗分析指出，涼山隧道、月光山隧道
16、、左營地下道及過港隧道之相關係數依次是0.78、0.87、0.51、0.49 及0.68。此結果顯示：（1）由於山區涼山隧道及郊區月光山隧道背景單純，因此可推論隧道內污染物之貢獻僅源自隧道內機動車輛之排放，而無隧道外之其他污染源溢入；加以單孔雙向，車行活塞效應效果差，故相關性高。 （2）因雙孔單向隧道造成的車行活塞效應造成隧道內有較大的風速，可具較佳之通風效果8，故市區左營地下道及港灣過港隧道背景值不同，靠近小港的過港隧道及靠近楠梓區的左營地下道因大氣的其他污染源和 HC 的時空分布影響，故相關性較低。 （3）因國道中寮隧道行車速度(100Km/h110Km/h)平均為最高，故促進隧道內風速值，形成通風效應加大，促進污染物於隧道內快速移動，使得量測之總濃度降低。3. 3 各化合物的濃
