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臺中以南地區空氣中氣狀汞調查 Investigation of?ambient gaseous mercury?in the South of Taichung Area 程惠生、賴金郎、曹國田、陳重方、巫月春 行政院環保署環境檢驗所 摘要冷蒸氣原子螢光光譜儀法（NIEA A304.10C） Kewords: Gaseous Mercury、Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectrometry, CVAFS 前言 汞是自然發生的元素，藉由自然來源（如火山）與人類活動（如工業製程燃燒與採礦）進入環境，廣泛存在於環境中。人中最主要來源是燃燒放，此外工業產品亦會釋放，例如鹼氯製造、電池、燈管、汞設備（如溫度計）製造業（1）。舉例而言，美國1999年全國排放量（約112.6噸）中以燃煤鍋爐43％最高，其次是11％工業鍋爐，都市廢棄物焚化爐是4.9％；與1990年資料比較燃煤鍋爐減量僅6％，而都市廢棄物焚化爐減量高達91％。再以美國2001年汞產品的使用量（245噸）可以發現42％是配線設備與開關器，28％是測量或控制設備，14％是醫療設備，由以上可知如欲減少汞排放量須從各方面進行著手。在大氣中汞可以分為氣狀元素汞、氣狀二價汞與顆粒態二價汞（2），其中元素汞因為與大氣氧化物（如臭氧）具較低反應力，故一般環境中主要型態是氣狀元素汞，而其他氣狀二價汞與顆粒態二價汞總稱為反應性氣狀汞（eactive gaseous mercury, RGM），有少量甲基汞，其符號以CH3HgR表示之，其中R一般是鹵素族，如果是氯則形成甲基汞（onomethylmercury,簡稱MeHg）。1990年初科學家預估大氣中氣狀元素汞的生命時間（Lifetime）約為一年；1995至1999年科學家則又發現其範圍為6個月至1.5年。最近十年又有學者估算大氣中氣狀元素汞的生命時間減少約為4至7個月或100天（2）。在開放海洋中，元素汞隨著南半球緯度增加亦增加（南緯60度處之濃度約1 ng/m3）至北半球約北緯60度，其汞濃度約3 ng/m3，反應出大部分汞汙染源在北半球。 歐盟對於大氣中汞亦有多數研究（3），大氣中元素汞濃度1.0~3.6 ng/m3、反應性氣狀汞1~50 pg/m3、顆粒態汞1~50 pg/m3。指出全世界總氣狀汞之背景濃度約為1.5 ng/m3。而RGM與（TPM）濃度範圍約1~600 pg/m3，其濃度的變化依據量測位置。因RGM非常易溶解於水，藉由雨水去除，故其在大氣中之生命時間約數天至數周（3）。有報導指出大氣中總氣狀汞（TGM）之濃度因為量測位置接近於污染源氣濃度從數ng/m3至幾百ng/m3，（3）舉例2000年一篇調查於德國某一城市測得最高濃度約為500 ng/m3。 文獻（4）指出於2003年美國密西根州某一工業城市其氣狀元素汞為2.2±1.3 ng/m3、顆粒態汞（＜2.5 μm）為20.8±30.0 pg/m3、反應性氣狀汞為17.7±28.9 pg/m3。以季節區分氣狀元素汞與反應性氣狀汞於溫暖（春夏）季節會呈現較高濃度；而顆粒態汞則於寒冷（秋冬）季節有較高濃度，其原因為低溫與陽光幅射的減少致使汞揮發度之減少。再以每日趨勢而言，反應性氣狀汞濃度晝期比夜期高，而氣狀元素汞與顆粒態汞則是夜期的濃度高於晝期濃度，其原因為晝期有較多反應物（如臭氧），其反應性氣狀汞濃度峰值會發生在午後，亦謂光化學產物最高時。 文獻（5）指出於美國新澤西州內二個工業城市分別檢測空氣中氣狀元素汞、顆粒態汞與反應性氣狀汞，其濃度分別為2.25±0.04 ng/m3、8.21±0.39 pg/m3與8.93±0.31 pg/m3（伊麗莎白市）；2.15±0.02 ng/m3、10.37±0.45 pg/m3與6.04±0.30 pg/m3（新邦斯威爾市）。該篇報導亦指出大氣中汞約有50~75％來自人為活動或汙染，其中最主要來自燃煤發電廠、廢棄物焚化爐與鋼鐵煉製廠。另外大氣中總氣狀汞其濃度變化隨每年時間尺度而改變，同時總氣狀汞濃度亦會於短時間內有很大差異與改變，文獻（）指出曾發生數小時期間有持續15分鐘檢測到高達54 ng/m3之總氣狀汞。大氣中汞濃度的變化與諸多大氣環境或既存汙染物有關，如空氣中臭氧、氫氧根（hydroxyl radical）與其他氧化物質（如含氯或溴之物種），環境中氣象如陽光強度、濕度與降雨變化、空氣擾動、成層（stratification）現象與風向風速有關係。 一篇針對全球空氣中汞研究（6）指出，海洋是汞的來源（Sources）亦是受源（Sink）且扮演汞循環重要之角色。2007年調查指出北半球大氣中氣狀總汞背景濃度為1.5~1.7 ng/m3南半球背景濃度為1.1~1.3 ng/m3。報告（）指出於愛爾