氣懸微粒穿透毛細管之特性探討

在台灣高濕度的環境中使用微粒自動偵測器進行空氣中懸浮微粒的採樣，若
不能有效的降低濕度，所偵測的微粒樣本因會含有水分，將會高估懸浮微粒測
值，不能代表真正的懸浮微粒的質量濃度。微粒樣本平衡系統（Sample
Equilibration System, SES）為一般大氣採樣廣泛使用之吸水系統裝置，其主要優
點為能藉由全氟磺酸聚合物(Nafion)吸收水氣，控制進入微粒偵測器氣流的相度
濕度，降低微粒的含水量，使微粒自動偵測器所測得的微粒質量濃度更具有代表
性。但不同微粒粒徑通過Nafion 管時，會造成微粒沈積在Nafion 內壁及進氣口
處，易低估懸浮微粒質量濃度。
根據氣膠技術理論，影響Nafion 微粒沈積損失的主要變項有氣懸微粒粒徑
大小、Nafion 管徑大小、管壁的厚度、進氣口的型態、排列方式、與氣流的大小…
等，本研究將建置測試系統，主要選擇酒石酸鉀鈉(Potassium Sodium Tartrate
Tetrahydrate)、氯化鈉(Sodium Chloride)和水泥作為挑戰氣懸微粒。以微粒電移動
度掃瞄分徑器（Scanning Mobility Particle Sizer）、氣動粒徑微粒偵測器
（Aerodynamic Particle Sizer）及氣懸微粒質量偵測儀（Tapered Element Oscillating
Microbalance--Ambient Particle <PM-10> Monitor, TEOM）進行氣膠濃度、粒徑分
佈之測試，以定量輸出霧化器(Constant Output Atomizer)、超音波霧化噴嘴
(Ultrasonic Atomizing Nozzle) 和粉塵分散器（Solid Particle Disperser）產生所需
之挑戰氣膠，以Kr-85 中和挑戰氣膠至波茲曼分佈。並根據上述影響因子配合實
驗室和現場進行採樣評估，探討各個變項對微粒沈積和去移除水分的影響，進而
研發最佳化（高去水效率及低微粒沈積損失）的去水系統，提升大氣氣懸微粒的
質量濃度量測的精準度。
本研究將分三年執行，完成最佳化的去水系統的研發，以利提升氣懸微粒質
量濃度的精準度，其分年目標如下:
第一年:氣懸微粒穿透毛細管之特性探討。
第二年:毛細管移除氣流與微粒中水分之特性研究。