空品調查學堂 (2021年全台七至九月)

2021年全台七至十月空氣品質分析

近年國人意識逐年提升，中央部會及地方政府皆極為注重空氣品質變化等環境議題，持續投入相當資源及建立多項污染防制措施及積極作為，為了解目前污染物於全臺各地之現況及近年變化之趨勢，希望做為未來改善或制定空污計畫的依據。
本計畫將以行政院環保署全臺空品測站監測資料為主要依據，探討2021年一月到九月全臺各地空氣品質變化趨勢，其中細懸浮微粒之結果係採用校正前之數據，同時佐以氣象局觀測資料了解近年氣象條件之變化以確實探討管制策略之效應。

我國於109年09月公告最新空氣品質標準，新制針對一般空氣污染物不同時間尺度平均之濃度加嚴其標準，如PM₁₀的二十四小時值從125 μg/m³降低至100 μg/m³，但是PM2.5的二十四小時值仍維持為35 μg/m³。近日世界衛生組織在其最新公告之全球空氣品質指引(WHO global air quality guidelines, 2021)中，建議PM2.5的年平均標準為5 μg/m³及二十四小時值為15 μg/m³(如表1-1)。在世界地球日的今日，於各國呼籲共同對抗全球暖化及維護人類生存環境之時，為能喚起大家的關注並提供我國空氣品質現況與國際組織標準之比對，本報告部分內容將以世界衛生組織之標準來進行研析，如以PM2.5的二十四小時是否大於15 μg/m³來判斷各測站之超標日數。

各污染物濃度時空分布特性｜近年全臺PM2.5濃度變化趨勢

全臺平均值從2016年的17.7 μg/m³逐年遞減至2021年10.0 μg/m³，其濃度遞減的原因主要為排放至大氣環境之原生性PM2.5及其前驅物減少所致，例如燃油、燃煤鍋爐改燒天然氣、加嚴多項污染源之污染物排放標準、補助汰換老舊車輛、固定污染源加裝或更新污染防制設備等相關措施皆正面降低大氣環境中PM2.5及其前驅物之濃度降低。

而2020年較2019年故減少之幅度明顯大於其餘年份，推估除了上述因素持續減少國內污染源之貢獻外，因新冠肺炎疫情造成境外影響及本土排放減少及電廠的污染減量排放也有關係。此外2019年9月環保署開始全面汰換更新各署轄空氣品質測站中PM2.5儀器，圖中2019年以前的資料是舊儀器原始的量測值，2020後之資料為新儀器的數值，新儀器的測值似乎比舊儀器來得低。依環保署公告初期儀器可能尚不穩定，至2020年12月後逐漸穩定，手動與自動測值誤差在4 μg/m³比率提升至96%。

在空間分布上，2016年全臺PM2.5濃度以中部地區較高、南部地區次之、北部及東部地區較低，中部地區PM2.5濃度大都在15 μg/m³以上，部分較高區域可達30 μg/m³，而南部地區則大都在15 μg/m³以上，北部及東部地區則相對最為乾淨，PM2.5濃度皆在20 μg/m³以下。

因為相對較多固定污染源及為數眾多之移動污染源，加上不同季節環境風場和地形之影響，因此中部地區較臺灣其他地區PM2.5濃度為高，而北部地區雖然有較少之固定污染源，但部分地區盆地地形加上移動污染源及臺灣境內其他區域污染源受西南風之影響，仍有一定程度之污染濃度，而東部地區因為相對較少污染源之影響，空氣品質相對為佳。進入2017年後整體PM2.5濃度分布趨勢及水準與2016年相近但整體來說濃度有稍微增加。2018年整體PM2.5濃度較2017年減少，分布趨勢與水準也接近前二年之情況，以中部地區PM2.5濃度較高，北部及南部地區較低。2019年整體PM2.5濃度下降趨勢接近2018年水準，臺灣西半部濃度皆較2018年呈現減少之情況，花東地區因濃度原本即不高，故變化情形不明顯。2020年則有較為明顯之進步，全臺各地之濃度分布都較2019年為進步，整季各測站平均值大都在15 μg/m³以下。2021年整體則呈現稍微減少，西半部各地濃度皆較2020年呈現減少之情況。

表2.1-1為2016年至2020年我國工業部門能源消費、運輸部門能源消費、發電燃料及國道1號及3號百萬車公里統計資料：

• 工業部門能源消費
  煤及煤產品減少約24%、石油產品減少約35%、生質能及廢棄物減少6%，而天然氣的使用量則增加約32%，相較於其他能源燃料，天然氣是屬於比較乾淨的選擇，除較少氮氧化物之排放外，也排放相對少量之粒狀物和及硫氧化物。
  
• 發電燃料
  「煤」在2018年達較大量後逐年降低但仍較2016年稍高。
  「燃油」則是逐年降低，2020年約少於2016年的1/2。
  「燃氣」則為逐年增加，符合國家能源政策走向。
  「發電用生質能」及「廢棄物」2020年則較2016年增量約1/2超過，雖然整體用量仍遠小於其他燃料，但因其污染量會較大而需要留意。
  
  
• 運輸部門能源消費
  「液化石油氣」自2016年至今呈現逐年下降之趨勢，不過此種油在運輸部門的使用相對少量。
  「車用汽油」自2016年至今呈現每年約減少8萬公秉、0.9%的程度。
  「柴油」則為每年增加1.5萬公秉、0.3%的情況，在國道1號及3號之車流量來看，2016 ~ 2020年的車流量變化可知國道1號和3號皆呈現逐年些微增加之情況。
  

表2.1-2為2021年與2020年07月至09月我國工業部門能源消費、運輸部門能源消費、發電燃料及國道1號及3號百萬車公里統計資料：

• 工業部門能源消費
  用量皆增加，分別增加比例約9.7%、1.9%、53.5%及4.9%，表示2021年工業部門能源消費所知之污染物排放量會較2020年稍微增加。其中增量比例最多為天然氣，天然氣是屬於比較乾淨的選擇，除較少氮氧化物之排放外，也排放相對少量之粒狀物和和硫氧化物。
  
  
• 發電燃料
  用量皆增加，分別增加比例約2.8%、10.1%、12.3%及0.9%，雖然部分電廠持續更新污染防制相關設施已減少各項污染物排放，但相信大部分發電設施2021及2020污染物排放係數之差異不大，因此推論固定源排放之污染物今年應較去年增加。
  
  
• 運輸部門能源消費
  皆呈現減量，減量約39.6%、12.4%及4.2%。由國道1號及3號之百萬車公里數來看2021年皆較2020年下降，減量8.9%及13.7%，其中小型車通行輛次分別減少9.7%和11.9%，不過大型車和聯結車卻為增加之情況，由以上比較可知運輸部門能源消費與國道車流量兩者變化趨勢一致，推論移動源排放之污染物今年應較去年減少。

各污染物濃度時空分布特性｜氣象條件對空氣品質之影響

• 「風速差值圖」比較
        ．北北基及台南、高雄市區域皆較2020年風速為高，較高之風速有利污染物在平面及垂直方向擴散進而降低濃度。
        ．新竹縣以南到雲林縣區域的風速則較去年為低，不利污染物擴散。
        ．其餘地區則差異不大。
          ※ 風速較高有利污染物擴散、濃度降低。
  
  
• 「降雨量差值圖」比較
        ．北部沿海地區較去年同期降雨量較少。
       ．其他各地區降雨量皆為明顯增加。
          ※ 降雨過程能帶走降雨過程能帶走大氣環境中之污染物而降低濃度。
  
  
• 「太陽輻射差值圖」與「雲量差值圖」比較
        ．北部及東部之太陽輻射較為增加。
        ．部中部及南部地區則為減少。
        ．雲量差值圖則是無明顯差異。
         ※ 較強之太陽輻射雖可讓近地表之混合層發展較高而易於污染物擴散，但較強之太陽輻射亦會促使光化反應增強，導致具光化反應之物種，如衍生性細懸浮微粒及臭氧，反而更容易生成導致高濃度之污染事件發生。
  
  

PM2.5及相關污染物濃度之時空分布｜以下以PM2.5為主，如需完整污染物分析，請點選文章右上方連結

PM2.5｜

由圖中可得知2021年PM2.5濃度以中、南部較高，而北、東部較低，較高及較低之濃度差異約為15 μg/m³。相較之下2020年雖然分布趨勢相近2021年，但西半部各地整體之濃度皆較高，如中部地區彰化、南投及雲林縣交界附近。。

由差值圖來看除了少部分地區差異不大外，全臺大部分區域其濃度值變化2021年為較2020年稍微減少，幅度約為1 μg/m³ - 9 μg/m³，其中在臺中南投交界處減幅較為明顯，而在南臺中、彰化雲林交界及台南新營附近有呈現些微增量之情況。

由上表3.4-1中可得知2021年全臺各縣市以臺東縣濃度最低(5.0 μg/m³)序位第1，其次2-4分別為花蓮縣、宜蘭縣和澎湖縣，這些縣市特點皆為境內較少污染源排放且此季節無明顯上風處污染物傳輸貢獻，因此大氣環境中PM2.5濃度較低。接續濃度較低者主要分布在離島及上風處無明顯污染源之之縣市，如連江縣、金門縣及屏東縣，之後為台北市、新北市及基隆市，其次是苗栗縣、臺南市及新竹縣等，最後三名為彰化縣、新竹市及臺中縣。因07月至09月約為臺灣夏季初秋時分，盛行風向以西南風為主，上風處較無境外污染之影響。另夏季因日照輻射較強，混合層發展較高而易於污染物之擴散，故於夏季時節對比於其他季節，台灣及離島地區之空氣品質通常為最佳。

由2021年與2020年差值結果來看，全臺各測站PM2.5濃度測值以減量居多，以污染量差異變化來看增量幅度最大者為澎湖縣，增量達1.2 μg/m³ (佔2020年監測值19.4%)，其次為臺中市增量達1.0 μg/m³ (9.6%)，再者為嘉義縣增量達0.7 μg/m³ (6.7%)，而減量幅度最大者為金門縣-3.7 μg/m³ (30.3%)，其次為連江縣-3.3 μg/m³ (28.4%)，第三為新北市-0.8 μg/m³ (8.4%)。由表中可知增量較多之區域為中部地區，較北部及花東地區較為明顯，推估應為部分天氣類型為中央山脈東側吹來之微弱氣流，容易在臺灣西邊中部地區造成較高污染物濃度之現象。