學位論文

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    2008年晚春到初夏期間台灣周遭海域的二氧化碳交換通量與分佈
    (2009) 賴星宇; Hsin-Yu Lai
    本研究主要是探討台灣周遭海域表水二氧化碳的分佈及其海氣交換通量，並進一步瞭解其變化的成因及與水團分佈的關係。研究時間於2008年晚春初夏（5月28日至7月13日）於南海（South China Sea, SCS）、西菲律賓海（West Philippine Sea, WPS）、台灣西部近岸（Western Taiwan Coast, WTC）和東海（East China Sea, ECS）進行二氧化碳分壓（fCO2）的現場立即偵測，利用”二氧化碳分壓自動分析系統”（Automated Underway pCO2 System）來測量海水與大氣中之fCO2；所量測到的大氣fCO2範圍為367.4~402.2 μatm，其高值均發現在較靠近陸地的區域（台灣、中國大陸、呂宋島），高低濃度相差可達35 μatm。表水fCO2範圍：SCS介於352.3~415.6 μatm（389.3±16.5, n=1400）、WPS介於346.9~399.0 μatm（377.6±5.8, n=840）、WTC介於370.5~407.3 μatm（389.2±4.8, n=836）、ECS介於162~707 μatm（378±69, n=1497），以ECS的變化幅度最大，可達545 μatm；在長江和閩江沖淡水舌（Plume）區域發現海水中有著最低、次低的fCO2值（217、162 μatm），且fCO2分佈隨著經度由西向東而增加，與葉綠素a濃度的分佈趨勢相反，因此海水fCO2分佈主要隨浮游生物量的減少而產生梯度漸增的變化。長江與沿岸湧升流溫度低區，發現到海水中之fCO2分別有顯著的高值（707、676 μatm）存在，此區域有極低的透光度（13.9 %），極高的營養鹽（NO2+NO3）及葉綠素a（Chl-a）（32.2 μM、106.7 mg/m3），此海水含較高的fCO2推測可能來自於長江河水和沿岸湧升的底層水。SCS及WPS海域之水團較為穩定，其fCO2變化梯度均是由陸棚向外洋增加，這是由於近岸海水溫度較低且富含營養鹽葉綠素a，使得海水中的fCO2減少；在外洋區域生物作用較低，主要是反應日夜溫差（0.2~0.3℃），因此在SCS和WPS可清楚看出fCO2白日高晚上低（△fCO2 =7.9）。WTC表水fCO2整體變化幅度不大，但大氣fCO2受控於較接近陸源影響而呈現區域性的峰值。在晚春初夏期間，台灣周遭海域對於大氣來說皆是個二氧化碳的源（source），其二氧化碳溢散至大氣之整體交換通量在SCS約為1.74±2.06 mol C/m2/yr、WPS約為0.54±0.59、NWT約為0.29±0.18和ECS約為0.28±4.94。
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    淡水河流域及其河口近岸海域沉積物汞之時空變化
    (2013) 呂宗翰; Tsung-Han Lu
    本研究分析2009年淡水河流域及其河口近岸海域之表層沉積物中總汞、鋁、銅、鋅、鉛、鎘、有機碳、總氮等含量及粒徑分布，以了解總汞在研究區域內空間分布及時間變化、污染情形與通量變化。本研究結果顯示表層沉積物總汞濃度平均值為61 ± 42 ng g-1 (範圍介於6 ~ 284 ng g-1)，而總汞濃度最高值分別位於主河道鄰近獅子頭抽水站及近岸海域之隸屬八里污水處理廠放流管附近區域，其主要受到上述設施排放大量含汞之廢污水所致。另一方面，表層沉積物顆粒大小及有機碳分別與總汞具有良好的正向線性關係，表示顆粒大小及有機碳皆為影響總汞空間分布變化的主要控制因子。在近岸海域其總汞濃度之時間變化的部分，根據單因子變異數分析(One-way ANOVA)的結果顯示2009年近岸海域內表層沉積物總汞並無明顯的顯著差異，即無明顯的季節變化性存在。由本研究區域內表層沉積物總汞的EF (0.18 ~ 6.47)及Igeo (-3.32 ~ 2.24)之結果顯示，淡水河流域之主河道靠近獅子頭抽水站之河段及河口近岸海域的放流管附近區域皆有明顯的汞富集現象存在。另外，主成份分析(PCA)的結果除了指出顆粒大小及有機碳為影響表層沉積物總汞及其他重金屬之空間分布的主要二個因子之外，同時顯示本研究區域內重金屬總汞、銅、鋅、鉛、鎘的污染情形亦相當嚴重。最後，藉由本研究結果以估算近岸海域之海洋放流管附近區域的正常年年度顆粒態及總汞通量。就總汞而言，通量計算所概括之區域內主要的總汞輸入源為海洋放流管( ~428 kg yr-1，占總輸入量之88%)及淡水河(56 kg yr-1，占總輸入量之12 %)；另一方面，主要的輸出源為此區域內總汞經沉降並累積於表層沉積物的部分為5 kg yr-1，而經計算而得到之移出此區域送入外海的總汞通量約為479 kg yr-1，其中顆粒態汞約238 kg yr-1 (占總汞49.7 %)。其顯示自淡水河及海洋排放管所輸入的總汞大約有98.9% (顆粒態汞：97.9 %)在海洋放流管附近區域被移除。儘管有高達 98 %以上的顆粒態或總汞被移除，但遺留下來的部分仍造成近岸海域受到相當程度的汞污染，顯示八里污水處理廠之海洋放流管的放流水對淡水河流域及其河口近岸海域之影響不言而喻。