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空氣中的臭味哪裡來 成大及明志科大創新研發新技術 利用監測站數據就能推算讓氨氣來源無所遁形

文、圖/成大新聞中心

 

成功大學測量及空間資訊系教授吳治達及明志科技大學環境與安全衛生工程系副教授許金玉團隊,創新利用地理人工智慧(Geo-AI)等技術,可有效地找出臭味來源。

 

新北市最近鋰電池倉庫火警產生臭氣,引發諸多關注,人口密集的都市裡的臭味確實擾人,國立成功大學測量及空間資訊系教授吳治達及明志科技大學環境與安全衛生工程系副教授許金玉團隊,創新利用地理人工智慧(Geo-AI)等技術,可有效地找出臭味來源,最近以台中市政府相關監測資料為基礎,運用新技術運算,找到空氣中臭味「氨氣」的來源,與一般人歸究於工業排放的想像不同,結果顯示應該與水體、交通排放及農業活動關連性較大。

 

這項研究是由環境部補助經費,成果刊登在著名的期刊「環境國際(Environment International)」上,排名是該領域的前百分之 6,因為創新有效的方法受到國際關注。期刊標題:Quantifying source contributions to ambient NH3 using Geo-AI with time lag and parcel tracking functions

 

成大測量及空間資訊系教授吳治達(左)及明志科大環境與安全衛生工程系副教授許金玉(右)團隊,創新利用地理人工智慧等技術,有效地找出空氣中的臭味來源。修瑞瑩攝影

 

吳治達及許金玉表示,國內近年來努力降低空氣中的重要汙染物 PM2.5,雖然成果相當顯著,但主管單位近期卻有「很難再降」的困難,而氨氣是 PM2.5 的重要前驅物之一,前驅物中約有 6 成都與氨相關,故若能找到環境中氨氣的來源,並加以管制,可望再減少 PM2.5,環境部目前也已討論到氨氣的問題,而團隊研究成果已提供環境部參考。

 

研究團隊中除了吳治達及許金玉,還有美國普林斯頓大學土木及環境工程系副研究員朱俊傑與工業技術研究院綠能與環境研究所資深研究員謝瑞豪。

 

成大及明志科大研究團隊將空汙監測站數據,結合括地理人工智慧、氣團追溯與空間資訊圖層,可準確找到氨的來源。

 

新北倉庫火警引發臭味,連日受到民眾關注,甚至形成政治攻防,吳治達及許金玉表示,環境部目前對於空氣中的許多汙染物都有進行監測,但造成臭味中重要的一項氨氣卻沒有被列入,而臭味中聞起來像是「臭尿酸味」的氨來源廣泛,像是畜牧業排泄物就會產生氨氣,眾多汙水排放的川流在太陽照射、溫度高的時候,也會產生氨。

 

台中市政府在 2016 到 2018 年間,在市區東海大學、中清路及仁美國小 3 處,以每小時監測 1 次的頻率,偵測當地氨氣的濃度,成大及明志科大研究團隊將這項數據結合地理資訊系統、衛星的地標、土地利用排放源分布圖層,及氣象相關參數資料,再利用機器學習演算法與過去常被用以判斷因子重要性的 SHAP(SHapley Additive exPlanations)指標,包括地理人工智慧、氣團追溯與空間資訊圖層,可準確找到氨的來源,也就是雖然只有監測站的單點數據,但透過風向、風速的計算,再比對周邊地理,就能找出來源。

 

成大與明志科大團隊研究發現,台中空氣中的臭味氨,主要來源為水體、交通及農業活動。

 

許金玉表示,分析的氣象與土地排放源等,有超過 300 項的環境因子,利用這些因子建模,預測台中每小時的氨氣變化,可以達到百分之 96 的準確度(與實際測量比對),該模型也可以用來找到氨氣來源。一般認為臭氣可能都來自工業排放較多,但在研究中發現氨氣的汙染源,工業排放只占一部分,主要還是與水體、交通及農業活動的關連最大,例如農業中使用的氮肥,排放到河川中,就會產生氨氣,生活汙水排放也會產生,此外,像是為了減少柴油車排放氮氧化物,造成汙染,會添加尿素(水解技術),但卻又造成氨氣的產生,目前環境部也注意到柴油車排放管制產生的氨氣問題。

 

吳治達表示,這項創新的技術,也可以用於監測空氣中其他的汙染物,像是近年來空汙中的 PM2.5 顯著降低,但臭氧(O3)卻沒有明顯減少,利用這項技術亦可以找到臭氧來源。而各地環保單位都有針對汙染物進行環境監測,但不可能每個地方都有監測站,利用新技術,只要有少數的監測站資料就能透過運算,找到汙染源。

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