利用元素比區分新店溪和高屏溪流域中含鈦奈米微粒來源

Abstract

"鑒於人工奈米二氧化鈦（TiO2-ENPs）在各種消費性產品中的使用量日益增加，可能會對環境和人類造成未知的風險，因此對環境中的TiO2-ENPs量化有其必要性。為了正確量化TiO2-ENPs的質量濃度，TiO2-ENPs與天然含鈦奈米微粒之間不同的顆粒組成是區分彼此的關鍵。當在研究環境中測得的鈦與天然追蹤劑(如釩和釔)的元素比高於天然背景的元素比時，則表明有TiO2-ENPs排放的可能。本研究使用多元素單粒子感應耦合電漿質譜儀探討臺灣北部和南部的主要河川水源新店溪流域和高屏溪流域中TiO2-ENPs的分布和含鈦奈米微粒的特徵。 結果顯示，相較於鈦/釩元素比，從臺灣地質條件和不受人為活動干擾的角度來看，釔具有更穩定的特性，因此鈦/釔元素比更適合用來識別含鈦奈米微粒的來源。在兩個流域中普遍檢測到含鈦奈米微粒，其中高屏溪的含鈦奈米微粒主要歸因於人為活動的貢獻。另一方面，新店溪在高河川流量季節時，顯示含鈦奈米微粒來源與天然貢獻有較大關聯，但是，在低河川流量季節時，新店溪侵蝕岩石的能力下降，導致天然來源的含鈦奈米微粒減少，進而增加TiO2-ENPs的貢獻比例。 高屏溪中，經量測推算的TiO2-ENPs質量濃度、含鈦奈米微粒的數目濃度和最常見粒徑範圍分別為0.03-7.43 ng/mL、8.63×10^3-1,643×10^3 part./mL和46-60 nm; 而新店溪中，在高河川流量季節，它們分布範圍分別在 ND-0.325 ng/mL、11.2×10^3-134×10^3 part./mL和 32-52 nm 之間變化，在低河川流量季節，它們分別在 ND-0.268 ng/mL、7.33×10^3-76.4×10^3 part./mL 和 38-58 nm 之間波動。本研究提供了一種可靠的奈米微粒檢測方法，透過顆粒形式含鈦奈米微粒量測來量化TiO2-ENPs的質量濃度，同時可以提供含鈦奈米微粒的數目濃度和顆粒大小的特徵。此外，這些數據對於未來的TiO2-ENPs暴露風險評估甚至是水質控制都是至關重要的。"