Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Vertical concentration profiles of particulate matter and metals around a high-rise building in Bangkok
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
ทรรศนีย์ พฤกษาสิทธิ์
Faculty/College
Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.1409
Abstract
การศึกษาครั้งนี้มุ่งเน้นศึกษาระดับความเข้มข้นตามแนวตั้งของ PM2.5 และ PM2.5-10 บริเวณภายในและภายนอกอาคารสูงแห่งหนึ่งในกรุงเทพมหานคร โดยศึกษาที่ระดับความสูง 4.5, 51.5 และ 138.5 เมตร ในช่วงฤดูฝน (วันที่ 23 - 29 กันยายน 2562) ฤดูหนาว (วันที่ 13 - 19 มกราคม 2563) และฤดูร้อน (วันที่ 2 - 8 มีนาคม 2563) พร้อมทั้งวิเคราะห์โลหะในฝุ่นละออง ได้แก่ As, Cd, Cr, Pb, Mn, Ni, Cu, Fe, Zn, Mg, K, Ca และ Ba ผลการศึกษาพบว่า ปริมาณ PM2.5 และ PM2.5-10 ภายนอกอาคารมีความเข้มข้นสูงที่สุดในช่วงฤดูหนาว รองลงมาได้แก่ ฤดูฝน และฤดูร้อน โดยมีค่าเฉลี่ยของ PM2.5 เท่ากับ 43.5 ± 10.7, 31.7 ± 12.8 และ 17.1 ± 5.8 µg/m3 ตามลำดับ และมีค่าเฉลี่ยของ PM2.5-10 เท่ากับ 16.5 ± 2.4, 14.6 ± 4.3 และ 12.8 ± 2.5 µg/m3 ตามลำดับ โดยความเข้มข้นของ PM2.5 ในแต่ละระดับความสูงไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ 95 (p > 0.05) ทั้งในช่วงฤดูฝน ฤดูหนาว และฤดูร้อน สำหรับความเข้มข้นของ PM2.5-10 พบว่า ในแต่ละระดับความสูงไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ 95 (p > 0.05) ในช่วงฤดูฝนและฤดูร้อน ในขณะที่ช่วงฤดูหนาวพบความเข้มข้นของ PM2.5-10 ที่ระดับความสูง 138.5 มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติกับระดับความสูง 4.5 และ 51.5 เมตร โดยมีแนวโน้มลดจากระดับความสูง 4.5 เมตรเฉลี่ยร้อยละ 37.4 สำหรับค่าเฉลี่ย PM2.5/PM10 ratio พบว่า มีค่าสูงที่สุดในช่วงฤดูหนาว รองลงมาได้แก่ ฤดูฝน และฤดูร้อน เท่ากับ 0.72 ± 0.05, 0.68 ± 0.06 และ 0.56 ± 0.08 ตามลำดับ ผลวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของ PM2.5 ภายในและภายนอกอาคารระดับความสูง 4.5, 51.5 และ 138.5 เมตร พบว่า มีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (r = 0.926, 0.907 และ 0.976 ตามลำดับ) ในขณะที่ PM2.5-10 พบความสัมพันธ์เชิงบวกเฉพาะที่ระดับความสูง 138.5 เมตร (r = 0.629) โดยค่าเฉลี่ย I/O ratio ของ PM2.5 และ PM2.5-10 ที่ระดับความสูง 51.5 เมตร มีค่าต่ำกว่าที่ระดับความสูง 4.5 และ 138.5 เมตร ทั้งนี้ ผลวิเคราะห์ความเข้มข้นของโลหะรวมใน PM2.5 และ PM2.5-10 ภายนอกอาคารในแต่ละระดับความสูงพบว่าไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ สำหรับค่าเฉลี่ย I/O ratio ของโลหะพบว่ามีค่ามากกว่า 1 นอกจากนี้ ผลวิเคราะห์สัดส่วนความเข้มข้นของโลหะใน PM2.5 และ PM2.5-10 ภายนอกอาคารพบว่ามีกลุ่มชนิดของโลหะที่สอดคล้องกันทั้งสามระดับความสูง โดย K, Ca, Mg, Fe และ Zn เป็นธาตุที่พบปริมาณมาก ส่วน Cr, As, Pb, Cu, Mn, Ba, Ni และ Cd มีเป็นธาตุที่มีสัดส่วนน้อยกว่าร้อยละ 1 ส่วนภายในอาคารพบ Ca เป็นธาตุที่มีปริมาณมากที่สุด สำหรับผลการวิเคราะห์แหล่งกำเนิดด้วย PCA สามารถระบุได้ว่าโลหะใน PM2.5 มีแหล่งกำเนิดมาจากปลดปล่อยจากยานยนต์ ฝุ่นดินและการก่อสร้าง การเผาไหม้ชีวมวล การสึกหรอของผ้าเบรกและยางรถยนต์ และการเผาไหม้น้ำมันและเชื้อเพลิงฟอสซิลและโลหะใน PM2.5-10 มีแหล่งกำเนิดมาจากการปลดปล่อยจากยานยนต์ การเผาไหม้น้ำมันและอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า ละอองลอยจากเกลือทะเล การเผาไหม้ชีวมวล รวมถึงฝุ่นดิน และการก่อสร้าง
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
This study aimed to investigate the vertical concentration profiles of PM2.5, PM2.5-10, and metals around a high-rise building in Bangkok. Both PM's indoor and outdoor concentrations were measured at 4.5, 51.5, and 138.5m height of the office building located in the urban area. The PM measurement was continuously performed for seven days consecutively during rainy (September 23 - 29, 2019), winter (January 13 - 19, 2020), and summer (March 2 - 8, 2020). The metals in PM, including As, Cd, Cr, Pb, Mn, Ni, Cu, Fe, Zn, Mg, K, Ca, and Ba, were analyzed by ICP-MS. The result showed that the average outdoor concentrations of PM2.5 and PM2.5-10 were highest in winter (43.5 ± 10.7 and 16.5 ± 2.4 µg/m3) followed by those of rainy (31.7 ± 12.8 and 14.6 ± 4.3 µg/m3) and summer (17.1 ± 5.8 and 12.8 ± 2.5 µg/m3), respectively. The outdoor concentrations of PM2.5 at the height of 4.5, 51.5, and 138.5m were not significantly different at each sampling height in all seasons at 95% confidence interval (p > 0.05). For PM2.5-10 observed during rainy and summer, there were no significant differences between all sampling heights at 95% confidence interval (p > 0.05). While the concentration at 138.5m in winter was significantly less than those of 4.5 and 51.5m, 37.4% decreased from a height of 4.5m. The averaged PM2.5/ PM10 ratios was highest in winter (0.72 ± 0.05), followed by rainy (0.68 ± 0.06) and summer (0.56 ± 0.08), respectively. The relationship between indoor and outdoor concentrations of PM2.5 showed significant positive correlations at all heights (r = 0.926, 0.907, and 0.976, respectively) ; however, for PM2.5-10, the significant positive correlations was only at 138.5m (r = 0.629). The average I/O ratios of both PM at the height of 51.5m were lower than those of 4.5 and 138.5m. The concentrations of total metals in PM2.5 and PM2.5-10 were also not significantly different between all sampling heights in all seasons. The average I/O ratios of metals were mostly higher than 1. The composition of metals in outdoor PM at all sampling heights were similar. K, Ca, Mg, Fe, and Zn were found as the dominant metal in both PM, while other metals lower than 1%, including Cr, As, Pb, Cu, Mn, Ba, Ni, and Cd, were considered as trace metals. For the composition of metals in Indoor PM, Ca was found the highest fraction. The principal component analysis (PCA) result showed that the possible sources of metals in PM2.5 were vehicle emission, soil dust and construction, biomass burning, brake and tires wear, and oil burning. Likewise, the possible sources of metals in PM2.5-10 were vehicle emission, oil burning and iron/steel industries, sea salt, biomass burning, and soil dust and construction.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
อินทร์ตระกูล, ศิริภัทร์, "ระดับความเข้มข้นตามแนวตั้งของฝุ่นละอองและโลหะ บริเวณอาคารสูงในกรุงเทพมหานคร" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 9933.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/9933