Wednesday, April 30, 2008

溫室氣體全氟化物減量技術-電漿觸媒技術

摘要:
全氟化物廣泛使用於半導體製造業與液晶顯示器製造業,其地球暖化潛勢比二氧化碳高出數千至數萬倍,在全球環保共識與壓力下,台灣半導體產業協會(TSIA)承諾2010年全氟化物排放總量需低於0.73 MMTCE;台灣薄膜電晶體液晶顯示器產業協會(TTLA)於2010年單位產品基板的排放強度需低於2002年之排放值。基於上述排放減量壓力,台灣各廠莫不致力於推動全氟化物減量策略與尋求可行減量技術。

鑒於國內全氟化物排放減量之壓力與本土化減量技術發展之必要性,本研究
致力於高效率全氟化物減量技術開發。採用非熱電漿整合觸媒技術進行相關研究,所測試的全氟化物氣體包括CF4和SF6,前者主要用於高科技產業之化學氣相沉積腔體清洗(CVD Chamber Cleaning)製程,後者則應用於乾蝕刻製程(Dry Etching)。就SF6之去除而言,本研究所獲致最佳去除效率高於90%,符合國內業者需求,且相較於現有處理設備,本研究之能量效率(單位能量可去除的污染物質量)幾為其2 倍;另ㄧ方面,實驗結果顯示觸媒的添加可有效改善全氟化物處理後之副產物選擇性,以去除CF4為例,若未添加觸媒,副產物包括CO、CO2和COF2,其中COF2具極毒性,當電漿系統中填充觸媒時,CO2為唯一副產物。

上述實驗結果已證實將觸媒整合至非熱電漿技術中可提升系統效能,而為進
一步釐清電漿和觸媒催化於電漿整合觸媒系統中各自所扮演之角色,本研究額外進行純電漿與純觸媒催化去除全氟化物之研究,藉由比對純電漿、純觸媒催化和電漿觸媒系統之實驗結果,暸解電漿和觸媒催化對於去除全氟化物之作用。實驗結果顯示,非熱電漿整合觸媒系統之能量效率取決於觸媒顆粒對於電漿特性之影響,而產物分佈則由觸媒催化作用所主導,此亦為該技術之關鍵。

參考文獻 :
1.張木彬,「國內產業含氟溫室氣體使用現況之調查暨電漿觸媒技術開發」,國立中央大學環境工程研究所,民國95年。
2. 魏大欽,「前瞻性含氟溫室氣體之減量技術開發:電漿破壞技術」,私立中原大學化學工程學系,民國95年。
3.陳孝輝,「半導體PFC 廢氣處理技術— 熱電漿破壞法」,環境技術e報,第十七期,民國93年8月。
4.李灝銘、張木彬,「氣態污染物控制新技術─非熱電漿技術」,工業污染防治,第89期,第169-191頁,民國93年1月。
5.陳信良、張木彬、李灝銘,「介電質放電生成臭氧之效率探討與臭氧應用回顧」,化工技術,第122期,第234-250頁,民國92年5月。
6.李灝銘,「以低溫電漿去除揮發性有機物之研究」,國立中央大學環境工程研究所博士論文,2001/01。

Thursday, April 24, 2008

期末報告題目:奈米粉體製造與量測技術

▉期末報告題目:奈米粉體製造與量測技術

★摘要
粉體的製造與應用從微米尺寸逐漸擴展到奈米等級,製程技術將直接影響微細粉體的發展腳步。期末報告討論「奈米材料上游製造業者」製作奈米等級的粉體的製程技術;從機械研磨技術到化學法製備微細粉體的方法。除製程外,也關注粉體尺寸、品質與形貌等,故「量測技術」將扮演關鍵角色之ㄧ,從特徵量測法到直接觀測法的介紹。

★直接觀察法包括:
(1)原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM)、
(2)掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)、
(3)穿透式電子顯微鏡(Tunneling Electron Microscope, TEM)。

★特性分析法包括:
(1)動態光散射儀(Dynamic Light Scattering, DLS)、
(2)電遷移率分析法(Differential Mobility Analysis, DMA)、
(3)電重力氣膠平衡法(Electro-gravitational Aerosol Balance, EAB)等量測技術。

★參考文獻:
(1)蔡春進老師,PD ISO/TR 27628:2007
(2) A Thesis by STANISLAV Y. GLAGOLENKO, SINGLE-ULTRAFINE-PARTICLE MASS SPECTROMETER DEVELOPMENT AND APPLICATION, August 2004.
(3)M. Katherine Nanzetta-Converse, Britt A. Holmén and Alberto Ayala, SIZE-SELECTIVE MEASUREMENTS OF ULTRAFINE PARTICLE EMISSIONS FROM A CNG AND A TRAP-EQUIPPED DIESEL BUS DURING TRANSIENT OPERATION, April 4 - 6, 2005 San Diego, California.
(4)阮國棟。奈米技術於環保領域應用之科技發展方案。行政院環境保護署,96年10月8日
(5)李永旺,趙長遂,吳新,魯端峰,韓松。均勻磁場中燃煤可吸入顆粒物聚並實驗研究。中國電機工程學報,第27卷第11期,2007年4月。
(6)羅聖全。研發奈米科技的基本工具之一電子顯微鏡介紹– TEM。小奈米大世界。清華大學博士。
(7)奈米材料之量測技術,http://nano.mse.ttu.edu.tw/html/doc/Class01_Intro/4.pdf。
(8)曾賢德、果尚志。奈米電性之掃描探針量測技術物理雙月刊,25卷5期,2003年10月。

Sunday, April 20, 2008

室內揮發性有機污染物之影響探討

摘要 :
人們一天當中有90%的時間在不同的室內環境中移動與生活,室內空氣品質優劣,直接影響身體健康。室內揮發性有機污染物 VOCs逸散主要來自裝潢板材、辦公事務機、黏著劑及塗料、吸煙、及一般消費品之使用,再加上台灣地處亞熱帶,溫濕度高,有利於揮發性有機污染物VOCs之逸散。
揮發性有機物污染物 VOCs種類相當多,以往曾在對一般室內環境的研究中檢驗出上百種有機物質,其危害度一般高於人類可接受的健康風險值之10~100倍,其中大多數物質均具皮膚或呼吸道刺激性,有些則對中樞神經有影響,會引起暈眩、疲勞等症狀,而更有多種物質已被證實為致癌物質。
國內建築普遍存在嚴重問題為室內揮發性有機污染物濃度過高之現象,由於國內辦公建築通風換氣功能普遍不良及大多裝修具易揮發性有機溶劑之建材,因而導致室內揮發性污染物質濃度增高。針對揮發性有機化合物VOCs,訂定室內污染物濃度標準值,並進行室內污染物實測調查,配合管制建材及黏著劑之有機污染物VOCs逸散標準,及有效改善室內通風換氣功能,以期達到降低機物污染物 VOCs對人體健康之危害。

參考文獻 :
1. 李慧梅,”室內揮發性有機物污染源排放因子之研究”,2000。
2. 江哲銘、李俊璋,”室內建材有機逸散物質檢測標準試驗方法及程序之研究”,內政部建築研究所,2001。
3. 謝梃蘊,”考量健康風險評估之室內空氣品質指標之研擬”,國立台北科技大學環境規劃與管理研究所,碩士論文,2003。
4. 李彥頤,”辦公室室內空氣品質管制策略之研究”,國立成功大學,博士論文,2004。
5. 行政院環境保護署,”室內空氣品質管理推動方案”,2006。
6. 行政院環境保護署空污科技計畫,”室內微環境有害空氣污染物暴露資料建制及污染貢獻量分析”,2005。

大氣核化產生大氣氣膠的直接監測方法

摘要:大氣核化為新大氣奈米微粒(3-10 nm)生成的重要來源,影響全球氣候變化及區域空氣品質。這些奈米微粒在大氣中會再繼續成長為較大的微粒,經由凝結成核的過程成長形成雲霧,並會吸收與反射熱,對全球輻射能量收支平衡有重大影響。在中小尺度區域,大氣奈米微粒會不利於人體健康及減損能見度。然而,大氣核化生成氣膠的過程始於3 nm以下,此範圍超出一般儀器的偵測下限,且誘發生成氣膠的核化機制會隨著地點和大氣條件而改變。新大氣奈米微粒生成的核化機制大致上可分成兩類,一種為帶電物質(air ions or ion cluster)的離子誘發的核化(ion-induced nucleation),另一種為中性物質(neutral species)的中性分子團核化(neutral cluster nucleation),大部分的核化機制被認為和氣態硫酸,或在沿海地區和水溶性的含碘化合物有關。Kulmala et al. (2007) 利用中性分子團空氣離子光譜儀(Neutral Cluster-Air Ion Spectrometer, NAIS)、UF-02proto微粒凝結計數器(UF-02proto CPC)、Grimm奈米電移動度分析儀(Grimm nanoDMA)及法拉第杯靜電計(Faraday Cup Electrometer)來觀測大氣核化的現象,施測地點為芬蘭南部的Hyytiala及英國的伯明罕,結果發現中性分子團核化為新奈米微粒形成的主要機制,核化起於1.5 nm的分子團直徑,而非以往認為的離子誘發機制。這些中性分子團的化學成分以硫酸氫銨分子團,及離子-離子結合而成的分子團為主。

參考文獻
1. Lee et al. (2003) Particle formation by ion nucleation in the upper troposphere and lower stratosphere, Science, 301, 1886-1889.
2. Kulmala et al. (2004) Formation and growth rates of ultrafine atmospheric particles: a review of observations, Journal of Aerosol Science, 35, 143-176.
3. Kulmala et al. (2005) On the existence of neutral atmospheric clusters, Boreal Environment Resreach, 10, 79-87.
4. Kulmala et al. (2007) Toward direct measurement of atmospheric nucleation, Science, 318, 89-92.

5. Boy et al. (2008) New particle formation in the front range of the colorado rocky mountains, Atmoshperic Chemistry and Physics, 8, 1577-1590.

空氣污染對健康的危害(期末報告)

摘要:

¡美國華盛頓大學的Kristin A.Miller以及其同仁研究的結論每立方米中增加10 microgram 的微顆粒在空氣污染中,就會增加24%心血管疾病的發生率,且會 增加76%心血管疾病的死亡率, 並且增加35%的中風發生率及增加83%中風死亡率,這個研究告訴我們,空氣污染會影響我們心臟及腦部裡面的微小血管。
由吸入PM引發之生理反應主要視其沉積在呼吸道之位置及組織內之毒害 影響而定。不同粒徑PM會分別沉積於鼻腔,口腔,上呼吸道,氣管,支氣管乃至於細維氣管及末稍肺泡中而引起差異極大之生理及病理反應。

劉向說苑:天之所生,地之養,莫貴乎人,高科技化工業化的結果地球資源被超限使用優質自然因而日益惡化降低空氣污染既是保障人類健康。

參考文獻:

1.室內空氣污染物對人體健康之探究,德霖技術學院 蘇金豆91年
2.空氣污染會致癌,怎麼辦? 健康世界 劉明佩 92年
3.通風空間中不同粒徑顆粒物質動態傳遞與人體暴露之研究 台灣大學
環境系統工程學系 廖中明教授 93年
4.威脅健康的無形殺手:空氣污染 林家樑 常春月刊 95年
5.空氣污染會增加心血管疾病及腦中風的危險 健康世界 陳克誠 96年
6. 空氣污染可能誘發急性冠狀動脈症候群 健康世界 吳元暉 96年
7.空氣污染和胎兒體重過輕有關 林禺宏 嬰兒與母親 92年

探討生質柴油燃料之空氣污染排放特性

摘 要
人類追求經濟發展,長期使用石化燃料,猶如交通車輛(包括公車、卡車、垃圾車等,柴油引擎車輛)的排廢氣,產生黑煙、微粒子、酸雨或煙霧等並釋放出大量的溫室氣體,造成全球暖化、氣候變遷與環境污染等公害,然而全世界的石油資源將逐漸枯竭。它係人類產業發展的最大功臣,於此,一方面應珍惜這種不可再生(Non-renewable)的石油,另一方面,研發替代(或部份替代)石油的可再生替代(Renewable alternative)的原料油品,使得產業能夠永續經營是相對重要的。但生質柴油燃燒過程中產生之懸浮微粒、芳香烴、碳氫化合物及粒狀物等潛勢亦為重要探討項目之一。生質柴油燃料空氣污染排放特性問題若未能妥善處理,勢必對人體健康及環境造成一定程度影響,本研究之目的為建立並了解生質柴油燃料對排放廢氣污染特性之研究,以減少污染物質對民眾身體健康之衝擊。

參考文獻
1、蘇聖介(2004),國立嘉義大學,生質柴油作為替代燃料對直噴式柴油引擎性能及污染排放之影響。
2、林淵淙(2006),國立成功大學,生質柴油及乳化柴油對引擎排放廢氣污染減量及提昇能源效率之研究。
3、陳恭府(2005),國立中山大學,超低硫柴油摻配生質柴油之油品特性及污染排放分析。
4、李興旺(2004),國立成功大學,石化柴油及添加生質柴油引擎排放多環芳香烴之特徵。
5、陳奕宏(2007),柴油引擎與汽油引擎在機械特性上差異,台東大學綠色科學與奈米技術研討會。

Saturday, April 19, 2008

東亞生質燃燒(Biomass burning)所衍生之空氣污染探討

「聯合國環境總署United Nations Environment Programme (UNEP)」發表了一份氣候研究報告,評估亞洲地區褐雲的氣候及環境影響。美國有線電視新聞網(CNN)隨即追蹤報導,美國太空總署(NASA)的衛星照片,清楚拍攝到亞洲褐雲的行蹤。一層厚達三公里,由煤灰(soot)、酸性粒子等氣溶膠(aerosol)所組成的污染混合物,籠罩南亞地區。可以在短短一個星期裏,飄浮傳送過半個地球。 其實「褐雲」並不真的是「雲」。「雲」由凝結的水滴而形成;而「褐雲」是一層陰暗的煙霾(Haze),主要由生質燃燒(Biomass burning)而引起。通常空氣污染的主要來源為化石燃料的使用,譬如燒油、燒煤..等,推動工業,與經濟發展息息相關。而這次評估報告指出,發展中國家為了取暖燃燒木柴,農業耕作上焚林清地,野火燒山的作法,這樣的行為也是導致空氣污染的重要來源。 近年來,全球許多大氣研究團隊研究的重點及測站漸漸移向亞洲。南亞及東南亞地區(包括大陸及台灣)也逐漸成為區域氣候研究的重鎮。最近亞洲地區褐雲的評估報告則起源於「印度洋實驗計畫」。其執行監測期間從一九九五到二○○○年,時間長達五年,參與的科學家超過兩百位,所採用的數據、資料分別來自船隻、飛機及人造衛星。 評估報告的研究結論包含兩大效應。在氣候效應方面,煤灰本身會吸收熱能,大氣溫度隨之升高,甚至形成「燒雲效應」,使雲層容易消散,影響水循環;而另一方面,酸性粒子反射但不吸收太陽輻射,使得照射到地面和海洋的能量減少,造成地表溫度降低,雲層變得容易反光。這種大氣加熱、地表減溫,同時發生但不一定相互抵消的複合效應,雲物理光化作用的探討,正是目前氣候研究的難題與挑戰。 在環境影響效應方面,水循環的改變,也間接影響農業,使得印度冬季稻米減產。更重要的,褐雲還可能危害健康,導致呼吸道病例增加,早產兒夭折機率也有上升的趨勢。 褐色煙霾到底給了我們什麼啟示?一,警訊。發表此報告的時機恰巧選在南非約堡地球高峰會議之前的兩個星期。如此是希望喚起世界各國領袖、部長、議員、非政府組織及社會大眾的重視。二,研究。氣候系統,複雜難解。就地區而言,煙霾現象,不只是南亞獨有。大陸、台灣皆受其影響。隨著季風移動,影響海氣,交互作用,也可能增強聖嬰現象。目前相關的國際研究正在起步,全球及地區的長期確切影響尚不確定。對台灣地區而言,煙霾宜列為空氣汙染研究的主要項目,一方面考慮爭取加入國際合作研究,而更迫切的是盡速建立跨學門的研究團隊,就傳送過程、衍生物產生機制、環境與公共衛生效應、政策分析等課題進行研究。



參考文獻:
1.王聖翔,亞洲生質燃燒氣膠對區域大氣輻射之衝擊及對氣象場的反饋作用 ,國立中央大學,大氣物理研究所碩士論文,2006。
2、.陳鴻文,生質燃燒長程傳輸對台灣中部高山氣膠特性及其指標的影響,國立中央大學,環境工程研究所碩士論文,2005。
3.黃希爾,東亞生質燃燒對台灣高山氣膠特性的影響,國立中央大學,環境工程研究所碩士論文,2003。
4.蔡宜君,東亞地區人為氣懸粒子的傳送過程與其對雲微物理的影響,國立臺灣大學,大氣科學研究所碩士論文,2001。
5.林筱雯,東亞生質燃燒的區域影響,國立臺灣大學,大氣科學研究所碩士論文,2003。
6.黃鏡芸,台灣空氣品質的本土與外來影響,國立臺灣大學,大氣科學研究所碩士論文,2004。
7.林瑋翔,亞洲地區懸浮微粒時空變化之研究,中國文化大學,大氣科學研究所碩士論文, 2004。
8.張志玲,亞洲污染物台灣無法擋,科學發展421期,2008。

沙塵暴對台灣環境的影響

大陸沙塵暴每年於春季時侵襲台灣地區,在沙塵暴侵襲期間,除會產生大量沙塵沉降,導致光線減弱及能見度降低外,更會影響民眾健康。大陸沙塵暴可沿大陸東部地區及沿大陸東部海面兩路徑傳輸至台灣,且可由西北或東北兩條不同路徑進入台灣地區。在影響空氣品質方面,沙塵暴對於空氣之污染即是懸浮微粒之增加,對人類呼吸系統造成危害。而沙塵源自於沙漠,富含大量的鈣、鉀及鎂離子,會直接影響雨水之化學組成;懸浮微粒也會堵塞植物氣孔,妨礙光合作用進行。所以不僅是沙塵本身會對環境造成影響,附著於沙塵上之化合物或是生物體亦有可能藉此傳送方式而影響數千公里外的生態環境。

參考文獻:
1.李清勝,導致台灣地區懸浮微粒高污染之氣象分析與預報,行政院環境保護署EPA-87-E3L1- 03-01,1998。
2.李 黃,中國沙塵暴天氣,中國氣象局,2000年6月。
3.李崇德、宋鎮宇、王俊凱、張士昱、王證權,”沙塵暴期間台北地區氣膠散光係數和物理化學特性”,大陸沙塵暴對台灣地區空氣品質影響與預測研討會論文集,台北,第133-156 頁,2001。
4.林能暉、彭啟明、吳承翰,”大陸沙塵暴之長程傳輸:模式模擬與個案探討”,大陸沙塵暴對台灣地區空氣品質影響與預測研討會論文集,台北,第35-66頁,2001。
5.張順欽、吳權芳,”大陸沙塵暴對台灣地區空氣品質之影響:,大陸沙塵暴對台灣地區空氣品質之影響與預測研討會,2001。
6.張順欽、李崇德,“大陸沙塵暴對台灣空氣品質影響特徵之研究”,中華民國第十八屆空氣污染控制技術研討會,2001。
7.余嘉裕、陳永祺,劉廣英,台灣㆞區空氣品質監測與東亞沙暴關係之氣候與㆞球化學分析,行政院環境保護署EPA-86-L102-03-20,1997

Friday, April 18, 2008

細氣膠特性評估探討

摘要:
針對空氣中的懸浮微粒(氣膠),我國環保署目前雖然訂有PM10空氣品質標準,然而由於粗氣膠(PM10-2.5)與細氣膠(PM2.5)產生來源及成分並不相同,因此,美國環保署於1996年更進一步針對細氣膠訂定PM2.5法規(U. S. EPA, 1996)。訂定細氣膠空氣品質標準主要是考量其對環境以及人體健康的影響,近年來的研究顯示PM2.5中的氧化成分會影響人體健康,然而這些成分主要存在於小於1μm的氣膠當中,而大家所關注的世紀之毒戴奧辛,也有研究發現在都市垃圾焚化爐周界空氣中的最大濃度值出現在粒徑小於0.49μm之微粒。另外,PM2.5仍然具有沙塵成分,但在PM1氣膠中所含塵土成分相當少,顯示兩者來源並不相同。研究顯示氣膠中水溶性離子SO42-、NH4+、K+大多存在於小於1μm以下,且PM2.5氣膠含有較多的海鹽成分;在主成分分析PM1和PM2.5部分,主要的污染來源都是以交通和光化反應為主。在碳成分方面,除了裂解碳(OP)和扣除裂解碳的低溫元素碳(EC1-OP)以PM2.5-1含量較多外,其餘碳成分物種以PM1為主。而PM1較PM2.5更能夠解釋環境中氣膠的光學效應。因此,對於細氣膠特性的探討,有助於了解它對人體健康及環境所造成的影響。

參考文獻:
1.阮國棟、吳婉怡、黃冠穎,「待解謎團—環境中奈米微粒」,科學發展月刊421期,2008。
2.陳康興、陳瑞仁、林銳敏、黃國林,「高屏地區大氣懸浮微粒(PM10及PM2.5)特性及成因分析研究-總計畫暨子計畫一:高屏地區大氣懸浮微粒(PM10及PM2.5)化學組成特性 時空變化調查分析、來源模擬及成因探討研究」,環保署/國科會空污防制科研合作計畫,2006。
3.陳邦偉,「從台北都會區細氣膠特性評估PM1 及PM2.5對環境影響的顯著性」,國立中央大學環境工程研究所碩士論文,2006。
4.黃柏菁,「都市垃圾焚化爐周界空氣中多氯戴奧辛與多氯呋喃之粒徑分布研究」,國立成功大學環境醫學研究所碩士論文,2002。5.王竹方、蔣本基、李崇德,「以多種化學分析技術探討都會型氣膠(PM2.5)物化特性之研究」,環保署空污費科技計畫,2002。

移動性污染源對生活空氣品質的影響

車輛(移動污染源)所排放出來的廢氣是造成空氣品質日益惡化的主要原因。
移動污染源具有可因本身動力而改變位置之特性,汽機車所排放之污染物主要有懸浮微粒(PM)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、鉛(Pb)、硫氧化物(SOx)等,除污染物本身會對人體造成危害外,氮氧化物及碳氫化合物更是光化學煙霧及形成臭氧的前驅物。而隨著經濟發展,國民所得提高,民眾對於生活品質的要求也隨之提高,因此造成機動車輛的快速成長。由於我國地狹人稠,都會地區各種空氣污染物排放,主要以機動車輛排放之污染物為主,不僅嚴重影響都會地區的空氣品質,更可能對民眾身體健康造成危害,為減少機動車輛造成的空氣污染,移動污染源管制工作已成為空氣污染管制重要工作項目之一。

參考文獻:
1.葉雨松、洪雅琪、歐馨玫、徐澄清「非法柴油特性分析及其對車輛引擎污染排放之影響評估計畫」,空保處八十八下半年及八十九年度研究計劃成果摘要
2.蔡俊鴻、賴全裕、林文印,「油品成分對機車引擎排放氣態污染物影響研究」,行政院國家科學委員會專題研究計畫,2005
3.李芝珊,「油品成分對機車廢氣成分毒性影響之研究」,行政院國家科學委員會專題研究計畫,2006
4.郭春寶、張志偉、吳培銘,「柴油引擎污染排放對人體及環境之影響及油品成分改善後污染排放之減量評估」2006
5.陳國成、江瑞湖,「環境科學概論」2000年
6.環保署移動污染源管制網http://mobile.epa.gov.tw/

Thursday, April 17, 2008

空污總量管制策略探討

過去一直以來對土地利用的思考方式是「唯人主義」,而所作所為的結果則對於自然資源所存在的環境不斷加以破壞;加上逐年環境的自淨能力已經無法負荷污染排放量,唯有藉「總量管制」的逐年實施,才算可望做到有效的制度回應。
我國環保署將依空氣品質變化趨勢及污染成因擬定未來目標與工作重點包括固定污染源,移動源及逸散性面源之減量對策;並規劃推動具有經濟誘因機制的總量管制制度使未達到空氣品質標準地區削減各種污染源排放總量以期進一步達成未來之改善目標。
而在國外推動總量管制之經驗上,美國空氣品質改善及總量管制度之實施方式,係分為三個層級,分別為聯邦政府環保署、州環保機關及縣市環保局,聯邦政府訂定清淨空氣法(CAA),明確規範各空氣污染物之空氣品質標準及達成目標年。
對於不符標準地區,由於背景空氣品質已超過NAAQS,為防止空氣污染物濃度的增加,既有污染源須逐年減量,新建及改建工廠的申請設立在此區,應採取嚴格之最佳可行控制技術(BACT)或最低可排放率(Lowest Achievable Emission Rate, LAER),且申請工廠必須符合污染物抵換辦法(Offset Policy),其新增排放量應由同地區內既存工廠裝置最佳控制設備所減少之排放量(ERC)加以抵換,始得進行設置或變更,使得工業發展及空氣品質改善可同步進行,以使該區空氣品質能逐漸改善,達成空氣品質標準。美國環保署為加速空氣品質的改善,促成不符標準區內新廠的設置及舊廠的改善,陸續實施的具經濟誘因之策略「污染泡(Bubble)」、「淨值(Netting)」、「抵換(Offset)」及「儲存(Banking)」等,近年則積極推動發展的「排放物交易政策」,徹底改變過去以技術為基礎的命令與控制管制方式。
過去污染排放管制,係以符合法規排放標準為目標,惟管制對象日趨增加後,仍無法完全改善污染源集中地區之空氣的品質之情況下,國內在整體環境提昇與政府法規要求下,進行總量管制將勢在必行,輔以建構完整之排放目錄清冊之重要基礎工作,持續對於新設污染源及既存或變更污染源之排放削減與審核制度加以管控,長遠而言若能配合實施排放權之保留、抵換及交易制度,以逐步達到減量排放與清潔生產之目標,才是整體環境之福。

參考資料
1. Tom T., Tradable Permits and the Control of Air Pollution in the United States, Department of Economics Colby College, 1998.
2. 中國技術服務社,固定污染源總量管理及許可制度執行計畫,行政院環境保護署,1999。
3. 曾昭衡,林文印,都市揮發性有機污染物減量及管制策略,國立臺北科技大學,2003.08.21。
4. 鄒倫,台灣地區空氣品質改善與污染削減計畫,實施空氣污染總量管制研討會,台中縣環境保護局,1997。行政院環保署,空氣污染防制法規。

Wednesday, April 16, 2008

影響燃煤電廠汞排放因素探討

汞是屬劇毒性物質,甲基汞可經由生物累積(Bioaccumulation)機制,藉由食物鏈進入人體內,對神經系統造成傷害。以美國為例,人為性汞主要排放來自燃煤電廠(40%),2005年3月15日,美國環保署公佈實施,汞成份減量排放的法則『清淨空氣汞法則』(Clean Air Mercury Rule),限制燃煤電廠的汞排放量。本文將探討大氣中汞循環轉化機構。並探討影響燃煤電廠對汞污染排放影響之因素,比較國內電力主要供應者之台電,位於台中之燃煤電廠汞流佈的數據資料,與國外研究相關報告比較。
參考文獻:
1.張木彬,「燃煤排氣中毒性重金屬量測及現行空氣污染防治技術效能提升之研究」,行政院環境保護署委託計畫,2004
2.周劍平、楊末雄,「台中電廠七號機組汞流佈檢測」,台灣電力公司委託計畫,95~96
3.Nick Huston,「Practicle applications from observations of mercury oxidation and binding mechanisms」,U.S. EPA
4.Chun W.Lee,「Effect of SCR catalyst on mercury speciation」,U.S. EPA
5.Charles E Miller,「Mercury capture and fate using Wet-FGD at coal fired power plant」,U.S. DOE NTEL
6.Ye Zhuang,「Impacts of acids gases on mercury oxidation across SCR catalyst 」,fuel processing tcchology88,2007,page 929-934
7.網頁參考資料: U.S. EPA (http://www.epa.gov/mercury)

Tuesday, April 15, 2008

溫室效應對台灣的影響探討

摘要:
人的力量有多大? 人,可以讓世界最高的山脈變矮!
地球的屋脊「喜馬拉雅山」,是全球暖化的敏感地區之一。雖然喜馬拉雅山因板塊的擠壓運動,每年都以微小的速度增長,但由於全球暖化的關係,加速了山頂積雪的密實化過程,因此造成了主峰「聖母峰」高度降低。從1966年到1999年,頂部已降低130公分,並且持續惡化中。
台灣過去100年平均溫度增加1.4度,是全球暖化平均值的兩倍,而若將時間拉近為過去30年,則台灣暖化速度為全球暖化平均值的三倍,在聯合國「跨政府氣候變遷委員會」(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的報告中,更把台灣列為氣候變遷的「高危險群」。而對處於海島地形的台灣而言,更加直接性地衝擊就是平均海平面上升所帶來的危機,如果採用美國太空總署氣候科學家 James Hansen 等人用電腦模擬出的最悲觀版本,到了本世紀末,全球平均海平面將可能上升6到35公尺,屆時高雄將只剩下壽山島區域,而台南更將徹底淹沒。除此之外,就以對全球暖化貢獻度佔55%的二氧化碳為例,從1990到2004年,台灣二氧化碳總排放量倍速成長111%,是全球成長值的四倍速度,每人平均年排放量超過12噸,是全球平均值的三倍。而據高雄市環保局統計,高雄市每人每年就貢獻34.7噸二氧化碳,是全球平均值的八倍,號稱是全球每人平均排放量最高的城市。因此對人口稠密的台灣而言,溫室氣體的減量與管制實為勢在必行。
「全球暖化已過了臨界點,但尚未到無可挽回的地步,我們仍可及時力挽狂瀾,但是要立即採取行動,趕緊回頭。」…Dr. James Hansen
本文即希望以全球暖化對台灣的影響為出發點,進而探討溫室氣體的減量與管制策略,以有效地落實減碳抗暖化的目的。

參考文獻:
1.馬小康,「國內二氧化碳溫室效應現況之研究」,行政院環境保護署空保處委託計畫,1998。
2.白曛綾、高正忠,「能源使用所產生之溫室二氧化碳氣體排放及減量對策」,行政院環境保護署空保處委託計畫,1999。
3.楊盛行,「溫室氣體通量測定及減量對策總計畫」,行政院環境保護署空保處委託計畫,2000。
4.蔡俊鴻,「台灣地區移動污染源CO2排放量清查暨減量策略評析」,行政院環境保護署委託計畫,2006。
5.天下雜誌369期,「全球暖化-台灣不願面對的真相」,2007。

微粒空氣污染物對人體健康危害之探討

摘要:
大氣中懸浮微粒 (Particulate Matter, PM) 除影響環境層面如降低大氣能見度、酸性和毒性物質的沈降以及對太陽輻射作用力的影響導致對氣象、氣候的改變等外,對於人體健康的影響更是大家所重視的,從許多流行病學的調查結果看出,暴露於大氣微粒將導致人體急性健康效應包括咳嗽、打噴嚏、濃痰、流鼻水、呼吸道阻塞、氣喘加劇等呼吸道症狀的發生與惡化,以及心血管及呼吸道疾病之住院率、死亡率的增加,且偶發性之可呼吸性PM (PM2.5) 濃度變異和急性健康效應亦息息相關,不同粒徑之PM會分別沈積於鼻腔、口腔咽喉、上呼吸道、氣管、支氣管乃至於細微氣管及末梢肺泡中而引起差異極大之生理及病理反應,因此大氣懸浮微粒對人體健康所產生的危害是一相當重要的公共衛生問題。
美國於1990年通過的乾淨空氣法修正案 (Clear Air Act) ,訂定NAAQS (National Ambient Air Quality Standard) 來規範空氣品質,並於1997年修訂空氣品質標準,增訂懸浮微粒PM2.5標準之後,已引起世界各國如加拿大、歐洲、澳洲等國家對懸浮微粒標準的重視,尤其是細懸浮微粒對人體健康的影響。我國現行空氣品質標準係1990年修訂,迄今已逾十年,環保署2002年監測資料指出以空氣污染基準指標 (Pollution Standard Index, PSI) 來看,台灣近年來空氣品質惡化主因來自PM及臭氧,各地之PM10濃度每年皆有30~90天24小時濃度高於125 μg/m3之國家標準值,且年平均值可達67~87 μg/m3,年平均濃度都遠較美國各地所測得之濃度為高。由國內外研究結果及我國空氣品質現況,我們不難瞭解我國政府管制微粒空氣污染物之必要性與急切性。
本文乃藉由研究PM的種類、特性、來源、傳輸模式及分佈以了解其對人體危害的程度,期提高社會大眾對PM危害人體的了解及重視。

參考文獻:
1. 張章堂、陳朝棋、楊詠淇、蔡明杰、 馮雅梅、林玉娟,「各類型排放管道中粒狀污染物粒徑分析研究」,行政院環境保護署環境檢驗所委託計畫,2004。
2. 詹長權、蘇大成、莊凱任,「微粒空氣污染物特性、毒性和健康風險之研究」,95年度「環保署/國科會空污防制科研合作計畫」,2007。
3. 江鴻龍、黃政雄,陳世裕,林國雄、戴志遠、吳家豪、滿政顗、賴彥銘、張笙又、林承賢,「高屏地區移動源細微粒(PM2.5)調查及分析實驗建置研究」,行政院國家科學委員會專題研究計畫,2006。
4. 行政院環境保護署,http://www.epa.gov.tw/
5. 陳介文,「生物環境中不同粒徑顆粒物質室內/室外/人體暴露之關聯性」,國立台灣大學生物環境系統工程學系博士論文,2003。
6. 王美文,「台灣地區懸浮微粒品質標準合理性之探討」,國立台灣大學環境工程研究所碩士論文,2002。

氮氧化物之形成與防制機制-以正隆竹北廠為例

摘要
氮氧化物包括NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5,其中造成污染主要是NO與NO2,而氮氧化物是造成酸雨與人體呼吸道疾病重要因素之一。一般NOx污染來源主要分為天然產生與人為產生,人為產生的NOX主要來源有移動式污染源及固定性污染源,天然產生主要有閃電高溫而產生,約占氮氧化物產生量50%,另外還有植物腐敗後所分解產生氮氧化物…等。
本廠為傳統造紙產業,廠內生產活動主要氮氧化物產生源計有機動車輛、重油發電機、燃油鍋爐、燃煤鍋爐等。因燃燒過程所產生之高溫,再加上燃料中含氮,瞬間高溫而造成NOX產生。目前廠內針對NOx所選用之防制設備為選擇性觸媒反應器(SCR),大部分的SCR設備選擇使用V2O5-TiO2系列的觸媒,而還原劑則選用氨。燃燒過程產生的高溫使氧分子熱裂解成氧原子,和空氣中的氮分子反應生成NO和氮原子,氮原子又和氧分子反應生成NO和氧原子。此外氮原子可與火焰中的OH自由基反應生成NO和氫原子。此外NO2又會受光照影響形成光分解而產生光化學煙霧,造成二次污染等現象發生。
由於光化學煙霧及酸雨等對人體及環境皆產生危害,因此,在本篇報告中將針對本廠製程特性,探討如何選用有效的污染控制方式以降低生產過程所產生的NOx,期望能在追求經濟成長的同時,也為環境保護盡一份心力。

參考文獻:
1.吳以狀,「以選擇性觸媒還原技術同時去除NO及VOCS之效率測試研究」,國立交通大學工學院永續環境科技學程碩士論文,2006年。
2.徐紹斌,「應用在氮氧化物還原反應之高性能ZSM-5載體Pd-Cd觸媒研究」,大同大學化工研究所碩士論文,民國93年7月。
3.林秀芬,「空氣中氮氧化物與二氧化氮之個人濃度值調查;以台中縣沙鹿地區為例」,中國醫藥學院,民國89年。
4.楊勝宇,「燃油燃燒爐之噴嘴噴角與渦漩度對燃燒特性與生成物濃度之影響」,國立中山大學機械工程研究所碩士論文,民國89年6月。
5.潘忠柏,「以蓄熱式焚化爐處理含氮揮發性有機物之氮氧化物生成研究」,國立中山大學環境工程研究所碩士論文,民國94年7月。

酸性沉降與空氣管制策略探討

摘要:
自1990年起許多國家及科學家均以pH值小於5.0作為酸雨之定義,酸雨是大家都熟悉的空氣污染問題之一,它對人類健康、生態環境造成極大之影響,也由於酸性沈降之前驅物會隨著氣候跨國傳送,而造成諸多紛爭,因而已成為許多專家學者關心的問題。目前台灣的酸雨分布大約是以嘉南平原作為分界,向南或向北逐漸酸化,全台地區降雨發生酸雨的機率為 52%,台北地區則為 85%,高雄地區為 74%,明顯高於整個台灣的統計結果,此乃都會區中之汽機車數及工廠數較多而造成雨水嚴重酸化的情形。配合模式模擬相對應氣流的比較下,大陸東北、日本、韓國及大陸沿岸的污染排放會經由長程傳輸影響台灣地區的酸沉降,因此於每年冬季東北季風,發生酸性沉降次數遠高於其他季節,約佔25%至30%。為避免酸性沉降對環境及人類健康造成嚴重之危害,行政院環保署已於歷年逐期推動低硫油政策,對於石油焦及生煤等高硫分燃料,未經許可不得販賣或使用,並徵收硫氧化物及氮氧化物的空氣污染防制費,目前已獲得不錯之成效,由八十七年與八十年比較,二氧化硫改善率達80%。然長程傳輸使酸雨改善率低於空氣污染改善率,因此在短期目標上除了消減酸性沉降前驅物質之排放外在長期上更需積極及推動參與兩岸和國際污染減量。如此方可有效的解決酸性沉降之問題。


參考文獻:
1. 台灣酸雨資訊網(http://www.acidrain.org.tw/index.htm)
2. 張艮輝,「灣地區酸沈降前驅物減量方案之評估研究」,環保署85年~95年度科技計畫,民國87年。
3. 林能暉,「酸沈降之源與受體關係之研究:氣流軌跡分析及降水系統影響」,環保署85年~95年度科技計畫,民國 87 年。
4. 張隆男,「兩岸酸雨監測資料與其前驅物控制策略之比較」,環保署85年~95年度科技計畫,民國 89 年。
5. 鄭福田、吳義林等人,「酸雨與空氣污染管制」,(http://old.npf.org.tw/PUBLICATION/SD/090/SD-B-090-004.htm),民國九十年。

Friday, April 11, 2008

科學園區污染總量管制策略探討

摘要
新竹科學工業園區內高科技工業乃集合物理、電子、電機、光學、機械、材料及生物科技…等工業,其製程發展日新月異,隨著電子資訊工業的蓬勃發展,使得該產業成長更加快速,對我國的經濟發展有很大的貢獻。但由於電子科技產業生產製造過程中使用多種化學物品、有機溶劑及特殊毒性氣體,其所衍生之環境污染問題隨產品層次的提昇而趨於複雜,若不做好污染防制的工作,將會造成嚴重的環境污染。
為妥善管制科學園區內空氣污染排放,科學工業園區管理局於各基地環評報告書中針對主要酸鹼性氣體及揮發性有機氣體訂定空氣污染總量上限值,為落實污染量總量管制,園區事業應填寫污染總量預估表,以有效掌握入區廠商可能產生的環境污染問題進行污染總量管制,並達到事先防範污染目的。
本篇報告中將針對科學園區空氣污染排放現況及總量管理機制進行探討:(1)現階段核配方式是否合乎園區產業現況;(2)較大污染物排放量是否具有減量空間;(3)園區的總量管制與行政院環保署空氣污染防制法所訂定之總量管制精神是否能相互結合。
期望藉由管理層面的探討,有效管控園區空氣污染排放總量,以降低產業發展所衍生之環境衝擊。

參考文獻:
1.鄭昆山教授,「可交易排放量之總量管制制度之比較研究」,行政院國家科學委員會,民國89年09月。
2.高正忠、白曛綾教授等人,「可交易排放量之總量管制制度之比較研究-許可交易方案之空氣品質風險分析」,行政院國家科學委員會,民國89年12月。
3.廖述良、張木彬教授等人,「新竹科學工業園區空氣污染排放權交易制度可行性研究」,科學工業園區管理局委託計畫,民國90年12月。
4.「新竹科學工業園區環境影響調查分析及因應對策報告書」,科學工業園區管理局,民國92年03月。
5.余泰毅教授,「空氣污染總量管制區之劃分」,行政院國家科學委員會,民國92年07月。
6.「新竹科學工業園區園區三、五路沿線土地開發計畫環境影響說明書」,科學工業園區管理局,民國95年10月。
7.黃秉瑜,「新竹科學園區固定污染源排放減量管制策略」,國立交通大學工學院永續環境科技學程碩士論文,2006年。