臺北科技大學環境工程與管理研究所學位論文
國立臺北科技大學,正常發行
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本研究採用整體質量平衡法（Overall Mass Balance, OMB）與統計學之算術平均分析（Arithmetic Analysis）方法推求各本土化之再利用事業廢棄物其再利用率（Reuse Ratio）和事業廢棄物產出因子（Discharge Factor, DF），同時採用整體質量平衡法與物質流分析（Material Flow Analysis, MFA）探討物質流分析應用於再利用率及產出因子之可行性，期望能將已建立之再利用率及DF應用於事業廢棄物之查核，以有效達到事業廢棄物管理目標。 本研究對7種再利用事業廢棄物推估13個製程共計推估14個再利用率及68個廢棄物產出因子。由研究結果發現『廢液閃火點小於60℃』（C-0301）廢棄物之再利用於產品乙酸乙酯之再利用率約為94.6%，產品為丙酮、乙醇等有機溶劑之再利用率約為58.3%，而用於水泥製造業作為輔助燃料之再利用率可視為100%；至於利用『含銅污泥』（C-0110）回收作為粗銅錠之推估再利用率為67.4%；回收作為硫酸銅及蝕銅液其推估整體再利用率則為89.8%；回收作為氧化銅及純銅其推估整體再利用率則為89.1%。其餘5種被公告為可回收之廢棄物中，『二甲基甲醯胺（DMF）粗液』 （R-2503）回收作為PU合成皮與DMF精製液其推估整體再利用率約為21.7~67.0 %；『煤灰』（R-1101）回收作為水泥及混凝土之製程中其推估之整體再利用率近乎100%；而利用『電弧爐煉鋼爐碴』（R-1203）廢棄物以產品砂石或其他土石原料之推估之總體再利用率亦可高達99.99%；至於『漿紙污泥』（R-0904）回收作為有機肥料及土壤改良劑之推估再利用率皆大於99%以上。
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台灣工業已從傳統產業逐漸跨向高科技的電子產業，在製程中會產生無法回收再利用之溶劑，由於廢溶劑熱值高之特性( 3,000 ~ 7,000 kcal/kg )可作為替代燃料使用，而我國水泥業者大多回收其廢溶劑作為輔助燃料，其回收再利用方式是否會造成環境衝擊，最受關切的即是其煙道排放物質中是否含有影響環境及人體健康之有害物質，其中又以戴奧辛及重金屬最受關切。本研究主要係對運用廢溶劑作為水泥窯輔助燃料之水泥廠，蒐集其93 ~ 96年戴奧辛、重金屬煙道排放濃度及相關檢測資料，以探討戴奧辛、重金屬之濃度排放特性及其增減量；另其研究排放戴奧辛總量濃度、毒性當量濃度之評析及兩者之差異性比較。再者，水泥窯各項操作條件(如廢溶劑含氯量、廢溶劑/煤炭比、廢氣處理量)皆可能影響戴奧辛生成及增加重金屬(鉛、鎘、汞)排放，因此本研究以採樣當時水泥窯之各項操作條件與重金屬(鉛、鎘、汞)年排放量、戴奧辛總量濃度及毒性當量濃度年排放量變化作統計迴歸分析，以了解其相互關係。 由歷次廢溶劑之各項檢測研究結果得知，低位發熱值平均值約為3,848 kcal/kg；灰份平均值約為0.20 wt.%；含氯量平均值約為38.72 ppm；含硫量在MDL值為0.01 wt.%下無法檢出，6大重金屬測值皆低於法規標準值50ppm，以上歷次各項檢測均符合經濟部工業局於95年度會商中央環保署訂定「水泥窯使用廢溶劑作為輔助燃料認定原則」。 而由歷年混燃廢溶劑作為輔助燃料之鉛、鎘、汞增減率變化(註：指定之煙囪鉛、鎘、汞排放量，並非全廠排放量)，以93年度作為混燃之比對值，歷年度鉛下降率約為52.6 ~ 67.1%、鎘下降率約為46.5 ~ 52.0%、汞下降率約為18.2 ~ 33.8%。 另從歷年該水泥廠混燃廢溶劑之DXN總量濃度(註：指定之煙囪DXN排放量，並非全廠排放量)，以93年度作為混燃之比對值，歷年度DXN總量濃度下降率約為29.0 ~ 97.5%。DXN毒性當量濃度(註：指定之煙囪DXN排放量，並非全廠排放量)，以93年度作為混燃之比對值，DXN毒性當量濃度下降率約為38.5 ~ 98.7%。 本研究發現煙道廢氣戴奧辛中以PCDFs所佔比例最高，佔整體貢獻61%。PCDFs形成則主要是來自多氯碳氫化合物，被大量用於工業上，主要為變壓器及電容器之絕緣油、熱媒、潤滑劑、可塑劑等，如此可直接證明廢溶劑中的確含有來自上述等含多氯碳氫化合物較多之廢液。煙道廢氣中戴奧辛毒性當量濃度，以國際毒性當量因子(I-TEF)較大者為主，依序為2,3,4,7,8-PeCDF(I-TEF = 0.5)佔17種異構物為38.80%為最高。因此，國際毒性當量因子(I-TEF)較大者貢獻度較高。 另本研究發現探討水泥窯操作方面，僅有廢溶劑含氯量對重金屬年排放量呈現高度正相關，廢溶劑/煤炭比呈現負相關、廢氣處理量呈低度正相關。戴奧辛總量年排放量及毒性當量濃度年排放量與廢溶劑含氯量呈低度正相關、廢溶劑/煤炭比呈現負相關、廢氣處理量呈低度正相關。
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本研究主要是在探討街道髒污等級與坋土含量之關係，並且找出各等級道路之坋土負荷量化值，接著再利用洗掃街車實場模擬測試來找出洗掃街車在執行洗掃作業時之最佳洗掃參數，以利提升洗掃街車之洗掃效果，另外本研究也將提出相關之管制措施。 本研究擬定之方法來替代目前正在使用的道路判定準則，其判定依據是以殘留塵土痕跡、殘留土堆及車行揚塵三種道路污染狀況，並以每500公尺取最髒污之路段判定一次，最後再以平均分數的方式去判定道路的髒污等級，本研究將選擇不同代表屬性之12條道路共60點次之塵土採樣工作，每條道路每次目視判定後隨即進行街塵採樣之工作，再依標準篩分法(ASTM-C136)求出街道髒污等級之坋土(75 μm)含量(g/m2)，並與目視判定準則所做出之結果比較其關係，之後再去做評分部分之修改，經分析結果可以得知道路為A級時之平均坋土負荷約為0.08~1.18 g/m2、道路為B級時之平均坋土負荷約為1.36~2.44 g/m2、道路為A級時之平均坋土負荷約為2.88~4.44 g/m2，結果與法規標準大致相符。 另外本研究也利用洗掃街車模擬測試之實驗來模擬A、B、C三種不同等級之道路，進而找出洗掃街車在執行上之最佳洗掃參數，由實驗結果可知，掃街車最佳洗掃參數為，掃刷轉速為3000 rpm，車速2 km/hr及噴水量0.2 L/min，其洗掃效率，ηs為75.1%。；而洗街車最適操作條件為噴水壓力為高壓、噴嘴角度30°、車速15 km/hr及噴水量650 L/min(大），其洗掃效率ηs為76.5%，得知上述結果後再配合本研究所制定之管制措施必能有效改善街道髒污之問題。
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有鑑於台灣地區垃圾焚化底渣產出量逐漸增加且再利用比率極低，其中底渣所散發出之臭味將造成再利用過程上之困擾，因此利用流體化床高熱傳之特性進行底渣除臭之處理，並藉由操作流體化床過程中選定兩大操作參數，分別為時間及溫度，最後藉由官能判定法選定除臭效果最佳之操作參數。 因為底渣之物、化性質深受進料端垃圾組成之影響，故本研究針對北部某大型垃圾焚化爐，進行每月之生垃圾及底渣之採樣、分析工作，生垃圾之分析項目包含基本物量組成、單位容積重、三成份分析、元素分析、熱值分析，而底渣部份則有灼燒減量、三成份分析、氧化物分析、總量分析及TCLP試驗，由生垃圾之基本物理組成試驗中得知，廚餘類及木竹類佔相對大量，而三成份分析方面，生垃圾含有約50%之水份、10%之灰份、40%之可燃份，而底渣水份含量約為25%、灰分70%、可燃份5%，而灼燒減量方面經實驗結果得知平均僅為3%左右，而灼燒減量為評估焚化爐燃燒效率高低指標之一，由此得知底渣中含有許多未燃燒完之垃圾，當然也含有較大比例之廚餘，造成底渣散發出腐敗之臭味。 經過流體化床最佳化處理（即溫度200℃，時間150min）之底渣其臭味濃度指數，由原先之1,000降至30，其去除率可高達97%，經由統計軟體SPSS將實驗結果回歸整理後得方程式 ，利用此方程式可推估不同操作條件下之臭味濃度指數，另外流體化床脫臭相較於其他脫臭方法例如生物脫臭或化學脫臭，流體化床脫臭法具有高去除率，節省處理時間及可直接再利用等三大優點，在處理成本分析方面，模擬建造一處理量20噸/小時處理場之處理成本，其年攤提之建造成本為9,396,989元，年操作成本為20,253,764元，年利息為2,012,083元，若扣除底渣販售之金額200元/噸，故每噸處理成本為1,799元。
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本研究旨在於使用STELLA 架構臺北市交通運輸及住商部門4 種主要空氣污染物（氮氧化物、硫氧化物、懸浮微粒及一氧化碳）系統動力模式，用系統回饋的方式呈現各部門與各主要空氣污染物間之關係，以及在各減量行動中所呈現之健康效益情況（包括增加壽命與所需支出金額）。本研究除呈現溫室氣體與主要空氣污染物整合後之社會效益概況，更可作為相關政府機關與環保單位執行政策時之參考。推估結果得知2007 年臺北市總主要空氣污染物（PM10＋SOX＋NOX＋CO）系統動力模式之排放量由2007 年181,168 公噸，至2030 年排放量為282,809公噸，成長率為64.06%。其中交通運輸部門排放量比例最多，約占總排放量86％；其次為住商部門，約占總排放量14％。在綜合交通運輸與住商部門減量行動估算臺北市主要空氣污染物減量比例，至2030 年，若採取「適度政策承諾策略」時，主要空氣污染物可減少50,255 公噸，減少約17.77%之排放量。若採取「主要政策承諾策略」時，主要空氣污染物可減少84,308 公噸，減少約29.82%之排放量。若採取「完全執行模擬情境」時，主要空氣污染物可減少110,045 公噸，減少約38.92%之排放量；再配合TEDs 6.1 中各項污染防治設備及管制策略，2021 年總主要空氣污染物，其排放量為68,898 公噸。然而，於主要空氣污染物減量所得之健康效益，估算增加壽命與所需支出金額，臺北市於綜合目前可行之交通運輸及住商減量行動下，因減少之主要空氣污染物排放濃度下，故臺北市每人平均可增加250.259 小時，增加壽命總支出為55,706,101.20 千元/小時，於油電混合車之減量行動；在B20 生質柴油減量行動，於臺北市每人平均可增加37.7144 小時，增加壽命總支出為1,713,924.84 千元/小時；在省電燈泡減量行動，於臺北市每人可增加25.7225 小時，增加壽命總支出為887.599 千元/小時；熱泵式熱水器減量行動，於臺北市每人平均可增加8.4268 小時，增加壽命總支出為2,737,203.04 千元/小時。綜合溫室氣體及主要空氣污染物減量之成果，油電混合車之減量行動之投資成本與經濟效益所得的成本效益比為0.0087；B20 生質柴油之減量行動為0.54；省電燈泡之減量行動為0.84；熱泵式熱水器之減量行動為0.2；各減量行動，由2007年至2030年臺北市每年分別約可得0.0016、0.0235、0.0366 及0.0087之平均成本效益比，代表於目前可行之交通運輸及住商減量行動下所得之社會效益。
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化學品管理服務(Chemical Management Services, CMS)，乃衍生自產品服務系統(Product Service Systems, PSS)的概念，供應商與客戶間存在一種長期的策略關係，以提供化學品服務及管理的方式取代銷售化學品。在這樣的模式下，將可減少化學品的使用量、節省成本及減少環境衝擊等效益，客戶可享有更佳的化學品管理程序；而供應商將可以提升產品附加價值、增加競爭優勢並可確保長期發展等優勢，創造供應商－客戶－環境三贏的局面。近年來，化學品管理服務模式在歐、美等國已有許多成功案例，特別是汽車、航空及電子產業，但在台灣似乎很少有企業實行。 本研究藉由文獻回顧與個案探討的方式，深入了解CMS發展情形，從中探討其效益、障礙及成功關鍵等要素，並針對國內化學品供應商進行問卷調查及訪談，以瞭解企業對CMS之認知及實行現況。研究結果顯示，其實台灣已經有超過十個產業的業者提供CMS或相類似的作法。國內化學品供應商對CMS各構面認知總平均數約在3.6 ~ 4.1之間，代表供應商對CMS有基本的認知。且國內確實也有企業提供CMS，比例約在三成，而平均年獲利率約在1 ~ 10 %間，證明台灣推行CMS模式是有可行性的。但國內化學品供應商認為對CMS具有瞭解以上程度僅佔全部之29 %，代表仍有許多企業尚未非常瞭解。根據研究結果，本研究建議政府單位推廣CMS的概念及提供CMS的教育訓練，並輔導適合之供應商和客戶導入CMS，也建議政府單位建立網站資訊交流平台，讓化學品供應商及客戶可以相互交流，並分享成功經驗，使CMS模式推廣至各產業。
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國內大專院校永續發展教育偏重在環境構面，且歸屬於通識課程，佔通識課程學分數比例亦偏低，未將永續發展理念與工程專業領域相鏈結，尚處於工程科系永續發展教育（永續工程教育）之起始階段。而根據國外文獻分析，永續工程教育之理念是使未來的工程師同時具有定量與定性之知識，以系統性思考(Systems Thinking)解決問題，並培養未來的工程師與利害關係人溝通之能力。而永續工程教育推行過程可分為三階段：第一階段為建立永續工程教育核心課程、第二階段為建立永續工程學位，以及第三階段的將永續發展理念融入至各學門的一般專業課程中。 本研究藉由模糊德爾菲法，成功地篩選出永續工程教育基礎課程之核心課程（院共同必修），共計包括十九門課，其中「概念」層面課程之重要度最高，接下來是「技術」層面、「應用」層面，以及「基礎能力」層面的課程。究其原因，乃因核心課程是以永續發展觀念的建立與認識為主。前五門重要課程為：「永續發展介紹」最為重要，而「科技創新與永續發展」、「環境科學與環境變遷」、「生命週期評估」、「環境影響評估」與「企業社會責任」，五門課之重要度相同，並列第二。之後，利用模糊分析層級程序法建立了永續工程學程之開課優先順序，共包括二十六門課程，其中「概念」層面課程之重要度最高，接下來依序為「應用」層面、「技術」層面，以及「基礎能力」層面。前五門重要課程依序為「環境科學與環境變遷」、「生態保育與生物多樣性」、「人口與社會環境永續發展」、「環境化設計」與「科技與環境」，而「環境科學與環境變遷」、「人口與社會環境永續發展」、「生命週期評估」、「企業社會責任」、「環境化設計」、「關鍵性議題與系統性思考」及「溝通技巧」等七門為本研究推薦之永續工程學程必修課程。本研究在資源與時間限制下，未能進行實證研究，建議未來可尋找有意願之國內大專院校，實際推行永續工程教育，以驗證本研究結果之可行性與效用。
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產品與服務是企業獲取利益的來源，然而，企業在提供產品與服務的過程中，除了會造成環境衝擊之外，尚會對產品生命週期各階段之利害關係人造成的衝擊。當「永續發展」逐漸成為國際企業之間發展重點的同時，卻也是國內企業「最不願意面對的真相」，消極的態度使得願意正面因應永續議題的企業寥寥可數。為此，本研究介紹BASF所發展的SEEbalance產品永續性評估方法予國內企業，幫助企業建置一套能對外作非財務資訊揭露，對內作為產品或製程改善依據的永續性產品評估工具–使產品及服務在合乎社會期待與環境保護之餘，仍能獲得經濟上的利益。 SEEbalance為一相對衝擊的產品評估工具，是透過比較產品或製程之間經濟、環境與社會績效的方式進行評估。本研究在詳盡整理SEEbalance的文獻之後，考量國內現況與數據的取得性，針對原方法之權重系統稍做修改–刪除了科學權重的使用。而為了確認SEEbalance是否適用於台灣，本研究以碟片濺鍍之新舊製程作為案例評估，分析兩製程之間的優劣。評估結果顯示，雖然新製程的成本遠低於舊製程，但在環境衝擊與社會衝擊的表現上，舊製程卻略優於新製程。主要的原因為新製程使用了舊製程所沒有的毒性物質，間接影響了整個環境與社會衝擊的評估結果。 總體而言，本研究認為SEEbalance的評估方法可應用於台灣企業進行產品永續性評估，但是評估環境與社會績效所需資料的缺乏卻也是目前台灣應用SEEbalance最主要的罩門。因此，環境與社會資料庫的建立將會是台灣進行產品永續性評估最主要的關鍵。
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產業發展的趨勢為台北市帶來經濟成長及人民生活水準提昇，但伴隨而來卻是污染的排放與環境之破壞。依據環保署之空氣品質監測資料顯示，臭氧及粒狀污染物為造成北市地區PSI大於100之主要指標污染物，而VOCs與氮氧化物（NOx）之光化學反應則是造成臭氧濃度居高不下之主要原因。 由於加油站是VOCs逸散量最多也是民眾生活中之重要場所，可見加油站的空氣品質影響民眾的生活健康甚巨，一個好的加油環境相信會提供給民眾更多使用上的便利性與安全性。基此，本研究主要研究目的為下兩部分，一為蒐集與分析台北市地區加油站相關資料匯整，二為藉由網路問卷普查的方式，調查市民對於配合政府推行排放減量政策計劃的意願與建議統整。最後利用資料蒐集分析與民眾實際調查配合意願之結果，分析就〝不強迫加油〞之政策，是否可有效提昇台北市之加油站環境空氣品質，提出建議方案給相關單位做爾後政策上設計之參考。 本研究共計完成81家加油站資訊蒐集與301份有效民眾問卷(本研究回收總樣本數為315份，剔除無效問卷樣本後，有效問卷為301份，問卷回收率為1.575%，有效問卷率則為95.56%)調查工作。研究結果發現，以獎勵刺激方式可有效提升民眾配合意願，相對也可提升政策執行效率至90%。也證實其實相關政策的推動是可以用獎勵(非處罰)方式代替的。