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
選擇卷期
- 學位論文
汞為全球列管之有毒物質之ㄧ，其污染問題也一直為全球環保議題之焦點，主要原因是汞除了含有劇毒性之外，並具有生物累積之特性，對環境及人體所造成的衝擊都極為嚴重。但汞至今仍然廣泛應用於全世界各種產業、產品、製程以及一些藥物中。然而，為降低汞在經濟活動中產生對環境圈之危害，與掌握汞在經濟活動中之流佈與環境宿命。故本研究透過台灣地區汞之物質流佈分析，並結合生命週期衝擊評估方法，分析與探討台灣地區汞之物質流佈資料庫架構及環境特徵化衝擊因子之量化結果，研究結果可做為擬定汞之生命週期管理的參考依據，並對於國內汞之管理策略與管制措施上能給予適當的建議。 本研究結果顯示，台灣本島並無汞礦之開採，開採部分均為含汞相關之原物料，其開採量只有392公斤，因此含汞原物料主要仰賴進口，2009年總汞進口量約為6,557,518公斤、總出口量為3,403,015公斤。環境圈中汞的污染排放主要以空氣、水體及土壤三種。在計算上亦考慮到含汞之事業廢棄物申報、回收再利用及境外處理部分，結果顯示汞之空氣總排放約1,515公斤、水體排放約20.24公斤、土壤含汞量約2,306公斤；而汞之廢棄物申報部分約有335公斤，投入到回收再利用階段之汞約0.047公斤，經由境外處理部分約有92公斤；另外，汞之淨累積量為3,150,962公斤。 由生命週期評估汞之環境衝擊中點特徵化與終點特徵化兩個方法之結果，都顯示於水體部份之衝擊量是較小的。汞對環境影響主要還是以中點特徵化後空氣部份以及終點特徵化後土壤部分之衝擊量較大，因此對於台灣地區汞之環境排放量的改善應該由空氣與土壤面向著手。
- 學位論文
本研究針對火力發電廠方面產生之飛灰進行討論。茲具體敍述如下：1.對火力發電廠所產生之飛灰，進行物理和化學特性之研究。2.應用層次分析法(AHP)建立飛灰資源再利用產品選定模式，以作為選定時之依據。3.透過專家問卷選出最佳飛灰資源再利用產品型式。 本研究以層次分析法(AHP)對電廠飛灰資源再利用應用產品選定型式的相對重要程度進行問卷評估，以20位環工界專家來進行評選，進以探討資源再利用應用產品的排序，以選擇最佳之應用產品。選定準則由電廠及飛灰再利用評估因子實際情況出發，從技術可靠性、工程效益、工程實績、環境衝擊四個方面進行考量。對電廠飛灰再利用常用之應用產品如環保水泥、人工骨材、生產複合肥料、陶瓷工藝、人工魚礁、電弧爐煉鋼副原料進行評選。 根據AHP分析法，本研究在明確对象後，發放問卷20份，有效回收問卷20份，有效問卷回收率100%。最終目標是通過彙集專家學者之意見，找出各個權衡因素之相對重要性的排序權重值比例，並確認各層次之比較矩陣與整體層次的一致性指標I.R.值(Inconsistency Ratio)小於0.10。進而評選出最優電廠飛灰資源再利用產品。問卷結果發現：I.R.值均不超過0.1，即符合一致性。即符合問卷上之可信度與有效度。 以Expert Choice11軟體輸入結果得知：六項應用產品相對於四個評估因子之排序權重值大小排序為：第一為環境衝擊（佔46.6％）、第二為技術可靠性（佔28.6％）、第三為工程效益（佔14.8％）、第四為工程實績（佔10.0％），這些數據顯示了飛灰製作這六項應用產品是否會對環境造成污染（環境衝擊）才是最重要的，第二才是這六項產品製作時的技術可靠性，再來是製作工程時是否達到經濟效益（是否能賺錢）排名第三，最後才是應用產品的實績，這說明飛灰產品在實務應用面上是否廣泛，不是首要重點。 以Expert Choice11軟體輸入結果得知：四個評估因子相對於六項應用產品之排序權重值，大小排序為：第一為環保水泥（佔28.8％），第二為人工骨材（佔18.0％），第三為人工漁礁（佔16.7％），第四為陶瓷工藝（佔13.5％），第五為電弧爐煉鋼副原料（佔12.3％），第六為複合肥料（佔10.6％），充分顯示環保水泥這項飛灰應用產品，不管是在技術可靠度方面、工程效益方面、工程實績方面、環境衝擊方面，均比其他應用產品來的優良，飛灰製作為環保水泥是最優的選擇，再來才是人工骨材，應用產品排名第二名；而環保水泥這項應用產品在四個評估因子中大小排序比較，第一名為工程效益（佔31.5％），第二名為環境衝擊（佔30.3％），第三名為工程實績（佔29.9％），第四名為技術可靠性（佔24.5％），這敘述了環保水泥製作時最在意其能達到高經濟效益，而技術是否可靠不是關鍵；而人工骨材這項應用產品在四個評估因子中大小排序比較，第一名為工程實績（佔20.0％），第二名為工程效益（佔18.5％），第三名為環境衝擊（佔18.2％），第四名為技術可靠性（佔16.7％），這說明了製作人工骨材最重要的是實務應用面上廣泛，而在技術可靠層面上是放最後來考量。
- 學位論文
隨著氣候變遷日益嚴重，教育民眾減少其碳足跡變得愈來愈重要。目前各國政府除了針對主要之排碳源進行管制外，亦希望藉由低碳社區的發展，進而提高減碳之效益，而其中碳足跡計算器扮演著讓民眾可以了解自身排碳量的重要角色，其計算結果可促使民眾改變高排碳量之行為，除了可進一步落實低碳生活，亦富有全民教育之意涵，朝低碳社會之目標邁進。碳足跡計算器主要發展於歐美國家，我國目前雖已開發出數個碳足跡計算器，然不論於計算功能或資料庫之完整性，相較於國外之碳足跡計算器皆略顯不足，因此本研究之目標在於開發出一個符合台灣生活型態、且兼具完整性之碳足跡計算器架構。但由於碳足跡計算器之計算層面廣泛且計算項目繁多，其中亦有可能有重覆計算之問題，因此本研究透過碳足跡計算器實例蒐集與彙整，初擬出碳足跡計算器評估架構，且為求該架構之完整性，故本研究採用廣泛應用於架構確認之評估方法-模糊德爾菲法，透過兩階段之專家問卷，整合各方專家之不同見解，完成我國碳足跡計算器之架構。研究結果包括發展出一個具完整性之碳足跡計算器架構，包含住、行、食、商品及服務與綠色行為五大構面與二十一項準則，可供未來建置我國碳足跡計算器作為參考之依據；另透過碳排放係數蒐集與分析，發現我國目前現有之碳排放係數資料庫之內容仍屬缺乏，未來應逐步擴充我國碳排放係數資料庫，使其更趨完整，進而建構出更符合我國生活型態之碳足跡計算器。
- 學位論文
奈米材料在生產、包裝、搬運、設備的清潔、維護及修理等過程中容易發生逸散而使作業人員暴露其中。動物實驗顯示，高暴露劑量下有些奈米物質會引起老鼠肺部纖維化、心血管疾病及敗血症，因此科學家擔心暴露於工程奈米微粒將可能造成工人的健康危害。本研究的主要目的為：1. 藉由皮膚穿透與動物實驗等毒性的評估，探究奈米作業場所的微粒逸散風險評估及逸散風險管理；2. 由評析國外現有的奈米微粒暴露測量方法，以提供國內未來在奈米作業環境管制供作參考。 本研究發現目前先進國家不同的奈米物質管理的策略及法規較為完整，我國的奈米管理相對不積極。各國提出的奈米物質暴露測量的技術及方法，提供有效的奈米物質的風險評估與管理方法，可供我國學習。在作業場所吸入性暴露是奈米微粒最可能引起暴露風險的途徑，此外皮膚接觸也為另一潛在途徑，研究發現粒徑小於10奈米的金屬微粒可經由角質脂細胞及毛囊孔洞穿透至較深的角質層，只有少部份會穿透至表皮最外層，無法穿透至表皮層內，除非在皮膚撓曲的位置及傷口。最後本論文建議我國勞委會應盡速公告奈米作業場所之暴露限值，特別是針對毒性很高的奈米碳管。可仿效美國勞工安全衛生研究所NIOSH，訂定奈米碳管的建議暴露限值為7ug/m3。
- 學位論文
近年來隨著全球暖化的日益惡化，節能減碳已成為全球企業共同努力的目標。產品服務系統(Product Service System, PSS) 可在滿足消費者需求的前提下，透過服務方式取代產品本身，達到去物質化的目標。企業若將碳足跡觀念融入產品服務系統中，不僅可做為企業達成永續企業目標外，也可提供給消費者永續性選擇。本研究使用系統動力學建立民眾選擇家用洗衣及自助洗衣模式之碳排放模型，並利用STELLA軟體進行情境模擬。情境模擬主要根據三種變數－價格、可及率與送洗方式，針對2000年至2029年間不同洗衣模式之排碳量進行模擬。研究結果顯示全台灣年度家用洗衣碳足跡從2000年時的56,105公噸增加至2015年的58,442公噸， 2015年後至2029年時降至54,745公噸；而自助洗衣之碳足跡，從2000年時的32,393公噸增加至2018年的34,935公噸， 2018年後至2029年則降至33,809公噸。價格情境模擬結果顯示，當自助洗衣價格上漲的情境下能夠抑制自助洗衣碳足跡與總洗衣碳足跡的增加。可及率模擬結果發現增加可及率之年增率時，自助洗衣或家用洗衣碳足跡，與總洗衣碳足跡變動都逐漸下降。送洗情境模擬結果顯示，自助洗衣碳足跡與基線情境相較下，會因使用不同的送洗情境，增加自助洗衣10%到15%的碳足跡。
- 學位論文
壬基苯酚聚乙氧基醇類(NPnEO)為工業製程中使用最廣之非離子界面活性劑，其流佈於環境中經微生物作用將形成不易分解且具環境荷爾蒙特性之其它NP類副產物。而NPnEO以一般生物處理之效率不彰且亦會產出NP，因此，本研究即應用量子化學程序ChemBioOffice2008中之半經驗方法(Semi-empirical)，計算NP9EO分子之表面電子密度與點電荷(Calculate by PM3)，而後配合光觸媒催化反應討論其氧化與礦化程度，可進而闡述NP9EO於光催化反應中之行為機制及反應路徑預測，並藉此方法希望發展出處理環境中NPnEO之可行且有效處理技術。 本研究以光觸媒(DP-25與N/Fe-TiO2)協同UV光與可見光對NP9EO進行光催化反應，且在實驗進行前首先利用STATISTICA統計軟體對各項實驗參數做一實驗設計(Designed by Central Composite Design)。根據CCD設計產生之實驗分別於DP-25與N/Fe-TiO2找到一最佳光催化NP9EO效率組(DP-25，pH3.5，光觸媒濃度0.5g/L，槽體轉速300RPM)及(N/Fe-TiO2，pH4，光觸媒濃度1g/L，槽體轉速450RPM)，其NP9EO分解率均達78%以上(礦化程度43%以上)。 而後將不同反應時間點之水樣以GC-MS分析後結合應用量子化學程序，建構出NP9EO於一連串光催化過程中，其主要之三列反應路徑，並確認在240分鐘光催化反應後其最初副產物(NPnEO、NPnEC等)皆分解為對環境無害之低分子量物質(2-(vinyloxy)ethanol、Stearic acid及Diethoxymethane等)，以及最終達到礦化之目的。
- 學位論文
本研究主要分為二部分來討論，第一部分主要研究在以循環伏安法製備金屬錳赤血鹽（MnHCF）與聚3,4-二氧乙基噻吩（PEDOT）複合在一起成為複合薄膜電極。由前文所敘，我們將此修飾電極稱之為MnHCF- PEDOT複合電極薄膜。對MnHCF- PEDOT薄膜的玻璃碳修飾電極以原子力顯微鏡（AFM），掃描式電子顯微鏡(FE-SEM )，能量色散型X射線熒光分析裝置（EDS)，X射線繞射儀 (XRD )和電化學阻抗頻譜圖(EIS)等進行檢測及特性分析。而我們採用循環伏安法和計時安培法檢測兒茶酚和褪黑激素來用來佐證這些薄膜的優勢。我們探討了在pH值為1.5的0.1 M KCl 溶液中，於不同修飾電極，如裸電極、 MnHCF / GCE、MnHCF - PEDOT / GCE等其電極表面對兒茶酚與褪黑激素的電催化反應。在電化學感測器中兒茶酚和褪黑激素呈線性反應，兒茶酚濃度範圍是0.1~4.4 mM，R2為0.9965，褪黑激素濃度範圍是0.1~4.6 mM，R2為0.9998，最低檢測範圍為0.01 mM和最快反應時間為3 s。此外， MnHCF - PEDOT / GCE表現出明顯的優勢，如製備過程簡單，獨特性高，穩定性和重複性也很穩定。 第二部分 本研究多功能生物感測器是將2 -氨基噻唑（AT）薄膜電聚合修飾在玻璃碳電極（GCE）上之後再滴上Graphene溶液製備而成。同時透過電子顯微鏡和原子力顯微鏡檢視Graphene，聚-AT和Graphene-AT薄膜修飾電極的表面形貌。此修飾薄膜可做為同時利用計時安培法偵測過氧化氫 (還原端) 及利用脈衝伏安法偵測多巴胺及尿酸 (氧化端) 。Graphene-AT/GCE作為多功能生物感測器對於H2O2的偵測具有較大的線性範圍線性範圍(1*10-5到3.1*10-4 M，R2=0.9973)，最低檢測範圍(10-6 M)，高靈敏度(550.4mA mM-1 cm-2)，相對標準偏差(RSD%)小於2%(n=5) 。並且，此多功能的生物感測器能在AA的干擾下同時測定 DA和UA。對於DA和UA線性範圍分別為(5*10-6到2.5*10-5M，R2=0.994以及2.5*10-6到1.25-10-4M，Ｒ2=0.9955)。此外，此Graphene- AT薄膜修飾電極作用於多功能性生物感測器上有著其製備簡單、特殊性、穩定性和選擇性等優點。
- 學位論文
一般金屬表面處理業中使用化學混凝處理廢水，但是廢水中壬基苯酚聚乙氧基醇，由於本身的親水性質使得該物質廢水中的去除率相當有限，因此若要增加化學混凝效率必須增加 NP9EO 的疏水性質。 因壬基苯酚聚乙氧基醇其親水性，因此希望於化學混凝程序前將壬基苯酚聚乙氧基醇作個前處理，提高壬基苯酚聚乙氧基醇的疏水性質，因此本研究利用零價鐵（1、2、3、5g / L）結合過氧化氫（0、35、70、125、250 mg / L）以及零價鐵結合曝氣（Air、O2）產生強氧化劑氫氧自由基來破壞壬基苯酚聚乙氧基醇結構，利用氫氧自由基攻擊乙氧基醇鏈（親水基），以冀達到提升壬基苯酚聚乙氧基醇疏水特性的目的，後續並接以化學混混凝程序，利用前處理所殘留鐵離子作為混凝劑而不另外添加混凝劑。 於 ZVI / H2O2 前處理當中，於實驗條件 pH 1.5、2、3、4，零價鐵 3 g / L，過氧化氫 70 mg / L，以 pH 2 於最終反應時間 60 分鐘可以達到較佳的效果，其NP9EO 以及 TOC 去除率分別為 80.5% 與 65.2 %。在利用不同零價鐵劑量結合不同濃度過氧化氫下，其實驗結果經由軟體模擬於條件 ZVI 3 g / L - H2O2 125 mg / L 時可得到最佳化參數。於零價鐵結合曝氣部分，利用曝氣方式替代過氧化氫，曝空氣對於 NP9EO去除率 42.6 %、TOC 去除率為 28 %，而曝氧氣對於 NP9EO 去除率 47.6 %、TOC 去除率 34.7%。此外經由 XAD-8 樹脂分析結果，證實經前處理確實可將破壞 NP9EO 結構增加疏水性質。 於化學混凝部份，NP9EO 經前處理後接以化學混凝程序，利用前處理殘留鐵離子作為混凝劑，化學混凝後總NP9EO去除效果經 Surfer 軟體模擬，於前處理於 ZVI 2.5 g / L – H2O2 125 mg / L 條件下就可達到最佳化。利用 ZVI / Air、O2 作為前處理於化學混凝程序下，利用前處理殘餘鐵離子作為混凝劑，曝空氣 NP9EO 總去除率約47.7 %、TOC去除率約 28%，曝氧氣部分 NP9EO 及 TOC 去除效果分別為 55% 與 43 %。
- 學位論文
近年來，因氣候變遷、全球暖化嚴重，許多天然災害及自然環境急劇變化。為能因應全球自然環境品質提昇，世界各國環保意識及環境永續發展概念已漸從西歐、美國及日本三大核心國家向外延伸及擴張，也由傳統「污染管制」擴及至「資源保護」及「永續發展」。 本研究主要以「文獻分析法」（documentary analysis/document analysis）為研究方法之主軸。藉由國際低碳發展趨勢之政府文獻、國家計畫、論文及期刊等資訊進行分析及彙整，並應用國際間之低碳相關執行策略，分析其對環境之效益，以點－線－面循序漸進方式，落實節能減碳之政策規劃，以作為未來建構低碳校園策略之依據。 本研究以探討臺北科技大學「最大之減碳效益」中心目標，將校園所推動之低碳策略依「減碳面向」、「循環型面向」、「生態面向」及「環境管理面向」進行分類。「減碳面向」及「循環型面向」之減碳效益有整合型光電系統及追日、固定式之太陽能板，分別有助於校園減排量達7,000 Kg及4.37萬Kg。校園燈具改善工程及控制點燈時程裝置，可減少約1,500 Kg之二氧化碳排放量。校園之透水性鋪面，可提昇碎玻璃資源再利用之效能及減少4 %之水泥用量；校園之廢棄物回收量，一季約可減少600 Kg之二氧化碳排放量。設置雨水回收再利用系統，每年約可節省用水量約1,820 m3及減碳量353 Kg。 「生態面向」及「環境管理面」之減碳效益。生態綠建築使用再生建材、使用外殼節能措施、降低建築對熱能之吸收與輻射、防止反光公害設計及建造生態邊坡或圍籬等措施。校園「環境綠美化」，如生態綠建築、綠色大門、生態河、生態池、生態露台及綠色圍牆等，可將校園生態景觀與都市生活環境融合為一。校園推廣「低碳生活」，以不提供免洗餐具，鼓勵學生攜帶環保杯具及餐具，吃當季當地蔬果，以減少食物貯存及運輸排碳量等措施。
- 學位論文
為了對抗全球暖化，以減少碳的排放，各先進國家已開始著手規劃將產品的碳足跡作為非關稅貿易障礙，或課徵碳關稅的依據。半導體產業是台灣電子產業的基礎，其上中下游之產業鏈對台灣經濟發展有相當重要的影響，而隨著節能減碳浪潮的興起，產品碳足跡(Product Carbon Footprint, PCF)的評估，更成為企業展現其減緩全球暖化決心的重要作法，半導體產業自然也無法自外於此一趨勢。因此，在其執行環境評估及產品碳足跡(PCF)的過程中，一個簡便、聰明且兼具決策導向的評估軟體，將攸關評估結果之優劣與成敗。 為了解半導體產業上中下游對於環境評估及產品碳足跡(PCF)軟體的需求，本研究以半導體產業及其應用產業作為研究對象，進行問卷調查，總計發放589份問卷，回收有效樣本106份，回收率為18%，調查內容主要分為(一)環境管理實務及產品生命週期評估與(二)產品碳足跡(PCF)之相關問題兩大部分；而後者又再分成產品碳足跡(PCF)之執行現況、驅動力、障礙及軟體需求等四面向，冀望能了解現行產業的現況與需求，作為後續環境評估及產品碳足跡(PCF)軟體的開發基礎。 研究結果顯示，由於企業執行產品碳足跡主要為滿足客戶要求及法律規範，故仍然有相當多的半導體企業對產品碳足跡不熟悉且處於被動。除此之外，執行產品碳足跡計算時主要障礙為軟體的價格過高與盤查時間過長。另外，本研究建議未來軟體開發時，應講究輸入及結果產出之格式，如以BOM表的方式進行盤查數據的輸入，以減少盤查所需投入之時間與成本，且完成盤查與計算後所產出之數據形式為單一產品之碳足跡數據，而軟體本身必須具備中英文語言的選擇模式，以提高作業之效率並降低操作錯誤所導致的數據結果之不確定性。綜合以上所述，台灣半導體產業需持續進行環境管理與碳足跡，以提升企業永續之發展之競爭能力。