臺北科技大學環境工程與管理研究所學位論文
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發光二極體(Light Emitting Diode, LED)是一種微小的固態光源，具有體積小、耐震性佳、省電、壽命長、顏色多樣與純正等優點，被喻為21世紀之光。隨著生活水準提昇，以及人們愈來愈重視環保的訴求，能源危機的隱憂、地球的暖化及先進國家的補助獎勵政策激勵下，綠能光電產業近年來已快速成長。全球與臺灣皆可明顯感受到此產業發展快速，且未來深具不可小覷的發展潛力。 物質流分析為一相當大層面之指標性研究，其將成為一解決環境問題上最為有力之指標，物質流分析足以應用於具造成環境生態系統危害風險及資源保育回收再利用等特定用途上，且將有助於資源管理決策者清楚瞭解物質於系統間之流動情況，並利用此分析結果進行最佳管理策略抉擇與資源合理調配。本研究運用MFA方法，合併利用文獻蒐集、專家判斷、實地訪查及最適評估，針對2010年國內LED產業鏈之上游(晶片/晶粒)產業、中游(封裝)產業以及下游(產品應用端)產業，進行LED物質流佈之調查推估，並完成臺灣2010年LED具回收潛力物質流佈彙整，更進一步探討目前廢發光二極體之申報回收及管理制度，其中包括廢發光二極體越境轉移之風險與因應。根據本研究流佈推估結果，此數量相當龐大，故未來應積極研發適合國內之廢LED資源化處理技術，創造高附加價值產業。 隨著LED產量逐年增加，價格也逐漸下滑，應用之程度已漸普及化，但發光二極體在大量生產下，所產生之廢棄物是相當棘手問題，目前國內廢發光二極體尚無一最適處理技術與流程，事業機構產出廢棄物均委託清除公司以『混合五金廢料』輸出至國外處理，而國內LED應用產品若以生命週期概念推測，屆報廢年限後經由使用者端排出進入回收體系僅為少數，如何將其回收再利用及讓物質能永續發展，將是未來發展之主要目標。
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本研究旨在實際瞭解臺灣北部地區街道塵坋土特性，其主要是以臺灣北部六個縣市各選定5條代表性道路進行街道塵坋土採樣，以及以桃園縣為代表執行每月份30條道路街道塵坋土採樣。街道塵坋土採樣依照U. S. EPA AP-42 鋪面道路街塵之採樣方法執行，再依ASTM-C136標準篩分法得到各粒徑之塵土量，由討論街道塵坋土與影響因子相關係，並透過道路分級與目視判定及採樣分析歸納出道路等級，透過街塵特性之探討，找出其可行道路髒污等級提升方案。 經研究結果可以得知各縣市之街塵(所有粒徑塵土)荷重為0.738 ~ 14.176 g/m2，坋土負荷為0.046 ~ 1.114 g/m2，各粒徑重量百分比為，坋土（<75 μm）佔9.6 ± 1.6%、粒徑在75 ~ 297 μm者佔27.9 ± 5.9%、粒徑在297 ~ 850 μm者佔32.6 ± 4.5%、粒徑在850 μm以上者佔30.0 ± 5.2%。從桃園縣每月之平均街塵荷重值與平均坋土荷重值來討論，省道路之每月平均街塵荷重變異性較小，街塵荷重值為2.187 ± 0.836g/m2，縣道之每月平均街塵荷重值為2.358 ± 0.985 g/m2，鄉/市道之每月平均街塵荷重變異性較大，街塵荷重值為2.536 ± 1.098 g/m2，以坋土荷重方面進行比較，省道之坋土荷重值為0.272 ± 0.127 g/m2，鄉/市道之坋土荷重值為0.351 ± 0.198 g/m2，縣道之坋土荷重值為0.304 ± 0.163 g/m2。
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隨著底渣再利用資源化逐漸受到重視，以及其再利用用途也越來越廣泛，可有效地減少掩埋場使用率與延長其壽命，並增加國內骨材來源，因此底渣再利用之前處理也相對的愈顯得重要。而本研究重點主要為利用加入酸性藥劑以單槽四次連續式水洗方式去除底渣中之異臭味以及如何有效降低成本以利於工程上之運用。 本研究以液固比、滯留時間、及添加酸性藥劑的量作為實驗的三大影響條件，結果發現前述二大條件的提高會與異臭味去除效率成正相關，即每槽滯留時間10分鐘、液固比=1、以清水水洗，底渣之異臭味濃度指數為54.6 （去除效率為94.54%）；但當條件提高為每槽滯留時間30分鐘、液固比=1、添加之酸性藥劑為酸：水=1：100時，底渣之異臭味濃度指數為8.4，異臭味去除效率則為99.0%。 然而經此綜合研判可發現添加弱酸性藥劑去除底渣之異臭味效果較無前兩者條件來得佳，而每槽滯留時間30分鐘則為最佳加藥水洗的處理時間，但此微量的弱酸藥劑須添加多少量才適合、及未來工程或製程應用上仍應視實際底渣應用（或市場）而定，由本研究初步概估加藥水洗的工程成本約390元/噸，其所延伸的底渣性質改變、廢水處理及藥劑成本都是需後續再探討的課題。
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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）與迴歸分析（Regression Analysis）方法推求各行業製程之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實際應用於查核管制上，作為稽查人員預先查核業者廢棄物申報資料與現場查核之工具，以有效達到事業廢棄物管理目標。 針對2種再利用事業廢棄物推估9個製程共計推估9個再利用率及28個廢棄物產出因子。由研究結果發現『漿紙污泥』(R-0904)廢棄物之再利用為鍋爐蒸汽產生程序方面，可得到平均再利用率約在96.57％上下；水泥製造程序約在96.91％上下；其它非金屬礦物製品製造業製造程序約在97.75％上下；紙板製造程序約在96.47％上下；廢棄物堆肥處理程序約在99.69％上下等，電弧爐煉鋼爐碴(石)(R-1203)廢棄物之再利用為粒料級配之製造程序方面，其平均再利用率約在99.40％上下。另外本研究推估之DF比對實場申報查核結果，其推估20項廢棄物DF中，誤差值小於5%占總查核的62%，其次為誤差值介於20%至30%之間佔總查核DF的19%，顯示本研究所提的方法對於事業廢棄物之管理有實質的意義，可有效掌握廢棄物的質與量，實為查核管制工作上之一大助益。 二種再利用事業廢棄物(漿紙污泥、電弧爐煉鋼爐碴(石))及二種事業廢棄物(積體電路製造業、紙張製造業)於製程中所衍伸的廢棄物中可能含有微量有害物質(重金屬、鹵素物)，因應歐盟環保法規規範的過程，期能供國內產業廢棄物之查核與管制，提供有意義的策略建言。
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依交通部機動車輛登記顯示，至99年4月底止，國內小汽車之總量資料已登記有570萬台，國內大小專業洗車場亦日漸增加，每日洗車用水量高達6萬公噸以上，而傳統洗車廢水處理技術多數無法確實去除水中懸浮固體物及有機物，除導致洗車機設備之噴嘴為生物性堵塞，洗車之排放水未能符合排放標準外，無法直接進行線上水回收再利用，並浪費寶貴之水資源，與造成對大自然環境之衝擊。 本研究係以中油公司加油站洗車廢水回收再利用為例，採用BioMF專利技術，先以BioNET去除水中有機物與攔截大粒徑懸浮微粒，後段再以微過濾膜去除懸浮微粒，使水質轉換可直接回收再利用之規格。 實驗數據得知，原洗車廢水COD之平均濃度為67 mg/L、SS之平均濃度為 230 mg/L；經由BioMF處理後，出流水COD濃度小於20 mg/L；SS濃度小於10 mg/L。由檢驗證實，經以上處理程序確實能有效去除廢水中COD、SS，達到主管機關規定洗車場之放流水標準，更可進行洗車廢水回收再利用，節約用水，保護珍貴之水資源。 本研究另建立一標準化之模組，降低設備成本，提高廢水回收之效能，俾能廣泛推行至加油站之洗車廢水之回收再利用
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由於國內垃圾目前多採用焚化方式處理，因此焚化後所產生的大量底渣、飛灰就成為後續需處理的問題。底渣再利用產品主要利用在土木建設、道路集配等，但由於底渣中含有高量的水溶性氯離子會使得再利用受到限制，因此底渣之前處理更顯重要，而本研究重點主要為利用加入酸性藥劑以四段連續式水洗方式來去除底渣中之水溶性氯離子以符合國內法規規定之第一類型再利用標準(依CNS1240規定再利用底渣中之水溶性氯離子需低於0.024%)，進而將研究成果充分的運用到實際工程之上。 本研究以液固比、滯留時間、及添加酸性藥劑的濃度作為實驗的三大影響條件，結果發現前述三大條件的提高會與水溶性氯離子削減效率成正相關。根據實驗結果發現，單槽滯留時間10分鐘、液固比=3、酸性藥劑添加濃度相當於水洗液(醋酸/水=0.01，以重量計算)pH值=2.3時，水溶性氯離子含量由0.903%(原底渣)降至0.060%(T=4)，去除效率為93.36%；但當條件提高為單槽滯留時間30分鐘、液固比=3、酸性藥劑添加濃度相當於水洗液(醋酸/水=0.01，以重量計算)pH值=2.3時，水溶性氯離子含量由0.890%(原底渣)降至0.020%(T=4)，去除效率則高達97.75%，另將研究成果應用於實際工程規劃，概估以添加酸液之水洗方法處理底渣的成本約342元/噸。
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本研究利用工業污染源複合擴散模式(ISCST3)模擬評估B燃煤發電廠更新擴建後對於A縣市空氣品質之影響，並評估其於人體健康危害之風險度，其中以A縣市中兩處敏感受體點(坐落於污染源下風處)及參考點為代表性區域。研究結果得知，懸浮微粒(PM10)因盛行風向經大氣擴散後於電廠西南部有最大著地濃度，日平均值著地濃度最大模擬增量為3.746μg/m3，年平均為0.769μg/m3；敏感受體點1之年平均最大增量濃度為0.141μg/m3；敏感受體點2之年平均最大增量濃度為0.146μg/m3，並且各敏感受體點和參考點之逐月預估濃度值差異不大，皆符合空氣品質標準及其空氣污染防制區之容許增量限值，故對於A縣市整體空氣品質影響衝擊不大，就未來管制措施上持續監測A縣市之空氣品質，以確保A縣市居民的生活品質及健康。此外，本研究假設地表上的空氣當中未含重金屬，懸浮微粒(PM10)之最大著地濃度中所含的鉛、鎘、汞量即為地表上空氣中最大的鉛、鎘、汞濃度(μg/m3)，結果得知敏感受體點及參考點之最大著地鉛、鎘、汞濃度值對於A縣市影響程度很小，環境風險程度低；本研究再根據美國環保署訂定之人體健康風險評估計算方法評估重金屬鉛，可得知估算出之男性與女性成人終身的致癌風險值分別為1.588×10-11以及1.671×10-11，皆小於1.0×10-6 (因終身可接受的致癌風險值設定為1.0×10-6 )，則可表示暴露於該種條件下因而產生癌症的可能性，於男性與女性成人一生中幾乎不可能發生，且其風險值較低，對於人體身體健康之危害性較小。
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本研究旨在利用風險評估管控的方式，來協助電子業品牌通路製造商(以下簡稱品牌商)建立一套有效的綠色電機電子產品之危害物質風險評估模式，以降低指令生效後的退貨風險，甚至相關法律的損害賠償責任，使品牌商不致因產品在出貨後，被檢測出違反RoHS指令而被罰以巨額款項並損失商譽。 本研究透過與個案品牌商訪談的方式，實際從分析個案品牌商的綠色產品實現之作業程序中，由影響RoHS的角度出發，從作業程序剖析到管控內容，進而找到會造成違反RoHS指令的5個風險因子，並透過個案提供的6,828筆綠色零組件數據資料來進行風險因子的資料蒐集，運用DEMATEL法找出5項風險評估準則間的關聯結構(Relation Structure)，篩選出重要的綠色零組件風險來源，依此結果再進一步運用ANP法以計算各項風險評估準則之權重值，最後以失效模式與效應分析(FMEA)結合ANP的權重值，建立出一套風險計算模式，以求得各項風險評估準則的「加權風險優先數(weighted RPN)」，排列出6,828筆綠色零組件之風險高低，與改善活動之優先順序。 從實證結果分析可以得知「均勻材質材料組成成分宣告表(MCD)」為造成高風險群的綠色零組件總weighted RPN過高之主要關鍵風險評估準則，也是主要影響其他風險評估準則之風險因子，故為綠色零組件風險評估架構之關鍵風險指標，「進料綠色品質監測-IQC有害管制物質進料檢驗設備」次之；且「包裝材料(Package)」類別中的「貼紙」與「SPONGE泡棉」為風險值最高，「散熱片(Heatsink, Fansink)」次之。成為決策者在綠色零組件風險評估架構裡列為優先改善與監控之對象。透過本研究建立的綠色零組件風險評估模式，連接個案品牌商的進料檢驗(IQC)作業系統，以此決定高風險綠色零組件之檢測頻率，證實本研究建立的綠色零組件風險評估模式，確實可於進料品質檢驗(IQC)作業程序端，提升綠色零組件風險控管之流程效率，使進料品質檢驗(IQC)作業的成本資源能確實集中在主要的高風險零組件上，以減少IQC人員不必要的零組件檢測工作，與降低違反RoHS指令的風險，同時可增強決策結果的可靠性與科學性。
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甲基汞可能存在於各種不同的環境介質中，包含水體、土壤與底泥，故準確的定量甲基汞為所有後續研究之基礎。環保署環檢所於九十八年公告了水中甲基汞檢測方法(NIEA W540.50B)，使用公告方法進行水中甲基汞測定，但方法蒸餾後水體樣品之接收液酸鹼度過低(pH < 3)，造成所得甲基汞回收率過低(5–6%)。調整為密閉條件後，可使蒸餾之接收液酸鹼值維持於4–5之間，如此回收率便可大幅提升(88–102%)。土壤前處理程序則分別採用美國Brooks Rand實驗室與美國地質調查所(USGS)之建議方法，使用土壤標準品CRM測試。結果Brooks Rand方法回收率(91%)較USGS方法(57%)高。本研究整合USGS與Brooks Rand方法，可有效節省前處理時間由兩天縮短至六小時。平均回收率為91±8%，範圍為75–102%，方法偵測極限為13.2 pg g-1。實際測定受到汞污染廠址的海水池底泥結果顯示甲基汞範圍介於1.00–6.38 ng g-1。血液使用Liang等人於2000年提出之方法外加些微修改，血液標準品SRM回收率為122%，實際血液甲基汞範圍從4.11–7.14 ng g-1。
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國內雖有學者研究各環境介質—空氣、淡水、雨水、土壤、底泥及海水等—之汞含量，然而卻缺乏整合健康風險評估以及汞減量政策之成本效益分析。本研究主要目標為建構汞流佈之系統動態學模式，以及台灣經濟海域範圍內國人的汞暴露量。本研究估算台灣成人甲基汞之暴露量帄均為12.72 μg/day，並會增加其髮中汞濃度2.16 ppm。我國2009年碳排放量約為2.8億噸二氧化碳當量(CO2e)。政府減量目標為於2025 年回到2000 年排放量2.3億噸CO2e，為達到此目標，我國能源局計畫於2025年發展燃氣發電及再生能源之發電廠裝置容量達到全國總裝置容量的25%及8%。本研究之BAU情境設定為未來新增之發電量皆為燃煤發電。 經系統動態學軟體STELLA模擬結果，發展燃氣發電及再生能源分冸可避免新生兒未來智商(IQ)降低 0.0388及0.0183分/人(相較BAU)，而分冸減少新生兒未來收入損失及智能障礙者特殊教育支出共1.14及0.54億元/年；另外也可分冸降低溫室氣體0.199及0.167億噸CO2e排放；並分冸避免因指標污染物及甲基汞的暴露而造成的生命年損失價值達994及502億元/年，此部分佔空氣污染造成的社會成本比例高達76.5%。 雖然發展燃氣發電及再生能源能源部門頇分冸較發展燃煤發電額外支出內部成本(設置成本+燃料成本) 644及584億元/年，然而整體社會卻可獲得1,234及675億元/年的社會效益(內部效益+外部效益)。成本效益分析結果，發展燃氣發電及再生能源益本比分冸為1.92及1.15，淨效益(益本差)分冸達591及90億元，故知此二種潔淨能源政策值得政府部門擴大推展。另本研究推估2039年後NG+RE情境國人髮中汞濃度仍將較2009年上升5.5%，超過U.S.EPA的參考劑量(Reference Dose, RfD)1 ppm，顯示汞污染減量是刻不容緩之事。