屏東科技大學環境工程與科學系所學位論文
國立屏東科技大學,正常發行
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自從戴奧辛與呋喃(PCDD/Fs)首次在都市垃圾焚化爐之煙道廢氣與飛灰被發現後，已在許多國家成為一嚴肅之課題。多氯聯苯(PCBs)被廣泛的使用及應用，使得都市垃圾焚化爐也被認為是環境中PCBs的主要貢獻來源。由於溴化戴奧辛與呋喃(PBDD/Fs)可能會經由生產製造溴化耐燃劑過程和燃燒含溴化耐燃劑之廢棄物時生成，而使得PBDD/Fs散佈至環境中越來越受到重視。本研究目的為發展一有效且穩定的多層管柱萃取與分析方法，並探討五種目標污染物於焚化爐之排放特徵。 本研究以多層管柱(矽膠、氧化鋁及活性碳)進行樣品前處理並使用高解析度氣相層析儀與高解析度質譜儀進行大型垃圾焚化爐大氣、煙道及灰渣中氯化戴奧辛(PCDD/Fs)、多氯聯苯(PCBs)、溴化戴奧辛(PBDD/Fs)及多溴聯苯醚(PBDEs))分析。本方法已藉由空白樣品與添加樣品分析得到驗證。空氣樣本中PCDD/Fs、PCBs、PBDD/Fs、PBDEs及PBBs濃度分別為59.6 fg WHO-TEQ/Nm3、6.74 fg WHO-TEQ/Nm3、12.2 fg WHO-TEQ/Nm3、52100 fg/Nm3 及341 fg/Nm3。PCB 及PBDD/Fs之WHO毒性當量值分別佔總WHO毒性當量濃度(PCDD/Fs、PBDD/Fs與PCBs總和) 之8.9% 及16%。由於溴化戴奧辛與多氯聯苯化合物同樣具有持久性及毒性，因此大氣中溴化戴奧辛與多氯聯苯化合物應一併加以管制。 煙道樣本中PCDD/Fs、PCBs、PBDD/Fs、PBDEs及PBBs濃度分別為0.0719 ng WHO-TEQ/Nm3、0.00169 ng WHO-TEQ/Nm3 、0.00546 ng WHO-TEQ/Nm3、20.7 ng/Nm3及0.958 ng/Nm3。煙道樣本中PCDD/Fs、PCBs、PBDD/Fs、PBDEs及PBBs排放係數分別為0.300 µg WHO-TEQ/ton-waste、0.00667 µg WHO-TEQ/ton-waste、0.0207 µg WHO-TEQ/ton-waste、84.5 µg/ton-waste及 1.05 µg/ton-waste。結果顯示，焚化爐煙道除了戴奧辛排放之外，溴化難燃劑之排放亦不容忽視且仍需要後續研究的進行。 本研究探討焚化爐過熱器(SH)、節熱器(HE)、半乾式洗滌塔(SDA)、袋式集塵器(BF)、飛灰儲存筒(FAP)及廠內燃燒室(BA)等各單元灰渣中五種污染物濃度。各單元灰渣中總PCDD/Fs以節熱器含量最高，因其操作溫度落在合適PCDD/Fs生成之溫度區間內(250℃-400℃)而經由de novo生成。PCBs 及PBBs濃度皆以袋式集塵器飛灰為最高; PBDD/Fs與PBDEs含量則以燃燒室底灰為最高。研究結果顯示：各單元灰渣中總PCDD/Fs及PCBs含量與各單元之操作溫度有明顯相關性；總PBDD/Fs及PBDEs含量與廢棄物焚化爐進料含有溴化難燃劑有關。焚化爐五種污染物主要經由飛灰排放，由於節熱器與袋式集塵器灰渣濃度已超過國內管制限值(1 ng I-TEQ/g)，故未來應針對節熱器與袋式集塵器進行後續處理。
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台灣農地面積占地廣大，每年所產生之農業廢棄物亦具有相當大之數量；工業革命以後，化學肥料開始大量的使用，因為化學肥料能快速表現在作物的產量上，因此，傳統的有機肥料慢慢開始被化學肥料所取代，在經過長期且大量的施用化學肥料以及少用有機肥料的結果，土壤地力日益衰竭，甚至導致原有生態體系的平衡遭受破壞。直到今天，人類環保意識逐漸抬頭，所以越來越重視以環境為導向的有機農業。有鑑於此，全球農業界倡導農業永續性經營理念，期望經由有機質肥料的循環利用，維持作物較佳之生育環境。因此，傳統的有機農業再次被人類所重視，而各國紛紛對有機農業做進一步的研究。現今為推廣有機農業，將減少或限制化學肥料的施用，而在往後台灣地區之農業經營，將以有機農業之模式而進行規範。 本研究採用田間試驗方式進行，劃分為24個小區域，於每個區域配置禾本科與豆科類植株單植與混植，並於部分區塊施以農畜產廢棄物做為肥料，之後加以觀察並予以比較。 研究結果顯示，種植盤固草在施用有機質肥料與否及單植或混植上，對於土壤養分之影響無顯著性，種植Survenola草在與豆科混植上具有其顯著性。種植盤固草與種植Survenola草在施用有機質肥料與否於植體養分的影響上，無明顯之顯著性；而種植盤固草在單植、混植之植體氮含量與鉀含量上具有其顯著性，種植Survenola草則在單植、混植之植體氮含量與磷含量有顯著性。而在產量分析中，施用有機質肥料與單植、混植上均無顯著性。
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本研究選用HCl、 HNO3及H2SO4三種單酸及其混酸進行實際光電業鉻蝕刻廢液處理所產出鈰污泥酸提之研究。實驗結果顯示，不論使用單酸或混酸進行酸提，定溫70℃下，較佳之反應時間為60分鐘。在70℃、酸提60分鐘及固液比(鈰污泥重/酸體積)50 g/L下，以4N HCl為酸提液時，Ce(質量)溶出率達96.7%，速率常數為0.104 min-1；若改用4N HNO3，則其Ce溶出率相似(96.3%)，速率常數為0.081 min-1。H2SO4較不適用於鈰污泥之鈰酸提。使用體積比1：1而HCl及HNO3單酸濃度皆為4N混酸(A酸)為酸提液時，在溫度70℃及固液比50 g/L下，反應時間至60分鐘，其Ce溶出率已達100%，因此，混酸比單酸有助於Ce之溶出；在相同條件下，將混酸中兩種單酸之濃度皆提高至8N (B酸)、甚至於12N (C酸)，無助於增加Ce溶出率。對混酸於定溫70℃酸提鈰污泥之鈰而言，在固液比10~100 g/L範圍內，混酸A及混酸B較佳之固液比均為50 g/L，混酸C則為30 g/L，其速率常數為分別為0.067、0.109及0.136 min-1。本研究可做為光電業鉻蝕刻廢液處理產出鈰污泥鈰回收之實際應用參考。 關鍵字：鈰回收、鈰污泥、酸提（酸溶）、鉻蝕刻廢液、TFT-LCD。
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本研究為瞭解武洛溪人工溼地對內分泌干擾物質之去除效應，特別針對壬基苯酚單乙氧基醇(NP1EO)、壬基苯酚雙乙氧基醇(NP2EO)、壬基苯酚(4-n-NP)、辛基苯酚(4-OP)及雙酚A(BPA)等酚類化合物及天然及人工合成雌激素化合物如雌二醇(E2)、雌三醇(E3)及乙炔雌二醇(EE2)進行分析探討。本研究利用固相萃取搭配高層析液相層析儀/螢光檢測儀進行樣品檢測，以了解這些微量污染物質於溼地系統單元的宿命。結果顯示酚類化合物NP1EO、NP2EO、4-n-NP、4-OP及BPA之濃度分別為ND~1092.7、ND~37344.6、ND~6812.3、ND~10441.1及2.3~1517.1 ng/L，檢出率分別為68、68、40、80及100 %。天然及人工合成E2、E3及EE2之濃度分別為ND~316.7、ND~915.0及ND~226.0 ng/L，檢出率分別為32、88、及36%。整體而言，酚類化合物除了壬基苯酚外，其餘四種酚類化合物經由溼地處理後，濃度有明顯下降趨勢，表示武洛溪人工溼地具有去除酚類化合物之作用。另外，雌激素化合物經由武洛溪人工溼地的處理後並沒有顯著去除效果。利用風險商數評估內分泌干擾物質可能造成的生態危害性方面，酚類化合物NP1EO、NP2EO、4-n-NP、4-OP及BPA其風險商數大於1的比例分別為24、20、16、60及8%，其中4-OP風險商數大於10的比例為20%為最高；而天然及人工合成雌激素E2、E3及EE2風險商數大於10的比例分別為32、88及36%。由此得知，溼地生物受到這些內分泌干擾物質情形已非常嚴重。另外，在利用WASP/EUTRO模式針對水質現場資料進行參數檢定與驗證，結果顯示模擬值與實測結果具有相同的趨勢，未來可作為管理單位設計溼地處理單元及水質改善決策的參考工具。
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環境荷爾蒙(Environmental hormone)中的壬基苯酚(technical-nonylphenol, t-NP)與辛基苯酚(4-octylphenol,4-OP)為已知會誘發生物體氧化壓力之物質之一。現今多數清潔產品中皆含有壬基苯酚聚乙氧基醇(NPnEO)與辛基苯酚聚乙氧基醇(OPnEO)，當排入承受水體後有可能因微生物分解代謝為壬基苯酚(Nonylphenol)及辛基苯酚(Octylphenol)，因使用量相當可觀，故可於人們日常生活環境中普遍檢出。本研究評估長期暴露於t-NP與4-OP中大鼠脂肪、肝臟、腎臟、心臟、肺臟、腦、睪丸及血液中之組織殘留量，並監測飼養環境中飼料、飲用水瓶浸出液是否遭受汙染且針對鼠體生化數值進行評估。本研究結果顯示，鼠體體重與組織重量於各實驗組皆無顯著差異。10與20週實驗組動物組織中皆可檢出t-NP與4-OP之量，10與20週實驗組以4-OP 檢出率最高均為100 %，其10週t-NP 檢出率為71.4%，20週則為85.7%，於兩組實驗週期的鼠體之腎臟與心臟均未檢測出t-NP之含量，t-NP與4-OP濃度分別介於n.d.~1.91及0.09~3.96 μg/kg。10與20週實驗組血液中，10週暴露t-NP之檢出率為50.0%，4-OP則為40.0%，則20週實驗組t-NP檢出率為60.0%，4-OP則為100%。而t-NP與4-OP檢出濃度分別介於n.d.~4.69及n.d.~1.89 μg/L。此外，本次研究所使用之飼料及飲用水瓶t-NP及4-OP檢測值皆小於偵測極限，顯示本次實驗食物來源與飲用水皆未受汙染，亦不會造成鼠體NP及OP之交叉污染。
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摘要 學號：N9731013 論文題目：煙道氣溫度與CO2濃度對糖漿碳酸飽和雜質去除之效應 總頁數：82頁 學校名稱：國立屏東科技大學 畢業年月：2010年6月 研究生：葉錦森 系（所）別：環境工程與科學系 學位別：碩士學位 指導教授：張國慶 博士 論文摘要內容： 溫室效應導致氣候變遷與大氣溫度升高，近年來「節能減碳」成為產業界環保的新課題，因此製程中二氧化碳的排放減量技術的開發應用，成為產業界所重視的一環，作法包括製程再利用及能源使用效率提升。其中二氧化碳的再利用，必須配合水溶解後之酸性點，於鹼性工業製程，加以中和或去除，才能算是二氧化碳的再利用。本研究以台糖公司精煉糖廠為例，探討鍋爐煙道氣溫度與CO2濃度對糖漿雜質去除之影響。利用模擬煙道氣在糖漿pH值11時通入飽和反應槽內，進行碳酸飽和反應，產生碳酸鈣將糖漿雜質去除。在研究中，模擬煙道氣溫度變化及糖漿錘度變化對碳酸飽和反應效率的影響作研究探討。 為了解煙道氣溫度變化對碳酸飽和反應效率的影響，首先將二氧化碳進氣溫度設定為50℃、60℃、70℃及80℃進行實驗，採樣分析的結果顯示，在進氣溫度50℃時，糖漿的CaCO3莫爾百分率最高為99.28，當進氣溫度80℃時，糖漿的CaCO3莫爾百分率最低為96.51。將實驗數據進行現場測試，當煙道氣溫度60℃時反應最佳，A飽和槽糖漿與B飽和槽糖漿的CaCO3莫爾百分率為77.38及99.22。煙道氣溫度80℃時反應最差，A飽和槽糖漿與B飽和槽糖漿的CaCO3莫爾百分率為71.24及89.37。為進一步了解煙道氣溫度的變化對糖漿雜質去除的影響，採樣分析糖漿色值。當煙道氣溫度60℃時糖漿色值最佳為1145，煙道氣溫度80℃時糖漿色值最差為1418。 為了解糖漿錘度變化對碳酸飽和反應效率的影響，另將糖漿錘度分別設定在68 Bx°、70Bx°、72Bx°及74Bx°進行實驗，採樣分析的結果顯示，當糖漿錘度68 Bx°時反應最佳，A飽和槽糖漿與B飽和槽糖漿的CaCO3莫爾百分率分別為76.53與99.17，當糖漿錘度74Bx°時反應最差，A飽和槽糖漿與B飽和槽糖漿的CaCO3莫爾百分率分別為69.59與92.38。將結果進行現場測試，採樣分析的結果顯示，當糖漿錘度68 Bx°時反應最佳，A飽和槽與B飽和槽CaCO3的莫爾百分率分別為77.63與98.67，當糖漿錘度74Bx°時反應最差，A飽和槽糖漿與B飽和槽糖漿的CaCO3莫爾百分率分別為70.53與91.07。採樣分析糖漿色值，當糖漿錘度68 Bx°時糖漿色值最佳為973，當糖漿錘度 74Bx°時糖漿色值最差為1298。 綜合實驗結果得知隨著煙道氣溫度與糖漿錘度升高，飽和槽糖漿的CaCO3莫爾百分率及糖漿純度有下降趨勢。顯示煙道氣溫度變化及糖漿錘度變化，對碳酸飽和反應效率及糖漿雜質的去除都有顯著的影響。 關鍵字：煙道氣、二氧化碳、再利用、糖漿、碳酸
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本研究主要目的為探討報廢汽車資源回收廠作業區域環境中VOCs逸散之特徵。研究時，選擇一家南台灣地區具有代表性之廢棄汽車資源回收工廠進行初步研究，於廢棄汽車資源回收工廠之作業區域內，依照作業流程與工作特性進行分類，將廠內環境分成八個採樣區域點，依次為：(1)辦公室區、(2)細部拆解區、(3)廢引擎儲存區、(4)廢油儲存區、(5)環保拆解區、(6)廠外道路、(7)舊廢車堆放區、(8)新廢車堆放區。採樣時，以標準檢驗方法之氣袋法進行氣體樣品之收集。每個採樣點，依照工作人員蹲姿高度(~90 cm)及工作人員立姿高度(~150 cm)，進行氣體樣品之收集。每個採樣點之蹲姿高度(~90 cm) 及立姿高度(~150 cm)皆各採集三個氣袋（共計48個氣袋）。採後之VOCs氣體樣品，經氣相層析質譜儀器(GC/MS)進行VOCs分析。研究結果得知，作業區域環境中VOCs之逸散之特徵，在環保拆解區(Styrene濃度669.17μg/m3)及廢油儲存區(P-Xylene濃度1663.01μg/m3)VOCs濃度較高。多數採樣區域發現化合物種類VOCs之濃度以苯環類最高、烷類次之、烯類最少。此外，其中在作業空間環保拆解區及廢油儲存區VOCs濃度較高，值得進一步瞭解該逸散是否對回收廠作業人員之健康造成危害。
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根據調查顯示，臺灣地區部分農地土壤之砷含量已達土壤污染管制標準，受砷污染之土壤可能造成環境及人體健康風險。本研究以人工配製含砷之污染土及採集現地污染土，進行序列萃取評估砷形態分布，並利用酸及改良劑萃取試驗，藉以評估不同萃取劑、改良劑及0.1 N HCl對砷之萃取成效與萃取形態。最後評估天然背景砷濃度偏高之農地成因，並利用時間與空間探討砷天然污染分布潛勢。 研究結果顯示，萃取劑以1 M H3PO4較佳萃取範圍為1.27-19.55 mg/kg；改良劑以1 %硫酸亞鐵較佳釋出範圍為0.43-10.24 μg/kg；模擬根系土壤pH之0.1 N HCl萃取範圍為3.2-65.6 μg/kg。根據不同序列萃取結果，顯示酸萃取可有效萃取土壤中弱鍵結態砷(交換態、碳酸鹽態及有機物態)及增加砷移動性，而改良劑添加處理後，可降低弱鍵結態砷之移動性，0.1 N HCl萃取效果近乎於砷之水溶態。 以不同農地水稻分蘗期根系土壤與植體(根、莖及葉)分析，砷含量皆隨著離出水口距離增加而降低，可判斷造成該農地自然背景砷含量偏高之原因可能為地質因素。深入探討自然背景砷含量偏高之農地，利用水稻黃熟期更多不同距離、深度及水稻作物之土壤與植體樣品分析，證實表土砷移動性會隨著離出水口距離增加而降低，植體各部位砷含量皆為根＞莖＞葉＞穀粒，而食用部位穀粒砷含量最高為0.26 mg/kg。水稻黃熟期植體於砷污染土之生物累積因子(Bioaccumulation Factor, BAF)皆低於轉移係數(Translocation Factor, TF)，表示水稻作物植生萃取能力低，但根部轉移到收穫部位能力較高。
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直接甲醇燃料電池 (Direct Methanol Fuel Cell, DMFC) 之碳材組件，常含有或吸附有機污染物，如多環芳香烴 (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)，可能於電池運作時，隨尾氣排放，影響空氣品質。因此，本研究主要探討操作參數對直接甲醇燃料電池排放PAHs之影響。 研究結果顯示在各試驗操作條件組合中，以陽極甲醇流量2 mL/min、陰極氧氣流量150 mL/min及電池溫度80℃操作下，有最高陰極氣相總PAHs及毒性當量 (BaPeq) 排放濃度 (分別為21±5 μg/m3及338±185 ng/m3)。電池操作溫度60℃時，則有較高陽極水相總PAHs及毒性當量排放濃度 (分別為182±37 μg/L及2203±277 ng/L) 與陰極水相總PAHs及毒性當量排放濃度 (分別為159±19 μg/L及1486±109 ng/L)。所測試之兩種商業化膜電極組，E-TEK排放較高之氣及液相總PAHs，但HE之毒性當量排放濃度較高。電池在80℃操作下較60℃者有較佳效能。
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本研究針對不銹鋼廠煉鋼設備盛鋼桶、電弧爐及轉爐內襯耐火磚汰換產出之廢棄物，進行回收再利用，以研究廢耐火磚當造渣助熔劑之可行性。 在實驗分析方面，就分析結果得知，白雲石磚氧化鎂(MgO)含量在31.50-44.89 %，氧化鈣(CaO)35.17-46.09 %，高鋁磚三氧化二鋁在83.91 %，鎂碳磚氧化鎂達83.11 %，以不銹鋼電弧爐製程而言，廢耐火磚再利用能部分取代或代替原已使用於煉鋼製程中的生石灰、輕燒氧化鎂、鋁錠等當造渣助熔劑使用，產出的廢耐火磚可完全去化，以達「零廢棄」，且不會影響鋼液品質。 在經濟效益方面，廢耐火磚取代或代替原料使用，可降低原料操作成本，以產品30400及43000為例，每爐可降低原料操作成本19,184（元）及12,656（元）。 另在溫室氣體排放減量方面，可減少原料製程中二氧化碳產生，以產品30400為例，每爐可減少生石灰用量1,757.2 kg/爐，降低CO2排放量1.31公噸，43000產品每爐可減少生石灰用量2,145 kg/爐，並降低CO2排放量1.6公噸。綜合上述內容發現廢耐火磚當造渣助熔劑可行並成效良好。