朝陽科技大學環境工程與管理系學位論文
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電動力技術是一個簡單、有效且具潛力的復育技術，因此本研究利用該技術處理台中市某水資源回收中心受重金屬污染之下水污泥，由於下水污泥中具有極高的有機物，可作為堆肥使用，倘若下水污泥中的重金屬若不慎暴露於環境恐對生態潛藏威脅性。本研究利用電動力技術並改變操作電壓，探討下水污泥重金屬去除率及回收率，並估算其操作成本。 初步試驗將樣品進行簡單隨機採樣、前處理、重金屬型態分析及下水污泥基本特性分析，利用不鏽鋼做為陰極端及二氧化銥做為陽極端，並以自來水作為電解液，改變電壓梯度 (2V cm-1、3V cm-1及5V cm-1) 進行5天電動力試驗。因電動力操作過程中，陰極端所產生之氫氧根離子導致pH鹼化影響重金屬沉澱，於是架設一部自動加藥機，加藥機添加液配置0.01M硝酸，使得陰極端維持於酸性狀態，經試驗5天後，重金屬去除率除了銅與鋅之外，皆達土壤管制標準。但重金屬總量多寡無法作為環境風險評估的指標，於試驗結束後分析重金屬鍵結型態及回收效率，並初估電動力成本。 對於電動力去除下水污泥重金屬之研究結果發現，銅與鋅去除效果不佳主要原因為銅大部分以有機態及殘留態存在，需使用較強的氧化能力，方能使得鐵錳氧化態有效轉為較弱之鍵結型態，而殘留態屬於原生礦物其鍵結型態較強不易受電動力影響，使得電動力處理效果偏低，鋅則因存在濃度較高，下水污泥污染物相互競爭導致去除效果不佳。
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近幾年民眾環保意識的提升及運動休閒的風潮的崛起，騎自行車成了民眾戶外休閒運動的首選，但目前市面上存在著不同材質的自行車，因為廠商不斷的推陳出新，而自行車容易入手，形成一種消費型的產品，且為了跟上節能減碳的潮流，每過一段時間就想要更換一台自行車，形成資源的浪費、造成大量的廢棄物，使的環保的本意被破壞了，本研究以四種市場上利用不同材質所製的車架做為研究對象，其材質為鉻鉬鋼、鈦合金、鋁合金以及碳纖維車架，找出不同材質自行車在衝擊上的關切點，並探討這些結果做為產品未來在環境化設計的建議方向。 本研究係利用生命週期評估的概念，應用生命週期評估軟體Simapro 並選擇Eco-Indicator 99 為衝擊分析方法，針對不同材質的自行車進行生命週期評估分析。 本研究將四種材質自行車進行衝擊分析比較，其中D車材質為碳纖維車架製程與特性和其他三種自行車大不相同，且多以大量聚合物質製作而成，因此衝擊高出其他車架將近40倍，若將D車排除，顯示出以B車的鋁合金車架衝擊點最高，B車的重量最輕但因為凸顯增加鋼性及降低重量的特質材質，必需要添加鋁(Al)與釩(V)元素，在此發現鋁元素，為在這三台不同主要材質的自行車中，造成自行車對於環境衝擊的主因。
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二行程機車的機油透過機油泵浦將汽油與機油混合，並由曲軸箱隨燃料進入燃燒室中一起燃燒，因為機油較汽油不容易揮發，機油油滴顆粒較大，在引擎燃燒室內無法迅速燃燒，未燃燒完成之機油，透過排氣系統排放出來，即形成青白煙。這種青白煙是粒狀污染物的一種，由於可用肉眼明顯分辨出來，為一般民眾所厭惡，環保署自1999年實施「鼓勵民眾檢舉高污染烏賊車」活動以來，各地環保局的檢舉案件都以機車為主，可見機車所排放的青白煙最為一般民眾所關切。 本研究選定中部某縣市為研究對象，該縣市之二行程機車約有38萬輛，佔機車總數22%，本研究針對2012年至2014年曾遭民眾檢舉至少1次以上，且經目測判煙判定為有污染之虞之機車，列為青白煙通知檢測對象。本研究採實驗方式進行，直接以惰轉急加速的方式來執行檢測，並以MA-200A光學式煙度試驗器不透光率分析儀來進行量測，機車轉速控制條件為5,000 ± 500 rpm，量測排氣中的不透光率。本研究共檢測2,855輛遭檢舉烏賊車，其中發現目前行政院環境保護署委託機車排氣檢驗站來檢驗氣狀污染物，無法能實際測得相關污染情況，其CO與HC分別與檢測數據並無相關性，若要嚴格管制高污染之二行程機車，應全面皆以青白煙檢測方式來辦理，可實際獲得其相關成效改善。另在本研究中粒狀污染物檢驗不合格共897輛，占31.4%，平均不透光率為25.6%。更換排氣管、機油泵浦等老舊零件對二行程機車的不透光率有較明顯的改善，可使平均不透光率降為14.6%。
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目前台灣對於底泥重金屬多以重金屬型態來判斷其生物毒性，底泥中重金屬污染若進入農田將會使污染更嚴重。本研究比較底泥以王水消化法測的六種重金屬之全量、序列萃取以及利用環檢所日前公告之酸可揮發性硫化物(Acid-Volatile Sulfide, AVS)及同步萃取金屬量(Simultaneously Extracted Metal, SEM)來判斷底泥彼此相關性，經由進行水稻盆栽試驗而在表層覆蓋底泥中重金屬變化情形，並調整灌溉水降低pH值3單位進行不同頻率灌溉，包括原灌溉水灌溉、添加底泥原灌溉水灌溉、添加底泥一次灌溉、添加底泥間歇灌溉及添加底泥持續灌溉5種進行試驗。 在試驗中水稻的生長情況在第一次種植下可發現水稻死亡的情況，而在第二次種植時，在延後底泥添加能水稻生長情況較為良好。 彰化東西二圳底泥中Cd、Cr、Cu、Ni、Zn皆超過底泥品質上限或下限值，兩次所採取的底泥中Cd、Cr、Pb多存於殘留態;Cu多存於有機態;Ni多存於鐵錳氧化態及殘留態;Zn則多存於鐵錳氧化態，而在種植後型態皆有不同之變化，AVS及SEM則發現在種植後AVS值會有下降的現象，其中在間歇灌溉中降低量為最大。而試驗中可以發現底泥在硫含量較高的底泥中AVS/SEM判定毒性較低，而底泥則在不同型態中移動各處理間總量變化較小。而硫含量較低的底泥中AVS/SEM判定毒性較高，底泥而多在間歇灌溉中有較明顯的釋出，總量變化幅度也較大。
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本研究於2014年3月至2014年10月以不鏽鋼採樣桶 (Canister) 採樣並以氣相層析質譜儀 (Gas Chromatograph / Mass Spectrometer, GC/MS)進行科學園區不同季節大氣周界揮發性有機物(VOCs)採樣分析，並應用Surfer軟體瞭解風速及風向與污染源的相關性，瞭解科學園區大氣中VOCs濃度與特徵，最後以化學質量平衡法及正矩陣因子法作定量分析，推估科學園區各採樣點對受體點污染源貢獻量及比較。研究結果顯示，冬季期間所監測之揮發性有機物濃度為43.6 ~ 157 µg/m3，春季期間監測為34.2 ~ 196 µg/m3，夏季期間監測為38.5 ~ 157 µg/m3，秋季期間監測為37.3 ~ 270 µg/m3。各季科學園區特徵污染物，芳香類為每季科學園區特徵污染物濃度最高，醛酮類次之，最低為醇類，各季科學園區BTEX污染物濃度最高為甲苯(Toluene)，二甲苯(Xylenes)次之，最低為乙苯(Ethylbenzene)。各季風向因季節而有所差異，以Surfer圖瞭解科學園區工廠排放解析，丙酮以春季為最高，丁酮以冬季為最高，甲苯以冬季為最高，苯以冬季為最高，乙苯以秋季為最高，二甲苯以秋季為最高，乙酸乙酯以秋季為最高。應用化學質量平衡法模式解析科學園區季節性VOCs貢獻污染源，綜觀該地區季節性VOCs最大貢獻源為光罩有機性排氣，次之為半導體一般性排氣，而後為光罩酸鹼性排氣。在應用正矩陣因子法分析大氣各測點採樣分析結果顯示污染源共分為4個因子，因子1至因子4分別之污染源定義為交通排放、柴油車排放、油品逸散、光電業。
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環保公害糾紛已是邁入科技文明國家必須面對迫切之課題，如何建立完整救濟賠償制度，維護社會公益，是本文探討的重點。例如，台灣RCA公司廢水排入廠址地下水，多年以後引起員工罹癌率增加。經過多年的纏訟，終於判決必須對員工賠償五億多元。但何以訴訟如此漫長?這裡指出一個相當重要的關鍵¬:因果關係。 本研究仿時事設計一虛擬空污案例，研究的方式將從定性與定量兩個主軸出發。前者以法律性質的探討為基礎，主要內涵不外乎尋求環境公害糾紛法律救濟面，是否法律有明文規定環境權? 環境公害糾紛處理現行國內法律是否有相關規定救濟? 先從環境相關法規找起，得出現行只有行政程序救濟法規，也就是公害糾紛處理法，其餘實體救濟法規必須回歸民法之特別侵權行為探討，易言之即現行公害糾紛若不是具急毒性，要舉證其公害糾紛與居民員工身體健康受到危害之因果關係，有相當大的困難度。在文獻回顧中，藉由美國相關環境法規探討，印證國內法規之健全性。另外，從民法探討損害賠償制度演進趨勢，得知未來必須針對環保糾紛另外訂定相關特別法規。 另外，賠償金額則在研究方法中根據虛擬案例受損害之模型提出賠償金額請求。環境議題的評價過程就必須研討制度經濟學探討的外部性，藉由不同於過去會計成本之思維接觸經濟成本，衍生出非市場財貨的價值衡量方法談環境資源價值評估之邏輯思維探討。本研究亦運用寇氏定理協商後價格再利用機會成本模式中的損害函數法計算賠償金額。
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質子交換膜燃料電池雙極板中的流道形式與幾何尺寸是影響燃料電池性能的重要關鍵，因為燃料藉由流道輸送，並提供給觸媒層經由電化學作用產生電能，而流道之間的肋用來引導電流提供外部使用。在燃料電池的開發過程中，常以電腦模擬的方式來找尋其相關的操作變數與流道設計，或藉由模擬數據來解釋實際電池所呈現的結果。 然而在過去有關流道設計的文獻中，卻很少有針對微型燃料電池的流道深度所進行的研究，原因是微型燃料電池的高深寬比的流道加工不易，模擬無法得到適當的驗證。本研究分別以蛇形流道和類蛇形流道進行模擬與單一電池實驗分析。由於微型燃料電池對反應面積的限制，本研究採用流道寬與肋寬皆為0.5 mm於20mm×20mm的反應面積上，分析三種不同的流道深度0.3、0.4、0.6 mm 對電池性能所造成得影響。本研究利用有限元素分析軟體COMSOLMultiphysics 4.4建立燃料電池三維模組來進行模擬分析與求解，再利用微放電加工製作微型SUS316L雙極板，並組裝為單一電池後進行驗證。 透過電池性能極化曲線來比較模擬與實驗結果，結果顯示相當吻合。在流道深度為0.3, 0.4, and 0.6 mm時，蛇形流道的最大尖端功率密度分別約為500、580、530 mW/cm2，而類蛇形流道則分別約為395、530、510 mW/cm2。無論蛇形與類蛇形流場，流道深度為0.4 mm可產生較佳的性能，其中蛇形蛇形流場深度為0.4 mm時可產生約580 mW/cm2的功率密度，為各流道與深度中最佳者。蛇形流場性能比類蛇形流場更加有利。在兩種流道形式中，當流道太淺時，陰極流速分布極不均勻，其內側流道流速甚至趨近於零，影響燃料輸送與排水效率，進而降低電池性能。流道越深越能形成穩定的渦流，較有可能形成高排水效率的環狀流。但流道太深時，由於流速減少，造成燃料的擴散效率減少，而稍微降低電池性能。
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本研究主要針對公共污水處理廠進行污泥厭氧消化效能評估，分別進行污泥超音波水解以及質量平衡分析，探討污泥經超音波水解後，有機物釋出、污泥減量以及水解產物產氣效果，另一方面同時進行國內各污水廠資料蒐集，以進行質量平衡分析，期建立污泥處理單元評估架構。 實驗結果顯示污泥超音波水解於CODs的溶出方面，濃縮及消化污泥都有顯著的效果，但於污泥減量的部分，消化污泥並無明顯變化，濃縮污泥則是於超音波處理時間拉長後，其TS或SS的減少幅度明顯降低；將水解後之污泥進行生化甲烷產勢試驗，濃縮污泥沼氣產量：未處理 > 1 min > 5 min > 10 min，消化污泥10 min ≥ 5 min > 未處理 > 1 min > 30 min。濃縮及消化污泥經超音波水解後，雖可增加CODs的溶出及減少污泥量(僅濃縮污泥)，但於BMP試驗上，產氣之情形並未增加。 以各污水廠提供之資料顯示，各廠所填報之資料均無統一性，且大部分污水處理廠並未進行污泥量之統計，無法有效進行各單元之量平衡分析，若以現場實地走訪及採樣之進行評估，結果顯示各單元有達到質量平衡，厭氧消化效能也位於標準之上，操作狀況屬良好。若需針對污泥單元進行效能評估，建議應統一檢測項目及頻率。
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工業區污染源所排放之污染物種類繁多且化學組成日趨複雜，排放至水體會造成優養化及產生毒性。目前環保署公告的放流水管制標準為化學物質管制濃度，雖可有效控管各事業單位污染物的排放，卻無法反應水體生物可承受之濃度，因此目前許多國家亦同時使用生物毒性試驗來評估水體污染程度。 本研究利用Ames test之代謝與非代謝遺傳致變異方法與靜水式大型水蚤生物毒性試驗輔以化學分析快速檢測台灣彰化地區八種類別之工業廢水，包括：食品工廠、造紙工廠、電鍍工廠、烤漆工廠、染整工廠、化工工廠、木材工廠及環保回收工廠之廢水是否兼具致變異性或生物毒性，並檢視各處理流程對廢水之處理效用。結果顯示，Ames test試驗中電鍍工廠之廢水具強致變異性；以大型水蚤生物測試之工廠廢水毒性大小排序為電鍍A工廠、染整B工廠、環保回收工廠>烤漆工廠>電鍍B工廠>電鍍C工廠>造紙工廠>木材工廠>食品A工廠、食品B工廠、染整A工廠、化工工廠。 本研究結果顯示生物毒性試驗均可用於快速篩選水質之預警依據，雖然水蚤生物毒性試驗較沙門氏菌致變異性試驗敏感，但致變異性檢測較快速，可運用於安全評估篩選之運用。
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牛樟芝是台灣特有的蕈類，在最近的十餘年，有許多針對其功能性的研究，包括抗癌、抗發炎、免疫調節、抗氧化、抗高血壓、抗肝病毒及肝保護活性等。我國衛生福利部食品藥物管理署公告的「可供食品使用原料彙整一覽表」，一直將牛樟芝菌絲體與子實體，列為可供食品使用原料菇蕈類中的一項；但因近年有學者對牛樟芝的食用安全性提出質疑，牛樟芝之食品安全性受到大眾關注。因此本研究以Ames test利用沙門氏菌之TA98和TA100菌株針對主要的四種類型牛樟芝(Antrodia cinnamomea YMT 1002)食品原料進行測試，並分別添加與不添加肝臟活化酵素(S9)測試上述牛樟芝原料萃取物之致變異性，並以探討體內肝臟活化酵素對解毒功能之影響。結果顯示該四種類型牛樟芝的乙酸乙酯萃取物均不具致突變性；故牛樟芝菌絲體與子實體均具開發健康食品配方之潛力。
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