环境技术概论

環境技術概論數位學習課程環境資源管理系許信儀老師[e-mail]第一單元廢棄物污染一、廢棄物定義與分類二、污染現況與管制三、污染的影響四、廢棄物採樣五、資源回收六、廢棄物處理技術七、環境危害物質一、廢棄物定義與分類我國環保署於六十三年訂定處理管理廢棄物的最高、最基本法規---「廢棄物清理法」(民國九十年最新修正)來有效管理和處理各污染源所產生的各種廢棄物。「廢棄物清理法」規定，廢棄物依來源可區分成一般廢棄(由家戶或非事業單位產生者)和事業廢棄物(由事業單位產生者)兩大類。事業單位所產生的廢棄物雜若具有毒性、危險性(易燃、腐蝕)，其濃度或數量足以影響人體健康或污染環境者便屬於有害事業廢棄物，其餘便是一般事業廢棄物。廢棄物的分類、貯存、清除(理)處理和管理都十分重要。在廢棄物清理法規定下列情形的事業棄物不得輸入我國，亦即：1.嚴重危害人體健康或生活環境者2.國內無適當處理技術及設備者。3.直接固化處理、掩埋、焚化或海拋者。4.國內無法妥善處理者。5.國內廢棄物處理有妨碍者。為了資源保存和維護民眾健康，清法明文規定凡具有下列特性的廢棄物之包裝、容器必須由製造，輸入或販賣者負責回收和清理，亦即：1.不易清除處理者2.含長期不會腐化成份者3.含有害物質成份者4.具回收價值廢棄物產生、回收與最終處理過程原料或添加物工、磺、農畜生產消費者加工資源回收或初級處理最終處理1970年代美訂定所謂RCRA法案(資源保護及回收法案)，強調廢棄物的處置和管理要達到四R的目縹：回收(Recovery)、物質循環(Recycle)、再利用(Reuse)、和再製轉用(Reduction)。日本亦在1991年有訂定廢棄物處的基本法規-再生資源促進法。我國亦訂有廢棄物清理法，廢棄物處理與管理的相關法規，要提出廢棄物首要避免或長少其產(減廢)、資源回收和再利用則為其中策；而廢棄物的妥善處理，則是其基本而最重要的下策。將有害廢棄物依其危害特性可以再細分為出毒性、腐蝕性、易燃性、反應性、感染性、含石綿的物質、含多氯聯苯(PCB濃度50ppm以上)的物質，單一非鐵金屬(主要是鎘、鉻、鉛)和中央主管機關(環保署)所公告指定者九大類。按照有害廢棄物或物質對人類健康，環境生態的危情形，吾人通常普遍較關心易燃性、腐蝕性、反應性、毒性、感染性、催奇性(畸胎、影響生育)和生物累積性等七大危害性。1.易燃性：又可稱之為著火性，指廢棄物(或物質)引火或著火難易的一種特性。閃火點(Flashpoint)在600C以下的物質如汽油、酒精、松節油等都屬於易燃性廢棄物或物質，閃火點可用儀器依特定方法(如ASTM-93-79)測定之。易燃性簡單測試燃燒現象廢棄物的特性一般的燃燒劇烈的燃燒結焦或變黑不燃燒無積碳易燃的有機物易燃、易爆物不易燃的有機物無機物2.毒性：凡是可刺激或損害生物體內組織細胞或破壞生物體盼的酵素(Enzyme)而造成其生理機能的障礙、衰竭、甚至死亡的廢棄物或物質，謂之具有毒性。3.腐蝕性：指物質或廢棄物對材料或生物體可產生劇烈氧化或侵蝕的特性，謂之腐蝕性。一般來說，廢棄物或物質的PH值在12.5以上或2.0以下者，稱為具有腐蝕性。4.感染性：食品、製革、醫療院所等極易產生含有細菌、病毒等致病性微生物的感染性廢棄物。此類廢棄物在貯存、清運和處置時應有嚴密的防護設施和考量，須用紅色的容器貯存；而不可燃感染性廢棄物，且須用黃色的容器貯存堆置。5.反應性：凡是容易和環境因數(溫度、空氣中的水蒸氣等)或其他物質產生劇列反應或生成新的、有害成份的物質或廢棄物謂之具有反應性。一般來說，強酸、強鹼、強的氧化劑或還原劑，過氧化物etc都是具有強反應性的物質這類成份的廢棄物，其在貯存、清除、處理的時候更應考慮它們的相容性。兩種廢棄物混合只要不具下列12種反應或現象則稱具有相容性。包括放熱(H)、著火(F)、產生氣體(G)、產生毒性氣體(GT)、產生毒性或易燃性氣體(GT/GF)、應生易燃性氣體(GF)、產生毒性物質(T)、產生不穩定即活性極大的成份、產生高壓(P)、產生溶解性趺物(S)、產生毒性的煙、霧或粒狀物、產生劇烈的聚合性(PL)。6.催奇性(致癌、影響生育、畸形)：部份廢棄物所含成份經流布，溶出…至空氣，水體、土壞後，可經由飲水或食物鏈進入人體戈對環境中的生物產生一些催奇性的影響，亦有可以造成生物體內分泌性荷爾蒙的異常而造成生物的單性化，此種毒害成份可土之為環境荷爾蒙(EnvironmenalHormone)，此對土物的生存構成很大的威脅。7.生物累積性和放大作用：部份物質如重金屬或一些脂溶性成份(如：Dioxins,PCB,DDT)都容易在生物體內貯存和累積，經由濃縮、轉化而形成濃度更大的成份，而再經由食物鏈的流布而產生放大作用。化學成分簡易篩選測試流程可為廢棄物篩分類簡單程式可否溶於正己烷烷是否浮在水面可否溶於水面廢棄物極性或離子性有機物無機監類或離子性化合物非極性或游離性有機物含鹵素的非極性有機物二、污染現況與管制台灣地區一般廢棄(俗稱垃圾)的產出量日益增加，垃圾清運量在民國86年增至最高峰，每人平均有1.143kg的垃圾清運量。在政府加強垃圾分類、垃圾處理費隨袋徵收等政策和環保意識增強下，垃圾清運量自民國86年以後逐年下降，至民國90年已下降至每人每天約0.9kg以下的水準我國台灣地區最近五年(1996~2001)逐年下降的情形，其主要處理方式亦漸由掩埋轉變成效果較佳的焚化方式。至民國90年，台灣地區垃圾焚化處理的百分比已達至一半以上(51.5%)。焚化處理可有效減少廢棄物(垃圾)的重量和體積(減量化)，焚化灰渣或飛灰基本上不會和環境因數再有何反應(安定化)，高溫焚化可有效抑制或破壞廢棄物中的毒性或有害性成份(安全、無害化)，且焚化過程中可以進行熱能回收(資源化)，更有甚者，焚化對地狹人稠、掩埋場地有限、難覓的台灣來說更形重要。項目時間清運人口數(萬)平均每人清運量(kg/人)每日處理垃圾量(噸)掩埋(衛生掩埋)(%)焚化(%)堆肥/其他7681858688901843.62010.52104.92128.02168.42222.00.7861.0871.1351.1431.0820.89514475218612387021331234681887689.1(-)90.4(70.3)79.1(69.8)75.1(76.9)72.6(86.2)47.3(87.4)0.53.212.6219.0523.651.50.27/10.10.09/6.270.03/5.20.16/9.80.22/3.5-/1.2台灣省高雄市台北市1809.2149.4263.40.8760.8671.034158561296272451.26(85.4)3.1(100)45.1(100)47.296.954.9---國家一般廢棄物產量(萬公項)焚化(%)掩埋(%)回收(%)說明日本韓國丹麥法國荷蘭瑞典瑞士英國中華民國5030.41822.3277.62080.0871.6320.0427.72600.0783.975.65.557.749.830.940.646.88.547.729.768.312.446.120.337.514.083.843.84.226.214.01.916.715.630.85.87.5堆肥15.4%堆肥8.3%堆肥24.7%堆肥9.4%項目地區垃圾清運量(噸/天)掩埋(噸/天)焚化(噸/天)其他(噸/天)焚化百分比台灣地區台灣省台北市高雄市1987615856272412969398812812294010238748814951256240240--51.547.254.896.9一般廢棄物(垃圾)依組成可區分成物理組成和化學組成兩種分類方式。水份、灰份、山燃份為廢棄物重要的三成份組成。吾人稱之化學組成，由化學的各元素組成特性，吾人可瞭解其廢棄物的特性，更可影響其處理方向和操作條件(如熱值、焚化供氣量等)，我國在普遍缺乏下水道處理系統(接管率只有8%左右)的情形，是成垃圾水含量偏高的最主要原因。項目區域物理組成化學分析高位發熱值(kcal/kg)低位發熱值(kcal/kg)碳氮比值可燃份(%)不可燃份(%)水份(%)灰份(%)可燃份(%)台灣省86.9713.0355.4812.2232.31871.51449.142.56台北市93.456.5549.8410.3139.852410.01969.035.47高雄市93.576.4340.5811.0948.331762.01731.040.7台灣地區89.3810.6255.811.3432.861968.51541.040.83來自各事業單位如工業製造業、農牧養殖業、醫療事業、能源製造業、建築營造業等，都會在生產製程、操作過程中產生一些廢棄物和具有一定可污染環境或危害民眾健康生命危害性的有關事業廢棄物，其危害性可細分成毒性、易燃性、反應性、感染性、腐蝕性等。焚化再利用物理、化學生物處理固化處理物理、化學處理一般廢棄物最終處理有害廢棄物廢棄物管制處理流程回收是減少廢棄物的產生的最佳方式，至於回收後可利或不同事業體間可作交換。回收工作要做好廢棄物分類貯存是很重要的。三、污染的影響1.影響人類健康問題，造成各種疾病日本神通川流域附近地區曾發生著名的痛痛病，即是因為附近許多大型煉鋅工廠，產生含鎘(重金屬有害成份之一)廢液排入水域，我國桃園、雲林地區的鎘米事件也是類似的情況。日常生活或工業製造常用的各種溶劑如苯感染性的廢棄物則是可直接造成人類各種疾病甚至傳染病，動植殘骸屍體或排泄物若任由棄置或不當處置，亦可能危及人類(生物)向健康甚至生命，民國九十二年台灣七股溼地附近有數十隻黑面琵鷺因誤食死魚，死蝦而死亡(肉毒桿菌毒素所致)。2.侵佔土地、污染土壤使作物收成減少桃園地區一家有名的電子工廠RCA，其附近土地長期受氯系溶濟(三氯乙烯、四氯乙烯等)的污染與入侵，使得它們早已喪失土地利用的價值造成作業員工或附近民眾罹患肝、腎各種疾病，甚至癌症。3.污染水域，破壞生態環境營養素濃度(氮、磷濃度)太高的廢水排入污染水域(尤其是湖泊、水庫)將造成所謂優養化現象，優養化的水域其溶氧量降低、酸度增加、高等動植物無法生長；水質變黑、變臭，影響生態和環境甚鉅。許多毒性化學物質(廢棄物)包括氯系農藥(DDT、地特靈等)都可因其化學結構類似、生物體內的性激素(性荷爾蒙)，故易造成生物體內性發育異常而造成雄性或雌性化，其結果便可威脅到其生殖或物種延續的問題。此類毒性物質吾人可稱之為環境荷爾蒙(EnvironmentalHormone)。4.造成空氣品質惡化在清運、貯存或處理過程極可能些懸浮微粒，不完全燃燒的結果將產生大量的粉塵和有害氣態成份(如產生戴奧辛)有些毒性廢棄物具有揮發性其均可逸散至空氣中而使空氣品質惡化(如汞蒸氣等)。5.作業環境的意外事故毒性化物質的洩漏、排放或貯存，應有一定的防治污染、偵測管理的設施。廢棄物在貯存、清除、處理的時候、更應注意其相容性，否則極易造成工安意外事件。四、廢棄物採樣廢棄物進行組成或元素分析之前，採得具代表性及正確的樣品是最重要的工作。採樣方法可分成為(A)簡易隨機(B)分層隨機(C)系統隨機(D)階段式採樣(E)權威式採樣又稱主觀判斷採樣(F)混合式採樣六種，須依廢棄物的種類、數量、人力的侷限性、經費預算、精確度和準確度的要求等來決定適當的採樣方法。採樣方法優點缺點簡單隨機採樣(1)方法簡單(2)因易估算族群總值及採樣誤差，準確度、精確度高因採樣樣品較為分散，所需採樣人力及經費較大分層隨機採樣(1)若每層內之差異度愈小，可得更高精確度(比簡易隨機要高)(2)可求得各層之估算值(1)樣品數據資料之整理，推算工作，會比簡易隨機為繁(2)族群分布為未知傾向時會低準確度及精確度系統隨機採樣(1)依隨機方式只須採取一個，其餘依序，故較方便。(2)污染質分布均勻時山得高精確度。(