第三章 研究方法
3.3 參數設定
3.3.1 程式設定
本研究地下水模式選擇 MODFLOW 2000，污染傳輸模式選擇 RT3D，吸附 模式選擇線性，降解模式選擇含氯溶劑序列式降解，移流(Advection)程式計算的 方法為 Upsteam Finite Difference。場址模擬時間為 24 年，每 10 天為一個模擬時 段得到每 10 天之濃度分佈值。
3.3.2 含水層格網建立
本模式模擬含水層的假設條件為 20 m 厚之含水層，假設每 2 m 深為一個導 水度分層。於模式中輸入不同導水度值，模擬污染傳輸行為中垂直向異質性導水 度變化下。含水層中觀測井讀取各分層濃度值計算帄均值，表示假設模擬一般抽 水井抽取 20 m 厚之含水層中污染團的帄均濃度。而區域大小採 5m x 5m 格網，
其每一網格大小為 5m×5m×2m。假設場址模擬邊界範圍定於東西向 1800 m，南 北向 400 m，假設含氯有機溶劑污染場址擴散可能重點區域。
3.3.3 地下水流模式邊界條件
假設場址地下水的水力梯度約為 0.005，假設東西二側之定水頭邊界
(Constant Head Boundary)之水位值，東邊的定水頭邊界為 29 m，西邊的定水頭邊 界為 20 m，而南北二側定為不流動邊界(No-Flow Boundary)，地下水由東往西流 動，如圖 3-5 所示，模擬地下水之穩態流場(steady-state flow)，並不考慮模式區 域內之抽水、地表入滲及蒸發散量。
3.3.4 汙染起始條件
本假設場址污染起始條件，PCE 的溶解度為 150 mg/L，假設污染源設定於 第一層的網格(1600,200)上。三維汙染源初始濃度網格大小為 5 m×5 m×2 m，假 設網格所注入的地下水流量每天 1 立方公尺，於網格中設定 PCE 初始濃度為 100
47 10m (Hoehn and Santschi, 1987)。一般而言，橫向及垂直延散度假設為縱向延散 度之 1/10。假設場址地質條件為細砂，設定含水層細砂的儲水率(Sy)為 0.2，比儲 率(Ss)為 10-5 (1/m)，有效孔隙率(ne)為 0.15。總體密度為 1700 kg/m3 (Hudak, 2000)。
3.3.6 吸附模式
假設場址模擬有機物吸附現象，使用模式為線性等溫線模式(Linear isotherm (equilibrium-controlled))，設定四氯乙烯、三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯的吸附分
地區性也不同，如礫石、砂至黏土其一般數值範圍為 0.0001~0.02 之間(Domenico and Scheartz, 1998)，所以需要實際現地調查其含量。故本模式中含水層假設土壤 有機碳含量均質分佈為 2000 mg/kg( foc=0.002)，根據文獻所常見的有機碳含量之 範圍帄均值來模擬吸附作用。
假設土壤乾體積質量密度(
b)為 1.7 g/cm3，土壤體積含水比()為 0.3，遲滯 係數(r )由公式 2-8 可得知。吸附作用所造成的延滯速度(
f vc)由公式 2-9 可得知。本場址水力梯度為 0.005，均質導水度為 0.0001，孔隙率為 0.15。因此在此模擬 時間為 24 年的過程中，各關切污染物隨地下水傳輸距離也因各污染物分配係數 的設定而有所不同，如 PCE、TCE、DCE、VC 分別在第 24 年其污染傳輸距離
48 中 DNAPL 厭氧還原脫氯反應降解模式(Sequential decay reactions)模擬，根據地 下水水質厭氧環境設定假設場址地下水厭氧還原脫氯模式 表 2-5，可見 PCE: 0.0021~0.071，TCE: 0.0001~0.008，DCE: 0.0014~0.008，VC:
0.0005~0.002，所以於程式中設定 PCE 的一階降解速率為 0.005 (1/day)(Bagley and Gosset, 1990)、TCE 的一階降解速率為 0.003 (1/day)(Wilson et al, 1994)、DCE 的
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一階降解速率為 0.002 (1/day) (Wilson et al, 1994)、VC 的一階降解速率為 0.001 (1/day) (Wilson et al, 1994)。
3.3.8 觀測井
觀測井讀取時間為模擬期間 24 年，每 10 天為一個模擬時段，地下水中汙染 團於含水層中濃度擴散情形。在離污染源移動路徑上設置觀測井，位置分別於離 污染源下游 100 m 的 1 號井(1500,200)、900 m 的 9 號井(700,200)和 1500 m 的 15 號井(100,200)位置，如圖 3-5 所示，做為三個區域不同污染傳輸距離其濃度暴露 環境下風險評估之影響，大致瞭解異質性之影響趨勢。而紀錄地下水濃度隨時間 變化之曲線，帄均十層垂直向異質性導水度的含水層濃度值，作為民生用抽水井 抽取地下水帄均濃度，計算人體健康風險之地下水使用暴露濃度。
圖 3-4 假設場址數值模式概念示意圖
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3.4 場址健康風險評估
污染場址的污染團藉由數值模擬計算，經由地下水溶質傳輸得到觀測井濃度 隨時間變化曲線。致癌風險值為讀取 24 年總暴露濃度於一生中劑量反應的致癌 率，非致癌風險值為 24 年中每時段暴露濃度值不可超過參考劑量之危害商數。
24 年中污染團經由抽水民井而被居民使用，暴露途徑屬住宅區中飲用地下水，
洗澡或日常清洗時吸入地下水，皮膚接觸地下水之途徑，無土壤暴露與空氣暴露 途徑。本研究也將比較風險評估為十年之場址使用其結果與異質性導水度之影 響。
關切污染物為四氯乙烯、三氯乙烯、氯乙烯、順-1,2-二氯乙烯，其中順-1,2-二氯乙烯無「致癌毒性因子」，故無法計算其致癌風險。
健康風險值的計算方式為藉由污染傳輸模擬 24 年每 10 天為一模擬時段，依 據污染傳輸模擬結果，而得到各觀測井場址地下水污染濃度與時間之分佈。其中 致癌風險住宅區使用之暴露時間為 24 年，每年 350 天。本模擬結果將擷取每年 350 天之總暴露濃度共 24 年總暴露濃度；非致癌風險為擷取模擬結果 24 年當中 最高模擬濃度。各暴露途徑下污染地下水濃度成為人體之攝取劑量，如上章節 2.3.4 文獻回顧所述之暴露模式計算方法和數值。人體一生中所攝取的暴露劑量 乘以各關切污染物之致癌性毒害因子，為其人體一生中致癌之風險機率；人體一 生中每時刻所接觸之最高攝取劑量除以各關切污染物之非致癌性參考劑量，為其 人體一生中最高之非致癌危害商數，反應其攝取劑量有無超過人體可接受之標準 以免造成生理危害，如上章節 2.3.3 和 2.3.5 文獻回顧所述之毒性因子和風險計算 公式。污染傳輸模擬之健康風險評估計算流程，以讀取 1 號觀測井 24 年 PCE 濃 度為例，可見附錄一。
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