生態風險評估

生態風險評估為應用於造成自然環境與人類健康與生活之影響 下，對生態資源所進行之評估，但目前大多是評估因人類行為及活動所 造成環境生態上的衝擊(Logan & Wilson, 1995)。綜觀各國文獻已指出部 份PAEs 為環境荷爾蒙，因此會干擾內分泌系統之正常作用，而具有生 殖毒性，因此本研究利用進流水與放流水之數據進行評估是否對水生生 物產生不良效應。利用風險商數(risk quotient, RQ)來評估是否具有危害 性，利用環境測定濃度(measured environmental concentration, MEC)或環 境預測濃度(predicted environmental concentration, PEC)與預測無效應濃 度(predicted no effect concentration, PNEC)之比例(ratio)，則可計算為風 險商數。若MEC＞PNEC 或 PEC＞PNEC，表示為疑似對生態具有危害 性(Stasinakis et al., 2008)。表 15 說明 PAEs 個別之 PNEC(Parkerton &

Staples, 2003; Press-Kristensen et al., 2007; Staples et al., 2000)，其中以 DEHP 之 PNEC 最低(0.04~10 μg/L)表示微量的 DEHP 即可導致水域生物 產生生殖方面的危害，其次為BBP 和 DBP，而 DEP 與 DMP 之對生物 體之危害性較小。

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表 15、個別 PAEs 之預測無效應濃度值(PNEC)

PAEs DMP DEP DBP BBP DEHP PNEC(μg/L) 3251~4780 940~1173 10~62 51~60 0.04~10 (摘錄：Parkerton & Staples, 2003; Press-Kristensen et al., 2007; Staples et al., 2000)

計算 MEC 與 PEC，MEC 即為水體測定之濃度值，PEC 為水體測定 之濃度值除以係數因子(factor=10)(Press-Kristensen et al., 2007)，因此以 PEC 所推估之風險商數(RQ)較 MEC 更為保守，且本研究為污水處理廠

(Oehlmann et al., 2008)，本研究之風險商數為 40.16；DEHP 為＞100 mg/kg d.w. (Oehlmann et al., 2008)，本研究之風險商數為＜0.382，表示 本研究之脫水污泥若直接丟棄或再利用均極可能造成DBP 再次污染環 境。

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表 16、生態風險評估 PAEs 之風險商數

DMP DEP DBP DEHP

進流水 環境測定濃度MEC(μg/L) 31.8 53.3 184.1 97.3 風險商數(RQ)^a (6.65~9.78)×10^-3 0.045~0.057 2.97~18.4 9.73~2433

環境預測濃度PEC (μg/L) 3.18 5.33 18.41 9.37 風險商數(RQ)^b (6.65~9.78)×10^-4 0.005~0.006 0.297~1.84 0.97~243.3

放流水 環境測定濃度MEC(μg/L) 24.6 57.8 205.3 98.5 風險商數(RQ)^a (5.15~7.57)×10^-3 0.049~0.061 3.31~20.5 9.85~2463

環境預測濃度PEC (μg/L) 2.46 5.78 20.53 9.85 風險商數(RQ)^b (5.15~7.57)×10^-4 0.005~0.06 0.331~2.05 0.985~246.3 ^a MEC/PNEC ratio

^b PEC/PNEC ratio

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第六節、應用質量守恆於下水道污水處理廠

質量守恆(mass balance)觀念用於污染物的平衡，考量進流水含 PAEs 之總量與放流水含PAEs 之總量與脫水污泥含 PAEs 之總量，及轉換過 程中遺失PAEs 之總量(W_lost)，公式(1)說明。去除效率(removal%)為進流 水與放流水含PAEs 濃度差異之比例，公式(2)說明(Stasinakis et al., 2008)。

W_lost = (Q_inf × C_inf)－(Q_eff × C_eff)－W_sludge ……(1) Q_inf：進流水水量(m³/day)

Q_eff：放流水水量(m³/day)

C_inf：進流水含PAEs 之濃度(μg/L/day) C_eff：進流水含 PAEs 之濃度(μg/L/day)

W_sludge：脫水污泥含PAEs 之濃度(mg/day)

W_lost：處理過程中PAEs 遺失 PAEs 之總量(包含微生物降解)

Removal(%) = (C_inf－C_eff)/ C_inf × 100 ……(2)

應用上述公式於本研究污水與污泥數值之結果，結果顯示無顯著之 微生物降解作用，且下水道污水處理廠近乎無去除PAEs 之效率；上述 可能原因為本研究僅進行短期時間的PAEs 濃度變化，且並無考量下水 道處理流程之因素(如水利時間、各單元之均質性等)及文獻得知壬基苯

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(effluent*)；以兩次結果(圖 19)經無母數兩組樣本檢定(Mann-Whitney test) 是否經水利滯留時間之放流水PAEs 濃度具有差異，其顯著水準(α)為 0.05，結果為 DMP(p-value= 0.057)、DEP((p-value= 0.057)、DBP(p-value=

0.100)、DEHP(p-value= 0.400)，DnOP(p-value= 0.229)均為不顯著，表示 未經水利滯留與經水利滯留之放流水中PAEs 濃度為無差異；因此與本

DMP DEP DBP DEHP DnOP

μg/L

effluent effluent*

圖 19、比較有無經水利滯留時間之放流水含 PAEs 之濃度

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第六章、結論與建議

國內外研究顯示環境中已受到 PAEs 之污染，本研究進行下水道污 水處理廠PAEs 之調查，結果為 DBP 與 DEHP 為主要之 PAEs 污染物，

與我國常用使用塑化劑之種類符合，因此民生用品使用含該類PAEs 之 產品極可能導致PAEs 污染物排放於生活污水，在進入下水道污水處理 廠進行處理，但下水道處理廠對於處理PAEs 之去除效果不同於一般有 機物之去除，雖有文獻顯示污水處理廠仍可去除PAEs 但大多的文獻尚 無有利的數據能證實目前的污水處理廠是否能有效去除內分泌干擾性 物質之污染物；因此最有效效率之移除PAEs 途徑為污泥與懸浮固體之 去除。

由於國際癌症研究中心將 DEHP 由 Group 2B 改為 Group 3，為無法 判斷為人類致癌物，與DBP 為非人類致癌物，但該類物質常用於塑化 劑，但PAEs 對生態環境與人類之影響也需要更長期且多元之研究來證 實；雖然目前對PAEs 之政策與其他 EDCs(PCB 與 DDT 等)相比，相關 監測與管理為較不嚴格，目前歐盟，美國與加拿大進行管理兒童用品及 玩具產品之管制，包含DEHP、DINP、DBP、BBP、DNOP、DIDP 之 PAEs 化學原料，雖目前僅管制兒童(敏感族群)經常接觸之塑化劑，但仍 須以源頭管制規範相關之使用量或提出PAEs 之相關替代品，以維持經 濟層面考量，但也能降低PAEs 對環境與人類之衝擊。

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分析 PAEs 之前處理方法以建立最佳化之條件，於水樣調整其酸鹼 度後配合固相萃取法與合適之沖提溶劑，即可達到良好之分析方法。評 估回收率上，由於PAEs 之物化性差異大，因此以 DBP、DEHP、DnOP 有良好之結果，而水溶性高之DMP、DEP 之添加回收率偏差，主因於 選擇的固相萃取之管匣(C₁₈)與 DMP、DEP 之吸附性質差異大而導致無 法吸附；由於6 種 PAEs 之極性差異大，爲同時探討多種 PAEs 與主要 污染物質為DBP 與 DEHP，因此仍以 C₁₈固相萃取之管匣進行樣本前處 理。

本研究探討二級污水處理流程，顯示污水與污泥樣本中含有高濃度 之DBP 與 DEHP，以風險商數(RQ)進行評估 DBP 與 DEHP 對水域環境 的生物體之危害性，結果以放流水與脫水污泥之風險商數以DEHP 與 DBP 遠大於 1，因此對水域生物極可能具有生殖之危害；不同下水道污 水處理廠之處理流程為二級或三級，也可能導致放流水含PAEs 之濃度 也有所不同。

本研究之主要研究限制為：(1) 假設生活污水之 PAEs 污染物之排放 量一致；(2) 採樣設計為短期之單點採樣，並長期監測之採樣；(3) 本研 究並未以水利時間進行樣本之收集；(4) 計量估計值(如：平均家戶之 PAEs 貢獻量等)為粗略估計而非精準計量。(5) 生物降解受限於本研究 為非長期監測，且無模擬菌種培養，因此較為缺乏相關資訊。

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本研究之建議事項為：(1) 未來爲更了解 PAEs 於下水道污水處理廠 之流佈，可進行同天之每1~2 小時進行採樣，以長期監測來確認 PAEs 之濃度變化機制；(2) 比較於工作日和假日期間是否 PAEs 之排放量有所 差異。(3)由於下水道污水處理廠進行活性污泥處理步驟，由於文獻說明 PAEs 生物降解之菌種，因此可進行菌種判定，以釐清生物降解之機制。

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