第二章 文獻回顧
2.2 空氣污染模式與模擬
本節首先說明空氣污染模式，之後介紹有關砷空氣污染模式模擬以及 AERMOD 模式之應用。以下一一說明之。
2.2.1 空氣污染模式
一般欲了解空污的流佈情況，經常採用空品模式來模擬之，所謂空 品模式，乃是利用數學或定量的方式，以計算或模擬污染物由排放源釋 出後在大氣中傳送、擴散及反應所形成的濃度場之時空分佈（空氣品質 模式支援中心，96 年）。所以空品模式乃是模擬污染源所排放污染的 擴散濃度與量的空間分佈，而一個模式往往包含許多不同傳輸擴散機制 或過程(如煙流上升、擴散、沉降等)的計算方法，有時同一個過程就有 許多不同的演算法可供選擇，但不同的方法其結果自然也可能不一樣。
針對不同用途的空品模式不少，用於模擬固定污染源的常用空品模 式包括Model-3(USEPA, 1999) 、TAQM(劉等，91 年)、ISCST3（USEPA, 1995）及 AERMOD(USEPA, 2004)等。
Model-3（Third-Generation Air Quality Modeling System）(USEPA, 1999;空氣品質模式支援中心，92 年）為美國常用的大尺度、短時之空品 模式，雖亦可適用於較長時間，但模擬計算時間會較長，模式適用於模 擬機制頗複雜的空污流佈及相關模擬，是美國法規接受的模式之一，且 經常用於科學性調查。適用於都市與區域性尺度，一般針對較適合短期
（一星期內）模擬。TAQM（Taiwan Air Quality Model）模式（劉等, 91
一般用於 7 天內之逐時模擬。此兩個模式由於較複雜，即使模擬短時間 的運算時間仍頗長，而本研究需要模式全年及分季的影響，故均不太適 用於本研究。
ISC3（Industrial Source Complex Model 3rd edition）模式(USEPA, 1995;空氣品質模式支援中心，92 年）是 USEPA 所曾建議的模式之一，
AERMOD（AMS/EPA Regulatory Model）模式(USEPA, 2004)是由 USEPA 及美國氣象學會（American Meteorology Society, AMS）所組成之 法 規 模 式 改 進 委 員 會 （AMS/EPA Regulatory Model Improvement Committee, AERMIC）共同發展，目的為取代模擬誤差較大的 ISC3 模式，
應用最新的擴散理論與運算技術，進而提高模式所預測的準確度，並以
Gidhagen et al.（2002）曾利用 HIRLAM 模式（High Resolution Limited Area Model）模擬智利中、北部 8 座銅、金冶煉場所排放的砷粒狀物濃 度，並與冶煉廠周界的監測點數據比對，結果顯示位於南方 4 個監測點
數據與模擬結果一致，而在北方三個監測點數據較模擬結果高出許多，
推測在智利北部土壤含砷表土受到再懸浮（resuspension）作用導致所監 測到含砷的粒狀物濃度比模擬濃度還高。
Chein et al.(2005)假定一支於新竹科學園區內之煙囪，並以五種排放 率以 ISCST3 進行砷污染分佈模擬，結果顯示當砷排放率為 10-2 kg/h 所 模擬的濃度為130 ng/m3；由於ISC 已停用，本研究因而以 AERMOD 來 進行砷污染空間分佈分析。
2.2.3 AERMOD 模式之應用
在AERMOD 與 ISC 之比較上，Yang et al.（2006）曾比較 ISC 與 AERMOD 兩模式用於模擬追蹤劑的擴散情形，結果顯示 AERMOD 比起 ISC 更加地精準。Silverman et al.(2007)利用 AERMOD 與 ISC 來模擬兩 種工廠所排放的氯化亞甲基與聯氨擴散情形，並評估其對於周界居民所 可能產生的健康風險。Orloff et al.（2005）也利用 ISC 與 AERMOD 兩模 式模擬氰化物濃度，並與觀測值比對，結果顯示 AERMOD 比 ISC 更加 符合觀測數據。謝（97 年）以 ISC 與 AERMOD 兩模式模擬火力發電廠 所排放之二氧化硫，並與測站觀測值比對，結果顯示 AERMOD 比 ISC 更加接近測站的觀測濃度。礦與許(94 年)以 AERMOD 與 ISC 兩模式對 於平坦地形與複雜地形進行比較，結果顯示 AERMOD 模擬結果較佳，
且修正ISC 不必要的保守與假設。
在 AERMOD 之應用上，曹等（97 年）利用 AERMOD 來模擬商業 活動及移動污染等產生之污染物擴散，並結合空氣資源整合效益模型，
來探討空氣品質改善對於民眾的個人終身壽命增加與節省醫療成本之效 益，結果顯示 PM10每下降 1μg/m3對於個人終身平均壽命增加與醫療支
Bajwa et al.(2008)利用 AERMOD 來模擬養猪戶的廢水處理單元所逸散的 氨氣擴散與乾沉降情形。Kesarkar et al.(2006)利用天氣預報系統與 AERMOD 結合來模擬 PM10擴散情形。由於過去文獻皆指出 AERMOD 值不盡相同，例如美國加州空氣資源委員會（California Air Resources Board, CARB）設定 0.303 ng/m3（CARB, 1990）的風險為百萬分之一；
而Calabrese and Kenyon （1991）則定義砷污染的大氣空氣品質目標值
（Ambient Air Level Goal, AALG）為 0.0466 ng/m3，此值亦表示風險為百 萬分之一，是目前所查到的文獻中最嚴格的一個值。美國環保署 IRIS
（Integrated Risk Information System）（USEPA, 2006）則提出終身暴露在 0.2 ng/m3無機砷的環境下致癌風險為百萬分之一、2 ng/m3的風險為十萬 分之一、20 ng/m3的風險為萬分之一，風險值呈線性關係。世界衛生組 織（World Health Organization, WHO）對於砷的終身暴露風險所公佈的 值為每1μg/m3的風險為1.5 × 10–3人，0.66 ng/m3的風險是百萬分之一、