工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 1 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系
工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探
周亞璇1、甯蜀光1、袁中新2、洪崇軒3、李家偉3 1高雄大學土木與環境工程學系 2中山大學環境工程研究所 3高雄第一科技大學環境與安全衛生工程系 計畫編號：NSC 98-EPA-M-005-001摘要
隨著臺灣工業迅速地發展，工業區對周遭環境造成之威脅愈來愈受到重視， 除了常見之空氣污染物，如PM10, SOx, NOx、臭氧及重金屬，對人體具有致癌性、致突變性與致畸胎性等危害的有害空氣污染物(Hazardous air pollutants, HAPs)，
亦成為許多國家管制的重點項目。美國環保署頒訂了188 種 HAPs，並針對特定 製程進行排放標準之訂定；而在臺灣方面，環保署於民國七十年初即開始推動有 害空氣污染物之調查及管制策略研究，初步選定了30 種擬優先列管之 HAPs； 然而，HAPs 排放來源複雜且性質差異甚大，在各區域 HAPs 排放資料庫尚未建 置、污染物排放標準制定之程序亦未明確下，階段性之管制目標及減量策略均不 易評估。為解決上述問題，本研究以高雄石化工業區為對象，建置以地理資訊系 統為平台之HAPs 排放量空間資料庫，並嘗試擬定臺灣 HAPs 之排放標準制定程 序，同時參酌國內外相關調查成果並評估研究區域產業排放特性，提出建議之石 化產業階段性管制項目。最後，利用上述擬定之程序嘗試訂定本區域乙苯之排放 標準。本研究之執行除可建立南部石化產業區域HAPs 排放源之空間資料庫，亦 擬訂了HAPs 排放標準制定流程，可作為後續管理策略研究、排放標準訂定以及 減量工作執行之參考。 關鍵字：有害空氣污染物、空間資料庫、排放標準擬定程序
一、前言
「有害空氣污染物」(Hazardous Air Pollutants, HAPs)依據美國修正空氣清淨
法CAAA 之定義為「任何空氣污染物引起或導致死亡率增加，嚴重危害人體健 康而不可回復，或造成喪失能力但能恢復之徵狀，稱為有害空氣污染物」。目前 臺灣對於HAPs 尚未具有明確定義，但隨著工業的蓬勃發展，合成及特定性化學 品產銷量大增，其製造及貯存過程中所排放之空氣污染物種類亦隨之增加，其中 與國民健康有密切關連之有害空氣污染物愈來愈受到重視。HAPs 污染來源繁雜， 其中多數有害空氣污染物可經過接觸、呼吸等方式危害國民健康安全。職業安全 衛生與動物實驗均顯示，HAPs 對人類具有致癌性、致突變性與致畸胎性等危害；
中華民國環境工程學會2010 環境規劃與管理研討會 工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 2 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系 此外，臺灣人口密度高，又有許多固定污染源與住商區毗鄰而居，使得工業排放 之有害空氣污染物對國民健康及周遭環境造成極大的衝擊與危害風險。為降低工 業發展對國民健康及環境造成之威脅，HAPs 之管制及削減策略擬定等作業亟需 積極推動。美國環保署目前已頒訂188 種 HAPs，並針對不同製程之 HAPs 排放
進行管制，其中揮發性有機物(Volatile Organic Compounds，VOCs)即佔了 132 種； 臺灣亦於民國七十年代初即開始推動有害空氣污染物調查及管制相關之研究，目 前環保署已初步選定30 種擬優先列管之 HAPs，自民國 87 年後亦逐步擬定「HAPs 重要行業別排放標準」，並針對第一階段30 種優先列管項目再增加 5 種污染物。 然而，在相關政策推動上，目前仍面臨(1) HAPs 排放資料庫尚未完整建置(2) HAPs 排放標準訂定程序尚未建立(3) HAPs 階段性管制目標有待確認等問題。由 於HAPs 種類繁多，若全部納入管制短時期可能不易達成，因此針對不同管制區 域及該區之產業特性進行調查，應是較具效益之作法；在排放標準訂定方面，現 行相關之法規如：「廢棄物焚化爐空氣污染物排放標準」係針對一般污染物及重 金屬進行管制；「揮發性有機物空氣污染管制及排放標準」則是管制以石化業為 主之揮發性有機物排放；然而，HAPs 排放標準之訂定程序目前並無明確之機制 及規範。有鑑於此，區域內特定產業及排放源應優先進行調查，並建立HAPs 排 放資料庫，進而擬定管制標準制定之程序，再依此訂定管制標準，以維護國民健 康及環境品質。本研究乃以工業重鎮高雄地區之石化工業區為研究區域，彙整工 業區內HAPs 排放之相關資料，以地理資訊系統為平台，建置區域 HAPs 排放空 間資料庫；進而參酌國內外排放標準訂定邏輯及思維建立排放標準擬定之作業程 序，並針對研究範圍提出階段性管制項目之建議，同時選定代表性污染物試擬管 制標準，以確定規劃程序之可行性。
二、文獻回顧
本研究期望針對有害空氣污染物藉由污染排放資料庫之建置，污染物管制方 法之評估，進而建立管制標準制定之程序，以下將針對有害空氣污染物排放量推 估技術、流布調查及管制策略進行討論，同時說明本研究之研究方向： 為有效解決有害空氣污染物(HAPs)所造成之環境問題，首要之務為了解排放 源及其排放量以控制並推動改善計畫。空氣污染物排放量之推估可分為(1)直接 推估法(2)質量平衡法(3)工程計算方法以及(4)間接推估法，即排放係數推估法。 直接推估方法即直接量測排放污染物的濃度，配合量測之體積流量推估而得，為 最可靠但成本最高的方法；質量平衡法是評估輸入與輸出間的質量平衡關係進行 推估；工程計算方法是利用物質成份特性及理論公式進行推算；間接推估法，則 是利用一具代表性的係數因子配合活動強度進行估算。(行政院環保署，2007)臺 灣目前針對HAPs 進行之採樣、分析結果有限，尚難以掌握大範圍污染源分佈及 排放情形；臺灣地區目前蒐集較完整之排放資料庫為「國內全國性排放清冊」 (Taiwan Emission Data System, TEDS)，TEDS 涵蓋了各類污染源排放量的總排放 量，並以排放係數法進行推估，排放係數、活動強度及控制因子之乘積即為排放 量。了解排放源及排放量分佈情形後，污染物之擴散情形常利用空氣品質模式進行擴散模式，常見之擴散模式有：(1)高斯擴散模式 (2)軌跡模式及(3)網格模式。
工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 3 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系 以擴散模式模擬污染源對周遭環境之影響。例如ISCST3、CMAQ、EMIMO 及 AERMOD 等不同考量與詳細程度之模式已被廣泛應用於各類型污染流布分析 (Basham and WItwell (1999), José et al. (2008), Zhang at al. (2008)) 。
為避免HAPs 對環境及人體產生危害，HAPs 相關管制策略已積極推動中， 國際間除了使用「控制技術基準」進行策略擬定外，有鑑於HAPs 對人體之高度 威脅性，「健康風險基準」亦為許多國家重要決策參考之一，二者特性說明如下 (環保署、國科會，2004)： 1. 控制技術基準 以「控制技術基準」(Technology-based)管制有害空氣污染物，係考量污染物 減量程度、能源、環境、經濟與其他成本之消耗，利用生產控制或其他既存方法、 系統與技術，定義各種不同污染源的排放上限，以達成控制固定污染源所致有害 空氣污染物之排放，降低其對環境及人體健康危害。技術基準主要架構係以污染 源類別(行業別)為管制對象，要求各行業採用其可行之控制技術或對污染物訂定 排放標準以達控制HAPs 排放之管制。 2. 健康風險基準 「健康風險基準」(Health risk-based)係以保障人體健康及環境福祉為管制主 要考量，在執行面上，管制污染排放控制程度可分為二種方法：訂定「健康風險 標準限值」及訂定「環境濃度限值」，二種方法可單獨應用亦可組合使用。 各國依不同需求採行不同基準擬定管制策略，美國由聯邦政府乃至地方機構 均有HAPs 管制規範或研究可遵循，其管制策略及分工十分明確。美國環保署係 以「技術基準」為出發點，採用「最大可達成控制技術」(Maximum Achievable Control Technology, MACT)排放標準執行有害空氣污染物之管制，健康風險則視 各州政府或地方需求做為管制輔助工具，多數州採二種以上管制基準，僅少數州 採控制技術管制，或僅採行環境濃度限值。歐洲國家有害空氣污染物管制政策包 括二類：(1)效益導向(effect-oriented)－定量風險評估進行管制；(2)污染源導向 (source-oriented)－利用技術發展固定污染源排放標準；德國考量排放資料、控制 技術、暴露及危害性評估，管制策略以控制技術為基準，瑞士、荷蘭則採雙軸策 略管制有害空氣污染物；多數國家合併應用兩種策略，僅政策應用順序或管制規 範著重部份略有不同：亞洲國家如日本、新加坡以環境濃度限值為主要策略。此 外，加拿大以健康風險為主要管制基準策略。 臺灣尚未針對有害空氣污染物進行明確定義及法規發布，但現行法規仍有部 份限制有害空氣污染物之排放，包括「固定污染源空氣污染排放標準」、「特定行 業空氣污染物排放標準」、「毒性化學物質管理法以及勞工作業環境空氣中有害容 許濃度標準」以及「揮發性有機物空氣污染管制及排放標準」；在污染源申報管 制方面，目前固定污染源申報系統針對粒狀污染物、SOx、NOx以及揮發性有機 物，除此之外，自民國79 年起，歷經環保署及地方環保局委託計畫，多次調查 及修正TEDS，至今已發展至以 2007 年為排放量推估年之 TEDS 7.0 版。目前環 保署依據各種HAPs 對人體健康及環境品質危害性大小、致癌潛勢、運作量多寡、 生物濃縮性大小、急毒性程度等因素已篩選出30 種有害空氣污染物作為初期管 制對象。爾後並於87 年重新檢討評估，建議刪去 PAHs 並增列丙烯晴(Acrylonitrile)、
中華民國環境工程學會2010 環境規劃與管理研討會 工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 4 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系 甲醛(Formaldehyde)等污染物。 綜合上述對國內外有害空氣污染物特性與管理現況之了解，並考量國內高人 口密度及工業區林立之特性，本研究擬針對臺灣石化產業密集度甚高之高雄市為 研究對象，選定大社、仁武及高雄煉油總廠為研究範圍(如圖 1 所示)，進行下列 各項調查研究： (1) 彙整研究區域 HAPs 相關調查成果並建置以 GIS 為平台之空間資料庫。 (2) 參酌國內外空氣污染排放標準訂定方式，綜合健康風險及技術可行性考量， 擬定有害空氣污染物之排放標準訂定程序。 (3) 結合本研究及國內外相關文獻及現場採樣分析成果，提出 HAPs 階段性管制 對象及管制標準之建議。
三、研究方法
本研究首要目標為以地理資訊系統為平台，建置研究範圍內，包括仁武、大 社及楠梓中油高雄煉油總廠之排放量空間資料庫，提供排放量空間分佈；參酌國 內外管制策略，規劃國內有害空氣污染物之排放標準訂定程序；在管制目標訂定 上，彙整國內外石化業相關排放資訊、產業特性，提出建議之管制項目，並進一 步利用TEDS 資料庫污染源資訊，透過空氣品質模式生成衝擊強度矩陣，依上述 程序嘗試訂定單一污染源之排放標準。 (一) 高雄石化工業區 HAPs 排放資料庫建置 污染源之分佈及排放情形，為HAPs 管制標準訂定之重要基本資料，高雄石 化工業區歷年HAPs 相關調查及申報資料繁多，為方便數據管理及資料分析，因此本研究以地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)為平台建置排放 量空間資料庫，投入包括區域人口分佈圖、土地利用現況、交通路網、工廠分佈
及HAPs 排放資料等，將可具有查詢、展示、統計及綜合分析等功能。
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(二) 排放標準訂定程序基準
依據美國聯邦政府1990 年修正之空氣清淨法(Clean Air Act Amendments,
CAAA)，在固定源及移動源之排放減量及管制上，係以「控制技術基準」及「健 康風險基準」策略執行之，國內相關研究亦多以這兩項基準為基礎。本研究將沿 用兩種基準合併考量之方向進行排放標準擬定程序之規劃。 在「控制技術基準」方面，環保署91 年公告之「固定污染源最佳可行控制 技術」，為維護空氣品質，環保署規範三級防制區及未符空氣品質標準總量管制 區內，達一定規模之新設或變更固定污染源，應優先採用最佳可行控制技術控制 粒狀污染物、SOx、NOx以及揮發性有機物之濃度及操作條件(行政院環保署， 2002)；雖然在 98 年的修正草案中，考量石化業廢氣燃燒塔為製程廢氣緊急處理 設備，不應歸類為防制設備，將石化業廢氣燃燒塔最佳可行控制技術予以刪除， 但最佳控制技術仍可透過此評估排放削減之技術可行性。除此之外，亦可經由與 其它相同製程之污染排放及削減成效進行比較，若其它污染源可符合該標準，則 亦可視其為具有技術可行性。 在「健康風險基準」方面，近年來，健康風險評估已廣泛使用於擬訂農藥殘 留、飲用水標準、空氣品質標準、及各種環境介質(如水、土壤、空氣、農作物 及食物等)的可容許濃度。(沈宏文，1998)圖 2 為美國國家科學委員會於 1993 年 擴增之涵蓋環境生態與人體健康的風險評估架構，包含四個主要步驟(NRC, 1993)：危害鑑定(hazard identification)、劑量反應評估(dose-response assessment)、 暴露評估(exposure assessment)及風險判定(risk characterization)，其中暴露評估與 劑量反應評估為平行且密切相關，在最後風險特徵描述部份，則將科技分析結果 整合，並進行研究、效度驗證及監測行動進行後續追蹤，確保管理的有效性，作 為風險管理及後續政策擬訂參考之用。 (三) 空氣品質模式 欲訂定能確保國民健康之排放標準，則需先了解污染物流布情形，本研究運 用ISCST3 空氣品質模式進行污染物流布情形之模擬，並針對研究範圍內每個污 染源生成”衝擊強度矩陣”，後續加總最大濃度區域以評估該區之健康風險是否符 合預期。ISC (Industrial Source Complex) Model 大氣擴散模型係由美國 Lakes 環 境公司所開發、美國環保署推薦的大氣擴散模型軟體，依據模擬時間之長短分成 長期模式(ISCLT)及短期模式(ISCST)兩類，ISC 模型的設計是基於統計理論的穩 態(steady-state)高斯煙流模式，考慮了城市垂直方向擴散之擴散能力，包括煙囪 下沖、建築物下洗及煙流上升現象，可廣泛地應用於模擬各類型的污染源(點、 面、線、體源)，還能計算污染物的乾、溼沉降。ISC 在美國常用於模擬工業污 染源之污染物擴散，評估排放風險，並應用於制定相關政策。
中華民國環境工程學會2010 環境規劃與管理研討會 工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 6 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系 圖2 環境生態與人體健康風險評估架構圖(美國國家科學委員會，1993)
四、案例分析
本研究以高雄石化工業區，包括大社、仁武及高雄煉油總廠為研究範圍，建 置研究區域內HAPs 排放源暨採樣資訊之空間資料庫；接著在考量國內外法規及 研究建議，擬訂石化工業區「有害空氣污染物管制標準訂定流程」，最後回顧國 內外石化產業污染物調查資料，以及現場採樣資訊以篩選本區域需管制之項目， 並應用空氣品質模式模擬污染源流布情形，以健康風險為基準，技術可行性為輔， 進行新管制污染物種類之排放標準訂定。以下將針對本研究各項研究成果說明如 下： (一) 建立研究區域 HAPs 排放空間資料庫 本研究以地理資訊系統為平台，建置研究範圍內HAPs 排放空間資料庫，建 置之圖層包括：土地利用現況、交通路網、工廠分布以及HAPs 排放資料，如圖 3 所示。在本區域 HAPs 排放之相關資料，目前已蒐集台灣地區排放量資料庫 TEDS 7.0、高雄縣市毒化物釋放量申報資料、高雄縣市固定污染源申報許可量以 及現場採樣結果等資料，各項資料來源經篩選屬於本研究範圍內之工廠數目、資 料年份及污染物類型等相關訊息如表 1 所示。前述資料經工廠座標確認後鍵入 GIS 空間資料庫，內容包括：污染源編號、污染源座標、地表高程、空氣污染物 排放量、煙囪高度、排放口溫度、排氣速度等相關資料。 (二) 研擬有害空氣污染物管制標準訂定流程 為研擬國內有害空氣污染物管制標準訂定流程，本研究參酌國內外相關法規 擬訂相關程序如圖4 所示，由於任一區域居民之健康風險是週邊所有污染源所產 生之整體效應，因此管制標準之訂定應先確定管制之區域(步驟一)，其次是須決 定管制之污染物種類(步驟二)，接著應了解國內外是否已有相關之管制標準(步驟 三)，如尚無可用之規範則須依據污染擴散模擬與健康風險評估擬定適合之管制 標準(步驟四−一)，並經污染控制技術可行性之評估(步驟四−二)，決定最後排放 管制之標準(步驟五)。 危害鑑定 風險特徵描述 風險管理 --科學研究 --效度驗證 --監測 暴露評估 劑量反應評估工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 7 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系 圖3 HAPs 空間資料庫 表1 本研究蒐集之 HAPs 排放資料清單 資料來源 資料內容 台灣地區排放量 資料庫TEDS 7.0 高雄縣市 毒化物釋放量 高雄縣市 申報許可量 資料年份 96 97 97 工 廠 數 目 楠梓工業區 1 2 2 大社工業區 9 3 11 仁武工業區 33 2 5 污染物種類 苯、甲苯、以苯、 二 甲 苯 、 苯 乙 烯、二氯乙烯、 三氯乙烯、多環 芳香烴化合物、 萘、醛酮類、夫 喃、烷類等 苯、甲醛、1,3 丁 二烯 粒狀污染物、 硫氧化物、 氮氧化物、 揮發性有機物
中華民國 環境 工程學 會 2010 環境規劃 與 管理研討 會 工業區有 害空 氣污染物 管制 標準訂定 之初 探 8 中華民國 九十 九年十一 月十 二、十三 日 屏東縣國 立屏 東科技大 學環 境工程與 科學 系 步驟 4-1：擴散模擬暨風險評估 步驟 5：選用排放標準值 步驟 3：參考排放標準 具有技術 可行性？ 依設定排 放標 準 訂定排放 標準 值 設定排放 標準 訂定管制 對象 步驟 1：決 定 管制區域 國際已訂 有 排放標準 國內已訂 有 排放標準 依最佳可 行技 術 訂定排放 標準 值 步驟 2：決 定 管制物質 國內管制 物質 清單 國際管制 物質 清單 委員會決 議 步驟 4-2：技術資料收集 特定製程 排放 資料庫建 置 最佳可行 技術 分析 是 否 是 是 是 否 否 否 風險因子 污染源資 料庫 建置 空氣擴散 模擬 決定模擬 氣象 條件 暴露風險 評估 污染濃度 分佈 採用現有 排放 標準值 符合風險 基準 ? 國內是 否適用 否 是 圖 8 HAPs 排放標準訂定流程 圖 4 HAPs 排放標準訂定流程
工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 9 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系 (三) 建議 HAPs 階段性管制目標 石化業為大氣中揮發性有機污染物最重要之排放污染源，其可能排放源可大 致分為(1) 廢氣燃燒塔; (2) 製程排放管道; (3) 揮發性有機液體儲槽; (4) 設備元 件 (5) 廢水處理設施。石化工業區所排放之空氣污染物與一般工業區不盡相同， 其中粒狀污染物排放量遠低於揮發性有機物排放量，可見針對石化工業區進行揮 發性有機物管制具有必要性。1990 年代修正之美國空氣清淨法(CAA Amendment) 中提出189 種有害空氣污染物，包括了揮發性有機物、重金屬、多環有機化合物、 石綿、氯氣及一些酸，並於1992 年定義了 166 種排放源類別(source categories)。 美國聯邦法規CFR 40 Part 63 subpart CC，針對石化製程進行有害空氣污染物排 放標準進行管制，其中定義了石化製程中常見之有害空氣污染物共27 項；Kelly (1992) 指出，石化工業排放之揮發性有機污染物中，苯、甲苯、二甲苯、甲醇、 二氯乙烯、三氯乙烯及四氯乙烯等為主要排放之有害空氣污染物；其中最被廣泛 討論的主要為苯、甲苯、二甲苯以及己烷(Wadden, 1986; Scheff, 1991-1993)。 台灣針對石化工業之法規目前以「揮發性有機物空氣污染管制及排放標準」 為主，針對總揮發性有機物進行管制，尚未對於有害空氣污染物制定特定規範， 但台灣環保署目前考量各種HAPs 對人體健康及環境品質危害性大小、致癌性潛 能、運作量多寡、生物濃縮性大小、急毒性程度等面向影響下，已初步篩選出 30 種有害空氣污染物作為初期管制對象，包括 21 種揮發性有機物、4 種重金屬、 3 種酸性氣體，及其他 2 種空氣污染物(以 PAH 為主)。石化業除需遵守「揮發性 有機物空氣污染管制及排放標準」外，仍須符合「固定污染源空氣污染物排放標 準」，該標準是以污染物種為管制基準，無列舉之空氣污染物排放標準則可引用 「勞工作業環境空氣中有害物質容許濃度標準」進行換算，得到周界排放標準。 石化工業污染物種特徵分析相關研究中，歐錫祺等人(1996)針對前鎮臨海油 品儲運所進行現場採樣結果顯示，油品儲槽逸散之主要揮發性有機污染物為苯、 甲基丙烯酸甲酯、甲苯、乙苯、二甲苯及苯乙烯等；劉巧蓮(2004) 針對大社工 業區進行臭味特徵成份分析，研究結果顯示甲苯、苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、 丁二烯、丙烯醛為該石化工業區之主要污染物；廖琦峰(2005)亦針對石化工業區 之有害空氣污染物種進行調查，分析結果發現，丙烯酸、丙烯醛及氯乙烯為主要 固定污染源之排放物種；苯、甲苯、酚、苯乙烯及重金屬鎘、鉛，皆為石化工業 區中常見之污染物種。而在此次由TEDS 資料庫推估之固定源有害空氣污染物排 放資料庫建置過程中發現，除苯、甲苯、乙苯及二甲苯常見之污染物種外，苯乙 烯、三氯乙烯、多環芳香烴化合物、萘、甲醛、乙醛、氯乙烯、氯丁二烯等污染 物之濃度亦具有一定危害潛勢；此外，由研究範圍內之現場採樣分析資訊中則可 知，丙烯醛、苯及甲苯為本石化工業區危害潛勢最高之污染物種(環保署/國科會, 2010)。 綜合國內外法規暨相關研究文獻，考量毒性及污染潛勢，針對石化業有害空 氣污染物排放特徵化，歸納建議石化工業區之優先管制項目有：苯、甲苯、乙苯、 二甲苯、1,3-丁二烯、苯乙烯、氯乙烯、1,2 二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、己 烷、酚、甲酚、甲醇、甲異丁酮、PAHs、萘等 17 項污染物種為本研究第一階段 管制項目，各項污染物國內外相關管制標準與風險資料如表2 所示，其中 1,3-丁二烯、氯乙烯並非目前國內30 種建議優先管制清單中之項目，建議未來可考 慮加入清單。
中華民國 環境 工程學 會 2010 環境規劃 與 管理研討 會 工業區有 害空 氣污染物 管制 標準訂定 之初 探 10 中華民國 九十 九年十一 月十 二、十三 日 屏東縣國 立屏 東科技大 學環 境工程與 科學 系 表 2 本研究建議之石化工業區優先管制項目 污染物 Na m e CAS NO. 周界濃度 A (m g/N m 3 ) 容許濃度 B (m g/N m 3 ) AALG C (m g/m 3 ) RfC D (µ g/m 3 ) 致癌風險性 C (µ g/Nm 3 ) -1 苯 Benzene 71432 1.6 3.2 9.6E-02 30 8.3E-06 甲苯 To luene 108883 7.5 376 140 5000 0 乙苯 Ethyl benzene 100414 - - 130 1000 0 二甲苯 Xylene 1330207 8.67 434 5200* 100 0 1,3 丁二烯 1,3 Butadiene 106990 0.44** 22 - 2 3.0E-05* 苯乙烯 Styrene 100425 4.26** 213 26.3 1000 5.7E-07 氯乙烯 V inyl chloride 75014 0.814 13 0.01 100 7.8E-07*** 1,2 二氯乙烯 V inylidene chloride 75354 - - 0.046 200 2.0E-05 三氯乙烯 T richloroethylene 79016 5.38** 269 0.39 600 2.0E-06 四氯乙烯 Te trachloro ethylene 127184 6.78** 339 0.86 35 5.8E-07 己烷 Hexane 1 10543 - - - 700 0 酚 Phenol 108952 0.38** 19 90.8* 200 0 甲酚 Methyl phenol 1319773 - - - 600 - 甲醇 Methanol 67561 5.24** 262 - 4000 0 甲異丁酮
Methyl isobutyl ketone
108101 4.1** 205 490.8* - - 多環芳香烴 PAHs - - - - - - 萘 N aphthalene 91203 1.04* 52 120.8* 3 0 A ：固定污染源空氣污染物排放標準 * ： IRIS B ：勞工作業環境空氣中有害物質容許濃度標準 ** ：由 A/50 計算， A 為勞工作業環境空氣中有害物質容許濃度標準 C ：國內優先建議 30 種 H A P s * ** ：
Edward J. Calabrese et al. (1991)
D
：
NJDEP
Air Quality Perm
itting Program
工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 11 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系 (四) HAPs 排放標準擬訂 針對石化業之揮發性有機物或有害空氣污染物之排放，法規規定石化業除需 遵守「揮發性有機物空氣污染管制及排放標準」外，仍須符合「固定污染源空氣 污染物排放標準」，該標準是以污染物種為管制基準，無列舉之空氣污染物排放 標準則可引用「勞工作業環境空氣中有害物質容許濃度標準」進行換算，得到管 道或周界排放標準。對於工廠作業區或其他屬於逸散之部分，因無排放管道故較 不易管制，對此可參考「有機溶劑中毒預防規則」，列管工廠需將作業區逸散之 VOCs 以氣罩收集並以管線導出，將排放型態由逸散轉變為管道排放，便可引用 「固定污染源空氣污染物排放標準」及「勞工作業環境空氣中有害物質容許濃度 標準」進行管制。 有鑑於除煙道口以外之製程排放濃度難以測定，國內並無建置相關排放及逸 散資料庫，本研究將運用現有煙道口排放資料，透過排放標準訂定流程檢核既定 排放標準於仁大、中油石化工業區之適用性，並運用該流程訂定尚未被列入「固 定污染源排放標準內」物種之排放標準。「固定污染源排放標準」中，排放標準 分為排放管道及周界濃度2 種，其中排放管道濃度標準多以該標準中第七條所列 方法計量，由於該計量方法所需之排放管道口與周界空間關係難以取得，排放標 準訂定係以既未被列入「固定污染源空氣污染物排放標準」中，「勞工作業環境 空氣中有害物質容許濃度標準」亦未將其納入之乙苯作為案例示範物種。 本研究擬訂之「排放標準訂定流程」，首先需決定管制範圍及項目，研究範 圍囊括大社、仁武及中油等石化工業區，在排放標準訂定中則以乙苯作為示範案
例。空氣模擬模式部份採用ISCST3(Industrial Source Complex Short-Term Model,
ISCST3)模式進行模擬，模擬之污染排放源為自 TEDS7.0(民國 96 年)資料庫推估 之數據，共包含43 個污染源；氣象資料選用高雄地面氣象站及板橋探空站之資 訊，氣象資料檔由環保署空氣模式支援中心取得，模式中相關參數設定如表3 所 示。模擬完成之結果以模擬範圍內最大濃度值進行風險度估算，並考量現有污染 控制技術水準以確認該排放標準執行之可行性。 表3 空氣污染擴散模擬條件 輸入參數 參數格式 座標原點 二度分帶座標(X 軸 174000m； Y 軸 2506000 m) 模擬範圍 向右、向上延伸15 公里，網格間距 1000 公尺 模擬地形 複雜地形，地形資料由ArcGIS 將 DTM 資料轉檔生成 模擬型態 都市 浮力擴散影響 考慮 下衝現象 不考慮 氣象資料 2007 年板橋探空站、高雄地面氣象站資料
中華民國環境工程學會2010 環境規劃與管理研討會 工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 12 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系 暴露風險評估步驟中，本研究參照行政院環保署「健康風險評估技術規範」 中，致癌性及非致癌性風險度之計算如下所示： 1. 致癌風險度
Risk = C × Unit Risk
C：環境介質中致癌物質之濃度(mg/Nm3) Unit Risk：單位風險度，暴露於每濃度單位致癌物質會導致癌症的風險。 除非有明確之證據顯示多種致癌物質具有交互作用，否則各種致癌物質應以 各自計算其致癌風險度後，再加總為總致癌風險，總致癌風險建議介於10-4~10-6 間。 2. 慢性非致癌風險度
非致癌風險度之意義，在於比較平均每日暴露劑量(Average Daily Dose)與危 害性化學物質的參考劑量，針對特定之暴露途徑，求得兩者的比值而得危害商數 (Hazard quotient, HQ)：
HQ ADD
RfD
再將各種危害性化學物質之各種暴露途徑之危害商數加總後，獲得危害指標 (Hazard index, HI)，如下式：
HI=ΣHQ 如果危害指標小於1，預期將不會造成顯著損害，表示暴露低於會產生不良 反應的閥值；如果危害指標大於1，則表示暴露劑量超過閥值可能產生毒性。 在「新排放標準之訂定」部分，由於固定污染源空氣污染排放標準中未針對 乙苯進行管制，勞工作業環境空氣中有害物質容許濃度標準亦未將之納入管制項 目，因此本研究選定乙苯進行排放標準擬定之案例示範對象。初次模擬假設排放 標準為10 mg/m3，模擬結果顯示最大濃度位於座標(179000, 2511000)處，濃度為 0.567 µg/m3，依據慢性非致癌風險度公式，除上乙苯之參考濃度RfC 1000 µg/Nm3 後，吸入性之危害商數為0.000567；由 TEDS 資料統計得知，乙苯於石化製程排 放重量比為0.0011，將危害指標限值 1 乘上 0.0011 為 0.0011，即為乙苯之危害 商數限制。模擬結果顯示，乙苯之危害商數0.000567 小於其危害商數限制 0.0011， 顯示該排放標準可再放寬，安全無虞。 第2 次假設排放標準為 20 mg/m3，最大濃度為1102.65 µg/m3，除上乙苯之 參考濃度RfC 1000 µg/Nm3後，吸入性之危害商數為0.001103，超過限值 0.0011 些許，顯示該排放標準可再作調整；第3 次假設排放標準為 19 mg/m3，模擬結 果危害商數為0.00105，恰好符合限值；亦即 19mg/m3可訂定為排放標準。 其他污染物種之排放標準可依相同步驟擬定之；然而，致癌風險及危害商數 皆具累加性，故需綜合考量各物種之排放潛勢及風險因子，始可確保風險值不致 威脅鄰近周遭環境。除健康風險基準外，技術可行性亦為排放標準訂定程序中必 要之考量，排放標準執行成果之效益，與技術可行性具有相當地關聯性。依據 TEDS 資料庫顯示，石化工業製程中乙苯之排放濃度區間為 3.36×10-3~8.3×10-9 mg/m3，遠低於上述建議之排放標準，因此前述擬定之排放標準應具有技術之可 行性。
工業區有害空氣污染物管制標準訂定之初探 13 中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系
五、結論
本研究針對石化工業區有害空氣污染物之管制，進行資料庫建置、排放標準 制定流程設計，並執行示範案例探討，初步獲得下列結論： 1. 本研究蒐集台灣地區排放量資料庫 TEDS 7.0、高雄縣市毒化物釋放量申報 資料及高雄縣市固定污染源申報許可量及現場採樣分析結果等資料，建置高 雄石化工業區HAPs 之空間資料庫可提供後續管理、長期評估與污染削減策 略擬定之參考依據。 2. 本研究以健康基準為主要考量，輔以最佳可行技術基準，同時參酌國內外相 關法規，研擬HAPs 排放標準訂定流程；進而利用上述程序，嘗試訂定仁大、 中油石化工業區污染物「乙苯」之排放標準。此訂定之程序可作為未來其他 各污染物排放標準擬訂之參考。 3. 綜合國內外法規暨相關研究文獻，考量毒性及污染潛勢，針對石化業有害空 氣污染物排放特徵化，歸納建議石化工業區第一階段之優先管制項目有：苯、 甲苯、乙苯、二甲苯、1,3-丁二烯、苯乙烯、氯乙烯、1,2 二氯乙烯、三氯乙 烯、四氯乙烯、己烷、酚、甲酚、甲醇、甲異丁酮、PAHs、萘等 17 項污染 物，其中1,3-丁二烯、氯乙烯並非目前國內 30 種建議優先管制清單中之項 目，建議未來可考慮加入清單。六、致謝
本研究承蒙環保署提供研究經費(NSC 98-EPA-M-005-001)，得以順利完成， 謹此致謝。參考文獻
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