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环保意识抬头 科技业PM2.5检测需与时俱进

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交通大学环境工程研究所讲座教授蔡春进指出,环保法令日益严格已是大势所趋,科技厂商仍须积极建构空气污染监测与控制设备。

 
环保意识抬头,近年来PM2.5的污染已成为政府、民间及环保团体所关切的议题,如何减少空气污染以提升PM2.5的空气质量、保障国人身心健康,更是台湾社会最急迫的环保工作之一。交通大学环境工程研究所讲座教授、台湾PM2.5监测与控制产业发展协会理事长蔡春进指出,要减少PM2.5污染,必须从源头做起,政府已订定了很多法规、标准及规范,但企业本身也须具有更大的社会责任及环保意识,才能让经济与环保并行,达到永续经营的愿景。

PM2.5的来源相当复杂,如汽机车的排气、工厂及电厂的排放、境外移入、工地、河川及道路扬尘、生质燃烧等,都是PM2.5的形成原因。在污染排气中原始的PM2.5浓度并不高,之所以空气中PM2.5浓度会升高,原因往往是由于污染气体在空气中的二次衍化产生的。如工厂或汽机车均会有高温燃烧的过程,会将空气中的氮气转化为氮氧化物(NOx),硫份转化为硫氧化物(SOx),且会排放挥发性有机物(VOC),在阳光照射下,氮氧化物与挥发性有机物会产生光化学反应,成为臭氧及PM2.5颗粒,其中硫氧化物及酸碱气体也造成一定的贡献,最后在大气扩散不佳时使得PM2.5浓度升高并影响能见度,形成民众常见的霾害或雾霾,当环境湿度高时气胶因潮解吸收水份使得霾害更为严重。因此要减少PM2.5,工厂、电厂与汽机车的人为污染排放检测及控制会是主要的工作重点。

就制造业部分来看,科技业是台湾经济的重要支柱,相较于重工业与传统制造业,科技业的排气污染物浓度虽不高,不过排气量相当大,整体算下来,仍会对环境带来重大影响,也因此科技产业的排气检测及控制相当重要。蔡春进指出,高科技厂房的排放污染气体主要会影响PM2.5浓度者是VOC、5酸1碱气体及纳米微粒。VOC目前的连续监测及控制情形良好;5酸包括硫酸、硝酸、氢氟酸、盐酸、磷酸,1碱则是氨气,酸与碱都极易与空气中二次反应的物质结合造成PM2.5空气污染。

目前空气污染物的检测与控制技术相当多,包括制程尾气局部燃烧洗涤设备及吸附设备,前驱挥发性有机废气污染物的转轮浓缩及蓄热式焚化控制技术设备、和连续监测仪器,PM2.5烟道连续监测仪器、及过滤、静电集尘或高效率微粒成长及洗涤控制技术,前驱酸碱气体连续监测仪器、及高效蜂巢式洗涤控制技术,电浆触媒技术,含重金属及戴奥辛的毒性空气污染物检测技术等。

科技厂对VOC的排气处理使用浓缩及焚化法的效果可达95%以上,然目前大型洗涤塔的效果较差,仅可将5酸1碱去除约60%~70%左右,仍会有大量造成PM2.5的前驱气体逸出;局部燃烧洗涤设备对毒性及燃烧性尾气的去除效果佳,也可达95%以上的去除效率,但对于去除造成白烟及PM2.5污染的纳米微粒效果则不好,有大幅提升的必要,如矽甲烷产生的大量微粒即为一例。又如砷化氢这类毒性比较高的物质,若只以燃烧再洗涤的方式处理,仍会排出毒性强的氧化砷纳米微粒,对环境带来危害,若改以吸附方式,则比较无此一微粒排放问题。

环保署已公布草案管制许多有机、无机气体及金属类的有害空气污染物(Hazardous Air Pollutants;HAPs),第一期管制约70种HAPs。以前台湾对这些有害物质的排放管制及环境浓度标准极为宽松,将来和许多世界各国一样,标准会变得严格许多。以重金属的制程排放为例,以扩散模式计算的最大著地浓度小时平均(年平均)标准而言,每1立方公尺的空气砷及其化合物标准为0.2(0.0002)微克,铍为0.04(0.0004)微克,六价铬、汞、铅、镉及钴为1(0.0001, 0.004, 0.1, 0.1, 0.0006),镍为20(0.004)微克。

环境的空气质量标准在全世界均很严,如每1立方公尺的空气中,砷年平均浓度为6奈克(ng)(欧盟),气态汞为40 ng(日本),镉为5 ng(欧盟、WHO),镍为20 ng(欧盟)等。但也由于管制的标准浓度很低,政府、环测公司与厂商都必须投入高成本添购极精密的仪器,才能准确的检测出排气及环境中的浓度,且PM2.5及前驱物的控制设备也需要再加强才能符合标准,因此也对厂商的环保工作带来挑战。

在法令规范下,台湾科技厂商都已具有一些污染气体侦测与处理设备,各大厂商也都谨守法令。在所有台湾科技厂中,扮演龙头角色的台积电是目前最具环保意识的厂商,而且也已有愿景与具体作法,加强局部排气处理设备及中央洗涤设备,希望从烟道所排出的污染气体及PM2.5,即能达到与大气水平相当的标准,如PM2.5为每立方公尺35微克,也就是达到不会对人体健康造成危害的程度。

随著环保意识的抬头,未来法令也会随之调整加严,厂房的监测仪器及控制设备也需要投入较高成本以提升处理效率,可能与企业获利相抵触。对此蔡春进指出,厂房污染气体排放及环境空品标准越趋严格已是未来趋势,因此厂商仍需加速进行相关的设备建置及操作维护。此外他也表示,工厂排放的检测及稽查过程中,地方政府扮演了重要角色,产官两端不但都要建立起环保意识,也需要下定决心投入超过法规标准的环保工作,才能在追求经济成长的同时,持续保护环境,提升台湾的PM2.5空气质量, 保障国人身体健康。

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