核心觀念

本題依《廢棄物清理法》及《有害事業廢棄物認定標準》作答，並以命題當年（民國110年）法規為準。

判定有害事業廢棄物，核心在於確認事業廢棄物是否具有法規所列的「有害特性」，其中最常考的是：

1. 是否屬於法規附表列管的有害事業廢棄物。
2. 是否具有溶出毒性、腐蝕性、易燃性、反應性或感染性等危害特性。
3. 是否經法定檢測程序後，污染物濃度超過管制標準。

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（一）如何判定有害事業廢棄物（8分）

1. 依來源及種類判定

先依事業的製程、原料、產品及廢棄物種類，核對《有害事業廢棄物認定標準》附表所列項目。

若事業廢棄物本身已列於法規附表，具有明確的來源或廢棄物代碼，即屬列管的有害事業廢棄物，應依有害事業廢棄物規定進行貯存、清除及處理。

常見列管來源包括：

• 電鍍、金屬表面處理製程。
• 石化及有機化學製程。
• 農藥、溶劑及含重金屬製程。
• 焚化爐集塵灰及飛灰。
• 醫療及生物感染性事業產生的廢棄物。

2. 依有害特性判定

即使廢棄物未直接列於附表，只要經判定具有下列一項以上特性，也可認定為有害事業廢棄物：

• 溶出毒性。
• 腐蝕性。
• 易燃性。
• 反應性。
• 感染性。
• 其他法規所定的毒性或危害性，例如致癌性、致突變性或生殖毒性。

3. 依檢測結果判定

對於無法僅由來源或外觀判斷的廢棄物，應採取具有代表性的樣品，依主管機關公告的方法進行檢測。

若檢測結果符合《有害事業廢棄物認定標準》的管制條件，例如：

• 溶出液中重金屬超過標準。
• 廢液之酸鹼值達腐蝕性標準。
• 廢液閃火點低於易燃性標準。
• 與水接觸產生危險反應或釋放有毒氣體。
• 含有病原體而具有感染性。

即應認定為有害事業廢棄物。

4. 混合或受污染廢棄物的判定

有害廢棄物與一般事業廢棄物混合，或一般物質受到有害物質污染時，不能因混合後外觀類似一般廢棄物，就直接視為一般事業廢棄物；仍須依混合物整體的來源、成分及有害特性判定。

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（二）何謂溶出毒性事業廢棄物（8分）

1. 定義

溶出毒性事業廢棄物，是指事業廢棄物依公告的「事業廢棄物毒性特性溶出程序」進行萃取後，其溶出液中所含的有害物質濃度，超過《有害事業廢棄物認定標準》所定管制標準者。

換言之，判定重點不是只看廢棄物固體中的總含量，而是看在特定環境條件下，有害物質是否會從廢棄物中溶出，進而污染地下水、地表水或土壤。

2. 判定程序

一般判定流程如下：

1. 取得具有代表性的廢棄物樣品。
2. 將樣品依規定進行破碎或均勻化處理。
3. 加入規定的萃取液，使廢棄物與萃取液充分接觸。
4. 經規定時間及攪拌條件萃取。
5. 將固液分離，取得溶出液。
6. 分析溶出液中的重金屬及其他有害物質。
7. 將分析結果與法規所定溶出毒性標準比較。

核心觀念

本題考查含氮廢水生物處理中的兩個相反氧化還原反應：

• 硝化（Nitrification）：在好氧環境下，將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，再氧化為硝酸鹽氮。
• 去硝化（Denitrification）：在缺氧環境下，將硝酸鹽氮還原為氮氣，排入大氣。
• 兩者串聯可同時降低廢水中的氨氮、總氮及氮性生化需氧量，並避免氮營養鹽造成承受水體優養化。

本題屬環境工程原理題，不涉及法條；若涉及法規判斷，應以命題當年（民國110年）法規為準。

解題方法

作答時可依序掌握：

1. 先寫出硝化與去硝化的反應場所及主要產物。
2. 再說明兩者的氧化還原性質。
3. 最後以「缺氧池—好氧池」及硝酸鹽回流畫出典型流程，並標明電子接受者與電子給予者。

判斷電子角色的原則如下：

• 被氧化者失去電子，是電子給予者。
• 被還原者得到電子，是電子接受者。

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（一）硝化（Nitrification）

硝化是指硝化自營菌在好氧條件下，將水中氨氮或銨離子逐步氧化成硝酸鹽氮的生物反應，通常分為兩階段：

1. 亞硝化作用

由氨氧化菌（Ammonia-oxidizing bacteria, AOB）將氨氮氧化為亞硝酸鹽：

$$\mathrm{NH_4^+ + 1.5O_2 \rightarrow NO_2^- + 2H^+ + H_2O}$$

2. 硝化作用

由亞硝酸氧化菌（Nitrite-oxidizing bacteria, NOB）將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽：

$$\mathrm{NO_2^- + 0.5O_2 \rightarrow NO_3^-}$$

合併反應可表示為：

$$\mathrm{NH_4^+ + 2O_2 \rightarrow NO_3^- + 2H^+ + H_2O}$$

因此，硝化作用具有下列特性：

• 主要在好氧池中進行。
• 氧氣是電子接受者。
• 氨氮是被氧化物質，扮演電子給予者。
• 反應會消耗大量氧氣，增加氮性生化需氧量。
• 反應產生氫離子，會消耗水中鹼度，使 pH 下降。
• 硝化菌為生長速度較慢的自營菌，需有足夠污泥齡（SRT）才能維持。

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（二）去硝化（Denitrification）

去硝化又稱反硝化或脫硝，是指異營性去硝化菌在缺氧條件下，以硝酸鹽或亞硝酸鹽代替溶解氧作為末端電子接受者，將其逐步還原為氮氣的生物反應。

其主要還原途徑為：

$$\mathrm{NO_3^- \rightarrow NO_2^- \rightarrow NO \rightarrow N_2O \rightarrow N_2\uparrow}$$

最終產物為氮氣，藉氣體逸散離開水體，達到除氮目的。

去硝化反應需要有機碳源作為電子給予者，常以甲醇作為外加碳源示意：

$$\mathrm{6NO_3^- + 5CH_3OH \rightarrow 3N_2 + 5CO_2 + 7H_2O + 6OH^-}$$

其主要特性如下：

• 主要在缺氧池中進行。
• 缺氧是指幾乎沒有游離溶解氧，但水中存在硝酸鹽或亞硝酸鹽。
• 硝酸鹽或亞硝酸鹽是電子接受者。
• 廢水中的可生物分解有機物、甲醇、乙酸等是電子給予者。
• 反應可回復部分硝化作用所消耗的鹼度。
• 若原水有機碳不足，需補充甲醇、乙酸或其他外加碳源。

去硝化與厭氧反應不同。去硝化是缺氧反應，仍須有硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子接受者；厭氧則通常不含溶解氧及硝酸鹽等替代性電子接受者。

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（三）典型硝化—去硝化處理流程

1. 典型流程圖

核心觀念

本題考查「新興污染物」塑膠微粒之定義、環境傳輸途徑、危害辨識，以及地方政府如何依風險評估程序進行調查與管理。答題應掌握「危害不等於風險」：

• 危害（Hazard）：物質本身造成不良健康或生態效應的能力。
• 風險（Risk）：特定暴露條件下，實際發生不良效應的機率及嚴重程度。

可用下列基本關係表示：

$$\text{風險} \approx \text{危害強度} \times \text{暴露程度}$$

塑膠微粒即使具有潛在危害，仍須結合污染濃度、暴露頻率、暴露途徑、受體敏感性及毒性資料，才能判定實際風險。

本題以命題當年（民國110年）法規為準。當時臺灣尚無完整、專一且普遍適用的塑膠微粒環境品質標準，地方政府主要依《環境基本法》、《水污染防治法》、《空氣污染防制法》、《飲用水管理條例》、《廢棄物清理法》及環境影響評估相關制度，進行污染調查、監測與管理。

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（一）塑膠微粒及其潛在危害

1. 塑膠微粒之定義

塑膠微粒（Microplastics）是指粒徑通常小於 $5$ mm 的塑膠固體顆粒或碎片。其材質可能包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）及尼龍等。

由於各研究對粒徑上限、形狀及材質的界定略有差異，實務上應在調查計畫中明確訂定：

• 粒徑範圍；
• 聚合物種類；
• 纖維、碎片、薄膜、顆粒等形態；
• 是否納入小於 $1$ μm 的奈米塑膠（Nanoplastics）。

一般可依來源分為兩類：

（1）初級塑膠微粒

原本即以微小顆粒形式製造或使用，例如：

• 工業塑膠原料粒；
• 化妝品或清潔用品中的塑膠磨砂粒；
• 工業研磨或噴砂材料；
• 合成纖維製品脫落的微纖維。

（2）次級塑膠微粒

大型塑膠製品受到紫外線、熱、氧化、風化、機械磨損及生物作用後，逐漸破碎形成，例如：

• 塑膠袋、包裝材料及保麗龍；
• 廢棄漁網及漁具；
• 輪胎磨耗粒；
• 塑膠管線及人工纖維；
• 塑膠垃圾經河川及海浪磨損後產生的碎片。

塑膠微粒具有質量小、粒徑小、數量多、難以肉眼辨識及不易自然分解等特性，因此可由河川、海洋、污水、土壤、風力及大氣沉降長距離傳輸。題幹所述比利牛斯山雨水污染，即顯示大氣可成為塑膠微粒的重要傳輸介質。

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2. 塑膠微粒之環境傳輸與分布

塑膠微粒可能經由下列途徑進入環境：

1. 水體傳輸：由都市逕流、污水處理廠放流水、工業排水、掩埋場滲出水及河川輸送至地表水、地下水及海洋。
2. 大氣傳輸：由風蝕、道路交通、輪胎磨耗、紡織纖維脫落、工業排放及垃圾處理作業進入空氣。
3. 雨水沉降：大氣中的塑膠微粒隨降雨或乾沉降落至水體、土壤、農地及都市環境。
4. 食物鏈累積：水生生物、土壤生物或陸生動物攝食後，再透過捕食關係向高營養階層傳遞。
5. 污泥及廢棄物再利用：污水處理所截留的塑膠微粒可能集中於污泥，若污泥施用農地或處理不當，會造成二次污染。

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3. 塑膠微粒之潛在危害

（1）物理性危害

塑膠微粒可能被魚類、貝類、鳥類、浮游生物及其他生物誤食，造成：

• 消化道阻塞或刺激；
• 食慾降低及營養吸收不良；
• 假性飽足感；
• 組織損傷或發炎；
• 活動力、成長及繁殖能力下降。

空氣中的塑膠纖維或細小顆粒則可能被吸入，造成呼吸道刺激、肺部發炎或沉積於肺部組織。粒徑越小，越可能進入較深部的呼吸道；奈米尺度顆粒甚至具有進入細胞或穿越生物屏障的潛力。

（2）化學性危害

塑膠微粒本身可能含有或釋出：

• 增塑劑；
• 阻燃劑；
• 穩定劑；
• 顏料及重金屬；
• 其他製程添加物。

此外，塑膠微粒表面具有吸附疏水性污染物的能力，可能攜帶多氯聯苯、農藥、石油碳氫化合物及持久性有機污染物等。生物攝食後，這些物質可能在消化道環境中脫附，增加污染物進入體內的機會。

（3）生物性危害

塑膠微粒表面可形成生物膜，聚集細菌、真菌、藻類及其他微生物，並可能攜帶病原菌或抗藥性基因。塑膠微粒因而可能成為微生物在水體與環境間移動的載體。

（4）生態系統危害

塑膠微粒可能造成：

• 浮游生物及底棲生物攝食；
• 水生生物生長及繁殖受抑制；
• 土壤孔隙率、保水性及微生物群落改變；
• 污染物在食物鏈中傳遞；
• 生態系統能量流動與群聚結構變化。

（5）人體健康之潛在危害

人體可能經由下列途徑暴露：

• 飲用水及食物攝入；
• 吸入室內外空氣中的塑膠微粒；
• 誤食含塑膠微粒的海鮮、鹽類或其他食品；
• 皮膚接觸，尤其是受損皮膚或特殊職業暴露。

目前塑膠微粒對人體的長期低劑量影響、免疫毒性、內分泌干擾、生殖毒性及致癌性，仍受限於分析方法及毒理資料不足。因此，作答應使用「潛在危害」或「可能造成」等精確表述，不宜直接斷言其必然導致特定疾病。

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（二）塑膠微粒風險評估之規劃

1. 確立評估目的與範圍

地方政府應先界定：

• 評估區域：都市、河川流域、沿海地區、工業區、農業區或山區；
• 評估對象：飲用水源、河川、雨水、空氣、土壤、沉積物、生物及食品；
• 評估受體：一般民眾、兒童、孕婦、老人、漁民、清潔人員及工業勞工；
• 評估期間：平時、降雨事件、颱風、枯水期、豐水期及長期趨勢；
• 評估目的：污染來源追蹤、飲用水安全、生態風險、公共衛生或污染改善成效。

題幹明確指出污染可經空氣遠距離傳輸，因此不能只監測河川與海水，應納入空氣採樣、雨水採樣及乾濕沉降監測。

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2. 危害辨識

危害辨識係確認塑膠微粒可能對人體及生態造成何種不良效應，內容包括：

1. 鑑定塑膠種類及聚合物組成；
2. 分析粒徑、形狀、表面特性及老化程度；
3. 分別評估纖維、碎片、薄膜及顆粒的危害；
4. 調查添加物及表面吸附污染物；
5. 蒐集細胞、動物、人體流行病學及生態毒理資料；
6. 評估吸入、攝食及食物鏈傳遞的可能效應。

應特別注意，粒徑、形狀、表面電性及老化程度均可能影響毒性。例如細長纖維可能較容易被吸入，表面粗糙或老化的塑膠微粒則可能吸附更多污染物。

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3. 暴露評估

核心觀念

本題考查都市垃圾焚化系統的三個面向：

1. 污染防制系統：針對粒狀污染物、酸性氣體、氮氧化物、重金屬及戴奧辛等污染物，配置適當的空氣污染防制設備。
2. 跨介質污染：焚化雖可大幅減量與減容，但污染物會轉移至底渣、飛灰、廢水、噪音、臭味及餘熱等介質。
3. 能源回收與資源循環：焚化應定位為「不可回收殘餘物」的處理方式，並透過熱能回收、金屬回收及底渣資源化，提升整體資源利用效率。

焚化系統的基本物質流向為：

$$\text{垃圾} \rightarrow \text{燃燒} \rightarrow \begin{cases} \text{煙氣} \rightarrow \text{空氣污染防制}\\ \text{底渣} \rightarrow \text{分選、熟化、資源化或最終處置}\\ \text{飛灰及反應殘渣} \rightarrow \text{穩定化及妥善處置}\\ \text{熱能} \rightarrow \text{蒸汽、發電或供熱} \end{cases}$$

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解題方法

本題採「污染物來源—防制設備—副產物處理—能源與資源回收」的流程作答：

• 第一小題依煙氣污染物種類，逐一配對防制設備。
• 第二小題說明焚化造成的非空氣污染，以及污染物在不同介質間的轉移。
• 第三小題由源頭分類、燃燒控制、熱能回收及灰渣資源化四個層次，說明如何形成循環經濟。

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（一）焚化法之典型空氣污染控制裝置設備

1. 燃燒室及二次燃燒室

垃圾先於主燃燒室燃燒，未完全燃燒氣體再進入二次燃燒室，以足夠的溫度、停留時間及湍流，使一氧化碳、揮發性有機物及有機污染物充分氧化。

燃燒控制的核心條件包括：

• 足夠燃燒溫度；
• 足夠氣體停留時間；
• 良好混合與湍流；
• 適當的過量空氣比；
• 垃圾均勻供料及穩定熱值。

良好燃燒管理可降低 CO、未燃碳氫化合物及戴奧辛的生成。

2. 廢熱鍋爐

高溫煙氣通過廢熱鍋爐，回收燃燒熱能產生蒸汽。其主要功能是能源回收，但也可降低後端煙氣溫度，使煙氣進入適當的污染防制設備。

煙氣降溫過程須避免落入戴奧辛再合成的有利溫度區間，並縮短煙氣停留時間，以抑制戴奧辛生成。

3. 氮氧化物控制設備

氮氧化物主要透過下列方法控制：

• 選擇性非觸媒還原法（SNCR）：將尿素或氨水噴入高溫煙氣，使氮氧化物還原為氮氣與水。
• 選擇性觸媒還原法（SCR）：在觸媒存在下，以氨將氮氧化物還原為氮氣與水，去除效率較高，但設備及操作成本較大。
• 燃燒控制：控制燃燒溫度、供氧量及局部高溫，以降低熱力型氮氧化物生成。

4. 酸性氣體去除設備

焚化垃圾中的氯、硫及部分氟化物會形成 HCl、SOx 及 HF，常用設備包括：

• 乾式洗煙塔：噴入熟石灰、消石灰或碳酸氫鈉等鹼性吸收劑。
• 半乾式洗煙塔：噴入石灰漿液，使酸性氣體被中和，水分蒸發後形成乾燥反應產物。
• 濕式洗煙塔：以鹼性洗滌液吸收酸性氣體，去除效率高，但會產生洗滌廢水。

典型中和反應可表示為：

$$\mathrm{HCl + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O}$$ $$\mathrm{SO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaSO_3 + H_2O}$$

5. 粒狀污染物去除設備

主要設備包括：

• 袋式集塵器：利用濾袋攔截飛灰、未反應吸收劑及細微粒，對細粒徑粒狀物具有良好去除效果。
• 電袋複合式集塵器：結合靜電集塵與濾袋過濾功能。
• 電氣集塵器（ESP）：利用電場使粒狀物帶電並收集於集塵板。
• 旋風集塵器：利用離心力去除較粗粒徑顆粒，通常作為前端預除塵，不足以單獨處理焚化爐細微粒及飛灰。

6. 戴奧辛、汞及其他重金屬控制設備

• 活性碳或焦粉噴注設備：吸附戴奧辛、汞及部分有機污染物，再由袋式集塵器捕集。
• 袋式集塵器：同時捕集吸附污染物的活性碳、飛灰及凝結性重金屬。
• 濕式洗滌設備：對部分可溶性重金屬及酸性氣體具有去除效果。
• 觸媒反應器：在適當條件下可兼具戴奧辛分解與氮氧化物去除功能。

7. 引風機、煙道及煙囪

引風機維持焚化爐負壓，避免未處理煙氣逸散至廠房；煙道、連續排放監測系統及煙囪則負責輸送、監測及排放處理後煙氣。

典型流程

$$\text{燃燒室} \rightarrow \text{廢熱鍋爐} \rightarrow \text{SNCR或SCR} \rightarrow \text{半乾式洗煙塔} \rightarrow \text{活性碳噴注} \rightarrow \text{袋式集塵器} \rightarrow \text{引風機} \rightarrow \text{煙囪}$$

實際流程會依焚化爐設計，增設濕式洗滌塔、電氣集塵器或其他精處理設備。

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（二）焚化法除空氣污染以外的其他可能污染物

1. 底渣污染

底渣是燃燒後留在爐床的粗大殘留物，含有玻璃、陶瓷、礦物質、未燃物及金屬。其污染問題包括：

• 可溶性鹽類造成溶出污染；
• 鉛、鎘、鉻、汞等重金屬溶出；
• 未燃碳及有機物造成臭味或污染；
• 熟化不足時，鹼度高、體積膨脹及溶出性較大。

底渣須經磁選、渦電流分選、熟化及品質檢測後，才能作為再生粒料、道路基層材料或其他工程材料使用。

2. 飛灰及反應灰污染

飛灰粒徑細，且富集重金屬、可溶性鹽類、戴奧辛及未反應藥劑，通常比底渣具有較高污染潛勢。

其污染型態包括：

• 重金屬溶出；
• 高鹽分造成地下水及土壤污染；
• 戴奧辛及其他有機污染物；
• 搬運、貯存時產生粉塵逸散。

因此須採取螯合、固化、穩定化、熔融或其他合適處理，再依規定進行再利用或最終處置。

3. 廢水污染

焚化廠廢水來源包括：

• 濕式洗煙塔排水；
• 飛灰及底渣冷卻水；
• 垃圾貯坑滲出水；
• 車輛及設備清洗水；
• 水處理系統排放水。

污染物可能包括懸浮固體、重金屬、氯鹽、硫酸鹽、氨氮、COD 及高濃度溶解性鹽類。須經混凝沉澱、化學沉澱、重金屬處理、生物處理或膜處理後排放或回用。

4. 垃圾貯坑滲出水及地下水污染

垃圾貯坑中的有機物及水分會形成高污染濃度滲出水，若防水層、集水系統或操作管理不良，可能污染土壤與地下水。因此貯坑須維持負壓，並設置防滲、集水及滲出水處理系統。

5. 噪音與振動污染

污染來源包括：