1、,立德管理學(xué)院資源環(huán)境所在職專班一甲 污染防制基礎(chǔ)與實務(wù),指導(dǎo)老師：胡子陵老師 報告人：許元壽 中華民國九十三年三月日,簡 報 內(nèi) 容,一、有害廢棄物 二、水的污染 三、能源的使用 四、資源的耗盡,2,3,一、有害廢棄物,有害廢棄物(HAZARDOUS WASTER)名詞解釋: 由事業(yè)機(jī)構(gòu)或人類活動所產(chǎn)生具有毒性、危險性等，其濃度或數(shù)量足以影響人體健康或污染環(huán)境之物質(zhì)，稱為有害廢棄物(HAZARDOUS WASTER)。 有害廢棄物(HAZARDOUS WASTER)之型態(tài): 其型態(tài)可分為氣體、液體、固體、半固體。 在美國國內(nèi)廢棄物狀況: 美國國內(nèi)中的20,000個大型的工業(yè)發(fā)電機(jī)每年產(chǎn)生於

2、RCRA定義中的危險廢棄物的總數(shù)大約265百萬公頓。 美國國內(nèi)每一年產(chǎn)生非危險的工業(yè)廢棄物的數(shù)量大約 為110億公頓。,4,在國內(nèi)廢棄物狀況: 國內(nèi)每年約產(chǎn)生150萬公噸的有毒事業(yè)廢棄物，除前述有毒事業(yè)廢棄物產(chǎn)生外，日常廢棄物量為1.14公斤 。(資料來源:關(guān)懷鄉(xiāng)土(一)大葉大學(xué)設(shè)計暨藝術(shù)學(xué)院 楊旻洲) 有害廢棄物(HAZARDOUS WASTER)四個主要特性: 1、可燃性。 2、腐蝕性。 3、毒性。 4、反應(yīng)性。 資源保護(hù)與回收法(RCRA): 美國在1976年為有害廢棄物之貯存、處理、處置所做的 規(guī)範(fàn)法案，其目的在保護(hù)天然資源並回收有用的物質(zhì)。,一、有害廢棄物(續(xù)一),5,一、有害廢棄物

3、(續(xù)二),表3.10各工業(yè)在製造程序上產(chǎn)生危害廢棄物的貢獻(xiàn)情況:,6,一、有害廢棄物(續(xù)三),美國超級基金的設(shè)置: 在1980年美國國會通過全面性環(huán)境應(yīng)變補(bǔ)償及責(zé)任法(Comprehensive Environmental Response Compensation and Liability Act, CERCLA)，主要是為了追究污染者的責(zé)任及清理有害廢棄物棄置場址；繼於1986年修正為超級基金及再授權(quán)法(Superfund Amendments and Reauthorization Act, SARA)；主要修正內(nèi)容包括: 1.再授權(quán)CERCLA五年。 2.強(qiáng)化及擴(kuò)充清理計畫。 3.增

4、加有害物質(zhì)信託基金規(guī)模，原CERCLA授權(quán)最初五年的 清理經(jīng)費(fèi)為16億美元，SARA在下一五年提供85億美元。 4.建立新的信託基金來源，清理地下油槽的洩漏。,7,一、有害廢棄物(續(xù)四),美國環(huán)保署對於有害物質(zhì)流入（或可能流入）環(huán)境時，一般有二種應(yīng)變措施: 1.清除行動為屬於迫切威脅時的緊急應(yīng)變，SARA侷限這 種行動期限為一年及或僅需二百萬美元的復(fù)育應(yīng)變， 清除行動可由污染者自行處理或 由聯(lián)邦政府使用 超級 基金處理。 2.復(fù)育應(yīng)變屬於永久的解決有害廢棄物棄置場址的危 害，復(fù)育行動一般需長 期及 較花費(fèi)，超級基金支應(yīng)的 復(fù)育應(yīng)變僅侷限優(yōu)先列管表列的場址 (National Oil and H

5、azardous Substance Pollution Contingency Plan,NPL)。,8,一、有害廢棄物(續(xù)五),對於一般遵循NPL的步驟為: 1.考量污染穩(wěn)定的條件，例如圍籬場址、清除 地上桶槽。 2.進(jìn)行初期計畫、收集資料及分析清理替代方案，以規(guī)劃 策略。 3. 執(zhí)行復(fù)育調(diào)查、歸類污染型態(tài)範(fàn)圍及評估範(fàn)圍。 4.執(zhí)行可行之考量，以分析不 同的清理方案。,9,一、有害廢棄物(續(xù)六),一般州政府在超級基金制度下，可用以下兩方式參與復(fù)育: 1.在合作協(xié)定下 州政府可居主導(dǎo)角色，即由聯(lián)邦政府經(jīng)費(fèi) 補(bǔ)助州政府，由州政府來進(jìn)行工作計畫、期程、預(yù)算、 契約簽訂及負(fù)責(zé)來確認(rèn)所有合作條件的符

6、合性，然而美 國環(huán)保署仍然監(jiān)督州的整個計畫進(jìn)行。 2.由美國環(huán)保署主導(dǎo)州政府的契約，初期通常管理計畫 進(jìn)行，在後期設(shè)計及執(zhí)行階段，由美國陸軍團(tuán)工程師監(jiān) 督，在這種 雙重安排下，州政府必須分擔(dān)清理階段的 費(fèi)用。,10,一、有害廢棄物(續(xù)七),對於契約的簽訂分以下五種類: 1、清除行動： 簽訂契約提供美國環(huán)保署區(qū)域辦公室: (1)、技術(shù)及管理支援經(jīng)費(fèi)，來源為有害物質(zhì)應(yīng)變信託 基金、地下儲槽應(yīng)變信託基金及清淨(jìng)水法項下經(jīng) 費(fèi)。 (2)、清理人員、設(shè)備、物質(zhì)，經(jīng)費(fèi)來源為地下儲槽應(yīng) 變信託基金。 2、復(fù)育應(yīng)變： 簽訂契約提供美國環(huán)保署區(qū)域辦公室技術(shù)支援及清理 行動、執(zhí) 法行動與社區(qū)公關(guān)行動的資源。 3、支

7、援服務(wù)： 簽訂契約提供美國環(huán)保署區(qū)域或總部人員特別的技術(shù) 支援，包 括安全及技術(shù)訓(xùn)練、新技術(shù)示範(fàn)、實驗室分 析及樣品管制、品質(zhì)保證、應(yīng) 變地區(qū)勘察繪圖等。,11,一、有害廢棄物(續(xù)八),4、技術(shù)性執(zhí)法支援： 簽訂契約提供美國環(huán)保署區(qū)域及總部人員，執(zhí)行CERCLA 及RCRA的技術(shù)性支援。 5、政策、計畫管理及行政服務(wù)： 總部簽訂契約，支援基金政策及計畫執(zhí)行制 式化，同時 發(fā)展自動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與管理。 結(jié)論: CERCLA執(zhí)行至今，在已有的2000個場址中，僅完成70 個的復(fù)育，3至4百個場址暫時控制污染的擴(kuò)散，如此不佳的效率，其因素包括，評估的差距導(dǎo)致經(jīng)費(fèi)持續(xù)膨脹、不勝負(fù)荷（由前所述，可想像清

8、理計畫規(guī)模的龐大）及政治的介入造成效率不彰等。以至於超級基金計畫 的後續(xù)執(zhí)行停留在重新評估中，而我國在這方面尚在起步中。 (資料來源:行政院環(huán)境檢驗所之環(huán)境檢驗雜誌),12,一、有害廢棄物(續(xù)九),表3.11普遍性污染物在超級基金之情況:,13,一、有害廢棄物(續(xù)十),圖3.21 聯(lián)合國對危險廢棄物管理(處置)方法,14,二、水質(zhì)污染,水質(zhì)污染主要的來源: 工業(yè)總是水污染的主要來源。許多工業(yè)將他們在生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的廢棄物，直接或間接的排入附近的河川，時間一久將造成河川的自淨(jìng)能力消失，在加上污染物質(zhì)與物質(zhì)間的二次反應(yīng)產(chǎn)生另一污染，綜觀這些不利的因素終究導(dǎo)致河川水質(zhì)的污染，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)上的浩劫。

9、水質(zhì)污染解決: 1、經(jīng)由一排放許可證的制度的建立，來將所有的廢水經(jīng) 由適當(dāng)?shù)姆绞郊右蕴幚磲嵩倥湃牒哟ɑ蛭鬯滤馈?2、執(zhí)行適當(dāng)?shù)乃芾?，使其水資源回收再利用率提高。 3、加強(qiáng)對擴(kuò)散性污染源的管控。,15,二、水質(zhì)污染(續(xù)一),水中汞的污染: 汞其毒性最劇烈，它主要來自化工、冶金、機(jī)械等工業(yè) 所排出的廢水，在水體中由生物吸收，轉(zhuǎn)變成毒性更劇 烈的甲基汞。甲基汞易在人腦中累積，破壞人體神經(jīng)系 統(tǒng)的功能，還可由母親遺傳給嬰兒。震驚世界的日本水 俁()病就是由於汞污染水體所引起的。 水中汞的反應(yīng): Hg + 2CH4 + 厭氧菌 Hg(CH4)2。 水中汞的毒理資料: 在水滯留時間短 (如河、溪)

10、的系統(tǒng)中, 大多汞會很快的被排除，可能每年有百分之五十:例如汞的半生期會是一年或更多。其中的機(jī)制大多是由於下列兩者: () 由於生物物質(zhì)或有機(jī)體之?dāng)z取或吸附。() 轉(zhuǎn)變成更具揮發(fā)性的物質(zhì)，而更容易從沈澱物中或水系中脫離。,16,二、水質(zhì)污染(續(xù)二),持久性污染: 所謂POPs（Persistent Organic Pollutants）即是長期性有機(jī)污染物質(zhì)，該物質(zhì)具有長期存在或累積於環(huán)境或生物體中的特性，會造成環(huán)境污染及人體危害。目前國際間討論的物質(zhì)包括多氯聯(lián)苯、滴滴涕（DDT）、戴奧辛及部分有機(jī)氯類農(nóng)藥等，多數(shù)已經(jīng)環(huán)保署公告列管為毒化物（詳如附表），並禁止製造、輸入、販賣及使用。多氯聯(lián)苯因

11、在環(huán)境中不易被生物分解，慢性毒高，環(huán)保署早於民國七十七年六月二十二日依毒性化學(xué)物質(zhì)管理法公告列管為毒化物，並於九十年起全面禁用，目前除試驗、研究、教育外，一律禁止使用。,17,工業(yè)廢棄物處理: 其處理方式有: 1、化學(xué)方式。 2、物理方式。 3、生物處理。 4、混合方式。,工業(yè)廢棄物處置: 其處置方式有: 1、衛(wèi)生掩埋。 2、固化。 3、製成工程用製品。,二、水質(zhì)污染(續(xù)三),18,三、能源使用,歷史展望(Historical Perspective): 人類的祖先燃燒木頭提供溫暖和為煮菜加熱。直至工業(yè)革命，人類對能源的需求由木頭改變?yōu)槊骸Ｔ?859年在賓夕法尼亞鑽了第一口油井。使油最終替代大

12、部份的煤。當(dāng)發(fā)明這輛汽車時,油的需求量大增。油提供美國中能量的大約百分之40%。天然氣是油井的一個副產(chǎn)品。在美國提供能量需要的幾乎佔30%。,19,三、能源使用(續(xù)一),美國在1850至1900年木頭與煤提供能源之關(guān)係圖(圖3.22),20,三、能源使用(續(xù)二),1989年全世界各能源提供商業(yè)活動的消耗圖(圖3.23),21,三、能源使用(續(xù)三),能源的消耗(Energy Consumption): 從上圖(圖3.23)我們可以看出當(dāng)前提供全世界能源消耗的原料，在化石原料(石油、天燃?xì)?、?方面約佔95%;核能與水力發(fā)電各佔2.5%。 這些發(fā)展的國家，佔世界的人口的僅僅百分之20，在能源方面消

13、耗天然氣78%、油65%、和每一年生產(chǎn)的煤的50%。 從圖3.24中說明每一個國家的能量消耗和國民生產(chǎn)總值的關(guān)係，在這中間有一個直接關(guān)係。在平均值方面， 美國每一個人每年使用能量大約300(GJ)，相當(dāng)於大約 60桶油。在更窮的國家中，例如印度每人每年消耗不到1桶。然而，這根國民生產(chǎn)總值沒有絕對的關(guān)係。一些發(fā)達(dá)國家，例如丹麥和瑞士，因為他們有很有效的能量保護(hù)政策，因此他們有高國民生產(chǎn)總值。,22,三、能源使用(續(xù)四),不同國家國民生產(chǎn)總值與能源消耗關(guān)係圖(圖3.24),23,三、能源使用(續(xù)五),美國能源消耗情況圖(圖3.25),24,三、能源使用(續(xù)六),能源的消耗(Energy Consu

14、mption): 因為許多發(fā)達(dá)國家用這種能量來生產(chǎn)食品和消耗性的商品，大部分的能源用於較少的發(fā)達(dá)國家。 在3.25圖能夠看見，美國的能量實際使用減少了超過最後的二十年。總能量的使用增加了，但是僅僅小量，這個時期是由於人口成長。 由圖3.26可看出在美國中，能量最大的用戶是工業(yè)為37%。在建築方面 (暖氣、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、照明、水的加熱)為35%，運(yùn)輸為28%。金屬工業(yè)消耗佔所有能量的超過四分之一?；瘜W(xué)工業(yè)居次，約有20%。,25,美國三大能源消耗情況圖(圖3.26),三、能源使用(續(xù)七),26,三、能源使用(續(xù)八),美國能源流向圖(圖3.27),27,三、能源使用(續(xù)九),石化燃料(Fossi

15、l Fuels): 世界中的化石燃料的數(shù)量(油，氣體，煤，泥炭，等等)是多的，但是以一個快速的比率在消耗了這些化石燃料，化石燃料在世界分佈是非常不均的，化石燃料資源並非容易可獲得。隨著抽取技術(shù)的提升，越來越多的資源變得可用。例如煤的挖取需要大量的能源消耗。這些能源是用來處理這些煤，例如:清潔、粉碎、移走硫等。 化石燃料是經(jīng)由成千的數(shù)百萬年上產(chǎn)生的。在史前時代植物連續(xù)不斷地死亡，集中於水下和腐爛得慢速，形成泥炭 。這些泥炭存放在地層深處。當(dāng)沈澱的層累積到一個更緊湊、更稠密時稱為褐煤。偶爾地質(zhì)學(xué)的一些條件下來使褐煤轉(zhuǎn)變成瀝青煤。應(yīng)用這個熱和壓力使瀝青煤轉(zhuǎn)變成無煙煤，因此我們必須把煤看作一個非可更新

16、資源。,28,三、能源使用(續(xù)十),煤的來源和用於美國的流向圖(圖3.28),29,三、能源使用(續(xù)十一),煤(Coal): 全世界煤的資源估計有10萬億公頓。大多數(shù)位於在北美。 假定目前煤使用的速率，這數(shù)量的煤能持續(xù)了幾千年。 其中大部分的煤含有大量的硫或者其他的污染物質(zhì)，當(dāng)燃燒時能夠引起嚴(yán)重空氣污染問題。然而實際煤儲備將持續(xù)被使用200年。如此一來我們的世界將缺乏煤所提供的能源，所以我們不能依靠煤來提供我們所需的主要能源。 美國由於環(huán)境的問題而減少煤的使用量。因為煤經(jīng)燃燒將產(chǎn)生空氣污染(如:硫二氧化物、碳?xì)浠衔?、微粒、金? 等等)。,30,三、能源使用(續(xù)十二),油(Oil): 油像煤

17、一樣，從以前生活中數(shù)百萬年的有機(jī)體得到。在 許多情況下，它起源於在巨大海中生長動植物，也就是 現(xiàn)在土地覆蓋的大部分，由於隨著微生物死亡，他們 在海洋下層累積，由沈澱覆蓋及時間壓縮，使它們轉(zhuǎn) 變成油。通常沈澱物是液體油、天然氣、焦油的一個 混合物。全世界油含量大約600百萬公頓(大約4萬億桶)。 僅僅大約一半容易獲得。以目前消費(fèi)的速率僅僅能維持 大約50年。全世界大多的油是由中東供應(yīng)。美國油儲備 僅佔3.5%。原油被分離與提煉來製造燃料、煤油、加熱 油、柴油、噴射燃料等等。這些經(jīng)常成為許多工業(yè)過程 和化學(xué)合成物的材料。,31,三、能源使用(續(xù)十三),世界各國原油貯存量分佈圖(圖3.29),32,

18、三、能源使用(續(xù)十四),油在美國的流向圖(圖3.30),33,三、能源使用(續(xù)十五),天然氣(NATURAL GAS): 天燃?xì)饨?jīng)常與油一起被找到。在累積有組織物質(zhì)的轉(zhuǎn)換 過程期間，使一些有機(jī)物轉(zhuǎn)變成輕的且易揮發(fā)性物質(zhì)， 主要甲烷，但是也含丙烷和丁烷的也其他的易揮發(fā)碳?xì)?化合物。許多開發(fā)中國家裡和一些主要油生產(chǎn)的中東國 家，把天然氣看作一個不喜歡的物質(zhì)，於是浪費(fèi)一個很 有價值的資源。 以目前的消耗速率大約能供應(yīng)10年。美國天然氣的發(fā)展 策略是增進(jìn)天然氣的使用，天然氣每分子提供比油更多 能量和燃燒後產(chǎn)生二氧化碳僅為煤的一半，從燃煤轉(zhuǎn)換 為燃天然氣可幫助減少全球氣候暖化問題。這才增加天 然氣消耗速

19、率。,34,三、能源使用(續(xù)十六),各國天然氣使用分佈圖(圖3.31),35,三、能源使用(續(xù)十七),核能(Nuclear Energy): 數(shù)十年前，人捫相信核能是改善我們能量困境的救星。 的確是，在六十年代它說明用核動力產(chǎn)生的能量費(fèi)用如 此低。但是由於核廢料的處置與幾次核電廠的災(zāi)變，迫 使人們降低核能的設(shè)置。因為核能量的產(chǎn)生比其他形式 少了許多污染。 核能發(fā)電原理: 核能發(fā)電的原理與火力發(fā)電相似，核能發(fā)電是利用鈾燃 料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)時所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫 高壓的蒸汽，用以推動汽輪機(jī)，再帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。,36,三、能源使用(續(xù)十八),美國從19731995年核能生產(chǎn)量曲線圖(圖3.

20、32),37,三、能源使用(續(xù)十九),再生能源(Renewable Energy Sources): 煤、油、天然氣提供世界商業(yè)活動所需能量大約88%;核 能動力提供5%。7%是由再生能源水力、風(fēng)力、太陽能、 、生物能提供。,水力(WATER POWER): 在許多情況下需要水庫提供需要有效地驅(qū)動這個電發(fā)電機(jī) 。這些也能使環(huán)境損壞。除了破壞地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)和破壞 居住在這個地區(qū)的人民的生活，還有水壩沈積作用問題也 能夠嚴(yán)重的影響水的品質(zhì)性。,38,三、能源使用(續(xù)二十),太陽能(SOLAR ENERGY): 有朝一日，太陽可能在地球成為動力的首要來源，它基本 上為無限供應(yīng)。將太陽能轉(zhuǎn)變成的一個方

21、法容易使用、可儲存的、可運(yùn)輸?shù)碾娔?。目前世界的能量不?來自太陽。 在一個概念中，能夠用太陽能來將油加熱，然後再利用這 油來生產(chǎn)一個用於電發(fā)電機(jī)的蒸汽。許多研究者將光電電 池用作產(chǎn)生電，其原理為他們把原子中的電子分離和越過 一個靜電柵欄來加速太陽能直接的捕獲和轉(zhuǎn)變成電流。已 經(jīng)成功的用光電電池來發(fā)動袖珍型電算機(jī)那樣小裝置和應(yīng) 用於建築物。太陽能使用時一個高容量蓄電池是不可缺， 的，如果光電電池和蓄電池的能力在加強(qiáng)的話，太陽能將 供是未來能量的主要來源。,39,三、能源使用(續(xù)二十一),生質(zhì)能(BIOMASS): 木頭燃燒可能是人類最早取得和使用的第一個能量。在 較落後的國家，它仍然是能量的主要

22、來源。那裡在七十 年代在能量危機(jī)期間對於燃料利用木頭，美國於是恢復(fù) 了興趣。維修一個木頭火爐是許多工作，木頭是重的， 並且燃燒過程有許多煙、煤煙和雜酚油生產(chǎn)。空氣污染 是一個嚴(yán)重問題，許多致癌物的化合物生產(chǎn)。 在另一方面也用生物量轉(zhuǎn)變來提供能量。例如:有機(jī)組織 廢棄物，經(jīng)厭氧反應(yīng)產(chǎn)生甲烷和其他的有機(jī)組織燃料。,40,三、能源使用(續(xù)二十二),電(Electricity): 部份的能源在美國以及世界其他國家以電的方式呈現(xiàn)。 這些形式的能源用於美國的能量大約35%轉(zhuǎn)變?yōu)殡姟Ｃ绹?在工業(yè)使用的電需為40%。圖3.33描述這些來源和美國電 使用情況。一個電器具效率或者給使用電來加熱的效率 經(jīng)常多達(dá)90

23、%有效，但是生產(chǎn)電的能量轉(zhuǎn)變效率只是大約 35%。,41,三、能源使用(續(xù)二十三),電在美國流向圖(圖3.33),42,三、能源使用(續(xù)二十四),能源貯存(Energy Conservation): 減少我們的能量需要的最好的選擇是實踐對能量保護(hù)。 我們浪費(fèi)大部份的能量，因為我們大部份使用效能低， 以燃料中能量而言大部分作成為熱的損失。例如:油所產(chǎn) 生出的能量只有38%用於電能。若以木頭火爐加熱只是大 約40%，而以氣體大約90%(參見3.12表)。透過更有效的 系統(tǒng)來將能量更有效的應(yīng)用於我們的每日活動和工業(yè)活 動，目前我們只能保存有價值能源，在他們耗盡以前延 長時間。,43,三、能源使用(續(xù)

24、二十五),典型的能量轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)表(表3.12),44,四、資源的耗盡,資源耗盡(RESOURCE DEPLETION): 由於長期的環(huán)境因素，如:經(jīng)濟(jì)、政治等問題，我們將快 速用完我們的寶貴資源。由於這些材料變得越來越不充 足，將導(dǎo)致價格的昂貴;進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品昂貴。國家將以戰(zhàn) 爭的方式來保持他們所需，如不久前的波斯灣戰(zhàn)爭中即 是，以戰(zhàn)爭來使科威特保持原油的流動。將用更污染的 技術(shù)來提昇目前經(jīng)濟(jì)，我們必須改變這更污染的新材 料。把世界的資源分成非可更新資源和可更新的資源。 因為非可更新資源在環(huán)境中為固定的數(shù)量，這將導(dǎo)致在 供應(yīng)時產(chǎn)生極限。這些材料須提升的再循環(huán)和更有效的 使用，使其將來還可以再用。,45,四、資源的耗盡(續(xù)一),地球的構(gòu)造(Earths Structure): 地球是由一些層所組成的(參考3.34圖)，它是由稠密的 一個核心所組成，直徑4000公里為一炎熱、熔化的金屬 鐵和鎳，由易彎巖石層來覆蓋。覆蓋在地球的表面下面 約2900公里，它主要由氧氣、矽和鋁組成了。地球最外 面層叫硬殼，超出海洋形成大陸和島嶼。表3.13把地球 稠密核心和地球的硬殼的所有部分列成表。地球的硬殼 的巖石是根據(jù)他們的內(nèi)部架構(gòu)、化學(xué)成份、物理性質(zhì)和 形成的模式來分類。礦物是所有巖石的基本材料。一個 礦物是限定化學(xué)成份和物質(zhì)的特性