焚化爐排放之粒狀物探討

一、摘要： 我國人口綢密,廢棄物產量日與俱增,垃圾成為各級政府最棘手的問題,在掩埋場一地難求與現有容量限制下,焚化已成為現階段解決問題的主要方法,然而焚化會產生許多有害物質,直接或間接造成空氣及環境介質之污染.也可能對生態環境及人體健康造成影響,在焚化過程中排放物含有多種毒性空氣污染物質(hazardous air pollutants),包括重金屬(如砷.鎘.汞.鉛.鉻.銀...等)多環芳香族碳氫化合物(PAH),多氯聯苯(PCB)以及戴奧辛類化合物及粒狀物等,這些物質之毒性對人體健康威脅甚大,因此焚化爐之操作及污染物質之排放須訂定管制標準,以維護焚化爐附近居民之健康.由於焚化爐燃燒後所放之氣體甚多，本研究目的是針對焚化之排放粒狀物種類、特性、來源來探討那些粒狀物對人體造成之危害. Our country population silk is dense, of the reject output date with all increases, trash becomes the all levels of government thorniest question, difficult to ask in bury field place with the existing capacity limit under, the cremation has become the present stage to solve the question main method, however cremates can produce many deleterious substances, direct or creates pollution indirectly the air and the environment medium. Also possibly has the influence to the ecological environment and the human body health, the emission includes many kinds of toxic air pollution material in the cremated process (hazardous air pollutants), including heavy metal (for example arsenic. Cadmium. Mercury. Lead. Chromium. Silver…And so on) multi-link aromatic of hydrocarbon (PAH), multi-chlorine biphenyl (PCB) as well as a Dai Aoxin kind of compound and so on, toxicity of the these material is really big to the human body health threat, therefore emissions operation of and the pollution material the crematory must subscribe decides the control standard, maintains nearby the crematory health of the inhabitant. Because after crematory burning puts granular very many, this research goal is aims at emissions granular type, the characteristic, the origin the cremated discusses these granular to cause the harm to the human body. 二、焚化爐排放之粒狀物來源： 粒狀物主要來源是廢棄物中的耐火氧化物紙張及塑膠產品中的黏土充填劑(如金屬氧化物及鈣鎂化合物及鈣化合物)，油漆及染料中的無機顏料金屬氧化物。一但耐火氧化物中所含的有機物轉變成氣體產物，此耐火氧化物便以底灰或飛灰的型式排出，這些氧化物粒徑一般皆為0.8μm且密度高，最常見的組成為氧化鈦、氧化鐵、氧化鈣及氧鋁，其中氧化鈦為最多的化合物，因為塑膠、紙張及油漆中含有較多量的氧化鈦用作白色顏料的緣故。 第二種粒狀物的來源為水溶性無機鹽，包含氯化鈉、硫酸鈉、氯化鉀及氯化鈣，這些化合物於焚化爐中，先經乾燥，待溫度提升至揮發點後，及揮發至氣流當中，當氣體排出於焚化爐降溫後，被冷卻時，這些鹽類便冷凝成非常難以從廢氣中去除的次微米的粒狀物，大部份這些粒狀物的粒徑小於0.5μm，雖然冷凝下來的鹽類濃度非常低，但由於其粒徑非常小且表面積非常大，故造成不透光度問題。 第三種來源是揮發性的元素，它們容易轉變成次微米氧化物的氣膠，這些元素中，磷是最常見的，硫元素也容易燃燒變成二氧化硫SO2，SO2與水蒸氣接觸容易形成次微米的硫酸煙霧，矽元素雖然不如磷及硫那麼具有揮發性，但也會產生次微米的氣膠，當與水接觸時，也會形成燻煙大小的氫氧化物，性質稍具膠凝狀，這些氣膠粒徑一般小於0.3μm，也是焚化爐所排的粒狀物中最難去除的部份。 第四種粒狀物具揮發性的重金屬，因具有毒性包含汞、鋅、鎘及鉛等，在焚化爐系統中的焚化溫度下，這些金屬有非常高的蒸氣壓，在燃燒區中揮發成氣體，當廢氣冷卻被冷凝成金屬粒狀物之後，才有辦法加以捕集，惟此類粒狀物的粒徑通常小於0.5μm。 第五種粒狀物的來源是未燃燒的有機化合物，它於燃燒區揮發成氣體，再於尾氣冷卻時冷凝成小於0.5μm的粒狀物，氣膠通常可在操作不良的焚化爐煙囪排氣看到所謂的〝藍煙〞。 三、 焚化爐排放粒狀物特性：

四、焚化爐排放粒狀物之濃度：

焚化爐操作方式與廢棄物進料種類性質，也將影響到粒狀物之排放濃度，不同爐型與不同廢棄物焚化過程所排放之粒狀物濃度依焚化爐之爐型而言，以流體化床焚化爐排氣中之粒狀物濃度為最高，主要之粒狀物來源是爐體砂粒介質擾動時砂粒之流失所致，因此流體化床式焚化爐常利用旋風式集塵器為前置之污染防制設備，以收集砂粒，如此可減少後段空氣污染防制設備之負荷，於控氣式固定爐床焚化爐所產生之粒狀物濃度為最低，由於控氣式焚化爐採缺氧燃燒方式處理，送風量小，相對擾動底灰而揚起之比例亦較小，故粒狀物濃度低。 五、 焚化爐排放粒狀物對於人體之危害： 焚化排放於空氣中逸散性粒狀物對於人體主要影響呼吸系統，以粒狀物的粒徑大小來分(粒徑單位μm＝10-6m)，5~10μm之粒狀物會沉著於上部鼻腔，3~5μm之粒狀物會沉著於呼吸道，1~3μm之粒狀物會沉著於肺泡，長期累積而造成傷害，此外粒狀汙染物還會與其他污染物產生協力效應。像是粒狀物與二氧化硫存在時，將使支氣管加速收縮。所以空品不良時，氣喘發作機率提高就是最好的例子。粒狀物可能是固體也可能液體，根據生成原因與物理型態大略可分為粉塵（dust）、霧滴（mist）、燻煙（fume）、煙霧（smoke）、生物性微粒等型態，各參考文獻對粒狀物的區分並不完全一致，以下分類方式僅供參考：1. 粉塵：因研磨、粉碎等機械作用由岩石、礦石、金屬、煤塊、木材、穀類等大型物體分裂所生成的固態粒狀物。大小約在 1 至 100 mm 之間。2. 霧滴：由大型液體物質破碎或蒸氣凝結所生成的液體粒狀物。大小約在 10 m 以下。3. 燻煙：由氣態物質凝結生成的固體物質。大小約在 1 mm 以下。4. 煙霧：由不完全燃燒作用所生成的含煤焦與碳粒狀物。通常固液態共同存在。5. 生物性微粒：包括濾過性病毒、細菌、黴菌、孢子、花粉等，大小自 0.01 mm 以下（濾過性病毒）至數百 mm（花粉）不等。某些細菌與濾過性病毒是依附飛沫或其他微粒生存傳播。對直徑為 1 mm，比重為 1 的圓球形粒狀物而言，在空氣中的沈降速度只有每秒鐘 0.0035 cm，因此粒狀物得以長久懸浮於空氣中，再加上直徑在 10 mm 以下的粒狀物可隨呼吸氣流進入呼吸系統中的肺泡氣體交換區，並沈積於其中，造成健康危害。下表為粒徑分布所造成危害情形：

表參考文獻(空氣污染對環境的影響 林俊佑、陳冠董、賴旺辰等3人) 六、 結論： 從焚化所產生之粒狀物來看,粒狀物之粒徑>10μm於鼻毛即可阻擋反而人體影響較小，由於近年來環保意識高漲，住於焚化廠旁之居民要求也愈嚴格，因而焚化設備也相對改良及改善，以目前焚化技術而言： 1.污染物種類：塵粒、SOX、HCl、重金屬 2.去除效率：塵粒＞99％；SOX＞90％；HCl＞95％；Pb：99％；Cd：99％；Hg：90％ 以下為焚化爐焚化之流程圖：

參考台北市內湖焚化廠之檢測報告可以了解目前粒狀物已經可以有效控制，並且符合環保法規所要求的標準範圍內，如下表所示： 內湖廠95年度飛灰穩定化物重金屬檢測結果一覽表

本報告只探討就目前焚化爐所產生之粒狀物對人體危害的部份，從各個焚化廠的數據可知(由於檢測數據繁多，只列出內湖焚化廠95年之檢測數據)，焚化操作之技術己改良許多，若是考量風向、煙囪高度、燃燒後之毒性粒狀物…等，建議居住在焚化爐之上風處。若是其它因素造成空氣中粒狀物之增加，須再深入探討整個生態環節，大氣污染物…等，若有遺漏之處還請指教,謝謝. 七、參考文獻： 臺中縣環境保護局粒狀汙染物對人體之危害2007/6/18 http://www.teepb.gov.tw/03magic/03magic_01a.asp?id=2334 空氣污染與健康http://mail.cju.edu.tw/~ykchen/Environment_experiments/Word%20Homework.txt 空氣污染對環境的影響 林俊佑、陳冠董、賴旺辰等3人 http://shs.tngs.tn.edu.tw/essay/post/upload/9403/°ê¥ßªê§À°ª¤¤_9403_632476975362887500.pdf 環保生活資訊網 http://gaia.org.tw/air/care/index.htm 行政院環境保護署 焚化爐毒性物控制技術http://www.twdep.gov.tw/b/b_print.asp?Ct_Code=06X0000911X0000932 台北市內湖焚化廠營運報告書 http://www.nhrip.tcg.gov.tw/06_link/01.htm 台北市環境保護局http://www.epb.taipei.gov.tw/index.aspx 臺北市政府環境保護局木柵垃圾焚化廠 http://www.mcrip.taipei.gov.tw/ 高雄市環境保護局http://www.ksepb.gov.tw/mp.asp?mp=1