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研究生:吳皆德
研究生(外文):Chien-Te Wu
論文名稱:台灣地區苯乙烯製程排放之風險評估
論文名稱(外文):Risk Assessment of Styrene Manufacturing Release in Taiwan
指導教授:言午美芳
學位類別:碩士
校院名稱:大仁科技大學
系所名稱:環境管理研究所
學門:環境保護學門
學類:環境資源學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:水生生態風險評估苯乙烯健康風險
外文關鍵詞:risk assessmentaquatic ecologyhealthy riskStyrene
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摘要

工業發展之後,塑膠製品使用愈來愈普遍廣泛;包括苯乙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂、SAN塑膠…等產品。這些物質在環境中不易被分解,且在製造過程可能會釋放一些有害物質而污染環境介質空氣、水及土壤以及危害環境生態及人類的健康。
本研究以苯乙烯為對象,用E-FAST模式計算現有台灣地區苯乙烯產量下之水體濃度對水域生物之魚類、藻類、無脊椎動物與人類攝食及呼吸之風險。計算結果顯示考慮急毒性效應,工廠去除率為75%~95%時高屏溪苯乙烯估算濃度為2.8~14 mg/L,高於藻類效應濃度0.72 mg/L;遠低於無脊椎動物效應濃度68 mg/L ,略高於魚類效應濃度2.5 mg/L,顯示高屏溪流域內藻類及魚類在現有苯乙烯排放量下可能存在風險。濁水溪苯乙烯估算濃度為64~322 mg/L,遠高於藻類、無脊椎動物及魚類效應濃度,顯示濁水溪流域內藻類、無脊椎動物、魚類在現有苯乙烯排放量考慮急性毒效應下可能存在風險。考慮慢毒性效應時,兩流域生域生物之有害商數均低於1,現有苯乙烯排放量下慢毒性應不會造成風險。人類攝食魚類方面:苯乙烯在高屏溪及濁水溪之劑量預估值分別為3.96×10-5~1.98×10-4 mg/kg/day及3.14×10-5~1.57×10-4 mg/kg/day均低於苯乙烯參考劑量(RfD) 0.2 mg/kg/day,顯示在現有狀態下,苯乙烯的釋放不會對人體產生不良健康效應。人類經由飲用水攝取苯乙烯,在高屏溪及濁水溪之劑量值分別為4.15×10-7~2.07×10-6 mg/kg/day及3.29×10-7~1.65×10-6 mg/kg/day均低於苯乙烯參考劑量(RfD) 0.2 mg/kg/day,顯示在現有狀態下,苯乙烯的釋放不會對人體產生不良健康效應。考慮大氣排放濃度時,苯乙烯之濃度,高屏溪流域及濁水溪流域煙囪排放濃度分別為0.0402 mg/m3及0.0108 mg/m3,通風口排放濃度分別為0.065 mg/m3及0.0436 mg/m3,兩地方大氣濃度均低於苯乙烯參考濃度(RfC) 1 mg/m3,現有苯乙烯排放量下應不會產生人類呼吸性危害效應。
Abstract
Plastic products have been widely used worldwide after industrial revolution that included styrene, polystyrene, ABS resin, and SAN plastic etc. However, these manmade chemical compounds were not easily biodegradable in environment and may release harmful substances, accordingly these substance may pollute environmental media and may cause risk in environmental ecology and human health.
This study aims to investigate possible risk of aquatic organisms and human health during styrene manufacturing process. With E-FAST model calculated receiving water concentration and ambient air concentrations and intake dosage through fish ingestion and drinking water for human being. The results showed that water styrene concentrations were between 2.8 and 14 mg/L in Kaoping Creek considering acute toxicity and styrene removal efficiency between 75 and 95 %. These concentrations were higher than algae effect concentration 0.72 mg/L, much lower than invertebrate effect concentration 68 mg/L, and higher than fish effect concentration 2.5 mg/L. With same conditions, the acute toxicity concentrations for Jwoshoei Creek were between 64 and 322 mg/L, which higher than effect concentrations for algae, inveterate, and fish. When chronic toxicity was concerned the effect concentrations were much lower than effect concentrations for these three aquatic organisms in both creeks. The total oral ingestion rate were 4.0×10-5~2.0×10-4 mg/L and 3.2×10-5~1.6×10-4 mg/L by human being through drinking water and fish ingestion for Kaoping and Jwoshoei Creeks, respectively that much lower than styrene reference dosage (RfD) 0.2 mg/kg/d. Total ambient air styrene concentrations were 0.081~0.105 mg/m3 and 0.0548~0.071 mg/m3 for both sites when styrene were released from stack and venting. These air concentrations were lower than human reference concentration (RfC) 1.0 mg/m3. When considering acute toxic effect of styrene released may cause aquatic organisms risk during manufacturing that mostly contributed by lowest flow rate and lower wastewater treatment efficiency.
目錄
摘要 ………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT …………………………………………………………………Ⅱ
目錄 ………………………………………………………………………Ⅲ
表目錄 ……………………………………………………………………Ⅷ
圖目錄 ………………………………………………………………… ⅩI
壹、前言 ……………………………………………………………………1
一、研究背景……………………………………………………………1
二、研究動機……………………………………………………………1
三、研究目的……………………………………………………………3
貳、文獻回顧 ………………………………………………………………6
一、苯乙烯裂解製程 …………………………………………………6
二、苯乙烯之特性及工業用途 ………………………………………8
(一)物理及化學特性………………………………………………8
(二)工業用途………………………………………………………8
三、苯乙烯人類健康效應……………………………………………10
(一)健康效應 ……………………………………………………10
(二)流行病學有關資料………………………………………… 11
四、人類健康風險評估………………………………………………11
(一) 危害鑑定 ……………………………………………12
(二) 劑量反應評估…………………………………………15
(三)暴露評估 ………………………………………………18
(四)風險特徵 ………………………………………………20
(五)健康風險評估不確定性 ………………………………20
五、生態風險評估 ………………………………………………20
(一)生態風險評估定義 ……………………………………20
1.問題構成 ……………………………………………21
2.選擇評估終點 ………………………………………21
3.概念模式 ……………………………………………22
4.分析階段 ……………………………………………22
5.風險特徵 ……………………………………………22
六、苯乙烯之生物濃縮及生物放大特性………………………23
(一)苯乙烯之生態濃縮特性………………………………26
(二)苯乙烯之生物放大特性………………………………26
(三)苯乙烯之生物可利用性探討…………………………27
參、規劃及方法……………………………………………………………28
一、研究方法…………………………………………………………28
(一) 生態及人類風險評估架構 ………………………………28
(二)生態風險評估實施步驟……………………………………28
二、河川苯乙烯濃度、劑量計算 ……………………………………34
三、生態反應分析 ……………………………………………………38
四、風險特徵 …………………………………………………………42
(一)預測風險 ……………………………………………………42
(二)描述風險 ……………………………………………………42
五、蒐集及整合資料 …………………………………………………42
(一)各排放源之選定……………………………………………42
(二) 化合物選定及估算環境濃度 ……………………………42
(三)水生生物物種之選定………………………………………42
肆、結果與討論……………………………………………………………46
一、水體濃度結果……………………………………………………46
二、水生生物風險特徵………………………………………………46
(一)水生生態風險特徵…………………………………………47
三、人類攝食暴露劑量及風險特徵…………………………………55
(一) 人類攝食飲用水及魚類攝食劑量 ………………………55
四、人類呼吸風險特徵………………………………………………59
(一)大氣呼吸風險特徵…………………………………………59
(二)作業員煙囪排放風險特徵…………………………………60
五、風險特徵描述……………………………………………………61
伍、結論與建議……………………………………………………………65
一、結論………………………………………………………………65
二、建議………………………………………………………………66
中文參考文獻………………………………………………………………68
英文參考文獻………………………………………………………………70
網站資料……………………………………………………………………72
柒、符號索引………………………………………………………………74
捌、附錄……………………………………………………………………75
附錄1程式介面設計原則…………………………………………………75
附錄2模式使用優缺點……………………………………………………79
附錄3高屏溪及濁水溪歷年流量…………………………………………80
附錄4高屏溪及濁水溪苯乙烯計算結果表………………………………82
附錄4-1高屏溪及濁水溪水體中水生生物慢毒性不同去除率
之結果………………………………………………………………………82
附錄4-2 高屏溪及濁水溪水體中水生生物急毒性不同去除率
之結果 ……………………………………………………………………82
附錄4-3飲用水暴露評估高屏溪不同去除率之結果……………………82
附錄4-4飲用水暴露評估濁水溪不同去除率之結果……………………83
附錄4-5飲用水暴露評估高屏溪不同去除率之結果……………………83
附錄4-6飲用水暴露評估濁水溪不同去除率之結果……………………83
附錄4-7人類攝食魚類暴露評估高屏溪不同去除率之結果……………84
附錄4-8人類攝食魚類暴露評估濁水溪不同去除率之結果……………84
附錄4-9人類攝食魚類暴露評估高屏溪不同去除率之結果……………84
附錄4-10人類攝食魚類暴露評估濁水溪不同去除率之結果 …………84
附表4-11大氣排放到人類呼吸暴露之濃度結果 ………………………85












表目錄
表1苯乙烯的物理及化學特性…………………………………………… 9
表2苯乙烯單體主要下游產品及用途 ……………………………………9
表3苯乙烯生產廠址基本資料……………………………………………10
表4歷年1993-2005台灣及世界苯乙烯的需求及產量…………………10
表5 1993年~2002年高屏溪及濁水溪流量統計摘要…………………33
表6 1993年~2002年高屏溪及濁水溪流量計算參數值………………33
表7模式使用參數…………………………………………………………38
表8藻類毒理資料…………………………………………………………39
表9 無脊椎動物毒理資料…………………………………………………40
表10 魚類毒理資料 ………………………………………………………41
表11高屏溪流域生態系組成代表性物種…………………………………44
表12濁水溪流域生態系組成代表性物種…………………………………45
表13高屏溪與濁水溪水體急毒性濃度預估值……………………………47
表14藻類急毒性值與模式計算結果比較…………………………………50
表15無脊椎動物急毒性值與模式計算結果比較…………………………50
表16魚類急毒性值與模式計算結果比較…………………………………51
表17高屏溪與濁水溪水體濃度預估值……………………………………52
表18藻類慢毒性值與模式計算結果比較(HQ) …………………………54
表19無脊椎動物慢毒性值與模式計算結果比較(HQ) …………………54
表20魚類慢毒性值與模式計算結果比較(HQ) …………………………54
表21人類飲用水苯乙烯攝食劑量預估值 ………………………………57
表22人類攝食魚類苯乙烯攝食劑量預估值 ……………………………58
表23高屏溪人類暴露95%去除率之HQ值………………………………59
表24濁水溪人類暴露95%去除率之HQ值………………………………59
表25人類呼吸苯乙烯濃度計算值…………………………………………60
表26人類呼吸暴露濃度與參考濃度比較…………………………………60
表27人類煙囪排放暴露濃度與參考濃度比較……………………………61
表28水生生物及人類風險特徵之HQ值 …………………………………64
附表4-1高屏溪及濁水溪水體中水生生物慢毒性不同去除率
之結果………………………………………………………………………82
附表4-2高屏溪及濁水溪水體中水生生物急毒性不同去除率
之結果………………………………………………………………………82
附表4-3飲用水暴露評估高屏溪不同去除率之結果 ……………………82
附表4-4飲用水暴露評估濁水溪不同去除率之結果 ……………………83
附表4-5飲用水暴露評估高屏溪不同去除率之結果 ……………………83
附表4-6飲用水暴露評估濁水溪不同去除率之結果 ……………………83
附表4-7人類攝食魚類暴露評估高屏溪不同去除率之結果 ……………84
附表4-8人類攝食魚類暴露評估濁水溪不同去除率之結果 ……………84
附表4-9人類攝食魚類暴露評估高屏溪不同去除率之結果 ……………84
附表4-10人類攝食魚類暴露評估濁水溪不同去除率之結果……………84
附表4-11大氣排放到人類呼吸暴露之濃度結果…………………………85
















圖目錄
圖1研究架構 ………………………………………………………………4
圖2本研究主要業流程 ……………………………………………………5
圖3苯乙烯製程 ……………………………………………………………7
圖4苯乙烯在環境中的暴露流佈…………………………………………25
圖5苯乙烯在水域生態系的流佈情形……………………………………25
圖6生態風險評估之工作架構……………………………………………29
圖7苯乙烯在高屏溪及濁水溪水體水生生物急毒性暴露濃度…………47
圖8苯乙烯在高屏溪及濁水溪水體水生生物慢毒性暴露濃度…………52
圖9高屏溪流域人類飲用水苯乙烯暴露評估……………………………56
圖10濁水溪流域人類飲用水苯乙烯暴露評估 …………………………56
圖11高屏溪流域人類攝食魚類暴露評估 ………………………………57
圖12濁水溪流域人類攝食魚類暴露評估 ………………………………57
中文參考文獻

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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