序 號
類 別
法 令
自1975年起，全世界第一個CEMS法規實施以來，其主要監測項目包括不透光率、SO2、NOX、O2、CO2和排放流率，除配合國家之空氣污染管制重點、排放標準管制項目外，尚需考量監測技術發展狀況是否可行，始可納入法規要求公私場所設置相關監測項目之連續自動監測設施。其後，隨著管制對象由鍋爐等大型燃燒源，逐漸擴大到廢棄物焚化爐，其監測項目陸續增加HCl、Pb、Cd和Hg。而根據近年的研究發現，大型燃燒源(如燃煤鍋爐)和焚化爐排放之重金屬等有害空氣污染物(HAPs)對生態和人體健康的影響甚鉅，因此世界各國陸續在其各相關法令中新增重金屬之排放標準。例如，美國1990年在CAAA將Sb、As、Be、Cd、Cr、Co、Pb、Mn、Ni、Se等10項重金屬列為HAPs；歐盟亦在其工業製程管制法令中納入Cd、Hg和(Sb+As+Cu+Cr+Co+Pb+Mn+Ni+V)等項目之排放標準。而我國固定污染源空氣污染現行相關法令中，僅有「廢棄物焚化爐空氣污染物排放標準」設有Pb、Cd和Hg重金屬排放標準。
目前各國對於重金屬的標準檢測方法仍為現場採樣(濾紙搭配各種吸收液)後，再將樣品送回實驗室進行分析。如美國Reference Method 29、歐盟EN 14385和我國的NIEA A302.73C。但這些檢測方法皆為定期人工採樣分析，其結果無法提供公私場所污染源及防制設施操作狀況及排放濃度變化之即時訊息。因此，歐美於1990年代即已開始展開heavy metals或multi-metals CEMS (簡稱MM CEMS)的研究發展。
由一般學理可知，重金屬的on-line連續監測方法原理甚多，譬如傳統的原子吸收光譜法(AAS)、可變頻二極體雷射吸收光譜(Tunable diode laser spectroscopy, TDLAS)、感應耦合氬氣電漿原子發射光譜法(Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrophotometry, ICP-AES)、X-光螢光分析儀(X-ray Fluorescence Spectrometer, XRF)、Aerosol Beam Focused-Laser Induced Plasma Spectrometer (ABF-LIPS)、雷射感應擊穿光譜法(laser-induced breakdown spectrometry, LIBS)、Spark induced breakdown spectroscopy (SIBS)和感應耦合電漿質譜儀(Inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)等。美國部分小型廢棄物焚化爐和美國軍方經過安裝設置及長期測試後，美國環保署已於2007年同意Xact公司以XRF原理開發販售的Xact 640 multi-metals CEMS可作為重金屬連續自動監測設施以及標準檢測方法Method 29的替代方法(alternative method)，並有其專屬適用之CEMS性能規範(Other Test Method, OTM-16)及品保品管規範(OTM-20)。
Xact公司開發的Xact multi-metals CEMS (簡稱XCEM)其原理係參考類似大氣β-gauge微粒採樣分析法的概念，將排放氣體抽取經過一具化學反應性的濾帶，將氣態金屬和固態金屬截留在濾帶上，持續抽取樣品累積一段時間(如15分鐘或1小時)後，再以XRF測量各金屬成分之濃度。其概念及設備如圖1所示。圖2為XCEM內部有關濾帶轉盤、樣品氣體流動方向、X-Ray偵測器以及Pd rod內部標準品之示意圖。
圖1 Xact Multi-metals CEMS示意圖
圖2 Xact Multi-metals CEMS內部架構圖
由於根據近年的研究結果發現，大型燃燒源(如燃煤鍋爐)和焚化爐排放之重金屬等有害空氣污染物(HAPs)對生態和人體健康的影響甚鉅，因此世界各國陸續在其各相關法令中新增重金屬之排放標準。其中，SCAQMD Rule 1420.1是與Multi-Metals CEMS相關較特別的法規。其原因係因為SCAQMD有全美國最大的二座汽車鉛酸電池回收熔煉廠(Exide Technologies和Queemtco, Inc.)的鉛/砷排放濃度和廠區週界空氣、土壤污染濃度長期超過排放標準以及環境品質標準。尤其Exide Technologies在2012到2015年期間違反相關標準所累積的罰單總共超過8,000萬美元，而且其所造成的健康風險是超過法規允許的健康風險20倍以上。因此，SCAQMD在2014年到2015年陸續修訂四次Rule 1420.1要求這二家公司支付US413,451 (約合新台幣1320萬元，以新台幣：美金＝32:1換算)租借CES Xact 640 Multi-Metals CEMS進行為期一年分別在二家工廠連續監測其排放管道鉛、砷的排放情形，包含2個月的搬移、設置等工作時間，以及10個月的連續監測(二家工廠所耗時間約各佔一半)。另外，二家工廠尚須支付71,000美元(約合新台幣227萬元，以新台幣：美金＝32:1換算)，租借CES Xact 625 Multi-Metals ambient air monitoring system進行為期一年分別在二家工廠連續監測其廠區週界空氣鉛、砷的濃度。
該法規並未要求符合門檻的鉛酸電池回收熔煉廠「設置」Multi-Metals CEMS，而是在現階段先要求污染排放嚴重的二家工廠支付租金，授權SCAQMD相關人員辦理Xact 640 Multi-Metals CEMS和Xact 625 Multi-Metals ambient air monitoring system租借和由CES公司代為設置/操作/管理相關監測作業。相關監測作業亦需符合相關性能規範，並以手動標準檢測方法進行比對。
根據Hay等人的研究結果，如表1所列，以2004年的物價計算，Multi-MetalsCEM的初設成本大約需$243K ~ $253K，其每年的操作維護成本約為$32.4K ~ $48.3K之間。換算為2012年之物價水準(假設2004年的$1.00為基準，以2.56的年通膨率，在2012年需花費1.22倍的花費始可取得同樣的物品)，則其初設費$296K ~ $309K，其每年的操作維護成本約為$39.5K ~ $58.9K之間。換算為新台幣則約需873～912萬元的初設費，以及每年約117～174萬元的操作維護費。
表1 Multi-MetalsCEM成本估算(2004年)
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初設費 |
每年操作維護成本 |
1 |
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耗材：包括1年的濾紙以及其他所有的耗材。其費用約需$5,000~$20,000美金。其費用多寡與操作模式有關，如其採樣監測時間為每週40小時，則僅需$5,000美金，如為每週每天24小時不中斷連續操作，則需$20,000美金。 |
2 |
採樣管(Probe)及傳輸管線(Transport Line)：包括採樣管、加熱、保溫及抗腐蝕傳輸管線。其費用約需$10,000美金。 |
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3 |
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保固：1年完整服務保固內容包括所有零件的提供、維修及現場協助，其費用約$25,000美金。 |
4 |
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5 |
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Total |
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$32.4K ~ $48.3K |
參考文獻
1. James, A. Jahnke, “Continuous Emission Monitoring”, 2nd ed., John Wiley & Sons, New York, 2000
2. K. James Hay, Veera M. Boddu, Bruce E. Johnsen, and John A. Cooper, “X-Ray Fluorescence-Based Multi-
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FA12-03-A135
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EPA-96-FA12-03-A115
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期別 |
開班日期 |
開班地點 |
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劉嘉鈴 |
#625 |
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工研院(新竹) |
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中山大學 |
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逢甲大學 |
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逢甲大學 |
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8/4-9/9 |
中央大學 |
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8/19-10/14 |
雲林科技大學 |
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8/4-9/30 |
工研院(新竹) |
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中山大學(環工專班) |
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10729 |
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8/4-8/11 |
中央大學 |
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成功大學 |
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產基會 |
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10723 |
8/4-9/9 |
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劉怡伶 |
#604 |
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劉怡伶 |
#604 |
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盧素如 |
#602 |
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8/11-10/7 |
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10713 |
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10702 |
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10737 |
8/11-10/6 |
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8/11-10/7 |
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8/26-10/6 |
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10736 |
9/29-11/17 |
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8/30-9/7 |
成功大學 |
曾文齡 |
#627 |
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10703 |
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10720 |
08/26-9/2 |
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林國平 |
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09/08-9/15 |
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室內空氣品質維護管理 |
10725 |
08/01-8/3 |
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10710 |
08/07-8/10 |
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10728 |
08/29-8/31 |
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09/05-9/7 |
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09/18-9/21 |
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8/28-8/31 |
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蘇奕綾 |
#603 |
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10706 |
9/5-9/13 |
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10710 |
09/10-9/16 |
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10709 |
09/08-10/7 |
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10709 |
09/08-10/7 |
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蘇奕綾 |
#603 |
10710 |
09/10-9/16 |
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10702 |
9/25-9/28 |
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*表示跨月份辦理班期
*以上期程表為預訂辦理班期，實際開班日期請逕洽本所各承辦人員
*報名資格請參考: 環境保護專責及技術人員訓練管理辦法
http://law.moj.gov.tw/LawClass/LawAllIf.aspx?PCode=O0100006
班期類別 |
上課地點 |
課程類別 |
上課日期 |
聯絡方式 |
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景文科技大學 |
周末班 |
08/11~08/19 |
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國立彰化師範大學 |
平日班 |
08/13~08/17 |
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景文科技大學 |
周末班 |
08/11~09/23 |
|
|
國立彰化師範大學 |
周末班 |
09/01~12/30 |
|
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國立臺中教育大學 |
周末班 |
08/11~08/12 |
|
※以上為預定開班期程，實際開班狀況及課程事宜請逕洽環教機構承辦人或至環境教育認證系統-開辦課程查詢:
https://eecs.moenv.gov.tw/front/apclass/agency_class_qry.aspx
