本期主題:土壤地下水整治

發行人 :蔡俊鴻

本期主編:林居慶

總編輯 :秦靜如

       

       

107年6月

土壤及地下水污染綠色及永續性整治觀念與落實
王炳南 / 業興環境科技股份有限公司 經理
劉志忠 / 業興環境科技股份有限公司 副總經理

摘要

  隨者國內污染場址日益增加,土壤及地下水污染問題已成為國內一項重大的新興污染問題,然而土壤及地下水污染整治工作常曠日廢時,且需要投入極大的能資源才能使土壤或地下水污染減輕至管制標準,除此之外,污染整治執行的過程,亦會同時產出許多問題,包含污染物的二次污染、環境足跡的大量排放、水資源的消耗、廢棄物的產出等,此外,污染土地的價值,以及整治過程中對於工作人員、附近居民的生活干擾與健康影響,都逐漸成為污染改善過程中需要仔細思考的項目。因應土水污染整治工作思惟的改變,「綠色及永續整治」一詞因應而生,本文即介紹目前環保署積極推動的「綠色及永續」的內涵與執行內容,並且以一個成功解列的案例來說明其落實方式。


前言

  國內土壤及地下水污染改善與整治工作起源於1980年代的國內發生的各項重大污染事件,如桃園RCA含氯有機物污染;基力化工、高銀化工造成之農地重金屬污染等案例,這些場址土壤及地下水污染問題,催生了土壤及地下水污染整治法。經過這十多年來的推動與實行,有越來越多的污染場址被發現並且投入大量資源與經費進行污染改善。從正面的角度來看,這些污染改善作為,一方面解決了污染的問題,另一方面也創造了環境工程產業的另外一個商機,帶來技術的進步與發展。

  然而,土地即資本,隨著這十多年來對於污染場址整治工作的觀念與技術的進步,污染場址的整治工作已不在僅是設計一個工程方法,在最短的時間內將污染物從土壤或地下水中移除,反而需同時思考各項能資源投入的成本效益、污染改善過程可能造成的二次污染問題、成本的投入、各利害關係人對於污染土地利用的需求與想像、改善過程對鄰近居民的生活干擾與健康影響。

  伴隨著污染場址污染改善工作往往曠日廢時,且土地的利用受到極大的限制,此外,如大坪頂、中石化安順廠、中油高雄煉油廠、台塑仁武廠等大型場址被發現,需要面對的社會狀況與問題更為複雜,更不可能無限制的投入經費及資源進行污染改善工作。在這樣的情況下「綠色及永續整治 (Green and sustainable remediation)」因應而生,這個名詞,是希望環境工程師在解決土壤及地下水污染問題的同時,應從土地目前及未來的利用方式進行考量,以永續經營的角度來思考當前污染整治工作的投入以及其衍生的影響,包含整治過程產生的環境足跡、社會及經濟影響,尋找最適合這塊土地污染改善方式。

  在執行污染改善的過程,則是利用ISO14000的概念,在合乎法規標準的情況下,建立綠色及永續整治目標,依據所選用的工法及工程技術,考量環境、社會與經濟三方面的因子,建立與擬定符合場址需求的管理方法或措施,據以執行並以文件化的方式記錄,來達到所設立的目標。


綠色及永續整治發展及概念介紹

  全世界土壤及地下水污染整治相關工作發展,大約可起源於1970年代美國Love canal污染事件,當時大多選擇將污染物完全移除,並以恢復土壤及地下水之品質及功能至原始狀態為主要的整治目標。然而隨著各場址污染整治費用的投入逐漸增加,人們逐步瞭解各項整治技術的極限,開始改變傳統完全移除的觀點,而以風險管理的方式來規劃與執行污染整治工程,最主要的概念是透過工程的手段,阻斷受體與污染物接觸的途徑,在使受體健康風險可接受的前提下,選用合適的整治工程技術與管理措施。

  隨著資源短缺與全球暖化問題日益被重視,歐美環保先進國家在面臨污染場址的清理與利用時,將地下水資源、土壤與土地的永續利用納入污染改善工作的重要評估指標,同時也思考整治過程對環境、社會與經濟的衝擊,盡可能再解決土壤及地下水污染問題的同時,減低對於環境、社會與經濟等三個面向的負面影響,使總體淨效益最大。這樣的觀點被稱為永續整治(sustainable remediation, SR)或綠色及永續整治(green and sustainable remediation, GSR)。

  永續整治的觀點自2006年被提出後,被許多國家的公私部門所推廣與接受,各國依據其法規特性及社會需求,逐漸發展出不同的定義,如表1所示。其中美國環保署較為強調整治過程中,減低各項整治技術與做為在環境面向上的衝擊,提出「綠色整治 (green remediation, GR)的觀點,從期望於場址清理的過程,減低「能源消耗及再生能源使用」、「水資源消耗與影響」、「空氣污染物排放」、「資材使用及廢棄物產生」、「土地及生態系影響」,然而,美國環保署強調,在每個場址執行污染改善的行政程序中,早已將二次污染防治、利害關係人參與、經濟效益評估、土地未來利用方式評估等工作納入基本執行程序,因此在整治工作的實務執行上強調環境面的影響,因此以GR為主要的出發點。


  我國環保署則是採用永續整治概念,並重新命名為「綠色及永續導向型整治」,採用「導向型」一詞,是避免一般人受「永續」字面上的誤導,認為整治工作將永無止境的進行。基本上是希望污染場址在符合現行土壤及地下水污染整治法(以下簡稱土污法)的前提下,依場址的特性與場址目前及未來的使用需求,於污染場址整治工作任一階段,採行兼顧環境、社會公義與經濟效益的技術、工法、策略或管理方式,達到減少整體環境足跡與環境衝擊、符合社會共同利益、降低經濟負面衝擊的目標,來確保土壤及地下水資源得以永續利用。

  換句話說,綠色及永續整治非單指一種整治技術,而是在整治工作的執行過程,均思考環境、社會及經濟三方面之影響,從目前與未來土地利用的角度,來選擇最適合該場址之整治策略,在達到整治目標的同時,減低環境、社會、經濟三個面向的影響;在整治工作執行的過程,則是透過管理措施的擬定與落實,來達到所設定的GSR目標,環保署綠色及永續導向型整治架構如圖1所示。

  總體而言,GSR是要在整治工作中做出適合場址的改善決策,在環境面減少整治工作所帶來的環境足跡與環境衝擊,在社會面則應透過利害關係人參與機制,取得符合社會共同利益的決策,而在經濟面則需評估整治工作所造成之經濟衝擊與效益,採行經濟衝擊最低、效益最大的整治方案。



圖 1 環保署綠色及永續導向型整治架構

GSR概念之應用與執行

  目前我國土壤及地下水污染之整治工作,在地方主管機關、污染行為人或污染土地關係人之觀念上,仍傾向快速移除污染物,短時間內解決污染問題,因此常選取對環境傷害最大、成本最低的方式進行,也有許多便宜行事,以非常規之方式進行整治的案例,使得整治工作無法順利完成,甚至造成二次污染情形。以實務的角度來看,無論是緊急應變必要措施場址、控制場址或整治場址,都需要經過場址調查、計畫書提送審查、整治設備建置、操作與監測、場址解列監測等4個不同階段,因此當污染場址採行GSR觀點進行污染場址整治時,有3個時機點可以有效的將GSR相關的目標與管理做為納入整治工作中,如圖2所示。

  依據NICOLE與SuRF UK所發表的永續整治架構指引內容,污染土地未來的利用型態與方式,將會極大的影響到污染場址的整治工法選擇,以及相對應的GSR規劃與執行,也是使淨效益最大化的關鍵。對比於國內土水污染場址行政管理現況,在土污法第24條中,已有條件的規範污染土地與其土地開發規劃的關聯性,雖然目前相關的規範仍待主管機關公布配套法規與措施,但可以預期的,污染土地的改善與開發,將是未來土壤及地下水污染整治市場重點,而在污染土地整治與開發的過程,需要藉由GSR評估污染改善的總體影響,並且選擇一個符合土地未來用途的污染改善方案,以減少資源與社會成本的投入,創造最大效益。



圖 2 我國綠色及永續整治納入現行法規管理架構的執行方式

  在目前土污法的規範中,場址被發現有土壤及地下水污染時,依據其污染程度不同與其立即風險危害的特性,需要提送計畫書經主管機關審查後執行,無論是整治計畫書或控制計畫書,必須要說明整治工法選取的緣由及相應的規畫與設計,計畫書核定後便需要依據計畫書的內容執行。因此在這個階段,便是GSR應用於污染場址工法選擇的重要時機。需要特別強調的是,綠色及永續整治並非是單一的、全新的技術,更非僅是植物整治(phytoremediation)。而是在進行場址的整治工法決策的過程,除了單純考量時間、經費、技術可行性、場址環境條件可行性之外,可以透過各類GSR評估工具,比較各類整治技術組合方案間,在環境面、社會面與經濟面的影響,並參考不同利害關係人的意見等,選出可行且適合該場址的之整治工法或工法組合。

  目前國際間最常用的評估工具包含美國環保署所發表的Spreadsheets for Environmental Footprint Analysis (SEFA)、美國陸軍兵工署所發表的Site Wise™及美國空軍所發表的SRT™,我國環保署則是參照這些工具的方法論,開發了本土版的線上評估工具(https://sgw.epa.gov.tw/GreenRemediation/Default.aspx),透過這些工具評估及應用,提供利害關係人,包含主管機關、污染行為人、顧問公司、整治承攬商及場址附近居民及社群,在共同討論選取整治策略時,除了整治目標、效率、時間與成本外,可完整的評估環境、社會及經濟之現況,選取最適合場址之整治方案。

  在控制計畫或整治計畫中,亦需要說明工法的細部設計與執行管理方式,此時,環境工程師需要依據不同的技術的施工、污染善執行與監測各階階段的工作內容中,設定在環境面、社會面與經濟面等3個面向中,如何能透過管理方案的規劃與落實來達到圖1所列舉的各項目標。由於每個場址的特性、選擇的工法不同,甚至在不同的時空背景下,會做出不同的整治工法決策,因此,需要仔細思考工法特性及細部設計內容,擬定可行之最佳管理措施(best management practices, BMPs,並設計盤查及紀錄表單,以確保整治過程均依GSR精神進行。

  GSR的執行過程非常的重視文件化的管理,因此各項整治工作的執行,需要有詳實的記錄,例如以環境足跡的盤查清單記錄所有原物料、能源、電力使用、廢棄物產生等資訊,並且可利用這些資訊的紀錄,追蹤最佳管理措施執行的狀況,並可將之應用於整治過程的環境足跡分析,以檢視實行最佳管理措施之後所減低的環境足跡與環境效益。同時可以尋找各項環境足跡產出的重點項目,並據此檢討並修正整治工法執行的方式。

  通常,環境足跡排放的熱點通常也是對總體場址整治經費貢獻最大的項目,因此透過管理方式減少該熱點對於環境足跡的貢獻,便可以減少整治經費的支出。此外,隨著污染場址整治工作的進展,可以再整治過程可依污染團變化調整現地整治設備之影響範圍,將對場址整治無貢獻之設備下線,去除不必要的能資源支出,便可以降低操作成本。

  社會面的評估一向是比較困難的,因此在設計上,主要考慮場址內工作人員與附近居民的健康風險以及污染改善工程對於鄰近居民的生活影響,包含噪音、揚塵與交通干擾。

GSR案例分享

  高雄市福德爺廟場址為國內少數含氯有機污地下水污染解列之場址之一。由於含氯有機物的污染整治工作曠日廢時,本場址是由地方環保局發包執行污染改善與管理的場址,因此在污染改善的後期,導入綠色及永續整治的觀點進行污染改善,表2為本場址於不同階段所採行的最佳管理措施。在進行工法選擇時,考量場址當地民情、污染分布與成本,選擇了現地工法為主要應用的工法,並且應用環境足跡評估工具,比較現地化學氧化與現地生物整治的環境足跡如圖3所示。由圖3的結果可知,選擇環境足跡較少的現地生物整治工法搭配抽水控制系統執行場址整治工作。

  抽水系統主要的目的是減少污染團隨著地下水流向,向下游傳輸的可能性,因此需要長時間抽水,因此在污染改善計畫中,設置太陽能供電系統,提供抽水馬達所需要的電力,依據2年操作的結果,總共減少約3500 kg的二氧化碳排放,同時也減少約20%的電費(圖4)。而在場址解列後,將太陽能供電系統移轉作為廟宇辦公室的電力供應使用,延續太陽能板使用效益,並回饋居民,創造雙贏。




圖 3 場址工法組合環境足跡比較


圖 4 太陽能板供電之二氧化碳減量效益

結語

  環境工程師的任務,是利用工程的方法解決環境問題,而工程的方法,是要使生活環境與自然環境有最好的結合,當我們面臨土壤、土地與地下水資源問題時,需要以更宏觀的角度來思考一個合宜的處理方式,「綠色及永續整治」的觀點是從環境、社會及經濟的需求,對一個受污染的土地的整治工作與後續土地利用方式,做出一個合適的決策與規劃,並且透過管理的方式,一方面達到所設定的整治目標,另一方面需要減少對於環境、社會與經濟的負面影響,創造最大的淨效益。

參考文獻

1. 行政院環保署,「污染場址綠色及永續整治策略研擬計畫」期末報告,2013

2. CL:AIRE, A Framework for Assessing the Sustainability of Soil and Groundwater Remediation. 2010

3. Holland et al, Framework for Integrating Sustainability into Remediation Projects. Remediation Journal, 21(3), pp. 7-38 (2011)

4. ITRC, Green and Sustainable Remediation: A Practical Framework. 2011

5. U.S. EPA, Green Remediation: Incorporation sustainable environmental practices into remediation of contamination sites. (2008)