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他山之石足以攻錯：淺談美國環保署汞與有害空氣污染物管制標準及替代方案
2020.12.18 | 17:28
汞與有害空氣污染物管制標準(Mercury and Air Toxics Standards, MATS[1])是美國環保署用以管制燃煤、燃油發電設施(coal- and oil-fired electric utility steam generating units, EGUs)的法規，其草案於2011年提出，隨後引發美國國內相當多討論，後於2012年、2013年曾兩度進行新設法規修正，目前施行版本為2016年發布，該版本並未對原排放限值做修正，僅更新部分說明，使法規更明確。
燃煤發電機組(coal-fired EGUs)因受其使用燃料的影響，可能有多種污染物的排放，其中可能包含HAPs (Hazardous Air Pollutants)，且不同污染物的排放量可能存在較大的差異，美國環保署依據污染物特性和在其他有害空氣污染物排放標準(National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants, NESHAP)的經驗將EGUs可能排放的HAPs分為五類：汞，非汞重金屬之有害空氣污染物，無機之有害空氣污染物（即酸性氣體），非戴奧辛/呋喃之有機有害空氣污染物和戴奧辛/呋喃。
上述五類中的污染物具有相似之特徵，以同一控制技術均可達到相互效果；例如，用於粒狀物(particulate matter, PM)控制的技術可以有效地除去吸附於固體顆粒上飛灰中的非汞重金屬HAP的排放(沸點高)。煙道氣脫硫技術通常使用酸鹼中和反應以除去二氧化硫(SO₂)，該方法對於其他酸性氣體(例如氯化氫(HCl)、氟化氫(HF)、氯氣(Cl₂)等)也具相同效果。
此外，監測燃煤機組之操作參數和煙囪排氣能了解其是否符合標準，故若有較易量測且準確的指標來替代每個HAPs監測，在管制上較易施行且較符合成本效益。美國環保署進行量測指標的研究，因大部分的非汞重金屬其去除率和粒狀物的去除率相關，故以粒狀物做為非汞重金屬的替代指標、HCl或SO₂做為酸性氣體的量測指標；而汞無可替代的指標必須單獨加以管制；另，燃煤發電機組的硫/氯比若大於1，則戴奧辛的生成就會被抑制，故無需尋找戴奧辛的替代指標。
最終美國環保屬將該法規管制之污染物分成三類：(1)粒狀物(或非汞重金屬，或各別有害空氣污染物：銻(Sb)、砷(As)、鈹(Be)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鉛(Pb)、錳(Mn)、鎳(Ni)、硒(Se))；(2)酸氣(氯化氫或二氧化硫)；(3)汞或HF。
其中在非汞重金屬管制部份，依據美國環保署2016年的統計發現，法規生效後，多數電廠均選擇以PM為替代重金屬做為是否合乎標準的判定，亦有超過半數電廠採用粒狀物連續監測結果替代申報重金屬檢測，此三擇一的管制方式，除了對粒狀物及非汞重金屬排放濃度有實際管制效用外，業者亦比較有願意加裝粒狀物連續監測設備以即時監控粒狀物排放，對於異常排放更能即時加以控制，這種以PM監測物質替代重金屬檢測管制的方式，對政府、業者或是環境均可接受管制方式，值得在空污管制上加以借鏡。
參考資料：
[1] National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants From Coal- and Oil-Fired Electric Utility Steam Generating Units and Standards of Performance for Fossil-Fuel-Fired Electric Utility, Industrial-Commercial-Institutional, and Small Industrial-Commercial-Institutional Steam Generating Units
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