環署發表空污科學研究成果 人工智慧助目測判煙、各縣市減量模擬揭曉 | 環境資訊中心
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環署發表空污科學研究成果 人工智慧助目測判煙、各縣市減量模擬揭曉

2021年11月10日
環境資訊中心記者 李蘇竣報導

環保署推動空氣污染防制基金科技研究計畫,補助13所大專院校進行23個空污研究計畫,於9日舉辦成果發表會,發表包括空污檢測技術、人工智慧排煙影像辨識、低溫選擇性氧化還原觸媒(SCR)等成果。環保署副署長強調,政策的背後都需要研究技術支持,也期待這些研發成果可以投入空污治理,加速邁向「無毒家園」的目標。


環保署舉辦「空氣污染防制基金科技研究計畫成果發表研討會」。左起東海⼤學環境科學與⼯程學系教授陳鶴⽂、台灣⼤學環境⼯程學研究所教授闕培德、中央⼤學化學系教授王家麟、雲林科技⼤學環境與安全衛⽣⼯程系教授張⾉輝、逢甲⼤學環境⼯程與科學系教授陳志成。李蘇竣攝

產學合作 新技術、研究助政策達成

環保署與空氣污染問題奮戰多年,因空污的來源、成因複雜,為了研擬出精準的管制減量策略,自2020年起對外徵求研究計畫,讓學術界研究成果與實務需求相互配合。昨日舉行「空氣污染防制基金科技研究計畫成果發表研討會」,選出五項研究進行口頭發表。

環保署副署長蔡鴻德表示,任何政策都需要有研究基礎、新技術的支持,空污排放管制也和目前國家政策「淨零排放」有關,如碳捕捉技術已成為降低製程碳排的關鍵之一,而台灣在相關領域具備高度研發能力,須搶先推動技術及認證的深化,才能達到淨零與無毒家園政策目標。

政策減量目標行不行? 雲科大團隊模擬結果:勉強達標

環保署制定的空污減量政策目標,要在2023年達到全國細懸浮微粒PM2.5年平均濃度要低於每立方公尺15微克(15µg/m³),依照目前的減量策略,我們有機會達標嗎?

雲林科技大學透過空氣品質模式模擬,評估縣市空氣污染防制計畫管制成效,環境與安全衛⽣⼯程系教授張艮輝指出,以當前減量策略模擬,全國年平均濃度可以在2023年達標,但多數台中以南的縣市仍會超標。雖然這些縣市都有在大幅減量,但礙於背景濃度仍較高,效果不明顯。

此外,另一大空品監測項目「臭氧」更需關注,因為西部縣市恐怕全部無法達到臭氧八小時平均值60ppb的標準。張艮輝建議,因目前管制策略偏向改善PM2.5濃度,較不著重臭氧濃度的改善,可透過改變氮氧化物(NOx)與非甲烷碳氫化合物(NMHC)排放減量比例與幅度,協同控制PM2.5與臭氧污染。


從雲林科技大學模擬數據來看,2023年全國年平均可以達到15µg/m³(橘色水平虛線),但仍有數個縣市超標。圖片來源:會議簡報

新技術效果顯著 監測與減量工作或將大幅進展 

要成功達成空氣污染治理目標,監測技術與減量技術缺一不可。在監測方面,中央大學開發出亞洲首套線上「TD-GC/MS」檢測方法,國⽴中央⼤學化學系教授王家麟表示,現行特殊性工業區針對揮發性有機物(VOCs)的監測採樣,除了臭氧前驅物(PAMs)是逐時自動監測,其他52項有害空氣污染物(HAPs)是六天一次,無法即時回饋數據,這套系統可以每小時即時分析103項PAMs+HAPs有機物質,協助溯源與預警,精進工業區空污管理。


王家麟認為,現行特殊性工業區空氣品質監測的效率太慢,無法即時取得數據、追蹤排放源。李蘇竣攝

減量方面,隨著氮氧化物排放標準加嚴,許多業者必須增設選擇性氧化還原(SCR)設備來降低排放,但各種產業製成的熱處理程序不同,導致實際操作上遇到許多問題。

逢甲大學就研發出一款低溫選擇性氧化還原觸媒,有別於常見的觸媒反應溫度約250°C,新型觸媒可低至150°C,且耐久性與耐毒性更好。逢甲⼤學環境⼯程與科學系特聘教授陳志成說,此SCR系統經廢棄物焚化處理廠實測,於低反應溫度時可將廢氣氮氧化物濃度從389ppm降低至8~20ppm,遠低於我國排放標準。

團隊建議,除了不同製程的廠商應選擇不同的SCR設備,政府更應針對污染源的規模、設備與燃料種類制定不同的氮氧化物排放標準,才能有效控管。


逢甲大學研發低溫選擇性氧化還原觸媒(SCR),可提升氮氧化物處理效率。圖片來源:會議簡報

人工智慧學習影像辨識 可成科技執法利器

為了釐清空品實際量測結果與民眾感受落差的問題,台灣大學從能見度下手,透過影像辨識與機器學習,整合空氣品質監測數據,建立空品影像資料庫,可預期推估出民眾的「體感」狀況,做為政策的社會溝通手段,協助判斷民眾對空品的感受。

同樣是影像辨識的新技術,東海大學運用人工智慧學習影像模式,可即時判斷出固定污染源的煙霧排放狀況。只要拍下照片後,透過卷積層神經網路(Convolution)就能精準分析煙霧的不透光率,東海⼤學環境科學與⼯程學系教授陳鶴⽂表示,這項技術可改善當前稽查人員「目測判煙」的爭議,由人工智慧協助檢驗排放是否符合標準,未來可進一步運用於船舶、交通等場域。


東海大學運用人工智慧學習影像模式,判讀煙霧的不透光率,改善目測判煙稽查的爭議。圖片來源:會議簡報

作者

李蘇竣

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