聯合國2013汞評估報告對台灣的啟示 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

聯合國2013汞評估報告對台灣的啟示

2013年01月26日
作者:黃教彥(內華達大學博士後研究員)

聯合國環境規劃署(UNEP)在19日《水俁公約》(限汞公約)會議上發表《2013年全球汞評估報告》,該報告實對台灣的相關汞污染排放控制有所啟示,在此台灣提供建言如下:

俄羅斯境內的火力發電廠,Gunnar Futsaeter-Cherepetskaya攝,聯合國環境規劃署提供

看完這份評估,聯合國將重要發現放在文章的最尾端,但是我想先從這個部分開始討論。2010年人為汞排放至大氣量約19601010-4070)噸,表示推估誤差大約在 50-100%,這個數值大致上符合近年文獻的推估量1, 2;但是主要排放類別有些出入。聯合國2013評估對全球汞排放的最大影響就是:精算小型金礦(ASGM)的排放量,進而導致ASGM的大氣汞排放量超過燃煤;以上兩個排放源佔了全球大氣汞排放推估量的62%其他主要點源包含鐵與非鐵金屬製程以及水泥製程,這些都是主要的台灣傳統產業。台灣環保署已經制定煙道汞的標準;然而台灣主要火力電廠,尤其台中火力發電廠,必須加快腳步汰換相關空氣污染防制設備。

意料之內的,東南亞的大氣汞排放量為全球的40%尤其中國佔去了其中75%,相較於中國的高年排放量(約600),台灣全國點源排放量約1.5噸。但是相較於其他國家不合理的地方,台灣的地面大氣汞濃度是有偏高的現象,而高山測站卻和全球背景值沒有明顯差異3-5。因此,台灣需要更多的研究釐清地面及高空測站的差異以及地面高濃度值的原因。

研究報告中提及大氣排放減量與食物鏈中汞含量降低的延遲可能長達數十年之久,而汞污染對於人體健康危害主要是來自於食物的攝取,因此大氣汞減量要反應到實際國人健康的效益可能不是立竿見影。

最後提到全球汞的大氣排放高峰是在1950~1970年代而在北美歐洲於2005之前大氣汞排放量是有下降的趨勢,但是新的排放推估顯示,亞洲興新國家的工業發展與能源需求,全球大氣汞排放量有上升的可能。

通篇而論,大氣汞的背景濃度在北美及歐洲有逐漸下降的趨勢,而工業革命後,南半球的大氣汞濃度一直低於北半球主要是因為工業發展與強度集中在北半球6

再來要討論的是本報告中所提出的汞污染,其主要研究斷層如下

1. 汞排放推估的誤差主要來自於以下資訊工業活動強度、工業進料的汞含量、以及大氣污染控制設備的差異;並缺乏以下主要排放源的資訊:聚乙烯單體 vinyl-chloride monomer)製程主要在中國、二次金屬精煉廠、燃料油與氣的萃取運輸及製程、工業及有害廢棄物的焚化及棄置、污泥焚化、以及補牙材料的製程與棄置。

2. 缺乏對流層的大氣汞分佈7,高海拔的大氣汞測量(譬如台灣的鹿林山及竹山8);這些資訊可以幫忙研究人員釐清長途污染傳輸及洲際間的傳輸比例。因為緊鄰中國及東南亞,台灣的大氣污染很容易受到這兩個地方影響,譬如東南亞大火。此外台灣尤其缺乏長時間連續性的地面大氣汞監測,環保署每年數周的採樣方式無法代表台灣地面大氣汞的平均濃度。

3. 顆粒汞跟氣態二價汞(GOM)的採樣誤差太大9, 10,GOM的組成分尚未完全釐清11,導致大氣中GOM的物理化學過程不明,而影響大氣汞模式的推估值。

4. 缺乏大氣汞的乾沉降資訊,因為報告中缺乏大氣汞乾沉降的重要性,在此大概說明。因為乾沉降的測量困難(本身科學的技術限制),且汞在大氣中可以以氣態或顆粒物存在,但是因為這兩個形態的汞的物化特性差別很大,而造成其乾沉降的速率有顯著的差別,但又無法有效分離,因此大氣汞乾沉降直接測量的數據缺乏12, 13,而其又是主要大氣到生態圈的傳輸途徑。目前主要的大氣汞乾沉降數據都是使用間接方法算得14;但因GOM的採樣誤差高達40-60%,而造成間接方法的數據明顯誤差(可以高達100%),而提高全球大氣汞模式的誤差。目前台灣對於大氣汞的乾濕沉降量測數據依然缺乏(主要是中央大學林能暉老師的竹山跟鹿林山測站以及部分弘光大學方國權老師的台中周界測站);加上大氣濃度監測的缺乏,導致台灣大氣汞的分佈非常不清楚,環保署應該針對這點加以改善。

本報告中還有討論很多重點,但我不加以詳述,只列出我覺得對台灣影響較大的部分,並補充個人看法:

1. 排放量評估缺乏誤差值(uncertainty)而造成比較數據上的困難。
2. 海洋及地面累積的汞再釋放回大氣中(re-emmission)的推估,尤其台灣四面環海。
3. 長途與台灣本地污染傳輸的釐清。
4. 因過度開發使得固定在土壤植物中的汞再度釋放。
5. 農廢燃燒跟火葬場這兩個在報告中沒有提到的污染源。
6. 食物中汞含量的定期檢測。
7. 水泥廠的進料管控。

我最後想提及一篇最近的研究,Dr Weiss-Penzias最近做了一個很有趣的研究,提及海岸森林中霧氣的汞含量偏高,尤其是有機汞的部分,主要的來源是海洋表面的二甲基汞生成過程,被海岸森林中的霧氣捕獲,而導致海洋中的汞很快速傳輸到森林的生態系統,並提高了該地區部分昆蟲的汞濃度(這個部分還在假設階段)。

台灣是一個四面環海的國家,並且有多處海岸森林,雖然目前這個研究的不確定性還很高,但是因為台灣的地理位置,應該多注意這部分汞快速移動的途徑。

【註】

  1. D. G. Streets, M. K. Devane, Z. Lu, T. C. Bond, E. M. Sunderland and D. J. Jacob, Environmental Science & Technology, 2012, 45, 10485-10491.
  2. D. G. Streets, Q. Zhang and Y. Wu, Environmental Science & Technology, 2009, 43, 2983-2988.
  3. J. Huang, C.-K. Liu, C.-S. Huang and G.-C. Fang, Chemosphere, 2012, 87, 579-585.
  4. T.-H. Kuo, C.-F. Chang, A. Urba and K. Kvietkus, Science of The Total Environment, 2006, 368, 10-18.
  5. G.-R. Sheu, N.-H. Lin, J.-L. Wang, C.-T. Lee, C.-F. Ou Yang and S.-H. Wang, Atmospheric Environment, 2010, 44, 2393-2400.
  6. F. Slemr, E. G. Brunke, R. Ebinghaus and J. Kuss, Atmospheric Chemistry & Physics, 2011, 11, 4479-4787.
  7. S. N. Lyman and D. A. Jaffe, Nature Geosci, 2011, advance online publication.
  8. G.-R. Sheu and N.-H. Lin, Atmospheric Environment, 2011, 45, 4454-4462.
  9. M. S. Gustin, J. Huang, M. B. Miller, C. Peterson, D. A. Jaffe, J. Ambrose, B. D. Finley, S. N. Lyman, K. Call, R. Talbot, D. Feddersen, H. Mao and S. E. Lindberg, Environ. Sci. Technol., 2013, in press.
  10. R. Talbot, H. Mao, D. Feddersen, M. Smith, S. Y. Kim, B Sive, K. Haase, J. Ambrose, Y. Zhou and R. Russo, Atmosphere, 2010, 2, 1-20.
  11.  J. Huang, M. B. Miller, P. Weiss-Penzias and M. S. Gustin, submitted to Environ. Sci. Technol., 2013.
  12.  J. Huang, H.-D. Choi, M. S. Landis and T. M. Holsen, Journal of Environmental Monitoring, 2012, 14, 2976-2982.
  13.  S. N. Lyman, M. S. Gustin, E. M. Prestbo, P. I. Kilner, E. Edgerton and B. Hartsell, Environmental Science & Technology, 2009, 43, 6235-6241.
  14. L. Zhang, L. P. Wright and P. Blanchard, Atmospheric Environment, 2009, 43, 5853-5864.