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【投書】中油高雄煉油廠土壤整治只能用燒的嗎?
【投書】中油高雄煉油廠土壤整治只能用燒的嗎?

郭子禎/台灣超臨界流體協會秘書長

高雄市政府為加快中油高雄煉油廠的整治速度,決定現地開挖並在現場以熱脫附或水洗之方法進行土壤復育。這土壤復育方法比不開挖的生物復育法成本更高,卻是可以達到更快速的目的。但是,熱脫附或水洗法明顯存在二次汙染以及處理效果受限的疑慮。煉油廠地下土壤的主要汙染物是以油性的成分為主,尤其有苯污染的問題,苯不溶於水所以水洗法的效果非常有限。碳氫化合物或苯易溶於有機溶劑,若使用溶劑清洗則有大量廢溶劑需要處理,且有殘留疑慮。

採用熱脫附方式可以有效處理,但是苯的排放將引發更多的二次汙染。另外,高雄煉油廠的歷史悠久,汙染物早已部分氧化並可能擴散至土壤的毛細孔洞中,使得熱脫附的困難度更高。另外,經過熱脫附高溫處理的土壤,如果直接回填肥力恢復相當困難。參考行政院環保署於104年出版之「土壤及地下水油品類污染整治作業參考指引」,專家學者擔心土壤中的一級致癌物苯若處理不慎,將危害附近居民的身體健康。

近日盛傳台積電有意至中油高雄煉油廠現址設置晶圓廠,設廠土地之污染整治若未採用較先進的綠色整治技術,或在整治過程造成二次汙染引發居民陳抗,恐降低台積電設廠之意願,及違背台積電綠色永續之精神。因此應選擇更節能減碳、低空污、低廢棄物產生及土壤回填肥力恢復快的復育方式,而超臨界流體萃取法為少數可行方式之一。

超臨界流體萃取法可視為一種溶劑萃取法,最大差異是使用超臨界流體(如:二氧化碳)當作萃取劑,汙染物與萃取劑在降壓後可快速分離且無溶劑殘留問題,萃取溫度低、無空污排放,濃縮污染物收集後集中處理,處理後土壤可直接回填種植作物。在現今碳中和議題下許多石化業、煉鋼業排放的二氧化碳將可收集/捕獲,而利用這些收集/捕獲的二氧化碳進行土壤復育,更符合環保署「綠色及永續導向型整治」的精神。

超臨界流體這個專業名詞對一般民眾來說較為陌生,但「超超臨界燃煤發電」這幾個字眼卻常出現在新聞媒體,即使理工背景的讀者也不見得知道這是什麼東西。「超臨界」顧名思義為超過「臨界點」,眾所周知純物質隨著溫度和壓力變化通常以固相、液相、氣相三種相態存在,當三相達成平衡共存時稱為三相點。三相點為固-液、固-氣、液-氣三條共存線的交叉點,在液-氣共存線有一端點就稱為臨界點。此臨界點對應之溫度、壓力分別稱之為臨界溫度、臨界壓力,化學家將高於臨界溫度與臨界壓力之均勻相稱之為超臨界流體。超超臨界則是在遠離臨界點之更高壓力、更高溫度的狀態,水在此狀態下推動渦輪發電機可有更高的發電效率,發同樣的電可以用較少的煤,因此可以降低空污。

利用超臨界流體萃取清洗汙染土壤,和水洗法或其他液體溶劑清洗汙染土壤的原理相似,但過程中是運用氣體而非水,故無廢水汙染之疑慮,此氣體溶解能力可藉由操控壓力與溫度來調控有無及大小,因此非常適合用於萃取分離用途。超臨界流體最常使用的介質是二氧化碳,超臨界二氧化碳自從1978年首度用於啤酒花萃取之商業製程後,陸續應用在咖啡、茶葉之去咖啡因以及香精油萃取等,取代傳統有機溶劑在天然物機能性成分之萃取、分離、純化使用相當廣泛。

超臨界流體適合運用在須離地處理之重度污染土壤,例如含有高濃度戴奧辛、五氯酚、多氯聯苯、總石油碳氫化合物…等,藉由萃取製程將污染物從土粒中或礫石表面移除,然後在分離製程中收集濃縮。全部製程均在密閉高壓槽體與管路內進行,無污染物逸散、空污等二次污染問題,且操作流體循環回收再使用。處理後的土壤百分之百可回填再使用,而分離收集之高濃度污染物可進入焚化爐燃燒處理,或以較先進之超臨界水氧化法分解成無害物質後排放。

在商業化處理大量污染土壤之成本效益評估上,包括建置成本與操作成本,熱脫附法成本高但技術也較成熟,缺點是二次汙染問題需審慎處理。另由於開挖土方量大且汙染程度差異大,為防止得標業者將汙染土壤簡單摻混未受汙染土方,而不加以落實處理汙染土壤。政府必須對於空汙排放及處理後之土壤回填訂定嚴格標準,以保障居民身體健康,及後續興建之廠商的權益,除了廠址派駐勞安與職安人員以外,也應該要有人員專責土壤汙染處理的監工。重度污染土壤之綠色整治技術可選擇性不多,若要兼顧處理效率、效果(移除率98%以上)、經濟效益,超臨界流體萃取法為優選方法之一。在實務操作上,超臨界流體萃取法可與熱脫附法搭配使用,對於中高揮發性或總石油碳氫化合物濃度較低者適合用熱脫附法,而低揮發性或總石油碳氫化合物濃度高者則可採用超臨界流體萃取法,兩者併行使用可相對提高處理效益。

台灣超臨界流體協會從2004年成立迄今17年,致力於超臨界流體技術之工業化應用推廣,在協會成員產學研界的合作努力下,逐步實現技術自主與設備國產化。過去十幾年已經成功將超臨界二氧化碳萃取技術導入保健食品、化妝品業,商業量產設備已可完全自主設計與製造。應用超臨界流體萃取法處理土壤整治復育目前國外已有商業化運用實績,在國內也有相對成功實測經驗,可成為中油高雄煉油廠的最佳解決方案。

照片來源:Unsplash

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