高高屏地區屬台灣之工業重鎮，垃圾焚化處理量及交通運具數量僅次於大台北地區，且本區域內石化業及鋼鐵業皆造成嚴重的環境污染問題，本研究使用逸壓模式(Fugacity Model)模擬污染物於各環境介質中之傳輸情形。
本研究選擇高高屏地區為模擬區域，模擬戴奧辛與多環芳香烴經排放源排放至空氣介質後，經由空氣、水體、土壤、底泥、魚體、懸浮固體、植披及有機膜等八個環境介質間之傳輸，推估出污染物於介質之宿命；接著利用推估出之各介質濃度，以人體多介質暴露模式進行人體健康風險評估，評估模擬之污染物對本區域之民眾的終身致癌風險。

本研究模擬結果歸納如下：
1.戴奧辛於各環境介質中，有機膜介質之濃度最高、魚體介質濃度最低；多環芳香烴於各環境介質中，有機膜介質濃度最高、空氣介質濃度最低；兩種污染物於各環境介質中之宿命最終皆累積於土壤介質。
2.戴奧辛經排放源排放至空氣後絕大部分經空氣介質之對流機制衰減移除，而多環芳香烴則是經空氣介質之反應及對流兩種機制衰減移除。
3.污染物於空氣介質在短時間內可達平衡，土壤、底泥及懸浮固體則需較長時間才可達到平衡，達平衡之時間約與污染物在各介質中之半生期時間相近。
4.吸入、攝入及皮膚吸收為人體三大暴露途徑，本研究模擬兩污染物結果顯示攝入為主要暴露途徑，終身致癌風險值皆高於一般風險限值，戴奧辛男性致癌風險為6.79×10-6、女性致癌風險為6.44×10-6；多環芳香烴男性致癌風險為2.83×10-6、女性致癌風險為2.73×10-6。

Abstract:
Southern Taiwan area was important industrial estate in Taiwan, incinerating amount of the rubbish and transport amount in traffic were second only to Taipei Metropolitan; Moreover, petrochemical industry and steel industry causes the pollution of the environment in this region. This research uses the Fugacity Model, simulation the pollutant transmission situation in every environmental media.
In this study, southern Taiwan area was selected as a simulated area, simulated the fate of PCDD/Fs and PAHs in the environment media such as air, water, soil, sediment, fish, suspend solid, vegetation and organic film. The results from the multimedia transport model were then used for the subsequent risk assessment with a Multimedia Total Dose Analysis Model.
1.For accumulated quantity of PCDD/Fs and PAHs in compartments, PCDD/Fs has the least accumulated mass in fish media; PAHs has the least accumulated mass in air media; PCDD/Fs and PAHs have the largest concentration on the organic film media; Most PCDD/Fs and PAHs were found to accumulate in soil media.
2.The major sink of PCDD/Fs was the convection in air compartment; The major sink of PAHs was convection and reaction in air compartment.
3.The shortest persistence time of pollutants occurred in air compartment, and the longer persistence time occurred in soil, sediment and suspend solid. The persistence time was the same as pollutants half-life in each media.
4.From the three exposed way, inhalation, take-in and skin absorption, it was found that intake is the main exposed way for Dioxin and PAHs. For Dioxin, the carcinogenic risk of the male is 6.79×10-6 and is 6.44×10-6 for female. For PAHs, the carcinogenic risk of the male is 2.83×10-6 and is 2.73×10-6 for female.

目錄
目錄	I
表目錄	V
圖目錄	VII
第一章  前言	1
1.1  研究緣起與目的	1
1.2  研究內容	2
第二章  文獻回顧	3
2.1  模擬污染物的特性	3
2.1.1  PAHs	3
2.1.1.1  PAHs的基本性質及來源	3
2.1.1.2  PAHs之形成及去除機制	6
2.1.1.3  PAHs之生物毒性及危害性	7
2.1.1.4  PAHs之氣固相轉換及分佈	8
2.1.2  戴奧辛	10
2.1.2.1  戴奧辛之基本性質及來源	10
2.1.2.2  戴奧辛之形成及去除機制	12
2.1.2.3  戴奧辛之生物毒性及危害性	14
2.1.2.4  戴奧辛之氣固相轉換及分佈	15
2.2  國外多介質傳輸模式之發展	17
2.2.1  空間多介質模式(Spatial Multimedia Model)	17
2.2.2  均勻介質模式(Uniform Models)	17
2.2.3  空間多介質區劃模式(Spatial Multimedia Compartment Model)	19
2.3  國內多介質傳輸模式之發展	19
第三章  研究方法	22
3.1  逸壓模式之架構	22
3.2  FUGACITY模式理論	22
3.3  質量守恆方程式	25
3.4  介質的逸壓容量(Z VALUE)	27
3.5  污染物的傳輸係數(D VALUE)	29
3.5.1  質傳係數	29
3.5.1.1  湖泊、空氣介面之氣相質傳係數(U1、U7)	29
3.5.1.2  空氣與水介面之液相質傳係數(U2)	30
3.5.1.3  空氣與土壤介面之氣相質傳係數(U5)	31
3.5.1.4  沉澱物與水介面之質傳係數(U8)	31
3.5.1.5  懸浮固體與水體介面之質傳係數(U13)	32
3.5.1.6  魚體與水及水與魚體之總面積的質傳係數(U14)	33
3.5.1.7  空氣與有機膜之質傳係數(U16、U17)	33
3.5.1.8  水體與有機膜介面之質傳係數(U18)	34
3.5.1.9  空氣與植披介面之質傳係數(U19、U20)	34
3.5.1.10  土壤與植披介面之質傳係數(U24)	35
3.5.1.11  其他相關質傳係數	36
3.5.2  擴散係數(Partition Coefficient)	36
3.5.2.1  土壤基質之擴散係數(Dsm)	36
3.5.2.2  空氣擴散係數(Da)	37
3.5.2.3  水相擴散係數(DW)	38
3.5.2.4  沉澱物擴散係數(Dsed)	38
3.5.3  各介質間之傳輸係數	39
3.6  FUGACITY模式的數值方法	41
第四章  多介質模式模擬－以高高屏地區為例	42
4.1  模擬區之選擇	42
4.2  模式參數輸入資料	43
4.2.1  地理資訊資料	43
4.2.2  植披及薄膜輸入參數	45
4.2.3  氣象資料參數	46
4.2.4  各介質參數及密度	46
4.2.5  對流參數	47
4.2.6  模擬污染物之物化特性參數	48
4.2.7  程式運算之相關參數	51
4.3  排放量推估	55
4.4  結果與討論	57
4.4.1  PCDD/Fs於環境中之宿命	57
4.4.2  PAHs於環境中之宿命	66
4.4.3  相關研究及實測值之比較	71
4.4.3.1  相關研究比較	71
4.4.3.2  實測值之比較	71
4.4.4  不同介質分類模擬比較	72
4.4.5  靈敏度分析	73
4.4.6  風險評估	75
4.4.7  高高屏地區與大台北地區健康風險之比較	85
第五章  結論與建議	86
5.1  結論	86
5.2  建議	87
參考文獻	88

 
表目錄
表2-1 PAHS之致癌性與致突變性強度	3
表2-2 不同來源PAHS之比例	5
表2-3 PAHS監測資料	9
表2-4 戴奧辛之毒性當量因子	15
表2-5 國內外具代表性之多介質傳輸模式比較	21
表3-1 八介質之FUGACITY質量守衡方程式	26
表3-2 FUGACITY所用介質對污染物容納指標Z值	28
表3-3 FUGACITY模式中內定之質傳係數	36
表3-4 各介質間之傳輸係數	40
表4-1 高高屏地區不滲透面積表	44
表4-2 植披及薄膜相關係數	45
表4-3 高雄氣象站之溫度、降雨量及風速	46
表4-4 各介質之有機碳分率、體積分率及重量分率	47
表4-5 PCDDS物化特性參數	48
表4-6 PCDFS物化特性參數	49
表4-7 PAHS物化特性參數	50
表4-8 模擬區各介質詳細資料	54
表4-9 高高屏地區戴奧辛排放量	55
表4-10高高屏地區PAHS排放量	56
表4-11 PCDD/FS與PAHS相關研究比較	71
表4-12本研究與相關實測值比較	72
表4-13不同介質分類於各環境介質之宿命	72
表4-14 高高屏與大台北地區之終身致癌風險	85
 
圖目錄
圖2-1 戴奧辛化合物之化學結構	10
圖3-1 FUGACITY模式之架構圖	23
圖4-1 模擬區域範圍圖	42
圖4-2 PCDDS於各介質之濃度分佈	58
圖4-3 PCDFS於各介質之濃度分佈	58
圖4-4 PCDDS於各介質之累積量分佈	59
圖4-5 PCDFS於各介質之累積量分佈	59
圖4-6 2,3,7,8-TCDD於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	60
圖4-7 1,2,3,7,8-PECDD於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	61
圖4-8 1,2,3,7,8,9-HXCDD於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	62
圖4-9 2,3,7,8-TCDF於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	63
圖4-10 2,3,4,7,8-PECDF於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	64
圖4-11 1,2,3,4,7,8-HXCDF於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	65
圖4-12 PAHS於各介質之濃度分佈	67
圖4-13 PAHS於各介質之累積量分佈	67
圖4-14 BAA於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	68
圖4-15 BAP於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	69
圖4-16 BBF於各介質傳輸情形及濃度隨時間變化圖	70
圖4-17 不滲透面積指數對模式之靈敏度分析	74
圖4-18葉面積指數對模式之靈敏度分析	74
圖4-19 戴奧辛暴露路徑分佈圖	76
圖4-20 戴奧辛攝入路徑分佈圖	77
圖4-21 戴奧辛暴露量與年齡之關係圖	78
圖4-22 戴奧辛健康風險與年齡關係圖	79
圖4-23 PAHS暴露路徑分佈圖	81
圖4-24 PAHS攝入路徑分佈圖	82
圖4-25 PAHS暴露量與年齡之關係圖	83
圖4-26 PAHS健康風險與年齡關係圖	84

參考文獻
1.行政院環境保護署(2006)。中華民國空氣品質監測報告95年年報。
2.行政院經建會(2008)。都市及區域發展統計彙編-96年版。
3.李佳宜(1999)。戴奧辛與有機污染物之多介質傳輸研究。淡江大學水資源及環境工程學系碩士班碩士論文。
4.李昭賢(1997)。揮發性有機物於多介質之傳輸模擬。淡江大學水資源及環境工程學系碩士班碩士論文。
5.林芝寧(2001)。新竹地區毒性化學物質流布之風險評估。淡江大學水資源及環境工程學系碩士班碩士論文。
6.邱啟榮(1998)。多環芳香組於多介質的傳輸模擬。淡江大學水資源及環境工程學系碩士班碩士論文。
7.唐琦(2004)。天然香楠林之微氣候特性研究。國立中興大學水土保持學系博士班博士論文。
8.陳守憲(1998)。污染物宿命與風險評估與整合系統。淡江大學水資源及環境工程學系碩士班碩士論文。
9.陳英欽(1999)。有機化合物於多介質之傳輸模擬及其風險評估。淡江大學水資源及環境工程學系碩士班碩士論文。
10.陳飛良(2000)。大氣中多環芳香烴化合物之濕沉降。屏東科技大學環境工程與科學系碩士論文。
11.陳慶忠(2006)。都市垃圾焚化廠排放戴奧辛對周遭環境之影響評估。南台科技大學化學工程研究所碩士班碩士論文。
12.許蕙琳(1996)。大氣中多環芳香烴化合物之粒徑分佈及乾沈降研究。國立成功大學環境工程學研究所博士論文。
13.郭國鑫(1993)。揮發性有機物在土壤中之汙染評估。國立台灣大學環境工程學研究所碩士論文。
14.張志雄(1995)。汽車參作參數對汽車排放多環芳香化合物趨勢影響之比較。國立成功大學環境工程學系碩士班碩士論文。
15.張俊欽(2001)。大氣中S-VOCs分佈係數影響多介質傳輸模式之研究。國立雲林科技大學環境與安全工程系碩士班碩士論文。
16.湯鴻志(1991)。都市大氣中多環芳香碳氫化合物反應性研究。國立臺灣大學環境工程學研究所碩士論文。
17.鄭吉良(2001)。利用中毛細管液相層析管柱分析多環芳香烴相關致癌物研究。中國醫藥學院環境醫學研究所碩士論文。
18.鄭祈全、邱祈榮、陳燕章(1997)。應用遙測方法估測台灣杉林分之葉面積指數。台灣林業科學，12(3):309-317。
19.鄭百乘(2003)。台灣地區周界環境中戴奧辛指紋圖譜和分佈之探討。國立清華大學化學系博士班博士論文。
20.鄭光榮(2007)。都市戴奧辛與多環芳香烴的宿命與風險評估。淡江大學水資源及環境工程學系博士班博士論文。
21.Bennett, D.H., T.E. McKone, et al.(1998). General formulation of characteristic travel distance for semivolatile organic chemicals in a multimedia environment. Environmental Science and Technology 32(24): 4023-4030.
22.Clarke, J.P.(2006). Applying the multimedia urban model to measured PCBs, PAHs and PBDEs in urban areas. Master’s Thesis, University of Toronto, Toronto.
23.Clay, R.E.(1992). Multimedia Environmental distribution of Gaseous Dissolved, and Particle-Bound Pollutants, Master’s Thesis, UCLA.
24.Cohen, Y.(1986). Intermedia Transport Modeling in Multimedia systems. Pollutants in a Multimedia Environment, Plenum Press, New York.
25.Devillers, J., S. Bintein, et al.(1995). Chemfrance: a regional level III fugacity model applied to France. Chemosphere 30(3): 457-476.
26.Diamond, M.L., S.E. Gingrich, et al.(2000). Evidence for organic film on an impervious urban surface: Characterization and potential teratogenic effects.  Environmental Science and Technology 34(14): 2900-2908.
27.Diamond, M.L. and D.A. Priemer.(2001). Developing a multimedia model of chemical dynamics in an urban area. Chemosphere 44(7): 1655-1667.
28.Finizio, A., D. Mackay, et al.(1997). Octanol-air partition coefficient as a predictor of partitioning of semi-volatile organic chemicals to aerosols.  Atmospheric Environment 31(15): 2289-2296.
29.Gimmer, G.(1983). Environmental Carcinogens: Polycylic Aromatic Hydrocarbon. Environmental Science & Technology 24: 1581-1585.
30.Harner, T. and T.F. Bidleman.(1998). Octanol-air partition coefficient for describing particle/gas partitioning of aromatic compounds in urban air.  Environmental Science and Technology 32(10): 1494-1502.
31.Kwamena, N.O.A., J.P. Clarke, et al.(2007). Assessing the importance of heterogeneous reactions of polycyclic aromatic hydrocarbons in the urban atmosphere using the Multimedia Urban Model. Atmospheric Environment 41(1): 37-50.
32.Mackay, D.(1991), Multimedia Environmental Models : The Fugacity Approach,  Lewis Publishers, Inc.
33.McKone, T.E.(1993). CalTOX: A Multimedia Total-Exposure Model For Hazardous- Wastes Sites: Part I: Executive Summary. prepared for the State of California, Department of Toxic Substances Control, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA, UCRL- CR-111456PtI.
34.McKone, T.E.(1993). CalTOX: A Multimedia Total-Exposure Model For Hazardous- Wastes Sites: Part II: Multimedia Transport and Transformation Model. prepared for the State of California, Department of Toxic Substances Control, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA, UCRLCR-1l1456PtI.
35.Palm, A.(2001). The Environmental Fate of Polybrominated Diphenyl Ethers in the Centre of Stockholm - Assessment Using a Multimedia Fugacity Model. Stockholm, Sweden, Umea University. Master Thesis.
36.Suzuki, N., M. Yasuda, et al.(1998). Model simulation of environmental profile transformation and fate of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans by the multimedia environmental fate model. Chemosphere 37(9-12): 2239-2250.
37.Trapp, S. Matthies, M.(1997). Modeling volatilization of PCDD/F from soil and uptake into vegetation. Environ. Sci. Technol. 31:71-74.
38.Tuominen, J., S. Salomaa, et al.(1988). Polynuclear Aromatic Compounds and Genotoxicity in Particulate and Vapor Phases of Ambient of Air: Effect of Traffic, Season and Meterorological Condition. Envior. Sci. Technol. 10:7.
39.Zhang, Q., J.C. Crittenden, et al.(2003). Development and evaluation of an environmental multimedia fate model CHEMGL for the Great Lakes region. Chemosphere 50(10): 1377-1397.