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計畫緣起
計畫目標與架構
空氣品質監測
風機啟動及監測設施品保品管
管制策略
活動訊息
成果摘要
計畫緣起
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宜蘭縣位於台灣東北部,其在公路交通方面過去依靠台 2 公路(濱海公路),台 9 公路(北宜公路)兩線省道公路為與台北地區之主要交通路線,而兩公路受限於山脈阻隔及路線迂迴,造成長期以來本縣與台灣西部之間道路交通的不方便。但自 95 年 6 月 16 日北宜高速公路坪林至頭城之間的雪山隧道通車後,即提供蘭陽地區與台北間快速、安全、舒適之道路服務,通車後將可大幅縮短兩地旅運時間至 40 分鐘以內。但雪山隧道通車後雖帶來旅運上之便利,同時也帶來更多交通旅次車輛進入本縣,因此經過高速公路之車流量之增加,將成為空氣污染管制上重要之課題。 |
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故本縣環境保護局自 95 年起委託本公司執行「北宜高速公路空氣品質監測及管制計畫」,針對北宜高速公路在通車前後隧道口以及頭城交流道附近之空氣品質現況,執行空氣品質監測作業以瞭解空氣品質現況,同時研擬空氣污染管制策略,提供後續管制之依據。
針對北宜高速公路之管制策略包括「即時空氣品質監控及預警系統」、「運輸管理」、「車輛污染減量管理」,由於 96 年 11 月 15 日已開放大客車通行,對宜蘭地區之空氣品質會有所影響,因此除持續針對高速公路之敏感地區執行空氣品監測以瞭解其空氣品質外,預計 97 年度將查驗雪山隧道內空氣品質監測設施品質保證及品質管理作業,並督導高公局針對雪山隧道內空氣品質維護進行風機啟動作業並評估其有效性及建議其管制標準。鑒於北宜高速公路通行大小客車後對於宜蘭縣之空氣品質實為重要之影響 |
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,需要一個持續性計畫以管理北宜高速公路之空氣品質,故 97 年度延續 96 年度擬定之管理措施以及管制策略,研擬「北宜高速公路空氣品質監測管制及雪山隧道空氣品質管理計畫」,落實管制策略減少因通車後所造成之環境衝擊。
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計畫目標與架構
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因應大客車通車效應,於雪山隧道內外進行空氣品質監測與評估,並推估大客車通車後之污染排放量。
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掌握北宜高速公路營運階段空氣品質及交通流量現況。 |
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協助並落實北宜高速公路營運階段污染管制措施,包括配合運輸管理機制。 |
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延續歷年北宜高速公路空氣品質之監測作業,持續分析高公局於營運階段因應環境影響評估要求所需執行之環境品質監測作業。
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督導高公局針對雪山隧道內空氣品質維護進行風機啟動作業以及協助進行自動監測設施之品質保證及品質管理查驗。
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空氣品質監測
風機啟動及監測設施品保品管
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• 風機設置現況:
雪山隧道共設 3 組通風豎井 ,採加強縱流式通風系統,包括三組通風換氣站與 3 組通風中繼站並裝有 36 台軸流式主風機,主線裝有 112 台噴流風機 。每組通風站設置進氣豎井與排氣豎井各一座,新鮮空氣由進氣豎井引入隧道,稀釋隧道汽車排放廢氣及煙塵,污濁空氣再經由排氣豎井排出。 |
• 風機設置現況:
雪山隧道共設 3 組通風豎井 ,採加強縱流式通風系統,包括三組通風換氣站與 3 組通風中繼站並裝有 36 台軸流式主風機,主線裝有 112 台噴流風機 。每組通風站設置進氣豎井與排氣豎井各一座,新鮮空氣由進氣豎井引入隧道,稀釋隧道汽車排放廢氣及煙塵,污濁空氣再經由排氣豎井排出。
風機啟動作業機制評估與測站比對作業同時執行。
O 目的 : 瞭解風機啟動之最佳性能及效能
O 方式 : 藉由監測結果比較啟動各種條件通風機組時隧道內空氣品質
O 地點 : 南向隧道內中間處及南向隧道內下風處
O 項目 :懸浮微粒 、一氧化碳 及氮氧化物 濃度監測
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管制策略

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研擬之空氣品質管制策略及措施進行追蹤並落實執行,同步持續推估及修正移動污染源排放量以評估現有管制措施之效益,並於實施管制措施後評估成本效益,作為後續修正之依據。
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活動訊息
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雪山隧道內及隧道外空氣品質監測協商會議
目前本計畫於 97 年 11 月 27 日 邀請國道高速公路局北區工程處相關承辦人員於環保局第二會議室辦理監測協商會議,本次會議之目的主要係藉由雙方協調溝通,以瞭解隧道內及隧道外監測作業之執行方式,希望高公局能協助本計畫監測作業之執行,以便實際瞭解隧道內外空氣品質現況
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☆ 協助辦理「北宜高速公路開放大客車通行對本縣空氣品質影響分析研討會會議」
97年12月19日協助辦理,會議內容如下:
( 1 )北宜高速公路大客車通車後對周遭空氣品質之影響。
( 2 )北宜高速公路開放大客車對隧道內空氣品質之影響。
( 3 )雪山隧道空氣品質管制與環境通風管理。
( 4 )長隧道大型車防災管理。
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☆ 開鏡式監測地點-頭城收費站監測設備放置地點示意圖

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監測車監測地點-南向隧道口處監測設備放置地點示意圖

☆ 隧道內粒狀污染物監測照片
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隧道內有害污染物採樣照片

成果摘要
結論
一、統計 97 年 10 月至 98 年 5 月南港蘇澳段之車流量,以 98 年 1 月份之車流量最多,若以由坪林至頭城交流道間計算南下車道車流量,分析結果顯示每月約有 67 萬 ~81 萬之車輛次經由北宜高速公路進入宜蘭縣,平均每月車流量約為 70 萬輛;而計算北上車流量則每月約有 65 萬 ~78 萬之車輛次經由北宜高速公路離開宜蘭縣境內,平均每月車流量約為 69 萬輛。其中大客車之車輛數介 23,070~47,192 輛,僅佔雪山隧道車流量 1.92%~3.93% 。
二、非假日與假日車流量之變化,於小客車方面,小客車於假日之平均車流量為 25,584 輛,非假日車流量為 17,393 輛,假日為非假日車流量的 1.47 倍,而大客車方面,大客車假日之平均車流量為 1,367 輛,非假日車流量為 946 輛,假日為非假日車流量的 1.44 倍。
三、統計 97 年 10 月 ~98 年 5 月行駛於頭城蘇澳段之車流量所排放污染物之總量,以 NO X 最多,為 488.16 公噸,其次分別為 CO 總排放量 461.28 公噸、 NMHC 總排放量 78.55 公噸、 TSP 總排放量 40.31 公噸及 PM 10 排放量為 30.17 公噸,而 SO X 總排放量最少,為 1,30 公噸。。將車流量所排放污染物之總量與 97 年同期宜蘭縣總排放量進行比對得知,北宜高移動源所排放 PM10 之比例僅整全縣各類污染源排放總量之 0.74% 、 SO X 所佔比例為 0.35% 、 NO X 所佔比例為 2.57% 、 CO 所佔比例為 1.41% 、 NMHC 所佔比例為 0.57% 。
四、本次隧道外頭城收費站開徑式監測期間,當遇大陸冷氣團來襲時,測站濃度則會有上升的趨勢,以 1 月 9 日 為例,當日冷氣團來襲後,溫度明顯驟降,各污染物平均濃度則有明顯升高,因此本次各污染物監測濃度除受本地污染源及移動源之影響外,亦需考慮到外來傳輸之影響。
五、南下隧道外出口處之監測車監測結果,其監測濃度高於宜蘭地區背景濃度, NOx 小時平均濃度為 198.4ppb ; NO 小時平均濃度為 140.2ppb ; NO 2 小時平均濃度為 58.2ppb ; SO 2 小時平均濃度為 5.3ppb ; CO 小時平均濃度為 1.6ppm ; O 3 小時平均濃度為 31.8ppb ; PM 10 小時平均濃度為 17.1 ug/m 3 ,該監測點代表意義為隧道外環境所測得之最高曝露濃度,亦可視為隧道廢氣排放至大氣環境之最大衝擊點。
六、隧道內氣狀物之監測結果,以北上隧道 1 號人行橫坑濃度最高,該測點位於宜蘭往台北之隧道出口端,約 400 公尺處,該測站距離隧道出口端不遠,依據隧道內之活塞效應影響,污染物的累積最為明顯,各項污染物監測結果顯示,其中 SO 2 小時濃度介於 0.3 ~ 44.1 ppb ,平均值為 19.3 ppb ; NO 濃度介於 34.1 ~ 6670 ppb ,平均值為 2626 ppb ; NO 2 濃度介於 0.8 ~ 287 ppb ,平均值為 101 ppb ; CO 濃度介於 0.8 ~ 65.8 ppm ,平均值為 22.7 ppm 。
七、南下隧道由北 ( 台北 ) 往南 ( 宜蘭 ) 為下坡路段其坡度為 1.255% ,監測結果南下平均風速約為 4.0 m /s ,北上隧道內平均風速約為 3.5 m /s ,其差異應為受地型、車速、隧道口風壓及風向所影響,北上路段為爬坡路段,車輛排放之廢氣易增加且因北上隧道風速較弱,故監測數據顯示隧道污染物濃度高於南下隧道。
八、雪山隧道南下車道揮發性有機物濃度以 Ethylene 最高,濃度值為 161.56 ppb ,其次為 Acetylene ( 濃度為 84.25 ppb) ,第三高和第四高分別是 MTBE 濃度 70.89 ppb 及 Propylene 濃度 61.91 ppb ,而 Toluene 濃度 37.59 ppb 居第五高。北上車道揮發性有機物濃度亦以 Ethylene 最高,濃度值為 160.96 ppb ,其次為 MTBE ( 濃度為 129.93 ppb) ,第三高和第四高分別是 Isopentane 濃度 93.29 ppb 及 Propylene 濃度 58.98 ppb ,而 1-Butene 濃度 55.39 ppb 居第五高。
九、在重金屬監測方面,目前國內僅對鉛污染物訂定管制標準,由本次監測結果可知,鉛濃度符合國內空氣品質標準 1.0ug/m 3 ,此與通行之車種污染特性,因隧道內並無通行大貨車及機車,另外亦與油品管制成效有關。
十、本計畫監測結果與環保署 95 年 12 月出版之〝空氣品質分析與空品區空氣品質改善推動計畫 - 雪山隧道內空氣品質監測與調查〞隧道內非假日時段南下 PM 10 監測資料 ( 第 8 避車彎: N8) 進行比較,經比較結果顯示,本次 PM 10 監測濃度 ( 平均值 111.0 μg/m 3 ) 較 95 年度環保署平均監測值 ( 平均值 74.5 μg/m 3 ) 高。
十一、於南下隧道進行 8 個測點之主要污染物 CO 監測結果,依據監測數據結果得知,隧道內通風系統皆未啟動下,隧道內污染物分佈呈現濃度梯度直線累積,近隧道口之下風處污染最高。
十二、本計畫已於 97 年 11 月 27 日 邀請國道高速公路局北區工程處相關承辦人員於環保局第二會議室辦理監測協商會議,係藉由雙方協調溝通,以瞭解隧道內及隧道外監測作業之執行方式。另本計畫於 97 年 12 月 19 日 協助國道 5 號北宜高速公路大型柴油車輛稽查及評估管制計畫舉辦之「北宜高速公路開放大客車通行對本縣空氣品質影響分析研討會」會議。
十三、在雪山隧道異常狀況緊急應變處理方面,本計畫自簽約日起開始進行隨時掌握北宜高速公路空氣監測連線系統狀況,並未發現有非儀器異常之異常數據 (CO 值超過 75 ppm ; NO 值超過 25 ppm 及 VI 值超過 0.007 m -1 ) ,因此均未有啟動緊急應變機制,但與高公局協商於連續例假日擁塞時段要求開啟通風系統,以改善隧道內空氣品質及降低溫度。
十四、從風機啟動監測結果得知,超高車流量之交通擁塞時段進行風機啟動啟動 14 台風機 ( 每小時電費約 2,000 元 ) , CO 濃度約可降低 1/4 ,濃度降低後可控制在 30ppm 左右。
十五、隧道內監測設施品保比對結果顯示,南下 36 號人行橫坑監測平均差異, CO 為 4.44ppm ,比測結果以 5/14 比測差異結果最好,為 0.2ppm ,經查主要係因高公局派員進行設備定期保養與校正,故有此可知設備儀器之保養維護極為重要,而溫度平均差異極微,為 -0.68 ℃;在南下 18 號人行橫坑方面, CO 監測平均差異為 1.83ppm ;溫度平均差異為 0.03 ℃。
建議
一、為評估大貨車通行對於宜蘭地區空氣品質之影響及隧道內污染物之變化情形,未來應持續進行污染物監測作業,以利掌握北宜高速公路全線之空氣品質。
二、南下於超高車流量之交通擁塞時段應進行 14 台以上風機之啟動,預計 CO 濃度約可降低 1/4 左右,濃度降低後可控制約在 30ppm 。北上雪山隧道為一爬坡路段,上坡時車輛油門增加,車速較慢亦會造成燃料燃燒不完全及增加廢氣量,因此從頭城到坪林(上坡車道)的空氣品質相對較南下差,因此建議於高車流量時啟動風機。
三、由於雪山隧道從通車後車流量有逐年上升之趨勢,因此建議未來應加強隧道內清理作業。
四、由於近年來 PAHs 之健康危害性愈來愈顯著,檢測之 PAHs 物種也日益增加,因此建議未來研究檢測之 PAHs 物種應由原來 16 種增加為 36 種,其中包含美國 EPA 公告之 16 種 PAHs , 8 種致癌性物種 (8 Carcinogenic PAHs ,8C-PAHs) 與 5 種異質 PAHs(5 Hetero-PAHs, 5H-PAHs) 。其中 5 種異質 PAHs 為含氮、氧、硫之 PAHs ,由於氮、氧、硫是與人體新陳代謝相近之元素成分,較易被人體吸收,因此危害性不容小覷,也是未來觀察 PAH 危害之重要物種。

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