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親水性高分子隨著水尾土跑四方 聚丙烯醯胺長期生態風險令人憂(上)

相信大家都看過砂石場。它們常常位於河川旁,有怪手、推土機、碎石機與篩洗機等機具設備,有許多砂石車進進出出、有長長的輸送帶將篩選出不同尺寸的砂石粒料分類存放,處理過程中會產生轟隆隆的噪音、灰濛濛的揚塵、還有泥濘的污水,作業環境通常不太清爽。

每年224億元產業 有價拼命挖 無行情就亂填亂排?

根據經濟部地質調查及礦業管理中心統計,國內2020-2022年期間砂石需求量每年約在7,200萬噸左右,其中約有5,000萬噸為來自河川開採,1,600萬噸來自營建剩餘土石方;以每立方砂石約1.5噸計,相當於每年開採了3,333萬立方米的河沙、再利用了1,066萬立方米的營建剩餘土石方,總計產出約4,400萬立方米的砂石。

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資料來源:《砂石穩定供應推動方案》,砂石開發供應政策評估說明書第一次通盤檢討作業 (草案)公聽會,經濟部地質調查及礦業管理中心,2023.10.19。

這些砂石的料源在砂石場的碎解洗選過程中,會產生大量廢水,其經混凝沈澱處理後,會產出大量污泥,俗稱「水尾土」。據2009年一份研究推估1,「一立方公尺之砂石產量會產出約2.25立方公尺之廢水量,廢水中懸浮固體物濃度平均值為13,915mg/l,換算每立方公尺廢水約有14kg污泥量。」亦即,每產生一噸的砂石,會產出21公斤的水尾土;也就是每年約6,600萬噸的國產砂石,會有138.6萬噸的水尾土跟著產出。

然而每噸砂石可賣得280-400元左右(每噸平均價格約為340元),而遇水如爛泥又沒什麼肥份的水尾土,則工程與農用需求均相當低落,因此如同營建工程挖除的土方,常成為非法回填廢棄土的主角之一。

有些不肖的砂石業者為了去化這些效用低的水尾土,常常以「免費填土」名義誆騙農民,在農民點頭後立刻把大量水尾土回填到農地,回填高度甚至超出路面;也曾聽聞有業者利用為農民整地的機會偷天換日,把農地中的上層好土以及底層可賣得好價錢的礫石挖走,回填這些沒有什麼肥份的水尾土,令農民為之氣結;另有業者會把這些水尾土送給那些已不打算務農的農民回填農地,成為農地非農用的第一步:這些農民打著經營休閒農場或興建農舍名義,把農地填得老高,之後這塊地可能成為停車場、堆置場或工廠,不再有農作之實。

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正常農民總是希望土壤鬆軟肥美,但照片中這般的農地回填,卻不是為著務農,且回填土方疑似為來自砂石場的水尾土,顆粒細密,沒什麼肥份。

當這些非法回填事件遭檢舉時,某些縣市的環保局人員常判定這些水尾土為一般土方,不屬廢棄物範疇;而回填行為人或同意回填的地主,也常辯稱所回填者為一般土方,儘管這些水尾土仍有些特質,使得其不同於一般土方。

水尾土是不是廢棄物?工程會協調前環署修改認定原則 抓錯重點

根據前環保署於2009年及前工業局於2015年的函釋,不管這些水尾土是來自營建剩餘土石方或天然砂石的洗選廢水,只要有經過化學混凝程序而產出者,即屬廢棄物範疇,當以「污泥」視之;若未經化學混凝程序,只採自然沈澱者,屬土石餘泥。2而這些砂石場為了節省廢水處理所需時間與空間,通常會加化學混凝劑「聚丙烯醯胺」以加快廢水中懸浮物質的沈澱,因此大部分的水尾土一產出即為廢棄物,但當其非法跑到環境中後,卻未曾聽聞有地方環保局人員去採樣檢測其聚丙烯醯胺含量,驗明正身到底是一般土方,還是歸屬廢棄物或土石餘泥的水尾土。

2017年初修訂生效的廢清法,增訂了明確的廢棄物定義,這種到底是不是廢棄物的爭議,按理應該可以劃下句點。根據該法第二條與第二條之一,可用來判定水尾土到底是不是廢棄物的認定原則包括:「減失原效用、被放棄原效用、不具效用或效用不明者」、「於營建、製造、加工、修理、販賣、使用過程所產生目的以外之產物」、「製程產出物不具可行之利用技術或不具市場經濟價值者」、「違法貯存或利用,有棄置或污染環境之虞者」,但地方環保局對於這些被填到農地、看來和泥巴沒什麼不同的水尾土,鮮少依這些認定原則來辦理。

而砂石業者顯然也不滿這些水尾土被直接認定為廢棄物,因為要委託合法的清除處理或再利用業者,去化管道比起營建剩餘土石方還要限縮:營建剩餘土石方中的石方,可取代砂石,土方可做為填料,用於水面填平、低窪地填土、道路填土、河川築堤、海岸或海埔地築堤、公園造景、灘地美化。水尾土按理也可做為填料,但若歸屬為廢棄物,須專案申請再利用,如果沒有人要拿去再利用,依法要拿去掩埋場,費用高昂。

因此砂石公會聯合向工程會陳情,在工程會協調下,於2023年1月由前環保署頒訂《砂石場廢水處理設施產出物品質及管理規範》,規定只要滿足下列要件,水尾土即視同營建剩餘土石方,依內政部營建剩餘土石方處理方案相關規定辦理;若否則認定為廢棄物,其流向申報與紀錄,清除處理或再利用方式,須依廢清法辦理:

  1. 水尾土的料源僅限疏濬土石或營建剩餘土石方。
  2. 所添加的混凝藥劑中之丙烯醯胺(acrylamide)含量不得超過50ppm。
  3. 水尾土的丙烯醯胺含量不得超過750ppb。
  4. 八大重金屬(鉛、鎘、鉻、銅、砷、汞、鎳、鋅)溶出量,不得超過焚化底渣再生粒料第二級的環境用途標準。

該規範並依農業部的農地填土原則,要求水尾土無論品質符合不符合前述規範,不得回填於農業用地。

然而該規範不只一舉否定了前環保署與前工業局的函釋,也無視廢清法根據物質效用、產生目的、市場價值、利用技術、環境風險等判定製程產出物是否為廢棄物的認定原則,而只以是否含有一定量以上丙烯醯胺來判定對環境危害之風險,若風險低即視同營建剩餘土石方;若果如此,那許多也是環境風險不高才被歸類為一般事業廢棄物的東西,是否也可不用認定為廢棄物?

再者,營建剩餘土石方正是因為欠缺中央法制規範、只有寬鬆不一的地方自治條例而管得亂七八糟,因為供過於求而到處亂竄,因此把水尾土視同營建剩餘土石方,等於是放鬆對水尾土的管制,同時也未解決其去化管道不足的問題,不然工程會就不需要在協調改變認定原則之餘,還要「主動提供去化管道資訊,協助業者加速去化」,告知砂石業者「得循臺北港收容民間工程土石方方式,運送至臺北港收容。」3

也就是說,工程會抓錯重點,業者需要的是合法合理、量能充足的去化管道,而水尾土性質如同營建剩餘土石方中最沒價值的B6類(淤泥或含水量大於 30%之土壤)與B7類(連續壁產生之皂土)4,其到底該怎麼再利用的問題,不會因為視同營建剩餘土石方就得到解決,應該是請經濟部,規劃適材適所、衡量過環境風險的再利用方式,並依照廢清法39條公告再利用,將之化為明確、具體的法律規範,必要時並依照廢清法33條,向砂石業者收取費用,由經濟部來設置或輔導設置可把水尾土資源化的處理設施。

水尾土不是拿來吃的炸薯條 丙烯醯胺殘留量非重點

而且,把丙烯醯胺含量當作水尾土環境風險的主要指標之一,妥適嗎?

於砂石場廢水中添加含有聚丙烯醯胺的化學混凝藥劑而形成的水尾土,其和一般砂泥的差異,主要來自於聚丙烯醯胺這種人造高分子。顧名思義,聚丙烯醯胺是由丙烯醯胺聚合而成的聚合物,但其實也包括由丙烯醯胺與其他單體共同聚合而成的共聚物,由於組成分子鏈的每個單體上都掛著親水官能基,因此可做為混凝劑吸附廢水中懸浮物質,使其沈澱下來,因此廣泛用於廢水處理。

聚丙烯醯胺分子鏈若未交聯成網狀,為可溶於水的水溶性高分子;若彼此交聯成網狀,則會高度吸水膨脹,會懸浮散布於水中,卻不能說是溶解,是高吸水性高分子(superabsorbent polymer),又稱為水膠(hydrogel)。除了聚丙烯醯胺之外,這類水溶性或高吸水性的高分子(以下統稱為親水性高分子),組成單體相當多元,比如還有丙烯酸、乙烯醇等,另有源自天然醣類者。因此用於廢水處理的混凝劑,也不見得只有聚丙烯醯胺。

回到聚丙烯醯胺,目前研究大多指出,這種高分子本身毒性並不高,但有殘留丙烯醯胺的可能,而丙烯醯胺具神經、基因、生殖、發育等方面的毒性,被國際癌症研究機構(IARC)於1994年歸類為2A致癌物,也就是已證實會導致動物罹癌,但流行病學調查數據尚不足以證實是否為人類致癌物;不過近年越來越多的流病調查結果,已讓IARC宣稱,在其應重新評估致癌性分類的化學物質名單中,丙烯醯胺是應優先重新評估的。5

有研究指出,商用聚丙烯醯胺的丙烯醯胺殘留量通常小於100–500ppm6,該管理規範規定砂石場廢水所添加的混凝藥劑中之丙烯醯胺(acrylamide)含量不得超過50ppm,看來的確相當嚴格,但商用聚丙烯醯胺混凝劑有乳化狀,其聚丙烯醯胺濃度一般約 30~40%;溶液狀,濃度約 2~5%左右;而粉狀則約 90%以上,7因此業者若採用經稀釋的溶液狀或乳化狀混凝劑,可能也不難符合這個標準。

至於水尾土,前環保署引用歐盟食品中丙烯醯胺含量基準,規定其丙烯醯胺含量不得超過750ppb,也就是拿來吃都不會出問題了,當作營建剩餘土石方被拿去亂丟,更不會出問題了,大家還有什麼好擔心的?!

問題是丙烯醯胺在水尾土中的殘留量,並非重點。因為丙烯醯胺的活性高,在環境中半衰期並不長,比如在土壤中的半衰期為18-45小時,還不到兩天就衰減一半以上。8而水尾土從產出後,還要曬乾,到被拿去再利用或亂丟,可能都過好幾天了。

而且,每公升廢水使用聚丙烯醯胺的劑量,一般約在1-5mg之間9,隨廢水濁度而定,亦有學者曾以高達15mg/L的劑量,進行紙廠廢水處理的研究10;而如前述,每公升砂石洗選廢水,會形成13,915mg的水尾土,因此聚丙烯醯胺在水尾土中的濃度,保守估計應不超過15/13,915*106=1077.97ppm=0.1%,即使再乘以商用聚丙烯醯胺的丙烯醯胺最高殘留量500ppm(為前環保署規定限值的10倍),丙烯醯胺在水尾土的濃度也不過539 ppb,砂石業者根本不用擔心其水尾土的丙烯醯胺含量會超出750ppb限值;如若靜置曬乾數天再偷偷回填到農地裡,即使被人發現並經採樣送到實驗室檢測,估計已經數星期過去,丙烯醯胺可能已經檢測不到了。

。――〉〉下篇

參考資料:

1.  砂石場廢水及污泥處理之研究,吳興中,國立臺北科技大學碩士論文,2009.

2.  工永字第10401066820號解釋函,經濟部產業發展署,2015.11.24。

3.  協助砂石碎解加工廠泥餅去化,工程會臉書貼文,2023.08.28。

4. 營建剩餘土石方應入現行中央法制 好好當成資源來管理,謝和霖,看守台灣協會,2023.12.20。

5. Dietary acrylamide and human cancer; even after 20 years of research an open question, Janneke G F Hogervorst and Leo J Schouten, The America Journal of Clinical Nutrition, 2022 Oct; 116(4): 846–847.

6. Polyacrylamide degradation and its implications in environmental systems, Xiong, B., Loss, R.D., Shields, D. et al., npj Clean Water 1, 17 (2018)

7. 廢水處理常用化學藥劑應用手冊,前經濟部工業局,2006年更新版。

8. Degradation and Leaching of Acrylamide in Soil, Sheldon S. Lande, Stephen J. Bosch, Philip H. Howard, Journal of Environmental Quality, 01 January 1979.

9. Flocculants? All you need to know about Polyacrylamide (PAM), YASA ET, Feb 21, 2022

10. Treatment of pulp and paper mill wastewater by polyacrylamide (PAM) in polymer induced flocculation, S.S. Wong, T.T. Teng, A.L. Ahmad, A. Zuhairi, G. Najafpour, Journal of Hazardous Materials, Volume 135, Issues 1–3, 2006, Pages 378-388.

  • 作者:謝和霖,看守台灣協會。
  • 發表日期:2024年5月20日。