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以CFD模式探討多層擁塞空間中發生燃料氣爆之影響–以陸上交通載具為例

為了解決92無鉛汽油安全資料表的問題，作者林子宸 這樣論述：

影響爆炸過壓大小的重要因素為環境中的密閉性及壅塞程度，其中，密閉性為空間對外開口的大小，而壅塞程度為空間中擺放物品多寡及其間距大小，本研究承襲先前研究結果，透過 CFD（計算流體力學）軟體進行在同一多層侷限空間中，不同空間相連處開口位置、空間相連處開口大小、不同點火位置以及不同壅塞程度的後果分析，最後以不同反應性之易燃性氣體，分別為氫氣、替代燃料組成之汽油、柴油、LPG帶入陸上載具進行測試。使用CFD軟體建構右側有開口的雙層長方體模型，模型內部的障礙物類別設置為無障礙物、上層障礙物半滿(UH)/全滿(UF)，下層障礙物半滿(LH)/全滿(LF)以及全模型填滿(FF)等，以探討不同壅塞程度下之

爆炸後果。由模擬結果顯示，就整體趨勢而言，點火位置設置距離洩壓開口越遠，爆炸過壓會越高，但也有特殊的案例，點火位置位於模型中央，但產生異常高的過壓值，推論是因為過壓傳遞的路徑以及壓力波反射堆積的綜合影響導致。當上下層空間相連處開口與模型洩壓開口相鄰時，空間相連處開口的位置對於爆炸過壓的影響非常小，爆炸過壓路徑之研究證明了爆炸壓力的覆蓋範圍可以由點火點出發，產生球形的覆蓋範圍。空間相連處開口大小對於爆炸過壓的影響會有一趨勢，並非越大或越小，過壓值就越大。障礙物會使火焰加速，使峰值過壓提前出現，但障礙物的分佈也同時會影響爆炸波傳遞之路徑，進而破壞原本能堆積產生異常大過壓值之最佳路徑，其原理推論為偏

移之負向壓力波會與正向之壓力波形成抵銷。由汽車及巴士的模擬結果來看，當火焰由相對密閉的空間由一連接開口傳遞至較開放的空間，紊流強度會增加造成更大的危害，就各燃料的危害性而言，氫氣遠大於LPG、汽油及柴油。關鍵字：計算流體力學、多層侷限空間、氣體爆炸、壅塞程度、新能源燃料

生質燃料的健康風險與生態風險評估

為了解決92無鉛汽油安全資料表的問題，作者張浚銘 這樣論述：

生質燃料的推廣使用，具有減少空氣污染物與溫室氣體排放，以及降低對化石燃料依賴的優點。目前國內也已試行E3酒精汽油（汽油中添加3％酒精）及B2生質柴油（柴油中添加2％生質柴油），以生質燃料部分取代傳統汽、柴油。添加生質燃料會改變石化污染物在土壤及地下水的分佈行為，由於國內許多大型儲油槽及加油站漏油事件頻傳，面對未來可能廣泛使用生質燃料的同時，污染問題可能會更趨於複雜。因此，本研究目的在於評估添加生質燃料的傳統汽、柴油污染環境所造成的風險性對人類健康與目標生物之影響，作為以後風險管理者在使用生質燃料時的參考依據。評估的油品為市售95無鉛汽油、市售E3酒精汽油、E3乙醇汽油、E10乙醇汽油

、E25乙醇汽油及E85乙醇汽油，柴油為B2生質柴油、B5生質柴油及B20生質柴油。 人類健康風險評估為參照美國環保署於1989年公佈之健康風險評估架構，評估終點為假設石化污染物為影響人體健康的主要因子；首先以LevelⅢ Fugacity Model推估水中各污染物濃度，再假設人類經由使用地下水暴露途徑，以美國環保署人類暴露評估模式推估其食入、吸入與皮膚接觸暴露劑量，接著非致癌風險以危害商數值（Hazard Quotient, HQ）來進行風險界定，致癌風險以暴露劑量與致癌斜率的乘積(Risk)來進行風險界定，進而推估出生質燃料滲漏後對人類健康的影響。在生態風險評估方面為參照美國環保署

於1998年公佈之生態風險評估架構，評估終點為假設石化污染物為影響水生及陸域生物存活的主要因子；首先以RAIDAR Model 與LevelⅢ Fugacity Model推估生物體在環境中污染物的暴露劑量與暴露濃度，再以風險商數值（Risk Quotient, RQ）進行風險界定，並推估出生質燃料滲漏後對生物受體的影響。 本研究假設的人類接觸汽油污染物途徑與吸收模式的評估結果顯示，人類所受之致癌性風險高於一般人可接受之致癌風險值10-6，對於人類具有致癌性。不過，非致癌性風險均低於一般人可接受之非致癌風險值1，也就是對人類的健康不會造成危害。汽油的致癌風險主要來自於飲用含benzene

污染地下水，以E3乙醇汽油污染導致的風險最高。汽油的非致癌性風險主要來自於飲用含MTBE污染地下水，以及含aliphatics C8-C10污染地下水作為日常清洗之皮膚接觸吸收，尤其以市售95無鉛汽油污染導致的危害最高，E85乙醇汽油的危害則是最低。生質柴油的非致癌性風險主要來自於含naphthalene污染地下水作為日常清洗用途之蒸氣吸入，以及含aliphatics C16-C21污染地下水作為日常清洗之皮膚接觸吸收，以B20生質柴油污染導致的危害最高，B5生質柴油的危害則是最低。造成此結果的原因為乙醇汽油與生質柴油會改變污染物的的分佈行為，致使人類藉由地下水暴露途徑接觸到較多污染物。

生態風險評估的結果顯示，水生與陸域總生態風險指數均低於目標值1，也就是生物體在本研究設定的污染情境中，經由水、土壤與食物鏈暴露途徑沒有危害。汽油的危害主要為m,p-xylene污染食物鏈對陸域腐食性鳥類的影響，而E85乙醇汽油的危害則是最低。生質柴油的危害為pyrene對陸域雜食性鳥類的影響，而B20生質柴油的危害則是最低。這是因為E85乙醇汽油與B20生質柴油的關切污染物含量最少的因素所造成。綜合生態風險評估的結果顯示，生質燃料對於陸域生物的影響最嚴重。 結論顯示化學物質性質和環境的差異性，導致生物受體的暴露濃度與風險也會有所差異。這些評估的結果，可作為生質燃料的風險與化學物質管理的

參考。