Transcript Lesson 11
土壤污染防治概論 臺灣大學 農業化學系 李達源 教授 土壤資源保育之重要性 土壤之功能（「土壤與人類」DVD觀賞） 土壤之五大功能 土壤污染 • 係指人類將在生產和消費活動中產生的廢 污直接或間接地向土壤系統排放，而當排 入土壤系統的廢污量過多，破壞土壤系統 原有功能或正常用途，或危害國民健康及 生活環境時，即發生土壤污染。 土壤污染知多少 • 台灣地區土壤污染之情形 • 農地、加油站、大型石化儲槽、非法廢棄 物棄置場、工廠之土壤污染 • 污染物包括:重金屬（As、Cd、Cu、Pb、 Ni、Cr、Zn、Hg）及有機毒性物質（苯、 五氯酚 、總石油碳氫化合物 、農藥、戴 奧辛 、多氯聯苯 等） 農地污染 1.工廠廢水排入灌溉渠道 2.灌溉渠道 國內外農作物遭重金屬污染事件層出不窮， 主要為鎘、汞污染造成糙米中鎘、汞含量超過 公告限值 3.農地引用污染灌溉水 圖片來源：flickr-柯金源 4.食用作物重金屬含量過高 儲油槽洩漏造成之土壤污染 加油站土壤污染 加油站污染調查 土壤中抽取到浮油 大型石化儲槽可能洩漏造成之土壤污染 1.石化儲槽日常操作區 2.石化儲槽防溢堤 3.石化儲槽槽底、周邊 4.儲槽管線出入口 非法廢棄物棄置場址造成之土壤污染 1.山谷或凹地堆積型式 2.農地採掩埋型式 3.廢液傾倒土壤型式 4.桶裝廢棄物棄置型式 工廠廢水或廢棄物不當排放或棄置造成之 土壤污染 廠區遭受污染土壤 污染土壤開挖 工址地表清除與放樣 檔土與開挖工程 土壤遭受污染可造成之危害 • 污染土壤種植作物會被人類直接食用或經 食物鏈方式間接攝取，影響人類健康；土 壤污染物亦會揮發溢出地面或滲入地下水， 造成空氣與水污染問題。 土壤污染防治 • 預防: – 防止污染物進入土壤。 • 整治: – 污染土壤經處理復育後回復原來之功能。 土壤及地下水污染整治法 土壤污染管制標準 管制項目 重金屬 砷（As） 鎘（Cd） 鉻（Cr） 管制標準值 60 毫克／公斤 20 毫克／公斤（食用作物農地之管制標準值為5） 250 毫克／公斤 銅（Cu） 汞（Hg） 鎳（Ni） 400 毫克／公斤（食用作物農地之管制標準值為200） 20 毫克／公斤（食用作物農地之管制標準值為5） 200 毫克／公斤 鉛（Pb） 鋅（Zn） 2000 毫克／公斤（食用作物農地之管制標準值為500） 2000 毫克／公斤（食用作物農地之管制標準值為600） 土壤污染管制標準(續) 有機化合物 苯（Benzene） 5 毫克／公斤 四氯化碳（Carbon tetrachloride） 5 毫克／公斤 氯仿（Chloroform） 100 毫克／公斤 1,2-二氯乙烷（1,2-Dichloroethane） 8 毫克／公斤 順-1,2-二氯乙烯（cis-1,2-Dichloroethylene） 7 毫克／公斤 反-1,2-二氯乙烯（trans-1,2Dichloroethylene） 1,2-二氯丙烷（1,2-Dichloropropane） 50 毫克／公斤 0.5 毫克／公斤 土壤污染管制標準(續) 1,2-二氯苯（1,2-Dichlorobenzene） 100 毫克／公斤 1,3-二氯苯（1,3-Dichlorobenzene） 100 毫克／公斤 3,3’-二氯聯苯胺（3,3’-Dichlorobenzidine） 2 毫克／公斤 乙苯（Ethylbenzene） 六氯苯（Hexachlorobenzene） 五氯酚（Pentachlorophenol） 250 毫克／公斤 500 毫克／公斤 200 毫克／公斤 四氯乙烯（Tetrachloroethylene） 10 毫克／公斤 甲苯（Toluene） 500 毫克／公斤 總石油碳氫化合物（TPH） （Total petroleum hydrocarbons） 1000毫克／公斤 土壤污染管制標準(續) 三氯乙烯（Trichloroethylene） 2,4,5-三氯酚（2,4,5-Trichlorophenol） 2,4,6-三氯酚（2,4,6-Trichlorophenol） 氯乙烯（Vinyl chloride） 二甲苯（Xylenes） 60 毫克／公斤 350 毫克／公斤 40 毫克／公斤 10 毫克／公斤 500 毫克／公斤 土壤污染管制標準(續) 農 藥 阿特靈（Aldrin） 0.04 毫克／公斤 可氯丹（Chlordane） 0.5 毫克／公斤 二氯二苯基三氯乙烷(DDT)及其衍生物 3 毫克／公斤 （4,4'-Dichlorodiphenyl-triichloroethane） 地特靈（Dieldrin） 0.04 毫克／公斤 安特靈（Endrin） 20 毫克／公斤 飛佈達（Heptachlor） 0.2 毫克／公斤 毒殺芬（Toxaphene） 0.6 毫克／公斤 安殺番（Endosulfan） 60 毫克／公斤 其他有機化合物 戴奧辛（Dioxins） 1000奈克-毒性當量／公斤 多氯聯苯（Polychlorinated biphenyls） 0.09 毫克／公斤 如何讓污染的土壤重現生機 • 重金屬污染土壤之復育技術 • 有機化合物污染土壤之復育技術 重金屬污染土壤之復育技術 •萃取法 •安定化/固化法 • 化學氧化/還原/中和法 • 電動力法 •排土客土法 •植生復育法 萃取法 • 稀酸溶液或螯合劑(如EDTA、檸檬酸、NTA等)溶液淋洗處 理重金屬污染土壤 安定化/固化 (stabilization/solidification) • 方法概述 – 加入固化劑或穩定劑於土壤中，降低污染物 之毒性及移動性 ，為一侷限之處理方式。固 化穩定化可經由挖掘受污染土壤後於現場操 作，亦可不經由挖掘程序藉由藥劑的注入或 滲入處理。 安定化/固化法 化學氧化/還原/中和法 • 方法概述 – 利用化學藥劑之注入，產生氧化、還原或中 和反應，降低重金屬之毒性、移動性或使其 沉澱。此法亦可當作固化/穩定化法或其他處 理技術之前處理法。 化學氧化/還原/中和法: 氧化法 (oxidation) • 使金屬失去電子，改變其氧化態。如將三 價砷氧化成五價砷，使其毒性、溶解性及 移動性降低。商業化之氧化劑包括過錳酸 鉀、過氧化氫、次氯酸鹽、氯氣 化學氧化/還原/中和法: 氧化法 (oxidation) 化學氧化/還原/中和法: 還原法 (reduction) • 提供金屬電子，改變其氧化態。常見之例 子為使六價鉻還原成三價鉻，以降低其毒 性，並使其容易沉澱。商業化之還原劑包 括鹼金屬 (Na；K) 、二氧化硫、亞硫酸鹽、 硫酸亞鐵 化學氧化/還原/中和法: 中和法(neutralization) • 中和法常用以調整極酸或極鹼之土壤，使 不溶解性之金屬鹽類自水中沉澱，或做為 氧化法或還原法之前處理 電動力法 • 方法概述 – 在受污染土壤兩端設置電極對，並施予低強 度之直流電，建立電化學場，並藉由該電場 做為孔隙中流體的驅動力。土壤系統在電場 作用下，帶電荷離子向其相反電性的電極移 動，在離子移動的同時拖曳水分子移動，藉 此引導孔隙流體的移動而形成電滲透流，引 導污染物至電極上，以濃縮或移除土壤中之 污染物 電動力法 (續) 排土客土法 • 移除上層污染土壤後，再覆蓋別處取來的 乾淨土壤 • 上層污染土壤和下層土壤混合稀釋 排土客土法: 土壤翻轉稀釋法 1.開挖堆置與曝曬 4.再次破碎、混合稀釋 2.特製篩床之使用 5.再次水平混合 3.水平混合及初步破碎 6.回填與壓實 植生復育法: 植生萃取技術 (phytoextraction) • 植物特性 – – – – 高生質量 累積高濃度污染物 生長迅速 由根部往地上部傳輸 • 土壤改良劑 – 增加重金屬有效性 – 增加植物吸收量 植生復育法: 植生萃取技術 (phytoextraction) (續) • 植物特性 – – – – 忍受重金屬毒害 穩定土壤重金屬 降低土壤沖蝕及淋洗 根部及地上部吸收濃度低 • 土壤改良劑 – 降低重金屬有效性 – 降低植物吸收 vetiver grass 五彩石竹吸收重金屬之田間大面積試驗 (彰化和美重金屬污染區之大面積植生復育研究計畫) 有機化合物污染土壤之復育技術 • 土壤蒸氣萃取法 • 化學氧化/還原法 • 生物復育法 土壤蒸氣萃取法 (soil vapor extraction, SVE) (資料摘自 中興工程顧問公司 黃智 於環保署演講內容, 2003; 台大農化系陳尊賢教授 污染土壤調查與整治課程講義 ) 化學氧化/還原法: 化學氧化法 (chemical oxidation) • 方法概述 – 利用氧化劑的注入，使其與受污染之介質接 觸，使有機污染物完全氧化成二氧化碳或轉 換成自然界常見的無害物質 。本法可利用現 地或非現地之方式進行 化學氧化/還原法: 化學氧化法 (chemical oxidation) (續) 化學氧化/還原法: 化學還原法 (chemical reduction) • 方法概述 – 現地還原法藉控制地表下的氧化還原作用， 使之成為還原狀態。當污染物移動至還原 區域時，將進行還原性分解或因沉澱而被 固定。當污染物被分解時，會產生二氧化 碳或毒性較低之物質 化學氧化/還原法: 化學還原法 (chemical reduction) (續) 生物復育法 • 原理 – 利用微生物於充分的養分及水分的狀況下， 對污染物質（特別是有機物質）進行好氧或 厭氧分解，以去除污染物質 生物復育法 (續) • 最大優點: – 能使污染物經微生物作用反應而最終以穩定 無害的狀態並存於土壤體系中 • 污染土壤生物復育處理技術分類方式： – 依處理微生物之好氧性與厭氧性區分 – 依處理地點而分為就地生物處理與現場生物 處理 – 依微生物培養方式分類，而分成微生物植種 方式與微生態系調理方式兩種 寶貴土壤資源之維護 有賴大家共同之努力 Thanks for your attention