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界面活性劑結合鐵活化過硫酸鹽氧化處理風化柴油污染土壤 - 管柱試驗評估研究

為了解決全國加油站柴油來源的問題，作者張微柔 這樣論述：

柴油(Diesel fuel)具有低密度、疏水性等特性歸類為輕質非水相液體(Light Non-Aqueous Phase Liquids, LNAPLs)，為總石油碳氫化合物(Total petroleum hydrocarbons, TPHs)來源之一。當土壤及地下水遭受到柴油污染後，柴油易吸附於土壤中使其不易整治。過硫酸鈉(Sodium persulfate, SPS)具還原電位2.01V，近年來常被使用於現地化學氧化法(In situ chemical oxidation, ISCO)整治處理污染土壤的氧化劑，SPS經活化後產生硫酸根自由基(Sulfate radical, SO4-

•)可與污染物進行氧化反應，達到破壞污染物的目的。二價鐵(ferrous ion, Fe2+)過鍍金屬活化SPS為快速產生SO4-•之反應程序，若利用螯合劑螯合Fe2+可更有效控制SO4-•之產生及氧化效率，本研究選用檸檬酸作為螯合劑，以其螯合Fe2+活化過硫酸鹽反應，對風化柴油污染土壤進行氧化破壞；另並添加Tween 80界面活性劑進行淋洗污染土，接續以氧化方式處理，探討界面活性劑結合鐵離子活化過硫酸鹽氧化降解柴油污染土壤之可行性。實驗於一維土壤管柱之尺度進行，結果顯示單獨以SPS淋洗管柱其平均停留時間為195分鐘，經由分析處理後之土壤及淋洗液中殘留TPH質量平衡計算，總回收率約為37%，初

始土壤TPH約7,800 mg/kg降解至2,600-3,400 mg/kg；當以檸檬酸螯合Fe2+活化SPS進行處理，回收率降至約30%，表示TPH降解程度些微增加。此外，利用Tween 80進行淋洗土壤並輔以氧化處理，其結果得知Tween 80雖可將TPH自土壤中脫附之潛力，但對於風化TPH污染土並未有顯著之成效，因此接續以SPS活化或未活化之程序仍無法發揮其氧化TPH之功能，因此可知使土壤吸附相之柴油脫附至水相中，使氧化TPH之反應得以發生，其為ISCO整治TPH污染土壤之一限制因子。

以電催化系統整治受總石油碳氫化合物污染的土壤

為了解決全國加油站柴油來源的問題，作者卓禹杉 這樣論述：

石油碳氫化合物污染台灣的土壤及地下水污染的油品來源之一，總石油碳氫化合物(total petroleum hydrocarbon, TPH)污染來自於管線老舊失修、操作管理不當及油品儲槽鏽蝕等原因，造成油品外洩。電催化水(electrolyzed catalytic water, ECW)設備利用DSA電極作用產生次氯酸(hypochlorous acid, HClO)，同時藉由水力空穴現象(cavitation)產生微氣泡，微氣泡於水中瓦解而釋出之能量與水分子作用產生氫氧自由基(hydroxyl radical, ·OH)。本研究以電催化水整治TPH污染之土壤及地下水。探討電催化水對TPH

之去除機制及效率。根據基本性質測試可知在足夠的電解質下例如添加20 mM氯化鈉的組別，電催化水之氧化還原電位(oxidation-reduction potential, ORP)提升為743 mV，配合游離餘氯(free chlorine residual)濃度測試結果過得知添加氯化鈉(sodium chloride, NaCl)的電催化水有游離氯的產生，可協助提電催化水的氧化力；透過電子自旋共振光譜儀的分析結果可知，經過電催化後有·OH訊號，證實電催化系統可以有助於自由基的生成；以奈米粒子追蹤分析儀進行微氣泡分析，經果催化後，平均粒徑最低為40.3±1.0 nm，氣泡平均濃度最高為9.2±

2.0×107 particles/mL，證實電催化系統可提高氣泡濃度並降低氣泡粒徑；藉由RhB作為化學探針分析結果顯示，電流密度的增加與·OH濃度的增加呈現正相關；透過批次實驗結果得知，泥漿相試驗在反應10分鐘後，土壤TPH已達到法規標準的1,000 mg/kg以下，TPH去除率高達80.0%；以管柱模擬現地整治試驗結果得知，經過4 PV淋洗後，未催化水的TPH總移除率為62.1%，電催化水組別TPH總移除率為74.0%。透過實驗結果可得知，未經催化水進行淋洗處理僅針對土壤表面TPH處理，而孔隙內部污染物不因處理時間增長而有所改變，且觀察到淋洗後期變化趨緩，顯示單純水的淋洗能力已達極限；而利

用電催化水進行淋洗處理，土壤TPH濃度確實因淋洗時間增長有持續性的降低；從批次與管柱或是模場實驗的液相濃度可以看出，土相降低的TPH濃度並沒有相對應增加到液相TPH濃度中，比較實驗與對照兩組別後，兩組別中大部分的TPH污染物被洗出並經由相轉移至大氣揮發或是浮在水上形成浮油，剩下的少部分進行相移轉至液相，而實驗組中部份TPH則被電催化水中的氧化物質去除；在模場現地淋洗整治中，經過4次淋洗後，可發現整體井中的TPH濃度有持續降低趨勢，其中灌注井已達到第二類地下水法規標準10.0 mg/L以下，而經過3次離地攪拌的模場污染土TPH濃度降低至少90%，達到法規標準1,000 mg/kg。由模場試驗的結

果可知現地淋洗灌注3次的耗電量為15.9度，離地泥漿相每噸的污染土壤需使用240度電，每噸污染土壤處理的電費用初估約在500-600元。