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博碩士論文 etd-0829101-232705 詳細資訊
Title page for etd-0829101-232705
論文名稱
Title
以生物復育法整治2,4-二氯酚污染之地下水
Cleanup 2,4-Dichlorophenol-contaminated Groundwater Useing Bioremediation Technology
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
121
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2001-06-07
繳交日期
Date of Submission
2001-08-29
關鍵字
Keywords
生物復育、4-二氯酚、2、地下水、外加碳源、鐵還原、還原脫氯反應
groundwater, extra carbon source, bioremediation, 2, reductive dechlorination, iron reduction, 4-dichlorophenol
統計
Statistics
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中文摘要
摘要

由於農藥、含氯有機溶劑、石油製品以及其他有機化合物的充分被使用,在意外滲漏或不當的處置下,造成嚴重的土壤及地下水污染問題。近幾年來,最受到注意的整治方法是利用場址之微生物對污染物做自然生物處理。自然生物處理是指利用土壤及地下水中的微生物將污染物分解去除。同時,也達到了降低污染物對環境及人類健康危害的目的。
本研究的首要目的是評估以生物處理之方式來整治被含氯有機物污染地下水之可行性。在這項研究中,2,4-二氯酚(2,4-DCP)被選為目標污染物。我們以實驗室之批次實驗,探討2,4-二氯酚在不同控制條件下,被微生物分解的可行性。實驗之控制條件包括(1)氧化還原狀態(好氧、厭氧及鐵還原);(2)外加碳源的供給(糖蜜、污泥餅、醋酸鈉及未添加碳源);以及(3)微生物來源之差異(好氧活性污泥、厭氧污泥、受五氯酚污染場址之含水層污染土壤及自含水層污染土壤所培養出之土壤菌液)。
由好氧組微生物降解2,4-二氯酚之反應情形得知,好氧微生物(好氧活性污泥、受污染含水層土壤及土壤菌液),可以2,4-二氯酚為單一碳源及能源進行降解,降解時間分別為好氧活性污泥20天;受污染含水層土壤4天;土壤菌液6天。添加糖蜜及污泥餅為碳源時,會使微生物傾向利用較易分解之碳源,造成2,4-二氯酚降解之延遲,並使糖蜜組產酸導致pH值下降至4.5以下。添加醋酸鈉對2,4-二氯酚之降解影響並不大,降解速率約與未添加碳源之組別相同。
好氧受污染含水層土壤組實驗結果顯示,受污染場址之現地土壤微生物可能已被場址中之五氯酚所馴化,因此對同是氯酚類之2,4-二氯酚降解效率極佳。另外,經由受污染含水層土壤所培養出之土壤菌液,降解2,4-二氯酚之結果顯示,在排除土壤中有機物對微生物降解2,4-二氯酚之影響後,確定現地微生物確實有以2,4-二氯酚為單一碳源及能源進行降解之能力。
添加污泥餅可使厭氧污泥在23天內,將2,4-二氯酚完全降解。添加糖蜜、醋酸鈉及未添加碳源組並未有降解之情形發生。以受污染含水層土壤在厭氧下降解2,4-二氯酚,在不添加額外碳源的情形下,並無法降解2,4-二氯酚。鐵還原組在105天的培養期間內,並無法降解2,4-二氯酚。厭氧實驗組結果顯示,微生物可能須添加適當碳源如污泥餅,方能降解2,4-二氯酚。



本研究結果顯示,在受2,4-二氯酚污染場址之整治上,若場址為好氧狀態,則場址中之微生物可在不添加額外碳源之情形下,以氯酚為主要基質進行降解;若場址為厭氧狀態,則氯酚污染物之去除方式有二:(1)以加強式厭氧生物復育技術,添加適當碳源如污泥餅,使氯酚在厭氧下以還原脫氯反應去除;(2)以加強式好氧生物復育技術,提供場址充足之氧氣,使氯酚在好氧下進行降解。本研究之結果可提供污染場址進行自然生物處理或加強式生物復育時之參考。



Abstract
none
目次 Table of Contents
謝誌 Ⅰ
摘要 Ⅱ
目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅹ
圖目錄 XI
第一章 前言 1
1-1 引言 1
1-2 研究目的 3
第二章 文獻回顧 4
2-1 地下水污染防治 4
2-1-1 地下水中氯酚化合物之來源 6
2-1-2 氯酚化合物之特性及其危害 9
2-1-2-1 五氯酚 10
2-1-2-2 2,4-二氯酚 11
2-1-3 氯酚化合物之管制標準 15
2-2 地下水復育 16
2-2-1 地下水復育技術 17
2-2-1-1 現地處理技術 19
2-2-1-2 離地處理技術 25
2-2-2 地下水生物復育 26
2-3 氯酚化合物之處理技術 31
2-3-1 理化方法 31
2-3-1-1 活性碳吸附 31
2-3-1-2 光化學氧化 33
2-3-1-3 濕式氧化 34
2-3-1-4 電動力法 35
2-3-2 生物方法 36
2-4 氯酚化合物之生物降解 39
2-4-1 影響生物降解之環境因子 40
2-4-2 氯酚好氧代謝 42
2-4-3 氯酚厭氧代謝 48
2-4-4 氯酚共代謝 55
2-5 固相微萃取技術 57
2-5-1 固相微萃取之理論介紹 58
2-5-2 固相微萃取技術之應用 59
2-5-3 影響固相微萃取之因子 62
第三章 實驗設備與方法 64
3-1實驗材料 64
3-1-1 實驗用水 64
3-1-2 碳源 64
3-1-3 無機營養鹽 65
3-1-4 氯酚類化合物 67
3-1-4-1 2,4-二氯酚 67
3-1-4-2 2-氯酚 68
3-2 實驗設備 68
3-2-1 氣相層析儀/電子捕捉偵測器GC/μECD 68
3-2-2 頂空固相微萃取裝置 70
3-3 實驗方法與步驟 72
3-3-1 2,4-二氯酚之好氧分解 72
3-3-1-1 好氧菌種之培養 72
3-3-1-2 檢量線製備 72
3-3-1-3 碳源 74
3-3-1-4 好氧批次反應實驗 74
3-3-1-4-1 批次反應實驗配製 74
3-3-1-4-2 對照組 74
3-3-1-4-3 批次實驗流程 76
3-3-2 2,4-二氯酚之厭氧分解 78
3-3-2-1 微生物來源 78
3-3-2-2 碳源 78
3-3-2-3 厭氧批次實驗條件及流程 78
3-3-3 鐵還原狀態 81
3-3-3-1 準備Fe3+來源 81
3-3-3-2 配製營養基質 81
3-3-3-3厭氧批次實驗條件及流程 82
第四章 結果與討論 83
4-1 微生物好氧代謝2,4-二氯酚實驗之反應情形 84
4-1-1 好氧活性污泥 84
4-1-2 受污染含水層土壤 88
4-1-3 土壤菌液 92
4-2 微生物厭氧代謝2,4-二氯酚實驗之反應情形 96
4-2-1 厭氧污泥 96
4-2-2 受污染含水層土壤 100
4-2-3 鐵還原組 101


第五章 結論與建議 104
5-1 結論 104
5-2 建議 106
參考文獻 108
附錄 實驗附屬事宜 118
附錄1 氮氣純化管使用說明 118
附錄2 厭氧指示劑配製 119
附錄3 氮氣純化管的使用操作 120
附錄4 厭氧溶液配製 120
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