Responsive image
博碩士論文 etd-0804114-115156 詳細資訊
Title page for etd-0804114-115156
論文名稱
Title
以土壤安定化及地下水抽出處理整治受重金屬污染之場址
Remediation of heavy-metal contaminated land by soil stabilization and groundwater extraction
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
110
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
2014-07-24
繳交日期
Date of Submission
2014-09-05
關鍵字
Keywords
土壤污染、抽出處理法、安定化法、重金屬、圍封
heavy metals, soil stabilization, containment, Pump and treat method, Soil pollution
統計
Statistics
本論文已被瀏覽 5674 次,被下載 1
The thesis/dissertation has been browsed 5674 times, has been downloaded 1 times.
中文摘要
由國內公告列管之重金屬污染場址可知,受重金屬污染之介質大多為土壤,較少形成地下水污染之情形,故國內對於地下水受重金屬污染之實際整治改善作為並不多見。本研究即針對一受重金屬污染之地下水公告場址,探討整治過程中應注意之設計及操作參數,以作為後續類似場址之整治規畫之參考。本場址污染成因乃受廢酸液不當棄置之影響,調查結果顯示,土壤中重金屬鋅、鉻及鎳雖未超過污染管制標準,但其地下水污染濃度卻已達地下水管制標準10倍以上。依據調查結果本案例場址規劃以鋼板樁圍封方式搭配地下水抽出處理並施以土壤安定化法進行污染改善作業。本研究綜合抽水試驗及安定化可行性試驗等相關前置試驗結果與實際改善成效進行探討。現場改善作業操作參數則依照前置試驗進行設計。
本案例場址之地質剖面顯示0-6 m主要為坋土、6-11 m則以砂質地及卵礫石組成、11 m以下為黏土層,並由鑽探結果得知該黏土層厚度大於2 m以上,應為該含水層之主要阻水層。而含水層主要質地以砂及卵礫石為主,由抽水試驗數據求得之透水係數約為10-3 cm/s,顯示現場透水性良好,且有效半徑則大於20m;另由安定化作業之前導試驗結果推論將土壤pH調整至5.5,地下水中即無重金屬溶出之現象。
由實際改善過程之監測結果顯示,圍封作業有助於減緩污染擴散及整治過程對環境之干擾;而地下水抽出處理可先行降低污染濃度並使重金屬污染釋出單一化(僅受土壤溶出影響);土壤安定化法完成後則有助於大幅提升土壤pH,並藉以達到污染改善之效用;另外改善現場搭配X-ray fluorescence篩視地下水重金屬鋅,有助於即時監控成效。
Abstract
In Taiwan, most of the listed polluted sites by Taiwan Environmental Protection Administration are contaminated by heavy metals and the polluted media are mainly soils. In this study, the design factors and operational parameters for the remedial systems for a heavy-metal polluted groundwater site were investigated. At this site, the soils also contained low levels of Zn and Ni (lower than the soil standards). However, groundwater contained high levels of Ni, Zn, and Cr. In this study, groundwater containment and soil stabilization technologies were applied for site remediation. The site soils were mainly silt and sandy silt. Clay layer was located around 11 m below the land surface. The hydrologic conductivity was around 10-3 cm/s, which indicating that the site soil had good permeability. Preliminary test results showed that no heavy metal dissolution occurred when the soil pH was adjusted to 5.5. Investigation results showed that the site containment could effectively minimize the plume migration and reduce the impact of contaminants on site environment. Groundwater extraction could also reduce the heavy metal concentrations in groundwater. Soil stabilization could result in the increase in soil pH and achieve the soil remediation objective. X-ray fluorescence was used for on-site soil analysis to evaluate the remedial effectiveness.
目次 Table of Contents
審定書 i
誌謝 ii
摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 前言 1
1.1研究緣起 1
1.2研究目的 1
第二章 文獻回顧 2
2.1重金屬對環境的影響 2
2.1.1重金屬的來源 2
2.1.2重金屬之特性與危害 2
2.1.2.1鉛 4
2.1.2.2鋅 5
2.1.2.3鎘 5
2.1.2.4鉻 5
2.1.2.5鎳 6
2.1.2.6銅 6
2.1.2.7砷 7
2.1.2.8汞 8
2.2重金屬在土壤中的形態分佈 9
2.2.1重金屬在土壤中的反應 9
2.2.2重金屬在土壤中的形態 10
2.2.3重金屬在土壤中的移動 11
2.2.4影響重金屬形態之因子 11
2.2.5影響重金屬移動之因子 12
2.2.5.1土壤因子 12
2.2.5.2環境因子 14
2.3重金屬與土壤中的吸持作用 15
2.3.1離子交換 15
2.3.2吸附作用 15
2.3.2.1土壤帶電原因 15
2.3.2.2吸附機制 16
2.3.3沉澱與共沉澱作用 18
2.3.4其他吸持作用 18
2.4重金屬與土壤的脫附作用 19
2.5重金屬與土壤的連結態 20
2.6重金屬之整治復育技術應用原則 21
2.7案例場址整治方法概述 25
2.7.1圍堵處理法 25
2.7.2抽出處理法 27
2.7.3土壤安定化法 29
2.8水力試驗 33
2.8.1微水試驗 33
2.8.2抽水試驗 33
第三章 實驗材料與方法 37
3.1研究架構 37
3.2案例場址基本資料及污染調查與措施 38
3.2.1場址沿革 38
3.2.2土壤污染情形及相關措施 38
3.2.3地下水污染情形 39
3.3整治方法之前導措施 46
3.3.1圍堵處理法之地質鑽探 46
3.3.2抽水處理法之抽水試驗 48
3.3.2.1透水試驗 49
3.3.2.2微水試驗 49
3.3.2.3抽水試驗 50
3.3.3安定化法之藥劑種類及添加量試驗 53
3.4現場樣品分析方式 55
3.4.1 X-射線螢光光譜儀分析 55
3.4.2感應耦合電漿原子發射光譜法 57
第四章 結果與討論 60
4.1案例場址調查結果 60
4.1.1場址水文地質資料 60
4.1.2場址污染情形及特性 63
4.1.2.1透水試驗 63
4.1.2.2微水試驗 64
4.1.2.3抽水試驗 64
4.2污染成因探討 70
4.3XRF與全量分析之相關性 71
4.4抽出處理之成效 72
4.4.抽出處理成效探討 72
4.4.2污染物之質量探討 79
4.5土壤安定化之成效 81
4.5.1安定化藥劑之比較 81
4.5.2現場先導試驗. 89
4.5.3土壤安定化成效 91
第五章 結論與建議 94
5.1結論 94
5.2建議 94
參考文獻 References
中華民國環境工程學會,2008,土壤與地下水污染整治:原理與應用。
行政院環保署,2011,土壤及地下水重金屬與無機陰離子污染物污染場址之初步篩試調查、查證及驗證等之作業參考手冊。
行政院環保署,2011,土壤及地下水重金屬與無機陰離子污染物污染場址之整治技術選取、系統設計要點與操作維護注意事項 參考手冊
行政院環保署,2013,土壤污染管制標準,環署土字第1000008495號令。
行政院環保署,2013,地下水污染管制標準,環署土字第1000010141號令。
行政院環保署,2009,98年度土壤及地下水污染整治年報。
行政院環保署土壤及地下整治網,2013,國內土壤及地下水場址列管情形,(http://sgw.epa.gov.tw/public/0401.asp)。
行政院環保署環檢所,2006,土壤和底泥中元素濃度快速篩選方法-攜帶式X-射線螢光光譜儀分析法,環署檢字第0950006426(NIEA S322.60C)。
行政院環保署環檢所,2013,水中金屬及微量元素檢測方法-感應偶和電漿原子發射光譜法,環署檢字第1020104839(NIEA W311.53C)。
萬鑫森譯,1987,基礎土壤物理學,國立編譯館,台北。
郭魁士,1992,土壤學,中國書局,台北。
林浩潭、李國欽、賴七仙,1992,台灣地區不同作物對土壤中重金屬吸收之探討,第三屆土壤污染防治研討會論文集,台中
王一雄、陳尊賢、李達源,1995,土壤污染學,國立空中大學,台北。
林獻山、張添晉,2006,土壤污染與整治復育,高立圖書有限公司,台北。
徐貴新,林景行,2006,土壤污染與復育技術概論,高立圖書有限公司,台北
劉原宏,1995,台灣主要土壤中重金屬之吸附性與連結態之探討,國立屏東技術學院環境工程研究所。
張育祺,1999,酸鹼度及土壤成份對台灣主要土壤吸附銅、鎘之影響,國立屏東科技大學環境工程與科學系碩士學位論文。
朱訓智,2002,鋅、鉻在分層土壤中傳輸與吸持機制之探討,國立屏東科技大學環境工程與科學系碩士學位論文。
莊佩祺 ,2003,土壤重金屬污染化合物型態分佈之影響因子探討,逢甲大學環境工程與科學研究所
陳玫潔,2011,模擬褐地土壤重金屬安定化之可行性研究,國立屏東科技大學環境工程與科學系碩士學位論文。
Basta, N. T., Gradwohl, R., Snethen, K. L., Schroder, J. L., (2001) “Chemical immobilization of lead, zinc, and cadmium in smelter-contaminated soils using biosolidos and rock phosphate,” Journal of Environmental Quality , Vol.30, pp.1222–1230.
Barker J. A. and J. H. Black., (1983) “Slug test in fissured aquifers,” WaterResour. Res., 19(6), 1558-1564.
Bouwer H. and R. C. Rice., (1976) “A slug test for determining hydraulicconductivity of unconfined aquifers with completely or partiallypenetrating wells”, Water Resour. Res., 12(3), 423-428.
Castaldi, P., Santona, L., Melis, P., (2005) “Heavy metal immobilization by chemical amendments in a polluted soil and influence on white lupin growth,” Chemosphere, Vol. 60,pp.365-371.
Dennis, J.,Raj, S., (2001). “Field portable XRF analysis ofenvironmental samples.” Journal of Hazardous Materials (83),93–122
Farrell, M., Jones,D.L., (2010) “Use of compost in the remediation of heavy metal contaminated soil,”Journal of Hazardous Materials, Vol.175, pp. 575-582.
Freeze R. A. and J. A. Cherry., (1979) Groundwater, Prentice Hall., EnglewoodCliffs, New Jersey, 604pp.
Hyder Z. and J. J. Butler, Jr., (1995) “Slug test in unconfined formation:anassessment of the Bouwer and Rice technique,” Ground Water, 33(1),16-22.
Kumpiene, J., Lagerkvist, A., Maurice, C., (2008) “Stabilization of As, Cr, Cu, Pb and Zn in soil using amendments – A review, ”Waste Management, Vol. 28, pp. 215–225.
Lvans, L. J. (1989) Chemistry of Metal Retention by Soils-SeveralProcesses are Explained. Environ. Sci. Tech. 23:1046-1056
Mattigod, S. V., G. Sposito, and A. L. Page. (1981) Factors Affecting theSolubilities of Trace Metals in Soils. pp.203-222.
Mench, M., Vangronsveld, J., Clijsters, H., Lepp, N. W., Edwards, D., (2000) “In situ metal immobilization and phytostabilization of contaminated soils, ” In: Terry, N.,Banuelos, G. (Eds.), Phytoremediation of Contaminated Soils and Waters. Lewis Publishers/CRC Press, Boca Raton.
Tanja Radu, D. D., (2002) “Comparison of soil pollution concentrationsdetermined using AAS and portable XRF techniques.” Journal of Hazardous Materials.
Tapia, Y., Cala, V., Eymar, E., Frutos, I., Gárate, A., Masaguer, A., (2010) “Chemical characterization and evaluation of composts as organic amendments for immobilizing cadmium,” Bioresource Technology, Vol. 101. pp.5437–5443.
van Herwijnen, R., Laverye, T., Poole, J., Hodson, M., Hutchings, T., (2007) “The effect of organic materials on the mobility and toxicity of metals in contaminated soils,” Applied Geochemistry , Vol.22, pp.2422–2434.
電子全文 Fulltext
本電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。
論文使用權限 Thesis access permission:自定論文開放時間 user define
開放時間 Available:
校內 Campus: 已公開 available
校外 Off-campus:永不公開 not available

您的 IP(校外) 位址是 54.175.5.131
論文開放下載的時間是 校外不公開

Your IP address is 54.175.5.131
This thesis will be available to you on Indicate off-campus access is not available.

紙本論文 Printed copies
紙本論文的公開資訊在102學年度以後相對較為完整。如果需要查詢101學年度以前的紙本論文公開資訊,請聯繫圖資處紙本論文服務櫃台。如有不便之處敬請見諒。
開放時間 available 已公開 available

QR Code