氧化還原 拯救受污大地

記者李宇政整理報導 |2008.02.22
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中石化台南市安順廠區戴奧辛污染嚴重,早期生產五氯酚,關廠後,露天堆置的五氯酚,長期受雨水沖淋,造成土壤及地下水被污染,廠區排水溝污泥含有高濃度的戴奧辛及五氯酚,戴奧辛最高濃度為管制標準的64100倍,五氯酚是管制標準的257倍。

台南市政府1月24日開挖,採全國僅見的防塵架及B級安全防護作業,開挖移除的污染介質,全封存在安順廠區鋼筋混凝土結構物內。

《科學發展》422期中指出,在土壤與地下水污染方面,最常見的是氯化有機污染物,它們來自工業界常用的三氯乙烯、四氯乙烯等溶劑。氯化有機物的比重大於水,如果滲漏到土壤中,會因重力而持續下沉,一直到難以滲透的岩盤或不透水層才會停止。而且,氯化有機物在滲透的過程中若遇到地下水層,會隨著地下水漫流,污染的區域會更加擴大,也嚴重影響當地水質。

現在環保意識抬頭,為了下一代,挽救曾受污染的區域已是當務之急。清華大學生醫工程與環境科學系董瑞安教授主持的譗氯化有機物在鐵還原環境中之生物與非生物共分解研究豃計畫,就是探討鐵元素在不同的形態下對氯化有機物的還原機制,以及土壤微生物在其中扮演的角色。

董瑞安在期刊中表示,利用氧化還原反應,鐵元素可使氯化有機物還原脫氯以降低毒性,進而解決污染問題。土壤復育的方法可分為天然衰減與人工添加物兩種。

天然衰減是利用土壤中既有的微生物進行反應,成本低但反應速率慢;人工添加物則是利用工程技術在土壤中設置反應性材料,成本高、反應速率快。

在人工添加物方面,較常見的是譗透水性反應牆豃。這種現地復育工程是先評估污染區的地下水流,然後開挖一條深溝,在溝內建造一面透水性的牆,使地下水流經這面牆。牆內含有鐵元素材料,可把氯化有機污染物轉變成無害物質,並吸附水中的重金屬,處理後的乾淨地下水則從透水牆的另一側流出。

在土壤微生物方面,董瑞安指出,微生物本身就具有分解污染物的能力,而在鐵元素與氯化有機物的氧化還原系統中,微生物能促使鐵元素循環再生,進而增加其分解能力。

為了提高土壤與地下水的復育效率,董瑞安研製一種以譗奈米多孔基材豃為零價鐵的擔體,並可加入鈀、鎳等具催化效果的金屬。這種擔體具有多孔特性,可製作成圓盤或其他特殊形狀,施工地點較透水性反應牆有彈性,除了增加反應活性外,也可不受地形、地質的限制。他表示,未來若能進一步了解微生物、鐵元素、氯化有機物三者之間的轉換機制,將可提升氧化還原系統的反應速率,降低目前土壤復育技術開發的限制。

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