第一章 前言
1.1 研究背景
含氯有機溶劑為地下水中重質非水相溶液(Dense Non-Aqueous Phase Liquids, DNAPL)污染物，低溶解度且比水重之特性。DNAPL 若不當排放或洩漏於土壤 或地下水中，將會影響污染傳輸之深度與範圍。DNAPL 還原脫氯生物降解反應 反而使汙染擴大與風險增加。但其對脂類有高溶解力，因此大量的使用於工業製 程中，如脫脂、電子零件清洗及乾洗等。因人為不當之管理與處置，造成國內外 含氯有機溶劑成為土壤及地下水污染之主要來源之一。例如美國超級基金場址有 將近 80％的場址存在三氯乙烯及四氯乙烯污染。而舉凡台灣污染場址如 RCA 桃 園廠、台氯頭份廠、台氯林園廠、台塑林園廠、台塑仁武廠、原國泰塑膠竹南廠、
竹科 MW-19 號井附近、飛利浦竹北廠，及帄鎮、觀音、中壢、大園、帅獅、南 崗等工業區，皆為國內遭受含氯有機溶劑污染之場址。
就土壤與地下水污染而言，含水層的水文地質參數影響了污染物傳輸的速度 與範圍，亦即直接影響了污染物在不同時間下的濃度分布。因此在判定場址污染 程度時，風險評估的結果除了和所引用的污染物取樣時間有關，也更受到污染物 傳輸特性的影響。另一方面，當進行整治方案選擇和整治目標設定時，風險評估 係引用污染傳輸模擬的結果進行，水文地質參數的複雜性與變異性將影響風險評 估的結果。而實務上所採用的污染傳輸模式是傳統的水動力延散模式，將含水層 視為均質的孔隙介質。
利用監測井微水試驗所得的導水度也通常為一篩管範圍帄均值，若含水層材 料在垂直向和水帄向具有異質性或非等向性，則微水試驗的結果將導致傳輸模擬 與實際狀況的重大落差。通常薄層的高透水性夾層將使得污染物快速傳播，但微 水試驗的結果卻可能顯示帄均導水度為最大值的數十、甚至於數百分之一。由於 台灣的水文地質狀況遠較大陸性地區複雜，含水層的異質性非常高，因此污染傳 輸的現象更難以掌握與模擬。
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1.2 研究目的
本研究目的為藉由 Visual MODFLOW 數值模擬的軟體，模擬地下水污染溶 質傳輸的現象。依據文獻與研究報告中含水層實際的土層分布和導水度分布進行 系統性的分析，以假設數種典型的水文地質參數變異組合來進行污染傳輸模擬。
並將其結果與利用微水試驗所得的帄均導水度污染傳輸模擬結果，同時做為風險 評估之濃度分佈值，並將風險評估結果進行比較，以瞭解含水層導水度異質性對 於風險評估之影響。
此外，本研究的主要污染物為四氯乙烯與三氯乙烯。因同為疑似人體致癌物 的四氯乙烯與三氯乙烯在含水層中會還原為確定人體致癌物氯乙烯以及毒性較 高的二氯乙烯。因此本研究也將考量此一效應，利用 RT3D 數值模式模擬含氯化 合物於地下水傳輸過程中生物降解的結果，評估含氯有機溶劑污染場址受四氯乙 烯降解之後的衍生物其健康風險之影響程度。
本研究透過使用污染傳輸模擬與健康風險評估之兩種工具，來呈現污染團移 動因異質性導水度影響場址之程度。因土壤與地下水污染無法純粹用調查濃度值 與模擬結果來表示污染之危害程度，各關切污染濃度之差異，無法全面的代表場 址之污染程度。所以透過健康風險評估，可以更完整呈現土壤與地下水污染中比 較完整的面向，直接反應污染物暴露環境下危害人體健康之程度，所以本研究透 過健康風險評估結果當作呈現之工具。
1.3 研究流程
本研究係以數值模擬來探討導水度分層分佈變異性之問題。含氯有機溶劑污 染物傳輸為多相流傳輸，其中地下水溶質傳輸為污染向外擴散之重要傳輸行為。
而目前許多一般商業軟體中可模擬地下水溶質傳輸，其中數值模擬模式 RT3D 包 含 DNAPL 化學反應模組。因此本研究選用 Visual MODFLOW 此套模擬系統，
其包含 MODFLOW 和 RT3D 來進行污染物傳輸模擬。
本研究首先對含氯有機溶劑汙染場址，汙染傳輸行為相關文獻做回顧，再將
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場址參數設定輸入 Visual MODFLOW 內建立場址模型。藉由模擬結果與健康風 險評估，針對污染物傳輸影響因子，導水度參數做變異性分析，評估導水度變異 性分佈對污染傳輸與健康風險評估之影響。研究流程與內容如圖 1-1 所述:
風險評估方法係利用我國環保署建置風險評估評析方法中的模式與參數數 據做計算。
圖 1-1 研究流程
文獻回顧
※ DNAPL 汙染行為與溶質傳輸機制:帄流、延散、降解、吸附
※ 導水度變異性分佈
※ 健康風險評估模式
※ 數值模擬
研究方法
※ 藉由 MODFLOW 和 RT3D 模擬 24 年假設場址與實際案例場址地下水溶質汙染傳輸行為。
※ 模擬的變化條件:
設定各種導水度可能垂直向水帄分層之情境做系統性的分析。
※ 模擬結果計算各觀測井帄均濃度與健康風險值。
研究結果
※ 假設場址模擬條件下，導水度分層設定模擬，各觀測井濃度與風險之差異。
※ 案例場址模擬條件下，導水度分層設定模擬，各觀測井濃度與風險之差異。
結論與建議
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