第一章 前言
1.1 研究緣起
近年來，國際上多起重大土壤及地下水污染案例皆對環境造成難 以回復的傷害，土壤與地下水污染已逐漸成為先進國家所關注的環保 議題。台灣地區在水、空氣、廢棄物與毒化物管制法令已建制完備，
但伴隨經濟發展所產生之大量污染，於處理技術不足、設備缺乏及操 作管理不周之情況下任意棄置、排放，而導致地下儲槽及管線滲漏之 情形發生，進而污染土壤與地下水污染問題亦日漸嚴重。
一般土壤及地下水源的污染物主要包括：蟲藥、硝酸鹽類、石油 化學物質、氯化有機溶劑、氟化物、重金屬及鹽類，其中重金屬亦是 一種毒性污染物，若長期飲用含有重金屬的水，可能會對人體造成傷 害。如台灣在民國七十一年於桃園縣觀音鄉大潭村因化工廠排放含鎘 廢水，農地遭受污染而種出鎘米事件，是當時影響民眾健康，產生腎 衰竭及痛痛病的主要原因(行政院環保署，2001)；而於民國七十六年 的二仁溪綠牡蠣事件，牡蠣銅含量最高達 4400 ppm，以體重 60 公斤 之成年人為例，每日可攝取銅 3~30 mg，若吃下或飲入比一般正常銅 濃度高的水，會造成嘔吐、頭痛等現象，若攝取大量的銅則會造成肝、
腎的損害甚至死亡；而汞即是俗稱的水銀，亦是一種有毒的金屬，會 透過飲食或吸入而進入人體，且一旦進入就很難被排出，而容易因為 累積引起中毒，一般生產含汞廢水、廢氣等透過污染大氣、水源和氣 候進入人體，會造成人體急性或慢性中毒，引起噁心、嘔吐等症狀，
長期甚至會造成肝、腎之傷害，其在日本於 1956 年水俁縣郊外發現 有原因不明的腦部症狀疾病，稱之為水俁症，其病因物質為有機汞，
2
來源是當地化學工廠排放含汞化合物的廢水，污染了水灣的魚貝類，
而當地居民長期食用受污染的魚類所引起的。受害者有的死亡，有的 則造成神經中樞的永久性傷害。
台灣近年來工商業之發達，其相關產業產生之廢棄物或廢水，或 石化業及廢五金燃燒產生之排煙及落塵等問題，均可能造成土壤不同 程度的重金屬污染，其可能污染土壤的重金屬主要有砷、鎘、鉻、汞、
鎳、鉛、鋅及銅等八種；而由環保署統計截至 101 年 9 月為止，查證 結果有 132 處場址中有 64 處場址土壤或地下水污染物濃度超過管制 標準，其中土壤超過管制標準有 46 處，在這 46 處場址中又有 17 處 場址為重金屬污染物，包括銅、鉻、鎳、鋅、鉛、鎘、汞及砷等重金 屬污染物，其中又以銅、鉻、鎳為最常見之重金屬類污染物。 (行政 院環保署，2012)。
於目前作物對重金屬之需求不一，有些重金屬量多時將造成植物 毒害，且土壤中過多的重金屬將被作物吸收累積於植物體內，而含重 金屬之作物經食物鏈將影響人類食用安全(行政院環保署，2012)；國 內外農作物遭重金屬污染事件層出不窮，主要為鎘、汞污染造成糙米 中鎘、汞含量超過公告限值，而 90 年於潮州崙頂段附近發生土壤含 銅量偏高事件，顯示台灣地區農地重金屬污染已威脅到民眾之健康。
在重金屬污染土壤之整治技術中，包括電動力法、生物處理及植 物處理等技術(US EPA, 2002)。而在生物處理及植物處裡兩項技術之 效力上，可能因其多種因子而導致降低，如:氣候之影響、昆蟲或小 生物之誤食造成生物累積情形、無法處理污染濃度較高之廠址且需花 費較長的時間才能達到一定之處理成效；而在電動力方法
3
(Electrokinetic Remediation)處理污染土壤為一現地整治技術，其優點 包括：(1)可產生一均勻電滲透流於異質且低滲透性土壤介質中移動；
(2)可有效控制電滲透流流向；(3)高移除率且具安全性；(4)為一種具 經濟效益之現地永續處理技術。然而以往之研究皆為實驗室小型模組 試驗，與現地應用尚存較大之差異性，尚不足以作為進入現地整治之 參考依據，故本研究內容為將設計一大型三維現地模場，亦作為移動 式土壤污染處理系統，並進行模場試驗，試模擬大型模場以至現地整 治之情形，並建立最佳操作參數，作為現地整治規劃設計之參考依據，
以利後續進行之實場整治試驗。
1.2 研究目的
本研究之主要研究目的如下：
1 設計組裝最適化三維現地模場，使之作為實場處理前之測試實驗 設施，以決定最適操作參數，日後並可作為現地移動式處理設備。
2 探討電極接觸面積、電位坡降、電極種類、處理時間及操作流質 濃度之影響，進行現地模場實驗，實驗結果將作為後續現地實驗 之依據。
3 藉三維模場試驗建立之參數，作為現地整治試驗之參考依據。
1.3 研究內容
本研究之主要內容彙整如下：
1 進行第一代三維現地模場(尺寸 1.5m × 1m × 1.1m)設計、組裝及 測試。
2 改良第一代三維現地模場操作之缺失，進行第二代三維現地模場 (尺寸 1.0 m × 0.5 m × 0.7m)設計、組裝及測試。
4
3 探討重金屬與土壤經電動力技術處理前後之鍵結型態變化。
4 探討三維模場試驗之成本分析及可行性評估。
5