土體過硫酸鹽傳輸及 TCS 殘留濃度分布情形

Test F5、Test F4、Test F6 為 SPS 濃度對於土體之 TCS 殘留濃度 之變化影響，0.1 mM 濃度條件下，近陽極端土壤 TCS 濃度三組實驗 分別為 250.7 mg/kg (Test F5)、786.7 mg/kg(Test F4)、205.7 mg/kg (Test F6)，近陰極端分別為分別為 345.9 mg/kg (Test F5)、405.1 mg/kg(Test F4)、345.9mg/kg (Test F6)，Test F5 之 TCS 透過電滲透流向陰極移動，

顯示 2 V/cm 下可產生足夠電解反應生成 H⁺，Test F4 之 TCS 於陽極 示，近陽極端土壤 TCS 濃度分別為 253.3 mg/kg、229.2 mg/kg、259.2 mg/kg，近陰極端土壤 TCS 濃度分別為 249.3 mg/kg (Test F12)、191.8 mg/kg (Test F11)、18.2 mg/kg(Test F13)，氧化劑濃度提升對於殘留濃 度有明顯降低，顯示於 PMS 系統中氧化劑之重要性，然仍須於後續 進行處理效果之評估。

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圖 4.31 電化學地質氧化二維模組之氧化劑濃度對土體 TCS 殘留濃度 之影響(a)SPS 系統；(b)PMS 系統

(a)

(b)

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對於 SPS 系統進行氧化劑殘留濃度探討，對 0.1 mM、0.5 mM、1 mM 實驗土體進行分段切片，實驗結果如圖 4.32 所示，發現於近陽 極端濃度 SPS 系統為 12.4 mg/kg、21.4 mg/kg，6.2 mg/kg，近陰極端 濃度為 27.6 mg/kg、33.2 mg/kg 及 4.5 mg/kg，PMS 系統近陽極端為 39.5 mg/kg、19.5 mg/kg，4.5 mg/kg，近陰極端濃度為 27 mg/kg、49.5 mg/kg 及 49.5 mg/kg。

4.5.4 小結

由電化學地質氧化二維試驗中可發現，當 Co-Fe/Al 複合金屬氧化 電極於單獨 DI water 環境下處理效果較低，主要係因為在 DI water 環境下因 Co-Fe/Al 複合金屬氧化電極之導電性不如一般金屬來的好，

在添加電解質 NaNO3情況下對於 SPS 系統有顯著提升，主因電極和 SPS 反應不強若無額外加強電解反應之物種則無法有效提升其效果，

然而對於 PMS 系統，添加 NaNO3效果之提升反而有限，主要由於其 本身與電極反應較佳，若在添加額外離子可能於實驗後其產生逆流情 形。

此外，由於鹼性環境對於過硫酸鹽系統亦可能產生催化效果，因此比 較兩系統中添加點位對於處理效果之影響，由於陽極端所放置之 Co-Fe/Al 電極，因此兩系統皆為於陽極端添加 SPS 及 PMS 之條件下

具有較高之處理效果。

圖 4.33 為兩種過硫酸鹽系統中，電位坡降對於處理效果之影響比 較；SPS 系統中，電位坡降提升對於處理效果有所提升，而當坡降提 升至 2 V/cm 時，處理效果上升趨緩，主要原因為電位坡降提升，使

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圖 4.32 電化學地質氧化二維模組之氧化劑濃度對土體氧化劑傳輸影 響(a)SPS 系統；(b)PMS 系統

(a)

(b)

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表 4.12 電化學地質氧化三維實驗結果彙整表

Test No.

Electrode*

/Coating rate of Co²⁺

Processing

Power consumption (kwh/m³)

Treatment efficiency (%)

Anode Cathode

G1 A6/1.03 DI water

Potential gradient of All test were 2 V/cm

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圖 4.33 電化學地質氧化二維實驗電位坡降對 TCS 處理效果之影響 系統中電解反應隨之提升，因此陰極端土體 pH 值上升，可能致 使近陰極形成金屬硫酸鹽沉澱，降低土壤滲透性反使 TCS 逆流累積 於陽極(Fan et al., 2016)，然而，SPS 系統中電極對於過硫酸鹽之催化 效果有限，使陽極端處理效果受到限制，因此，對於 TCS 之處理效 果有趨緩之情形；而在 PMS 系統中電位坡降影響較為明顯，可以發 現除 TCS 處理效果於各電位坡降下皆高於 SPS 系統外，當電位坡降 由 1 V/cm 提升至 2 V//cm 時，TCS 之處理效果亦有顯著提升之情形，

主要由於電位坡降提升，使電解效果增強，雖可能產生和 SPS 系統 於陰極端土體 pH 值提高而產生逆流之情形，然而陽極之 Co-Fe/Al 電極和 PMS 之催化反應較佳，使逆流至陽極之 TCS 獲得更好的氧化 降解效果所致。

圖4.34為氧化劑濃度對於兩系統之TCS降解效果影響，兩系統中

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圖 4.34 電化學地質氧化二維實驗氧化劑濃度對 TCS 處理效果之影響 氧化劑濃度提升皆使處理效果有所提升，然由結果可以發現兩者於 0.5 mM下其處理效果提升較為不明顯，主要受到氧化劑劑量提高，

土壤中可解離離子增加，因此使電解反應提升，導致土壤近陰極端產 生金屬硫酸鹽沉澱，因而產生逆流，然而，逆流至陽極端之TCS於陽 極端同樣無法產生較高之氧化降解效果主要因氧化劑劑量不足以將 匯集至陽極之TCS產生降解所導致；當劑量提升至1mM，可以發現 TCS降解效果於PMS系統較佳，介於55.1%~60.7%，因此後續三維電 化學地質氧化實驗將以此作為依據進行調整，以達到較佳處理效果。

經過電化學地質氧化二維實驗之比較後可以發現 Co-Fe/Al 電極 對於 PMS 系統具有較高之催化效果，且當電位坡降為 2V/cm，氧化 劑劑量為 1 mM 之條件下，具有最佳處理效果，因此進入電化學地質 氧化三維實驗將參考此實驗結果進行探討。

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