3.1 實驗內容
本研究之主要設計以評估應用於道路鋪設工程之都市垃圾焚化底渣，經埋設 不同年份後底渣之溶出物對環境可能產生的影響。所選擇研究的底渣分別為：未 經埋設的底渣ｅ級配料(為再利用工廠所製備之底渣利用級配料，是將垃圾焚化處 理廠之底渣，經過初步分類、磁選、篩分、風選後，予以噴灑穩定藥劑，所製備 出之再生骨材)，埋設一年的道路底渣級配料(桃園龍潭)，以及埋設六年的道路底 渣級配料(新北萬里)。
由於應用於道路鋪設的底渣為不同焚化爐之底渣ｅ及配料混合埋設，故未經 埋設的底渣ｅ級配料為不同焚化之底渣經處理與加藥後混合，以四分法均勻採樣；
應用於道路鋪設之底渣則是利用類似小型潛盾工法隨機取樣後加以混合均勻。利 用動態管柱試驗模擬酸雨淋洗底渣之情況，以瞭解應用於道路鋪設之底渣其溶出 特性。
圖 3.1 實驗室模擬試驗流程
3.2 實驗方法
3.2.1 基本特性分析
(1) pH 值：水之氫離子濃度指數（pH 值）測定方法－電極法(NIEA W424.52A) (2) 導電度：水中導電度測定方法－導電度計法(NIEA W203.51B)
(3) 氯離子：使用 IC 層析儀進行分析。
(4) 總有機碳：水中有機碳檢測方法(NIEA W530.51C)－燃燒／紅外線測定法 TOC 分析儀 IL 550 TOC-TN 。分析方法為：水樣均勻攪拌及適當稀釋或減量後，經微 量注射針注入一內含催化劑（如氧化鈷、鉑金屬、鉻酸鋇）的加熱反應器內，水
分會揮發掉
，
有機碳被氧化產生二氧化碳和水，無機碳轉換成二氧化碳，將這些二氧化碳以載流氣體送至非分散式紅外線分析儀，檢測所得為總碳濃度。另外，
將水樣經由微量注射針注入另一個可將樣品酸化的反應器內，在酸性的條件下，
僅無機碳轉換成二氧化碳，利用非分散式紅外線分析儀可測得無機碳濃度，再由 總碳濃度減去無機碳濃度即為總有機碳濃度。
(5) 重金屬總量試驗：使用土壤中重金屬檢測方法－王水消化法 (NIEA S321.63B)，
以 ICP-AES 檢測。
依據環保署公告之土壤中重金屬檢測方法－王水消化法，其實驗步驟如下：
1. 秤取適量已經風乾處理之土壤樣品，依照「土壤水分含量測定方法－重量法」
測定土壤中水分含量。
2. 同時另取土壤樣品約 3 g（精秤至 1 mg），置於 250 mL 反應瓶中。
3. 先以 0.5 至 1 mL 水潤濕樣品。
4. 緩慢加入 21 mL 濃鹽酸，再慢慢加入 7 mL 濃硝酸，搖盪充分混合均勻。若 樣品加酸會產生強烈氣泡，則需小心逐滴加入。
5. 在室溫下靜置於回流冷凝管 16 小時後，緩慢加熱溶液至迴流溫度，使溶液在沸
騰狀態下維持約 2 小時。加熱程度保持迴流區域在冷凝管高度三分之一以下。
6. 冷卻樣品至室溫後，以約 10 mL 0.5 M 稀硝酸沖洗冷凝管，並收集於反應瓶 中。
7. 將反應瓶中溶液倒入 100 mL 量瓶中，以 0.5 M 稀硝酸沖洗反應瓶，並收集於 此量瓶中，再加水至標線，加蓋並搖勻。
8. 待不溶物沈降後，取上澄液分析。若不溶物不易沈降，需藉過濾、離心等方法 移除，以免在霧化時堵塞原子吸收光譜儀之噴霧裝置或其他分析儀器之樣品進入 裝置。最後以感應耦合電漿原子發射光譜法（NIEA W311.52C）分析。
(6) 重金屬溶出濃度：使用水中金屬及微量元素檢測方法－感應耦合電漿原子發射 光譜法 （NIEA W311.52C）
(7) 底渣採樣方法：廢棄物焚化灰渣採樣方法（NIEA R119.00C）
依據環保署公告之廢棄物焚化灰渣採樣方法之最終樣品，其實驗步驟如下：
1. 底渣或無害化產物之初步樣品，應以 9.5 mm 標準篩進行篩分，篩分前，結成 團狀易碎的底渣塊應先以採樣鏟或鐵鎚壓碎。
2. 通過篩網的底渣或無害化產物量，應至少在 8 公斤以上，此時應將通過篩網的 底渣或無害化產物及留於網上的殘留物予以稱重記錄。
3. 飛灰、無害化產物及經過篩的底渣等初步樣品，分別將其充分混合後以四分法 進行縮分，每次保留對角兩份，經數次縮分後，取得檢驗室規定重量 / 數量之最 終樣品，置入容器內密封。
(8) 粒徑分析:從底渣ｅ級配料、埋設一年多的道路底渣級配料(桃園龍潭)，以及埋 設六年多的道路底渣級配料(新北萬里)取 8-9 kg 底渣，經自然風乾後，以 ASTM 規格篩網作篩分，統計每次過篩的底渣重量，再將其各粒徑區間之底渣重量累計，
計算其重量分佈比粒，並與篩網粒徑作圖，可得粒徑分佈曲線，依分佈曲線結果 求出各樣品之 d10，d30，d65，d90。隨後將底渣總量樣品依此分佈篩分成四種粒徑樣 品，分別為: d10-d90，d65-d90，d30-d65，d10-d30。
篩網:ASTM 規格篩網，分別取編號 12、15、18、21、24、30、33、36、39 號篩網 進行篩分。
3.2.2 動態溶出試驗
動態溶出試驗為將待評估樣品填充於管柱中，由萃取液已連續通量流入貫穿 之方式，連續與樣品接觸，而收集濾液分析，此方法較符合模擬一般實場之溶出 情境。本研究為模擬焚化底渣經酸雨長期淋洗後，評估重金屬溶出之長期潛勢，
分別將篩分後的底渣粒徑 d10~d90、d10~d30、d30~d65、d65~d90共四組底渣樣品置於管 柱中，以蠕動泵打入萃取液，即以柱塞式向上流之方式連續打入模擬酸雨的萃取 液，以萃取液淋洗底渣後，採取出流水樣分析其重金屬溶出濃度。因不同粒徑壓 密度不一，填充孔隙度亦有差異。萃取液淋洗流速控制 24 ml/hr~36 ml/hr，設計採 樣時間為:5 hr，24 hr，隨後每天採樣一次，取樣後添加硝酸使其 pH＜2，保存於 4
℃以下，最後以 ICP-AES/AA 分析檢測重金屬溶出時，結果以時間之溶出濃度與 累積溶出量表示。並定期監測溶出液之 pH、導電度、氯離子、TOC、重金屬。
實驗室模擬試驗設備：管柱材質為玻璃製成，直徑 5 cm(±0.5 cm)，高度 40 cm，進 出水相距高度 30 cm，管柱上下端置放一多孔狀散水盤以使進出水流均勻分散，灰 渣填充量 350 公克，加入適量水（約 100 至 130 mL），使土樣浸泡於水中，蠕動幫 浦以上流式打入淋洗液，以減少短流現象之發生。
淋洗液：DI water 之 pH = 6.82 與濃度 10-5 M 之 HNO3溶液，pH 值維持在 5 (±0.5)。
動態管柱試驗的配置過程及實驗條件說明如下：
1. 使用之管柱直徑為 5 公分，長度為 40 公分。
2. 在填充底渣樣品之前，在底部放置一不織布，以防止土樣流失
3. 加入適量水（約 100 至 130 mL），並每支管柱填充 350 g 之底渣樣品，使底渣 浸泡於水中，再以淋洗液進行淋洗，已達均勻化。
4. 淋洗液為 DI water ( pH = 6.82 )與 10-5 M 之 HNO3 溶液，pH 值維持在 5 (±0.5)。
5. 用定量幫浦以 800 mL/day 的流量流入每支管柱，將淋洗液自管柱下方加入。
6. 管柱與溶出液之瓶子，均用鋁箔紙密封開口，以避免灰塵的干擾。
7. 取樣頻率：第一天第 5、24 小時，第二天後每 24 小時取樣。
8. 每次取樣頻率時紀錄滲出液的體積、pH 值、導電度，並分析氯鹽、TOC、及 重金屬濃度。
實驗主要模擬酸雨的淋洗，理論的 pH 值小於 5.6 即為酸雨，現今台灣酸雨現 況為 4.96，而台灣北部酸雨幾乎為 4.7(台灣酸雨資訊網)，因此配製 10-5 M 的硝酸 使 pH 介於 4.5-5.5 之間，以模擬酸雨的情況。
總淋洗量：800 mL/day × 10 day = 8,000 mL，將之除以管柱面積（約為 20 cm2）， 此約為 4,000 mm 的降雨量，而參考新北、台北、桃園地區最近幾年的降雨量，約 等於 2-3 年的降雨淋洗量。
表 3.1 台北市、新北市、桃園縣 2006-2011 之年降雨量 (單位: mm)
台北市 新北市 桃園縣