依第三章所述的實驗方法及研究計畫，本章依供試生物培養、生 物毒性試驗、溶出液之重金屬含量、污染物宿命傳輸模擬與綜合分析 共五節，說明本研究之執行結果。
4-1 供試生物培養
本研究所選用的供試生物為藻類與水蚤二種生物，本節將討論本 研究在實驗室進行此二種生物的培養情況。
4-1-1 水蚤培養情況
本研究所使用的水蚤自飼養單位取得後，開始進行培養使水蚤在 繁殖過程中環境狀況近乎野外自然條件，本實驗室的環境約進行一年 半年繁殖培養。此外，在繁殖過程中，水蚤的環境條件是須嚴格控制，
首先為稀釋水控制，本實驗室以五道RO 逆滲透純水機所製造的水配 置稀釋水，該稀釋水pH 值約在 7~8 之間，導電度約在 0.3~0.6ms/cm 之間，溶氧約維持在5~7mg/L；其次為照光控制，由於本實驗室並無 對外窗戶，為了水蚤在照光能溫和且穩定，本實驗室採用近似太陽光 譜燈管模擬自然光，最後為水蚤餌料控制，每個繁殖缸植入綠藻後，
約經過半年的時間呈現穩定的狀態，也會在固定時間加入小球藻培養 基，讓水蚤在繁殖時能獲得充分的養份。
當穩定且大量繁殖後接著須開始進行訓養階段，其主要是挑選符 合毒性試驗所需的齡期，從穩定的訓養缸挑選出 3 代後以齡期 24 小 時內之幼蚤，進行生物毒性試驗。
在進行生物毒性試驗之前，須進行參考毒物測試馴養蚤種敏感
度。本研究以十二烷機硫酸鈉(SDS)進行參考毒物測試後，以美國 EPA 提供的統計軟體TSK 計算如表 4-1。由表中得知，本研究所馴養出蚤 種對十二烷基硫酸鈉的 LC50值近似環檢所，而 CV 值低於環檢所，
表示本實驗室水蚤生物毒性試驗系統已達到環檢所規定的敏感度。
表4-1 本實驗室與環檢所水蚤對十二烷基硫酸納 48 小時 LC50
參考毒物 N LC50(mg/L) 變異系數(CV，%) 環檢所測值 十二烷基硫酸鈉 2 5.340 29.8 本實驗室測值 十二烷基硫酸鈉 2 6.640 22.8 註：N：測試次數。
LC50：48 小時 LC50平均值。
變異系數(CV，%)：(標準偏差/平均值) 100
4-1-2 藻類培養情況
本研究所使用的藻類自飼養單位取得後，開始進行培養，將藻株 植入含有培養基之培養管後，依第三章所敘條件進行活化，活化後的 藻類須進行對數生長期量測。量測出來的對數成長期方可進行後續的 生物毒性試驗。
本研究培養出的藻細胞濃度，其成長曲線如圖4-1 所示，圖中橫 軸為時間(hr)，縱軸為量測到的藻細胞葉綠素 a 濃度以 ppb 表示，以 取自然對數後之數值繪圖，從圖 4-1 可看出植入藻液後，約有 10 幾 小時呈現不穩定情況，稱為遲滯期，經過約 20 幾小時的培養後，開 始有成長的現象，此時成長速率開始呈現穩定成長，稱為對數成長 期，此期間藻細胞生長所需的空間及培養基均能提供藻細胞穩定成 長。過了對數成長期後，葉綠素a 濃度成長趨緩，而呈現不穩定狀態，
代表藻細胞成長所需的空間及培養基養分不足時，成長速率慢慢有趨 緩，甚至開始進入死亡期。
本 研 究 在 實 驗 室 求 出 對 數 成 長 期 之 葉 綠 素 a 濃 度 大 約 在
20~150ppb 之間，此區間的藻細胞成長速率，均符合環檢所規範的生 長速率須大於 0.03 h-1，但環檢所公告之藻細胞對數成長期濃度 1~10ppb 在本研究之對數成長期約高 10 倍左右，推測可能是每個實 驗室環境不同，所培養出的成長期亦不相同，但本實驗室對數成長期 在合理範圍內。
圖4-1 本研究培養之藻種藻細胞成長曲線圖
4-2 生物毒性試驗
本研究所設計的材料為焚化底渣拌製二種不同添加量之瀝青混 凝土(25％、50％)分別進行 1、5、10 天平板溶出試驗後，所得之溶出
此區間為對數成長 期，葉綠素a 濃度約 在20~150ppb 之間。
說明各溶出液pH 值、溶氧、導電、生物毒性試驗結果。本研究所試 驗之水樣編號以1-1 代表第一批次溶出一天，5-1 代表第一批次溶出 5 天，10-1 代表第一批次溶出 10 天，以此類推。
4-2-1 溶出試驗溶出液水質分析
本研究二種材料之1、5、10 天溶出後所得溶出液進行水質分析，
數據如附錄(一)所示。
1、pH 值
pH 值的變化除了會影響重金屬溶出的效果外，對於水質及環境 生態也都具有一定的影響性，本研究所使用的焚化底渣其氫離子指數 (pH 值)為 12.19，為高鹼性材料。本研究二種不同添加量之垃圾焚化 底渣瀝青混凝土(25%、50%)分別進行 1、5、10 天平板溶出試驗後，
其 pH 值如表 4-2 所示，由表得知，50%、25%焚化底渣瀝青混凝土 pH 值為，與原始焚化底渣 pH 值為 12.19 相較，可看出焚化底渣經瀝 青材料包裹，有降低焚化底渣鹼性物質溶出趨勢。與文獻相比較，如 表4-3，美國 NCHRP 所使用焚化底渣添加量為 23.6%，與本研究 25%
焚化底渣含量相比，本研究pH 較高，推測可能是垃圾來源不同所造 成。
表4-2 本研究溶出液 pH 值數據表
25%焚化底渣瀝青混凝土 50%焚化底渣瀝青混凝土 水樣編號
(天/批次) pH 值 平均 pH 值 平均
1-1 7.98 7.60
1-2 8.03 7.79
1-3 8.07 8.03
7.66
7.68
5-1 7.93 7.93
5-2 7.72 7.85
5-3 7.57 7.74
7.86
7.88
10-1 7.88 7.63
10-2 8.01 7.78
10-3 7.93 7.94
7.76
7.72
表 4-3 美國 NCHRP 平板溶出試驗 pH 值數據表
時間(day) 1 5 10
pH 值 6.26 7.10 7.66
註：焚化底加添加量23.6%，瀝青含油量 5.4%
依本文第3-5 節之統計分析模型，進行統計學雙因子變異數分 析，所得之變異數分析如表4-4 所示，以焚化底渣含量與溶出時間為 因子，由表顯示以P-值小於 0.05 為有顯著影響狀況下，代表兩因子 交互作用顯著，也就是溶出時間與底渣含量會影響到溶出液pH 值。
表4-4 溶出液 pH 值統計分析表
ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值 溶出時間 0.006078 2 0.003039 0.319883 0.73224 3.885294 底渣含量 0.0882 1 0.0882 9.284211 0.010141 4.747225 交互作用 0.188433 2 0.094217 9.917544 0.002868 3.885294
誤差 0.114 12 0.0095
總和 0.396711 17
2、溶氧值
溶氧是指溶解於水中的分子氧，為表示水污染狀況的指標之一，
一般以 mg/L 或 ppm 表示。由於所有生物均仰賴氧氣以維持代謝程 序，並產生能量來生長與再生細胞，水中溶氧濃度對水生生物相當重 要。所以在各種不同水體，溶氧量常是水質優劣的指標。本研究的溶 氧量數據及環保署之河川污染指標(River Pollution Index，RPI) [62]的 溶氧量值如表 4-5 所示，本研究所測得的溶氧量值為未(稍)受污染之 間，因此對於本研究後續之生物毒性試驗不受影響，其造成水蚤死亡 因素之溶氧量項目可忽略。
表4-5 本研究溶出液溶氧量數據表
依本文第3-5 節之統計分析模型，進行統計學雙因子變異數分 析，所得之變異數分析如表4-6 所示，以焚化底渣含量與溶出時間為 因子，由表顯示兩因子交互作用不明顯，表示溶出時間與底渣含量不 會影響到溶出液溶氧量。
表 4-6 溶出液溶氧量統計分析表
ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值 溶出時間 0.080044 2 0.040022 0.675988 0.527005 3.885294 底渣含量 1.075556 1 1.075556 18.16646 0.001103 4.747225 交互作用 0.050711 2 0.025356 0.428263 0.661219 3.885294
誤差 0.710467 12 0.059206
總和 1.916778 17
25%焚化底渣瀝青混凝土 50%焚化底渣瀝青混凝土 水樣編號
(天/批次)
溶氧量(mg/L) 平均 溶氧量(mg/L) 平均
1-1 8.12 7.65
1-2 8.06 7.78
1-3 8.10 8.09
7.21
7.55
5-1 7.92 7.89
5-2 7.61 7.05
5-3 7.95 7.83
7.52
7.49
10-1 8.06 7.64
10-2 8.14 7.45
10-3 7.89 8.03
7.26
7.45 未受、稍受污染 輕度污染 中度污染 嚴重污染 污染程
度指標 ＞6.5 4.6~6.5 2.0~4.5 ＜2.0
3、導電度值
水中導電度的變化會影響本研究所使用的供試生物水蚤這種濾 食性動物的生存條件，主要是導電度與可溶性固體相關。當水中鹽類 濃度愈高，其在水中解離的陰、陽離子的量也就愈多，水的導電度也 愈大。由本章第二節得知本研究培養的水蚤條件中，適合水蚤生存的 水中導電度約為 0.3~0.6ms/cm，本研究測得的導電度數據如表 4-7，
由表中看出25％焚化底渣瀝青混凝土在 24 小時與 120 小時溶出液導 電度低於此區間的下限外，其餘的導電度值都有利於水蚤生存條件。
表4-7 本研究溶出液導電度數據表
25%焚化底渣瀝青混凝土 50%焚化底渣瀝青混凝土 水樣編號
(天/批次) 導電度 平均 導電度 平均
1-1 0.12 0.31
1-2 0.15 0.37
1-3 0.17 0.15
0.31
0.33
5-1 0.21 1.00
5-2 0.25 0.90
5-3 0.20 0.22
0.77
0.89
10-1 0.33 1.48
10-2 0.34 1.39
10-3 0.34 0.34
1.50
1.46
註：導電度單位 ms/cm
依本文第3-5 節之統計分析模型，進行統計學雙因子變異數分 析，所得之變異數分析如表4-8 所示，以焚化底渣含量比與溶出時間 為因子，由表顯示兩因子交互作用顯著，表示溶出時間與底渣含量會
影響到溶出液導電度，因此進一步以Duncan 多重範圍檢定法(Multiple Range Test)分析，得知溶出時間 1 天、5 天、10 天各自視為一群。
表 4-8 溶出液導電度統計分析表
ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值 溶出時間 1.300833 2 0.650417 202.2021 5.73E-10 3.885294 底渣含量 1.947022 1 1.947022 605.2919 1.23E-11 4.747225 交互作用 0.658344 2 0.329172 102.3333 2.89E-08 3.885294
誤差 0.0386 12 0.003217
總和 3.9448 17
Duncan 檢定 子集 (ms/cm)
天數 個數 1 2 3
1 天 6 0.238333
5 天 6 0.555
10 天 6 0.896667
顯著性 1 1 1
4-2-2 溶出液水蚤生物毒性分析結果
本研究二種材料之 1、5、10 天溶出後所得溶出液進行動物水蚤 生物毒性分析，數據如附錄(二)所示，將附錄(二)中各溶出液之各稀 釋度(%)，經 48 小時水蚤靜水急毒試驗後之水蚤存活數據，由圖 4-2 看出含 25%焚化底渣的瀝青混凝土，其 LC50大約在 68.87%~91.70% 左右、由圖 4-3 可看出含 50%焚化底渣的瀝青混凝土，其 LC50大約 在在36.74%~68.30%左右，然而這些濃度都造成水蚤的死亡。
本研究依美國EPA 之 LC50計算流程圖，採用史丕曼卡伯法(TSK 計算軟體)，計算出水樣 48 小時水蚤之 LC50，其數據整理如表 4-9、
4-10，在添加不同百分比焚化底渣瀝青混凝土分別經過 1 天淋洗、5 天淋洗、10 天淋洗之 LC50值，數據顯示焚化底渣瀝青混凝土溶出液 毒性強度值有點偏高。本研究毒性強度判斷依美國 NCHRP 法、
Coleman 法、TU50，經實驗室平板溶出試驗溶出液之水蚤毒性試驗，
在不同焚化底渣添加比及不同的溶出時間的影響下，其毒性強度在 25%焚化底渣瀝青混凝土 1 天、5 天為中毒性，然而 10 天為低毒性；
含50%焚化底渣瀝青混凝土為 1 天、5 天為高毒性而 10 天為中毒性。
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
24 120 240
時間(hr)
LC50(%) 溶出試驗1天
溶出試驗5天 溶出試驗10天
圖4-2 本研究25%焚化底渣瀝青混凝土48小時水蚤LC50
0 10 20 30 40 50 60 70 80
24 120 240
時間(hr)
LC50(%) 溶出試驗1天
溶出試驗5天 溶出試驗10天
圖4-3 本研究50%焚化底渣瀝青混凝土48小時水蚤LC50
表4-9 本研究 25%焚化底渣瀝青混凝土 48 小時水蚤 LC50毒性判別
生物毒性試驗結果 毒性判別
水蚤(D.magna) 水樣編號
(天/批次)
LC50(%) TU50
TU NCHRP 法 Coleman 法
1-1 68.87 1.45 中毒性 中毒性 中毒性 1-2 70.71 1.41 中毒性 中毒性 中毒性 1-3 70.71 1.41 中毒性 中毒性 中毒性 5-1 74.92 1.33 中毒性 中毒性 中毒性 5-2 71.22 1.40 中毒性 中毒性 中毒性 5-3 87.81 1.14 低毒性 低毒性 低毒性 10-1 84.09 1.19 低毒性 低毒性 低毒性 10-2 91.70 1.09 低毒性 低毒性 低毒性 10-3 77.11 1.29 低毒性 低毒性 低毒性
表4-10 本研究 50%焚化底渣瀝青混凝土 48 小時水蚤 LC50毒性判別
以 48 小時水蚤生物毒性試驗 LC50，依本文第 3-5 節之統計分析 模型，進行統計學雙因子變異數分析，所得之變異數分析如表 4-11 所示，以焚化底渣含量與溶出時間為因子，由表顯示兩因子交互作用 不明顯，不同焚化底渣含量與不同溶出時間對 LC50 濃度的影響不明 顯，但溶出時間與焚化底渣添加量則對 LC50 濃度有顯著影響，因此 進一步以Duncan 多重範圍檢定法(Multiple Range Test)分析，得知溶 出時間1 天、5 天視為一群， 10 天視為一群。
生物毒性試驗結果 毒性判別
水蚤(D.magna) 水樣編號
(天/批次)
LC50(%) TU50
TU NCHRP 法 Coleman 法
1-1 42.04 2.38 高毒性 高毒性 中毒性 1-2 36.74 2.72 高毒性 高毒性 中毒性 1-3 39.33 2.54 高毒性 高毒性 中毒性 5-1 42.04 2.38 高毒性 高毒性 中毒性 5-2 37.31 2.68 高毒性 高毒性 中毒性 5-3 50.48 1.98 中毒性 高毒性 中毒性 10-1 49.33 2.03 高毒性 高毒性 中毒性 10-2 68.04 1.47 中毒性 中毒性 中毒性 10-3 68.30 1.46 中毒性 中毒性 中毒性