第三章 實驗方法
3.3 實驗流程
3.3.1 試驗樣品來源與前處理
本研究使用之污泥餅係採自台北市民生污水處理廠，經好氧消化脫水後之污 泥餅。 自現場採集污泥餅樣品後，將其置於 4°C 暗室冷藏備用；試驗用之土壤 為取自新竹縣某處農田其表土層 5-20 公分深之土壤 (該土系為錦興系，Cs)。
樣品試驗前樣品處理程序如圖 3-1 所示。 民生廠污泥餅自 4°C 冷藏室取出 後，以小鏟子將污泥餅攪拌混合後平鋪於錫箔紙上置於室內通風處，自然風乾約 一週時間；土壤樣品同樣地經過約一週時間風乾後，以人工方式去除土壤中碎石 與雜物，再以木槌將大顆粒土壤搗碎並將土壤顆粒過篩，選取通過 30 mesh 篩 網土樣充分均勻混合後儲存於密閉玻璃罐中為實驗用之土壤樣品；污泥餅樣品經 風乾後其與土壤前處理程序一樣，選取過篩後之樣品儲存備用。 以上述前處理 後之土壤與污泥餅，對其進行土壤基本性質分析，包括鄰苯二甲酸-2-乙基己基酯 濃度 (DEHP)、有機質 (organic matter)、總氮 (total nitrogen)、總磷 (total phosphorus)、土壤 pH 值、陽離子交換能力 (cation-exchange capacity) 項目。
圖 3-1 樣品試驗前處理程序 自然風乾約一週時間
sludge cake soil 過篩(30 mesh)
玻璃罐儲存
土壤基本性質分析 DEHP concentration, Total Nitrogen/ Total phosphorous, Organic matter, CEC, and pH
過篩(30 mesh) 以木槌敲碎並研磨之
污泥餅採集
4°C 冷藏備用
土壤採集
3.3.2 實驗流程
DEHP 配製與土壤掺合
本實驗進行的主要流程如圖 3-2 所示。 首先取民生廠污泥餅 (原始濕污泥 餅) 配製成不同 DEHP 濃度的污泥餅樣品，此為污泥餅與土壤掺合前即先將 DEHP 混合於污泥餅中。 DEHP 配製過程為取定量 DEHP 原溶液加入正己烷 溶液中予以混合後，再將此 DEHP 標準溶液置入污泥餅中，並利用機械攪拌方 式混合此污泥餅，混合完畢後並檢測 DEHP 濃度，此為污泥餅中 DEHP 試驗 濃度。 其後將污泥餅與風乾後之土壤依不同掺合比例，同以機械方式搭配適合 水量加以攪拌混合，使其為相當均勻程度後，最後將污泥掺合土壤置入壓克力反 應 槽 中 ， 調 整 每 一 反 應 槽 內 土 壤 含 水 率 為 75% 的 土 壤 田 間 含 水 量 (field capacity) (Madsen et al., 1999) 後，此系統則為試驗起點並開始進行試驗。 試 驗環境為通風良好之室內處進行操作，室內溫度皆介於約 25-28°C 之間。
系統維持
實驗期間秤取系統中土壤重量，瞭解土壤中水份在試驗過程的蒸發程度，作 為估算每日需添加水份含量多寡之依據；此步驟之時間頻率為每日二次，並以滅 菌後之蒸餾水加入污泥掺合土壤中，使系統儘可能地維持土壤水份含量為 75%
的土壤田間含水量。 另一方面每日二次以人工手動方式，進行翻拌反應槽中土 壤的工作，其程序為將槽內土壤約分為上下與左右部份，將上下與左右部份的土 壤交差地進行翻拌，每次共進行 10 次的交差翻拌動作。 每日翻拌槽內整體土 壤之工作，為增進土壤間的氧氣傳輸，使反應槽內土壤均有停留於與空氣面接觸 之相等機會；避免在不予翻動之情形下，槽內底部土壤易有厭氧情形產生，因而 影響 DEHP 於污泥掺合土的生物降解速率。 試驗時反應槽內頂端部份較接近空 氣面的土壤，其水份蒸發速度較槽內底部土壤為之迅速，藉由每日定時翻拌土壤 的步驟，可使槽內土壤整體含水率也較趨於一致。 此外翻拌步驟亦可使污泥掺
合土壤更為均質化，使土壤取樣分析時之樣品更具代表性，降低後續土壤樣品分 析上誤差產生的機會。
樣品分析
試驗期間為每週進行一次土壤採樣工作，採樣前之程序為先將槽內土壤再一 次翻拌混合後，以隨機方式共採集槽內五處土壤並加以均勻混合，取其中部份土 壤樣品量測其含水率，後將剩餘樣品置入 40°C 烘箱內直至土壤樣品重量到恆重 為止，取出以木鎚將樣品打碎壓成粉末狀，收集通過 30 mesh 篩網之土壤，儲 存於密閉的玻璃樣本瓶內為分析之用。 將取樣後的樣品置入 40°C 烘箱內之目 的在於加速土壤樣品的風乾速度，便於後續之分析工作；由於 DEHP 物質為極 不易揮發，因此上述步驟並不會使 DEHP 在定量分析上產生影響。 樣品分析項 目分別為土壤中 DEHP 濃度、有機質含量 (organic matter) 與土壤 pH 值。
生脫水污泥餅
添加DEHP 土壤 不同DEHP濃度之污泥餅
均勻混合 污泥掺合土壤
(試驗起點)
土壤翻堆 (每日二次)
土壤樣品採樣
樣品分析
結果與 討論
較適污泥土壤掺合比例 圖 3-2 實驗主要流程圖