研究架構

本研究為建立農地大宗污染源銅、鋅去除之研析，本研究參考國外 針對都會型非點源污染（Urban Nonpoint Source Pollution）之處理方式，

嘗試應用類似非點源污染之現地處理設施，作為灌溉用水導入農地之前 處理方案(人工濕地模槽)且同時評估灌溉用水導入農地之後的末端處 理方案(衍生之土染污染之植生處理)。以兩種自然淨化工法作為相關文 獻蒐集對象並整理之，前處理方案(人工濕地模槽)需研析彙整人工溼地 自然淨化系統，植物及其根系微生物去除暨傳輸機制，藉以調整本研究 設計控制參數；同時分析溼地模槽底泥、金屬存在型態；評估挺水性植 物或其他生長型式植物暨根系附近微生物，植體各部位對重金屬去除貢 獻。另外末端處理方案即應用景觀性花卉於進水口前以植生花毯綠帶進 行組隔或於農田休耕時進行現地處理，選擇四種花卉於水耕實驗找出最 適值植栽，則依適當植栽再以盆栽實驗各組的參數設定(螯合劑、生長 激素)對整體植生復育之影響，並觀察銅鋅於植體之傳輸累積分部改變 情形，以利後續歸納最適條件，相關實驗架構如圖3.1所示。

圖 3.1 實驗架構

人工溼地模型

模槽控制暨環境影響因子分析，批次模槽系統如圖 3-1 所示，分別為 挺水性蘆葦、香蒲、菖蒲、對照組，內裝有礫石約五公分高、控制組，模 槽體積為長 0.7 m×寬 0.5 m×高 0.46 m 其水深為 0.4 m(圖 3.3)，以挺水植物 試驗之蘆葦及香蒲，模槽內土壤深度約 15 cm，採樣紀錄點皆取自表面水，

採樣時間為 12 及 18 時，模槽設置挺水性蘆葦、香蒲、菖蒲及則分別為添 加礫石後的植株 6 株/盆、6 株/盆及 6 株/盆，及控制組。

 植物栽種間的距離

內部以細胞方式排列，內部的單個濕地單元內的排列涉及很大程度 上的處理效率。理論上，如果濕地的底部和植被的密度可以在促進充分 接觸面積來控制，該處理可以防止處理單元流動上的短流和污染物去除 效率的最大化如圖 3.2 所示。

圖 3.2 植物栽種的最佳排列 (Kadlec and S. D. Wallace, 2009) 溼地模型槽之操作方法

第一階段實驗中所使用之溼地模型槽共有三組加控制組，屬於礫石床與 砂土分層介質，其中礫石層與細砂層共高 0.3 公尺，水位均控制於 0.35

公尺高，水平面距離細砂層表面 0.05 公尺，因此是屬於表面流式人工 溼地系統（free water surface system，FWS），並於三槽內均種植水生植 物，以建立三個任何條件均相同之溼地模型槽。處理槽的幾何構造與流 程安排屬於束流式，槽體為塑膠材質，每組有 1 個槽體，3 組共 3 個槽 體，每槽長 0.45m、寬 0.35m、高 0.35m，體積約 0.055 m3，組總體積 約 0.385m3。其中三組內裝有礫石約五公分高，另一組未放置礫石，比 較其處理效率。實驗室規模人工溼地之階段流程是由三個處理槽組成，

水流方亦採用由表面進入再從底層收集後從上排出。

礫石特性

本研究實驗中所用之礫石，主要是建築用之礫石及細砂。礫石粒徑 大小約在 2~3cm 左右，然而細砂直徑多為<1cm，礫石及細砂多為圓滑 表面，較無菱角。每一種介質的粒徑差異性不大，顆粒均一度很高。人 工濕地基質填料的選擇應滿足以下條件：（1)微生物生物量大、吸附交 換能力強；（2)比表面積大，孔隙率高，有足夠的機械強度；(3)不含有 害于人體 健康和環境的物質，化學穩定性良好；(4)水頭損失小，形狀 系數好，吸附能力強；(5)使用周期長；(6)價格便宜、易於獲得。