1-1 前言
隨著時代的日新月異、科技的發達，工商產業不斷推陳出新，發展了 許多讓生活上更加便利的產品、讓大家的衣著居家用品更加鮮豔漂亮，化學 工業不斷求新求變，發展了許多使生活上更加便利的產品，人們對於衣著的 要求也跟著提昇。但是為了達到各式各樣的需求，在染色過程中，添加了各 式各樣的助劑來達到我們的目的，但是其隨之帶來的負面影響也有許多。在 製作產品的過程中，免不了產生工業廢水及許多具有毒性的有機物質排入水 中造成水汙染，影響了我們的食用水，而這在無形中卻也增加了一些環境上 的負擔。由於助劑大都是一些生物較難降解的物質，若直接排放將無法利用 大自然生態的自淨功能將它氧化，而且排放水的顏色也有礙觀瞻。
以染整工業製程(包括尼龍、毛織品棉與蠶絲等製程)為例，約有10-20%
之染料被排放至染整廢水中[1, 2]，全球每年約產生70萬噸[3]含有高COD、
TSS、NTU、pH值、色度及毒性之廢水[4, 5]。由於污染物質，如有機物質、
生物或能量，未經妥善處理排入水體，超過水體的涵容能力，致無法進行自 淨作用，變更水的品質，因此造成水的污染。而水污染來源包括天然的污染 源及人為的污染源，其中人為的污染源來自人們各種活動及開發，包括都市 污水、工業廢水、農畜牧廢水、垃圾滲出水以及非點源污染，其中以都市污 水、工業廢水及農畜牧污染，為造成水質惡化之主要原因。
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在工業上目前至少有上萬種染料生產與使用中。一般而言，由於染整廢 水水質受產品與使用染料或助劑的不同，而有明顯的差異，故在染整廢水中 除了含有部分殘留的原料，以及染色中間體及染料異構物外，水質水量變化 甚大，增添廢水處理上的困難度。在傳統的染整製程中，具根據估計約有
10~15 %的染料，會在染整過程中流失而被排放於廢水中（陳氏2001），若 換算成單位污染量，則一噸染料的產量約可產生二十噸廢水（鍾氏2001），
因此若未做適當的控管，就直接排放於承受水體中，對環境生態會造成嚴重 的污染。在製作產品的過程中，染料在各類工業製程中使用相當普遍，由於 染料可應用於很多行業，而且種類眾多。但是常見染整廢水的處理法物理、
化學以及生物等方法，但此類技術常造成大量沉降污泥與衍生物的後續處理 問題，較不符合經濟效益[6]。較難用傳統的處理方式處理，所以極需更進一 步提升氧化技術來改善廢水處理狀況，否則，將無法達到環保署公告標準。
近代中使用傳統化學氧化法/生物處理法，具有成本效益的前處理生物處理 技術為配合高級氧化程序(Advanced Oxidation Processes，AOPs)包括光化 學程序(Photochemical processes)(UV/O
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/H2
O2
、UV/O3
、UV/H2
O2
、UV/TiO2
與UV/Fe2+
/H2
O2
(Photo-fenton))系統，以及非光化學程序(Non-photochemicalprocesses)(O
3
/H2
O2
、TiO2
/H2
O2
、Fe2+
/H2
O2
)。(Fenton)與Fe3+
/H2
O2
(Fenton-like) 等系[7, 8]將可大大提升廢水處理場效率例如包括O3
、O3
/UV、Fenton、Photo-Fenton與TiO
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/UV等程序，可應用於染整廢水、脫色處理[9]。此外以 O3
程序處理染料，雖然能迅速且有效氧化染料有機物[10, 11]，但可能會有較高之能源、成本與副產物等問題[12]。在眾多化學氧化劑中，以氫氧自由 基（·OH）的氧化能力最強，也不易產生會致癌的有機氯化物，而費頓法
(Fenton)、類費頓法(Fenton-like)是產生氫氧自由基的簡單方法之一，也是本 研究所採用的方法。若以Photo-Fenton、Fenton程序處理染整廢水，則具有 不受污染物質限制之優點，而且能有效氧化去除芳環有機物[13, 14]，因此被 廣泛受到重視。例如[15]曾提出，Photo-Fenton、Fenton程序能有效被利用於 染整廢水與脫色之應用。同時可處理難分解性及毒性污染廢水。但因加入大 量的鐵離子作催化劑，可能會造成大量沉降污泥(Fe(OH)
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)，需要後續處置污 泥問題[16, 17]。但此程序相較於其他AOPs法，更具有經濟效應，且不需額 外之空間、設備與能量需求，同時反應過程中較不易產生有害的中間產物[18] ，因此應用於染整廢水之處理，是相當有效的方法之ㄧ。水是存在於自 然環境中，用以維持生態的重要資源之一，在全球總水量中，鹹水的海洋就 佔了97 %以上，其中不到1%才為人類可取用的水資源，所以處理染整廢水 是待不容緩的事。
1-2 研究動機
染整紡織業為台灣地區相當重要的民生工業，不過其生產過程中可能衍 生的污染物，常常也是較難處理的廢水，目前此類廢水的處理染料廢水處理 技術以混凝沉澱及生物處理為主，但是隨著生活水準的提昇，較多的環境污 染也隨之產生，以往的處理技術已不足以應付各式各樣的廢水。所以在此 時，也常配合化學氧化法-高級氧化程序的使用慢慢成為廢水處理的主流，
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Photo-Fenton、Fenton程序能有效被利用於染整廢水與脫色之應用，同時可 處理難分解性及毒性污染廢水。
三苯基甲烷系列染料被廣泛使用在各式染色外，三苯基甲烷系列染料中 的孔雀綠(Malachite Green)染料也用於防止魚類中的菌類及原生動物的傳染
[19]，由於此類染料已被許多國家列為禁用染劑，但因價格便宜且取得容易，
依然廣泛使用於世界各地，同時也少有人知道它是腫瘤的促進劑[20]。另一 染料甲基紫(Crystal Violet) 也會誘發老鼠產生肝腫瘤[19]；而在生化方面的 應用，三苯甲烷類染料也被當作細菌和組織病理的著色劑 [21]。由於其結構 類似芳香環，所以被視為致癌物質之ㄧ[19, 22]，可見妥善處理此系列染料廢 水再放流有其必要性。
1-3 研究目的
本研究擬以實驗架構在使用水溶性試劑、得到安全可降解的產物，
減 少 對 環 境 的 負 擔 及 實 驗 方 法 利 用 光 化 學 程 序 (Photo-Fenton 、 Photo-Fenton-like)與非光化學程序(Fenton、Fenton-like)處理AB1[23, 24]、
EV[25-27]染料得到最佳條件，進而探討不同的pH值探討降解效率與反應中 間產物之鑑定。本研究亦利用 HPLC-ESI-MS儀器的分離、鑑定光催化降解 的中間產物並推測其光催化降解中間機構。處理含染料廢水資源化應用之可 行性。其中，影響污染物去除速率的操作參數，污染物去除最佳的環境條件，
以及相關之操作成本等，皆為本研究所探討的重點。