1.1 研究動機
工業的發展一方面給人類帶來了莫大的方便，另一方面卻有傷害環境 及生物的顧慮，而衍生出一些環境污染的問題，例如，廢棄物處理不當、
工業廢水之任意排放等等，都會影響到地下水的水體，造成進一步的產 生污染。目前國內發現水體污染主要包含有機與無機污染物，在有機方 面：包括石油碳氫化合物、酚類、農藥及含氯的有機溶劑等，而無機污 染物則包含有重金屬及氯鹽、硝酸鹽、硫酸鹽等，這些含有污染的水體 會嚴重地危害到人體的健康。然而尚有一些新興污染物是目前國內環保 法規所沒有管制的，例如過氯酸鹽的污染就是其中之一。
過氯酸鹽被用在生產製造火箭推進燃料、軍火砲彈，爆竹物、和煙 火上，其它的則在工業上、化學分析等(Chemfinder, 2000)。過氯酸鹽具 有高生物穩定性、低黏滯性與不易被土壤所吸附之特性，隨後也有學者 研究發現，攝入過量的過氯酸鹽可能會引起甲狀腺癌(Irrigation Training and Research Center, ITRC, 2002)。在德洲生產的牛奶經全面抽檢化驗，
發現都含有超過安全劑量的過氯酸鹽，而大量飲用這種化學物質將會對 人體的造成嚴重損害，而使得該地區民眾人人自危(Smith et al., 2003)。
目前在國內亦可能存在過氯酸鹽的污染問題，但尚未被政府或環保 學者正面地重視，加上國內充斥著許多非法的爆竹工廠並未全面被取締
或勒令停業，無形中是否已會對我們飲用水健康產生直接或間接傷害也 是值得吾人注意的。一旦過氯酸鹽排放到水體中會對國人健康造成影 響。根據統計至93年止，國內約有57.57%的媽媽都是使用母乳來餵食剛 出生不久的嬰兒(國民健康局, 2004)，如果水體存在過量的過氯酸鹽飲用 後，對母體與嬰兒都是一大風險考量。
零價金屬(Zero-valent metal)可廣泛整治各種水中污染物，包括重金屬 及含氯脂肪族化合物、含氯芳香族化合物、及營養鹽(如 NO3-)等。地下 水復育利用透水性反應牆(Permeable reactive barrier, PRB)可結合零價鐵 金屬做為反應性材料(Gillham and Hannesin, 1994)，其去除機制主要利用 零價鐵將含氯污染物還原脫氯轉化為無害物質，然而由於反應的過程牽 涉到鐵的腐蝕作用，因此會造成表面沉澱物如氫氧化鐵或氧化鐵的生成 與水中的pH 值提高(Chen and Souhail, 2001)。
鐵金屬還原電位為-0.44V，可利用還原降解去除污染物，然而文獻 指出受限於反應動力學，使過氯酸鹽還原降解的速率非常慢。一般零價 鐵金屬須在極高劑量與酸性條件下，且花費長時間才能部份去除66%過 氯酸鹽(Moore et al., 2003)。即使利用奈米級鐵金屬，透過其較高的比表 面積，也需在較高之操作溫度(75 °C)下才可達到降解過氯酸鹽的目的 (Cao et al., 2005)。
有鑑於零價鐵金屬處理時間較久與去除效果受限，故利用還原電位
(-1.622V)高之零價鋁金屬取代零價鐵，或許可有效提供電子來去除過氯 酸鹽。一般而言在中性範圍下鋁金屬無法有效傳遞電子，只有在pH 偏酸 性或鹼性條件下才可傳遞電子，鋁金屬由於表面氧化鋁被洗去，透過強 烈的腐蝕氧化作用，使鋁金屬可成為本研究有效的去除材料。
1.2 研究目的
本研究以過氯酸鹽為目標污染物，探討零價鋁金屬去除機制與效 率，並測試不同參數對過氯酸鹽去除之影響，其研究架構如圖1-1 所示。
除此之外，研究中也分析零價鋁金屬還原降解後，所產生的產物。針對 本研究之主要目的，彙整如下:
1.製備零價鋁金屬。
2.在適當操作條件下，探討零價鋁金屬去除過氯酸鹽之成效。
3.測試零價鋁金屬在不同參數條件下，例如，金屬劑量、溫度、pH 值等，
對過氯酸鹽去除速率之影響。
4.分析過氯酸鹽還原反應後之產物與鑑定零價鋁金屬特性，而進一步探討 去除機制與成效。
圖1-1 研究架構圖 去除機制探討
零價鋁
分析方法與實驗 設備建立
批次實驗
探討參數對過氯酸鹽 去除之影響
實驗變因：
溫度、pH 值、
金屬劑量 表面特性分析
XRD、SEM、BET
文獻回顧與搜集