處理時間之影響

土壤中NP濃度為 50 mg/kg，以 0.11 M NaOH為操作流質，電位 坡降為 1.00 V/cm² 進行電動力試驗，討論NP於處理 5、8、11 與 15 天(Test 3 及Test 8-10)時之去除效率。

1.土壤 pH 值變化

由實驗後土壤切片測得pH 值，將其繪如圖 4.27，靠近陽極端者 pH 約在 2.1-2.7，當處理天數愈高於接近陰極端者 pH 較高，處理 5 天後靠陰極端者pH 為 11.5，增加操作天數至 8-15 天時，靠近陰極端 pH 提升至 12.3-12.6。

Normalized distance from anode to cathode

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

soil pH

0 2 4 6 8 10 12 14

Test 3 ( 5 DAY) Test 8 ( 8 DAY) Test 9 (11 DAY) Test 10 (15 DAY)

Initial pH 8.5

圖 4.27 土壤 pH 剖面圖(不同操作天數)

2.電滲透係數(k_e)與電流密度之變化

紀錄每日電流並計算電流密度繪於圖4.28，Test 3 與Test 8-10 趨 勢皆非常類似，電動力實驗一開始電流密度漸升高，於24 小時後Test

3 與Test 8-10 各電流密度約為 6.85-8.17 mA/cm²之間，於24-30 小時 後因土壤中的金屬離子與氫氧化物產生反應而沉澱阻塞，亦隨著電動 力試驗產生電滲透流，導致土壤之合水率逐漸降低，使土壤孔隙變多 而導致電流密度開始下降，於 48 小時間各電流密度約為 4.4-4.7 mA/cm²之介間，當處理時間超過 154 小時後電流密度於 1.9-2.0 mA/cm²之間，開始趨向穩定。

由表 4.8 得知Test 3 與Test 8-10 各別之k_e值為 6.20×10^-6、 5.38×10^-6、4.34×10^-6與 3.30×10^-6 cm²/V-s，隨著處理時間之增加，其 電滲透流係數愈低，係因為電動力管柱內靠陰極端沉澱阻塞，使電流 密度較低，導致操作流質出流量減少，而電滲透流係數又與處理時間 有明顯關連性，造成電滲透流係數隨處理時間之增加而下降。

Processing Time (hr)

0 100 200 300 400

Current density (mA/cm 2 )

0 2 4 6 8 10

Test 3 ( 5 DAY) Test 8 ( 8 DAY) Test 9 (11 DAY) Test 10 (15 DAY)

圖 4.28 電流密度隨處理時間變化圖(不同操作天數)

3. NP 處理效率

觀察圖 4.29，由處理 5-15 天各組靠近陽極端之變化，殘留量從 27.8-31.0 mg/kg 降低至 18.2-20.8 mg/kg，隨著處理天數增加殘留量愈 少。Test 3 (5 DAY)主要殘留量在靠近陽極端 0-6 公分附近，若將處理 天數增至8 天時，因為 NP 因為電滲透流向陰極端移動，使得靠近土 壤管柱中間有較高殘留量。當處理時間再增加至11 與 15 天時，各段 殘留濃度即愈趨向平均，其因為電流密度與電滲透流率降低，使得 NP 移動性變差，去除率隨之減少。

Test 8-10 (8-15 DAY)由陽極端算起 0-2 公分殘留濃度分別為 24.8、21.6 與 18.9 mg/kg，隨著增加處理天數逐漸減少；而Test 8-10 由陽極端算起6-8 公分殘留濃度分別為 20.4 (8 DAY)、21.7 (11 DAY) 與17.5 mg/kg (15 DAY)，殘留濃度於 11 天時稍有上升一些。Test 10 (15 DAY)於靠近陰端之二個區段其殘留濃度分別為 15.3 mg/kg (離陽極 8-10cm處)與 16.1 mg/kg (離陽極 10-12cm處)，其濃度較Test 10 (11 DAY)的 13.2 mg/kg與 11.9 mg/kg高，其為NP藉由電滲透流由陽極往 陰極方向移動，且於陰極端為還原環境，較易產生沉澱物阻塞，造成 增加電動力處理時間後於靠陰極端累積NP，使得較不易出流液帶 出。電動力處理時間5、8、11 與 15 天之總去除率分別為 47.1、53.7、

61.4 與 63.5%，但電力耗損量亦隨著處理天數愈高而上升，分別為 384.9、478.5、567.5、665.8 kwh/m³。整體而言，增加電動力系統操 作天數可提升其去除效率，但相對會耗損較多電力。

Normalized distance from anode to cathode

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Residual concentration in soil (mg/kg )

20 40 60 80

Test 3 ( 5 DAY) Test 8 ( 8 DAY) Test 9 (11 DAY) Test 10 (15 DAY)

Initial concentration = 50 mg/kg

圖 4.29 電動力處理後土壤中 NP 殘留分佈圖(不同操作天數)