重金屬污染土壤之整治技術

本小節就國內外目前針對土壤重金屬污染整治技術相關資訊，分 別就技術、適用性及成本分析等內容進行介紹。最後整理表 2.4 為國 內外相關整治案例。其土壤整治技術主要包括固化/穩定化法、土壤 清洗與酸洗法、高溫分離法、現地土壤沖洗法、植生復育法及電動立 法等。

1. 固化/穩定化法

固化處理方式(solidification)係以包覆壓縮有害之污染物使污染物 之毒性溶出及流動性降至最低，並將其限於固化體中；穩定化處理 (stabilization)係利用化學劑與有害污染物混合或反應，使污染物有害 成分穩定或降低其危害性之處理方法。有害污染物與固化/穩定化藥 劑之混合可應用於離地整治，即以批次或連續是操作之方式，或應用 於現地整治污染土壤，以連續式注入操作方式進行。

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使用 EDTA、HCl、檸檬酸、DTPA 等萃取 液，其中 0.05M EDTA 效果最好，但萃取效

處理前鎘 600、銅 500-1000、鎳 860、鉛 300-5000、鋅 2600 ppm，處理後鎘<50、銅

<250、鎳<80、鉛<75、鋅<300 ppm。處理

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後產物長時間觀測(US EPA，1997；US EPA，2000)。而此法的成本 與則約每公噸 110 美元，其中包含開挖成本。

2. 土壤清洗法與酸洗法

土壤清洗法(soil washing)係將土壤挖除後，利用水溶液(如 EDTA、

檸檬酸等)為主的系統，將附著於土壤顆粒之污染物與土壤分開，沖 洗過程中會將較細之泥土、泥沙粒子與較粗之沙子及砂礫土壤粒子分 開，且將污染物集中於較小體積的土壤以便更進一步處理及處置 (Arwidsson et al., 2010)。酸洗法係將受重金屬污染之土壤以稀酸溶液 (如稀鹽酸、檸檬酸、磷酸及醋酸等)作為受重金屬污染土壤之萃取劑，

當酸性萃取劑淋洗受污染土壤時，使其與土壤中重金屬發生作用，並 將重金屬於酸液中溶出。

而土壤清洗技術主要受土壤整治期程影響，其影響因素包括：(1) 黏土及污泥在污染土壤中數量；(2)土壤污染物之種類及數量；(3)土 壤洗淨設備之處理容量。酸洗技術則主要係金屬污染土壤經酸淋洗後，

需加入鹼劑(如碳酸鈣)中和處理後土壤 pH 值，以減少土壤酸化之二 次污染問題(經濟部工業局，2006)。

3. 高溫分離法

高溫分離法(Pyrometallurgical recovery)係利用溫度提升達到重金 屬萃取及再利用目的，而此高溫技術增加反應速率，因而降低最終產 物體積。高溫分離法通常分為兩大程序，第一程序包括烘乾、蒸餾、

熔煉等步驟，此程序中通常會產生重金屬溶渣，因而可進行重金屬回 收再利用；第二程序主要係包括高溫萃取及固定化技術，此程序會使 揮發性金屬與土壤分離而轉化至飛灰，而在飛灰部分的重金屬將與以

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固化取代回收再利用，因此於此技術中，重金屬無法回收再利用 (Dakhili et al., 2011)。

由於高溫分離設備屬非移動性設備，因此高溫分離法係離地 (ex-situ)土壤整治技術，因此，污染場址與處理廠之距離，便成為決 定處理成本之重要因素；其高溫分離法之適用性為：(1)高溫分離法 通常較少單獨使用，多與土壤清洗法結合，達濃縮土壤中污染物目的；

(2)土壤中污染物之濃度(如鉛、鉻及鎘)，通常要高達(5-20 %)；(3)適 用於污染物濃度低，但容易還原或揮發之重金屬污染土壤，如汞；(4) 適用於回收極具經濟效益之金屬污染土壤，如黃金及白金(US EPA，

1995；經濟部工業局，2012)。

4. 現地土壤沖洗法

現地土壤沖洗法( in-situ soil fiushing)係利用化學藥劑注入受污染 土壤或地下水，並在下游抽取出地下水沖洗液及混合物，而後於地面 處理後再排放或再注入的一種方法(Rosair et al., 2004)。主要適用性與 優點為可處理各類不同污染物，配合不同工程注入技術，可適用之地 質條件也較廣；其優點為(1)無須開挖，建造成本較傳統抽取處理法 低；(2)配合適當之注入技術，可深入其他技術無法到達之區域；(3) 沖洗法對於吸附性以及低溶解性污染物尤其有效(Mulligan et al., 2001)。

其主要缺點為：(1)如何將沖洗藥劑注入與污染物接觸，係主要困 難點。受限於擴散效應，低滲透係地質受限更明顯；(2)污染深度範 圍大，或地質分層複雜，較難將化學藥劑注入至污染區域；(3)反應 後產物毒性需進一步研究；(4)沖洗法可能造成污染擴散，本身造成

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之環境污染問題，以及土壤需氧化(SOD)使成本大幅增加(經濟部工業 局，2012)。

5. 植生復育法

植生復育(Phytoremediation)係利用植物達移除、濃縮及溶解環境 污染物，因此所有受植物影響且有助於污染物清除之生物、化學及物 理程序皆可稱植生復育(Cunningham et al., 1993；Shao et al., 2010)。

植生復育主要適用性為：(1)適用於受重金屬污染且適合栽種植物 之場址；(2)污染物深度須為種植植物根部可達區域；(3)植物品種適 用性隨污染物物種而異(US EPA，1997)。

其主要缺點為：(1)所需時間較其他整治技術長；(2)場址需進行長 期維護工作；最重要係(3)植生復育受植物根部深度影響，通常在地 表下 20-100 cm (實際深度依植物及土壤之型態決定) (US EPA，

2003)。

6. 電動力法

在污染場址的物理、化學或生物整治技術中，電動力整治技術係 為一種新穎的現地整治技術，可直接於污染場址現地將污染物加以移 除、處理或侷限。

電動力技術主要具有以下之優點：(1)可將現地污染物由污染介質 中移除；(2)可有效控制電滲透流之流向；(3)不受污染物種類限制；

(4)高移除效率及具安全性；(5)對低滲透性土壤其處理效果亦十分顯 著(Acar and Alshawabkeh, 1993；Yuan et al., 2006)。過去十餘年，電 動力技術持續吸引研究人員及政府官員注意，並嘗試應用於污染場址 整治上，先前多應用於低滲透性土壤重金屬污染物之移除，後續亦被

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應用於有機污染物之移除，或結合其他技術將污染土壤中有害物質移 除(Virkutyte et al., 2002；Zhou et al., 2005；Yuan and Weng, 2006)。由 於電動力技術操作無須大規模開挖，且適用於有機及無機污染物種，

且無生物毒害之問題，在國外已有許多成功應用之案例。

電動力法已被美國環保署列為整治 DNAPLs 污染黏質土壤場址 之可行性技術之一(US EPA，1998)，且已成為商業化整治技術；於國 外研究方面，電動立法應用於處理現地受污染土壤之場址效果顯著 (Lee et al., 2012)；於美國現地處理受重金屬污染土壤中，大多數去除 效率可達 35-100 %。國內在污染場址現地復育雖仍於起步階段，但 對實驗室規模試驗電動力參數之探討已漸趨成熟。