關渡平原土壤-Gd3

Gd3 土壤於浸水孵育 42 天期間，土壤溶液 pH 值為 4.9-7.4 的範圍，其砷的還 原範圍與Gd2 相同。浸水前，Gd3 土壤溶液也是以 As(Ⅲ)為主。因為在低 pH 下 As(Ⅲ)存在穩定，而在浸水第 5 天時已達砷的還原電位，因此隨著氧化還原電位下 降，As(Ⅲ)的含量會增加，同時可溶性鐵的含量也會大量增加。而在土壤浸水 12 天時，As(Ⅲ)的含量有些微的減少，土壤溶液中可溶性鐵含量也有相同的趨勢，可 能因氧化還原電位瞬間下降，有少量沉澱形成，導致可溶性砷和鐵含量減少。但 是由於氧化還原電位下降至-150 和-239 mV 則沒有再下降，因此沉澱反應對可溶性 鐵和砷的影響沒有增加，土壤溶液中砷含量則持續增加，而可溶性鐵含量則於24 天再增加後，於42 天時則還有 159 mg L^-1的鐵存在於土壤溶液中。另外，實驗中 發現關渡土壤在浸水6 天時，離心管壁上有鐵的氧化物形成，此現象在浸水 3 天 時沒有出現，可能因土壤溶液高濃度鐵在表面與氧氣接觸，鐵因氧化形成氧化鐵

（圖二十四），此時也因鐵的向上移動情形，造成溶液相中鐵有下降的情形。而在 平鎮、將軍和太康系土壤中皆無鐵的氧化物形成。

(B)

As in soil solution (ug L-1 )

0

Concentration (mg L-1 )

0

Time (day)

圖二十三、(A) Gd1、(B) Gd2和(C) Gd3之關渡土壤浸水孵育42天期間，土壤溶液 中pH變化之情形。

Figure 23. The change of pH as a function of time during the 42 days flooded incubation of (A) Gd1, (B) Gd2 and (C) Gd3 soils, respectively.

(A)

3 天

6 天

12 天

24 天

42 天

圖二十四、在離心管管壁上之鐵的氧化物。

Figure 24. Iron oxides on the wall of centrifuge tubes.

Gd1 Gd2 Gd3

3.5 土壤浸水 42 天後之土壤溶液相中砷濃度及其物種之分布

3.5.1 未添加任何 As(Ⅴ)之土壤浸水 42 天後，其土壤溶液中砷濃度及物種分佈 在無額外添加 As(Ⅴ)之平鎮系、太康系和將軍系土壤浸水孵育 42 天後，其溶 液中總砷濃度幾乎沒有增加，在平鎮系土壤溶液中總砷含量甚至是減少的，為0.13 μg L^-1（表八），由圖十一和圖十二推測可能因平鎮系土壤在浸水期間，鐵和砷皆 未還原，又土壤黏粒含量高導致平鎮系土壤溶液中砷吸附回土壤中的可能性增 加。而太康系和將軍系土壤即使有發生還原，As(Ⅲ)含量增加，但土壤溶液中砷溶 出量仍然很低，為4.5 和 5.44 μg L^-1。

三種不同砷濃度的砷污染關渡平原土壤因有機質和無定型鐵含量多，浸水期 間，氧化還原電位下降快，導致可溶性砷迅速增加。土壤總砷含量為17mg kg^-1的 Gd1 土壤，於浸水 42 天後，土壤溶液中可溶性砷含量為 112μg L^-1（表八），較土 壤總砷為11 mg kg^-1的平鎮和太康土壤高出20 倍以上。而土壤總砷含量分別為 207、520 之 Gd2 和 Gd3 土壤，於浸水 42 天之後，土壤溶液中砷含量達最大值為 1490、3508 μg L^-1，約為浸水前砷含量的100-146 倍。

於土壤浸水 42 天後，平鎮系和關渡平原土壤之土壤溶液中砷物種仍以 As(Ⅲ) 含量最多（圖二十五）；而太康系土壤之土壤溶液中因As(Ⅴ)含量減少，As(Ⅲ)含 量增加，於浸水42 天後，砷物種轉為以 As(Ⅲ)含量為最多；而將軍系土壤之土壤 溶液之As(Ⅲ)增加量較太康少，且 As(Ⅴ)減少量也較低，因此砷物種仍以 As(Ⅴ) 為主。

由此可見，土壤浸水後可溶性砷會增加，因 As(Ⅴ)還原為 As(Ⅲ)，導致土壤 溶液中As(Ⅲ)增加，且多數土壤溶液中砷物種皆轉變為以 As(Ⅲ)為主，因 As(Ⅲ) 移動性和對生物的毒害皆較As(Ⅴ)大，所以土壤於浸水後，對生物的毒害可能會 增加。

表八、浸水孵育42 天，各供試土壤溶液中 As(Ⅲ)、DMA、MMA、As(Ⅴ)和總砷 含量。

Table 8. The amounts of As(Ⅲ), DMA, MMA, As(Ⅴ) and total As in soil solution after 42 days flooded incubation.

Soil --- Soil solution ---

As(V)

% of solution As

0%

% of solution As

0%

% of solution As

0%

% of solution As

(A) (B)

(C) (D)

圖二十五、土壤浸水孵育42 天，土壤溶液中 As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、DMA 和 MMA 含量 百分比圖。(A)平鎮系；(B)關渡平原；(C)太康系；(D)將軍系。

Figure 25. The percentage of As(Ⅲ), As(Ⅴ), DMA and MMA of total As in soil

solution of (A) Pinchen; (B) Guandu; (C) Taikang; (D) Chiangchung soils after 42 days