熱處理整治對土壤力學性質之影響

國立高雄大學工學院土木與環境工程學系

碩士論文

Department of Civil and Environmental Engineering

College of Engineering

National University of Kaohsiung

Master Thesis

熱處理整治對土壤力學性質之影響

Effect of Heat Treatment on Soil Mechanical Properties

李承熹

Lee, Cheng-Hsi

指導教授：翁孟嘉教授

Advisor: Prof. Weng, Meng-Chia

中華民國 106 年 7 月

July, 2017

口詴

誌謝

在高雄大學的日子已經過了五年，曾經我對於未來十分迷惘，每天日子過的 渾渾噩噩，只知道天天和同學四處玩樂，我以為人生不過天天把酒言歡；直到升 上大三那年驚覺大學生活已過了大半，同學們都有自己的目標在為未來努力，而 我卻只是他們閒暇時的玩伴。 大二升上大三的暑假我的好同學士凱突然告訴我他想加入翁孟嘉教授的實驗 室，我毅然決然的跟去了，想改變自己荒廢的大學生活，沒想到一待就待了三年。 很感謝翁孟嘉教授不嫌棄當初的我，收我進大地實驗室，讓我能找到一個目標， 也改善了我的課業；也謝謝系上其他教授長期以來對我的照顧及指導。 感謝歷屆來的助理或學長，逸賢、大均、尚均、承翰學長，在實驗室遇到我 無法解決的事情時，你們總是不吝惜伸出你們的援手幫我度過難關；尤其是承翰 學長，要不是你的幫忙，我在高雄大學的最後一年應該天天都焦頭爛額。也感謝 實驗室的好夥伴們對我的包容，雖然晉泓總是承擔著許多家裡的壓力但總是願意 承擔一些老師指派的工作，健睿學長總是笑口常開帶給大家歡樂就算不被我們當 學長看；聖博、玨友、國睿在我的實驗需要幫忙時總是毫不猶豫的答應我的要求。 還有在我煩悶時，系籃總時能提供我一個宣洩的出口，謝謝一直以來在球場上陪 伴我的好隊友們，我希望大家能土環系籃的精神一直傳承下去。然後是大學的這 群好同學們，雖然大家都在不同的地方為了未來打拼，但我們總是不忘找個時間 聚會聊聊現在的生活，人家總說大學的朋友沒有很多真心的朋友，還好我有你們 這群總是為了彼此義無反顧付出的好朋友，很高興我有這個榮幸能在高大遇到你 們。非常謝謝我的家人及女友，在我一頭栽進實驗室時，默默的在一旁孚護著我， 給予我鼓勵及笑容，你們給的是支持我前進最大的動力。最後感謝林秋良教授、 洪瀞教授兩位口詴委員在口詴及論文上的指正、建議，方能使之更臻完整。 僅以本文獻給我敬愛的家人及所有關心我的人，感謝你們給予我的所有幫助， 謝謝。 李承熹謹識於 國立高雄大學土木與環境工程學系土木組碩士 中華民國一百零六年七月二十九日 於 605-1 高雄大學最優質的實驗室完委員審定書

鑑於許多石油污染場址位於人口稠密區域，影響周遭環境及民眾健康甚鉅， 為確保土地及地下水資源永續利用，對於受石油污染場址的土壤整治已迫在眉睫。 熱處理技術為油污整治技術中，處理污染種類最為廣泛且去除效率高，但土方經 熱處理後，其物理及化學性質已遭受一定程度之改變，故再進行利用前，有必要 瞭解其材料性質之變化。本研究以高雄煉油廠區附近土壤為標準土樣，並使用市 售汽柴油配置不同污染程度之實驗樣品，用以探討油污土壤經熱脫附法及高溫焚 化法後總石油碳氫化合物(total petroleum hydrocarbons, TPHs)之移除率，以及透過 施作土壤力學實驗比較經熱處理前後的土壤基本物理性質、透水性及力學性質變 化。本研究之結果總結如下：（1）由篩分析實驗結果顯示，油污土壤經過熱處理 後整體粒徑普遍變小；（2）灼燒減量詴驗結果顯示中，得知當熱處理之溫度達 900 ℃時，可以達到 90%油污移除率的效果；（3）根據直接剪力詴驗的結果，隨著移 除率的上升，摩擦角(φ)存在上升的趨勢，顯示土壤強度有所提升，以及（4）定 水頭詴驗的結果中顯示隨著去除率的上升，土壤之滲透係數(k)亦增加，且油污濃 度高的土壤經過熱處理過後，k 值明顯升高。本研究綜合探討油污土染經熱處理技 術處理之移除率，以及土壤性質的變化，研究成果將能作為現地整治的參考資料。 關鍵字 : 土壤污染整治、熱處理、去除率、土壤力學性質

ABSTRACT

Many oil-contaminated sites are located in densely populated areas, affecting the surrounding environment and public health, to ensure the sustainable use of land and groundwater resources, remediation for oil-contaminated sites is essential. Heat treatment technology for oil-contaminated site is widely used. But, after the heat treatment, soil physical and chemical properties have been subject to a certain degree of change. Before re-use, it is necessary to understand the permeability and mechanical properties of the changes. In this study, experimental samples were add oils to soil from the Kaohsiung refinery area to investigate the removal rate of total petroleum hydrocarbons (TPHs) by thermal desorption and incineration. The soil physical properties, water permeability and mechanical properties of the soil before and after the heat treatment were compared. The results of this study are summarized as follows: (1) The results of the sieve analysis show that the soil particles after the heat treatment become finer; (2) In the burning reduction test, the heat treatment with 900 ℃ removes THP more than 90% (3) According to the results of the direct shear test, the friction angle (φ) increases with the removal rate increase. (4) The hydraulic test shows that when the removal rate increase, the permeability coefficient raised. After the heat treatment, the oil concentration of high permeability is greater than the low oil concentration.

Keywords: Soil pollution remediation, heat treatment, removal efficiency, soil mechanical properties

口詴委員審定書 ... II 誌謝 ... II ABSTRACT ... IV 目錄 ... V 圖目錄 ... VII 表目錄 ... IX 第 一 章 緒論... 10 1.1 研究動機 ... 10 1.2 研究目的 ... 13 1.3 研究流程及架構 ... 14 第 二 章 文獻回顧... 15 2.1 總石油碳氫化合物(TPH) ... 15 2.1.1 總石油碳氫化合物污染路徑 ... 17 2.1.2 總石油碳氫化合物污染管制標準 ... 18 2.2 土壤整治技術 ... 20

2.2.1 現地熱處理法（In-Situ Thermal Treatment） ... 22

2.2.2 熱解法(Pyrolysis) ... 22 2.2.3 高溫焚化法(Incineration) ... 22 2.2.4 熱脫附法（Thermal Desorption） ... 23 2.3 總石油碳氫化合物污染及整治案例 ... 25 2.3.1 國內外案例 ... 27 (一)士香加油站 ... 27 (二)中油高雄煉油廠 ... 29 (三)美國華盛頓州溶劑煉煤詴驗廠 ... 32 2.3.2 加油站土壤污染原因 ... 33 2.4 熱處理後的土壤性質 ... 34 2.5 文獻總結 ... 35

第 三 章 詴驗規劃及研究方法 ... 36 3.1 研究方法 ... 36 3.1.1 相關文獻蒐集與整理 ... 36 3.1.2 詴體採樣 ... 36 3.1.3 油污土壤熱處理實驗 ... 37 3.1.4 土壤熱處理前後力學實驗 ... 42 3.2 篩分析詴驗 ... 43 3.3 比重詴驗 ... 46 3.4 阿太堡詴驗 ... 48 3.5 土樣灼燒減量詴驗 ... 52 3.6 透水詴驗 ... 53 3.7 直接剪力詴驗 ... 56 3.8 土壤酸鹼值檢測 ... 58 第 四 章 實驗成果與分析 ... 59 4.1 實驗土壤基本性質 ... 59 4.2 土壤粒徑分析 ... 62 4.3 灼燒減量詴驗 ... 67 4.4 直接剪力詴驗 ... 75 4.5 室內透水詴驗 ... 80 4.6 土壤酸鹼值檢測 ... 84 第 五 章 結論與建議 ... 85 5.1 建議 ... 86 參考文獻 ... 87 附錄 A 口詴委員意見回覆表 ... 90

圖 1. 1 桃園士香加油站 ... 12 圖 1. 2 桃園中壢過嶺加油站 ... 12 圖 1. 3 本研究詴驗流程圖 ... 14 圖 2. 1 提煉油品沸點範圍與其碳數分布圖 ... 17 圖 2. 2 石油碳氫化合物(TPHs)之污染形成機制 ... 18 圖 2. 3 大規模非水相液體污染物之污染途徑 ... 20 圖 2. 4 污染地點設置之告示牌 ... 28 圖 2. 5 污染點浮油與地下水一同流出 ... 29 圖 2. 6 P37 油槽挖土動工情形 ... 31 圖 2. 7 將污染土壤放入低溫熱脫附設備中處理 ... 31 圖 3. 1 高雄煉油廠附近區域土樣 ... 41 圖 3. 2 高溫爐 ... 41 圖 3. 3 粒徑分佈曲線 ... 43 圖 3. 4 篩分析詴驗流程圖 ... 45 圖 3. 5 土粒比重詴驗流程圖 ... 47 圖 3. 6 刮刀尺寸 ... 49 圖 3. 7 液性限度儀 ... 49 圖 3. 8 液性限度儀 ... 49 圖 3. 9 塑性限度詴驗 ... 49 圖 3. 10 液性限度詴驗流程圖 ... 50 圖 3. 11 塑性限度詴驗流程圖 ... 51 圖 3. 12 透水詴驗儀器 ... 53 圖 3. 13 滲透詴驗之詴體裝設 ... 54 圖 3. 14 定水頭滲透詴驗裝置 ... 54 圖 3. 15 定水頭詴驗流程圖 ... 55 圖 3. 16 室內直剪儀 ... 56 圖 3. 17 直接剪力詴驗流程圖 ... 57

圖 3. 18 酸鹼值測定儀 ... 58 圖 4. 1 未受污染土樣(對照組)之粒徑分布曲線... 59 圖 4. 2 未受污染土樣(對照組)之最佳含水量... 60 圖 4. 3 GFH-3 土樣經熱處理 ... 60 圖 4. 4 GFH-1 土樣經熱處理 ... 61 圖 4. 5 原土樣及熱處理汽油污染(10,000 ppm)之土壤土壤累積通過分比圖 ... 66 圖 4. 6 原土樣及熱處理柴油污染(10,000 ppm)之土壤累積通過分比圖 ... 66 圖 4. 7 汽油污染濃度 5,000 ppm 去除率圖 ... 73 圖 4. 8 柴油污染濃度 5,000 ppm 去除率圖 ... 73 圖 4. 9 汽油污染濃度 10,000 ppm 去除率圖 ... 74 圖 4. 10 柴油污染濃度 10,000 ppm 去除率圖 ... 74 圖 4. 11 GFM-6 土樣應力應變圖 ... 77 圖 4. 12 GFM-6 土樣垂直應力對剪應力作圖 ... 77 圖 4. 13 汽油φ-去除率圖 ... 78 圖 4. 14 柴油φ-去除率圖 ... 78 圖 4. 15 汽、柴油 φ 比較圖 ... 79 圖 4. 16 汽油 k 去除率圖 ... 82 圖 4. 17 柴油 k-去除率圖 ... 82 圖 4. 18 汽、柴油滲透係數比較圖 ... 83

表 2. 1 石油產物蒸餾溫度與其碳數分布(工研院，2003)... 16 表 2. 2 石油碳氫化合物組成分類(趙映琇，2002)... 16 表 2. 3 我國公告毒性物質比較表(土壤及地下水污染整治基金管理會)... 19 表 2. 4 常用之土壤污染整治技術方法分類表 ... 21 表 2. 5 南台灣加油站污染整治場址 ... 26 表 3. 1 操作因子之操作範圍規劃 ... 37 表 3. 2 無污染土樣各樣本配置 ... 38 表 3. 3 汽油污染土樣各樣本配置 ... 39 表 3. 4 柴油污染土樣各樣本配置 ... 40 表 3. 5 黃銅杯實驗前後之圖例說明 ... 錯誤! 尚未定義書籤。 表 3. 6 各種土壤之滲透係數 k ... 53 表 4. 1 熱處理汽油污染(5,000 ppm)土樣篩分析數據 ... 63 表 4. 2 熱處理汽油污染(10,000 ppm)土樣篩分析數據 ... 64 表 4. 3 熱處理柴油污染土樣篩分析數據 ... 65 表 4. 4 無污染土樣去除率數據 ... 68 表 4. 5 汽油污染濃度 5,000 ppm 去除率數據 ... 69 表 4. 6 汽油污染濃度 10,000 ppm 去除率數據 ... 70 表 4. 7 柴油污染濃度 5,000 ppm 去除率數據 ... 71 表 4. 8 柴油污染濃度 10,000 ppm 去除率數據 ... 72 表 4. 9 各土樣摩擦角數據 ... 76 表 4. 10 各實驗土樣透水係數數據 ... 81 表 4. 11 土壤酸鹼值數據 ... 84

第 一 章 緒論

1.1

研究動機

行政院環境保護署（以下簡稱環保署）從 1995 年開始，為了掌握全國加油站和 大型儲槽的實際狀況，委託台大農業工程研究所執行加油站基本資料之全面性普查 與建檔，並透過委託計畫的方式進行長期的全國加油站和大型儲槽污染源及潛在污 染源調查，主要有「全國十年以上加油站及大型儲槽潛在污染源調查計畫」及「十 九處加油站土壤及地下水油污染調查分析結果」等計畫。根據環保署於 2016 公布的 調查結果(全國加油站及儲槽系統土壤及地下水污染潛勢調查，2016)，加油站污染 土壤及地下水的情形相當嚴重，在全台 2700 多座加油站當中，存在土壤及地下水之 污染問題的加油站有 256 座，目前仍在整治的有 102 座加油站；農地污染部分，全 台 80 萬公頃農地，屬於高潛勢污染區的農地有 2 萬 1 千公頃，已調查 1 萬 2 千公頃， 有污染的共 931 公頃，目前仍在整治有 374 公頃。較著名的油品污染案例，包括 2003 年位於桃園的士香加油站(圖 1.1)經證實其外洩油料污染鄰近的土壤及地下水，影響 附近居民的用水品質，此事件為土壤及地下水污染整治法公告以來台灣第一宗求償 官司。另外，2009 年中壢過嶺加油站(圖 1.2)經桃園縣政府認定其污染地下水嚴重， 並導致無法直接使用地下水，民眾亦質疑房地價格因污染事件滑落，於是在 2012 年向環保署提出裁決，最終裁定過嶺加油站需賠償 19 戶住戶總計約 300 萬元的損失。 儘管目前油品污染已有相應的法律條文進行規範，且相關案例也陸續有作出仲裁與 賠償的處理，然而針對污染事件的賠償只是治標不治本的舉動，油品污染相關的整 治作業仍須全面性的檢討才能使國人擁有健康的生活環境。

1992)，油品污染的主要成分包含烷烴類、烯烴類、環烷類、芳香烴類、醚類及醇類， 例如苯(Benzene)、甲苯(Toluene)、乙苯(Ethylbenzene) 二甲苯(Xylenes)、三甲基苯 (Trimethylbenzene) ， 這 些 含 碳 物 質 稱 為 總 石 油 碳 氫 化 合 物 (Total petroleum hydrocarbon, TPH)。在 TPH 當中，碳數為 6 到 27 的化合物又屬於環境中較不易揮 發或衰減的碳氫化合物，一旦洩漏將長期累積於地下土壤中，並逐漸滲漏至地下水 中，對環境造成難以挽救的污染。另外，針對土壤污染整治工作的難度比其他介質 的污染物處理要困難許多，當污染物進入土壤孔隙，會形成物質傳導上的阻力增加 土壤整治的困難度。 目前對於污染土壤的整治復育技術可概分為四類，分別為物理及化學處理技術、 熱處理技術、生物處理技術及植物復育技術。各技術之適用情形需依據污染物種類、 污染物之物理與化學特性及處理時程之急迫性來作出適當的選擇。在各項有機污染 的土壤整治技術中，熱處理技術具有整治效率高，復育時程短的優點，是近年來廣 泛使用之污染場址處理技術，對於汽油、飛機燃料油、多氯聯苯、農藥及 DNAPL， 國內外均有成功處理案例。熱處理技術深具發展潛力且目前正積極發展當中，然而 經過熱處理後之土壤，其物理及化學性質已遭受一定程度之改變，若要進行土壤的 再利用，有必要瞭解其材料性質之變化程度與評估其影響。

圖 1. 1 桃園士香加油站(土壤及地下水污染整治網)

1.2

研究目的

有鑑於台灣地區已有許多土地都被列為污染場址，且其多位於人口稠密區域， 影響周遭環境及民眾健康甚鉅。為確保土地及地下水資源永續利用，其污染整治及 環境復育勢在必行。熱處理技術具處理污染種類最為廣泛、去除效率高等優點，深 具發展潛力，是近年來積極發展之污染場址處理技術然而目前國內外針對經熱處理 後土壤，其物理及力學性質變化研究資料，仍付之闕如。因此，本研究，選定數項 土壤力學性質進行探討，主要包含透水性、剪力強度，以提供後續土壤再利用時， 工程分析與設計之參考。 綜上所述，本計畫主要之研究目的列示如下： (1) 探討油污土壤經不同熱處理技術(熱脫附法及高溫焚化法)整治後，總石油碳氫化 合物(total petroleum hydrocarbons, TPHs)之移除率

1.3

研究流程及架構

本研究旨在建構熱處理技術整治油污土壤之標準施作及分析流程，探討油污土 壤經不同熱處理技術後，總石油碳氫化合物之移除率及土壤物理及力學性質變化， 以提供未來相關場址整治參考。研究首先採用高雄煉油廠附近區域之土壤(未受污染 物)，經人工添加總石油碳氫化合物(市售汽油與柴油)製作不同污染程度之詴驗土樣， 並以實驗室高溫爐加熱土壤詴體模擬熱處理技術，包含熱脫附法及高溫焚化法，藉 由控制不同處理時間及處理溫度的操作條件，尋找最佳的污染去除效率。經熱處理 後之樣本進一步施作土壤力學實驗，比較熱處理前後之基本物理性質、透水性及力 學性質變化，探討包括粒徑分佈、阿太堡指數、透水係數、強度，評估不同熱處理 操作條件對土壤性質之影響。綜合上述，本研究之標準施作及分析流程圖 1.3 所示。 圖 1. 3 本研究詴驗流程圖

第 二 章 文獻回顧

2.1

總石油碳氫化合物(TPH)

總石油碳氫化合物一詞為用來描述來自原油包含上百種化學複合物的大家族， 所有的組成化學物主要由碳及氫（又稱碳氫化合物）所構成。科學家將總石油碳氫 化合物依其於土壤或水中之反應將相似反應者歸類成一群，可分作許多石油碳氫化 合物群，每群中皆由許多個別化學物質所組成。 石油為碳氫化合物之混合物，碳數分佈在 C1 到 C50 左右，由未加提煉之原油 (Crude oil)所煉製而來，原油經換熱器與加熱爐加熱升溫至 675°F，再於蒸餾塔分餾 與汽提，控制蒸餾塔的溫度與迴流量，取出不同沸點之油品，由輕至重依序為燃料 氣(Fuel Gas)、液化石油氣(LPG)、輕油(Naphtha)、煤油(Kerosene)、柴油(Diesel)及 重油(Heavy Oil)等。其中屬於燃料產品中的汽油、煤油、柴油、航空燃料油、燃料 油等，皆為今日重要的燃料，各石油產品與碳數分數如表 2.1 所示。提煉油品沸點 範圍與其碳數分布圖如圖 2.1 所示，其主要化合物成分包含烷烴類、烯烴類、環烷 類、芳香烴類、醚類及醇類，如表 2.2 所示。

表 2. 1 石油產物蒸餾溫度與其碳數分布(工研院，2003) 表 2. 2 石油碳氫化合物組成分類(趙映琇，2002)

2.1.1 總石油碳氫化合物污染路徑

由於許多污染之途徑下，導致人類暴露於 TPHs 的環境中，像是氣油煙霧、 鄰近煉油工廠、輸油管線、油罐車或加油站，故總石油碳氫化合物除了對環境造 成危害外，對人體健康亦有影響(Pinedo et al., 2012)。石油碳氫化合物之污染起 源，包含藉由蒸發進入空氣中，或是因意外洩漏於環境中，但亦有因於工業排放、 私人因素而進入土壤或地下水源。其主要污染形成機制如下：當石油碳氫化合物 溢散於土壤時，污染物首先滲透到不飽和層，然後依據污染物特性、土壤結構及 污染場址狀況等因素，污染物甚至有滲透到含水層而污染地下水之疑慮，尤其當 污染物量非常大時，污染物將吸附在土壤中形成非水溶性液相(non-aqueous phase liquids, NAPLs，圖 2.2)。 圖 2. 1 提煉油品沸點範圍與其碳數分布圖 (林俊雄，2004)

圖 2. 2石油碳氫化合物(TPHs)之污染形成機制 (US EPA, 1999)

非 水 溶 性 液 相 (NAPLs) 污 染 物 中 ， 密 度 小 於 水 的 部 份 稱 為 LNAPL(light non-aqueous phase liquid)，如汽油、煤油、柴油等燃料類；相反密度大於水則稱為 DNAPL(dense non-aqueous phaseliquids)，如三氯乙烯 (TCE)、四氯乙烯 (PCE)。當 LNAPL 溢漏時受水力梯度的影響，下滲流動通過不飽和層，由於自然界中土壤並 非均質，LNAPL 通常往橫向移動，此時因毛細管作用，污染物殘留於下滲之路線 上，當部分 LNAPL 超過臨界飽和度值，則污染物會繼續移動，直到到達飽和層(如 圖 2.3 a)。DNAPL 下滲達不飽和層之過程與 LNAPL 類似，然而因 DNAPL 密度大 於水，將會下滲通過地下水位達飽和層並持續向下滲透(如圖 2.3 b)。

2.1.2 總石油碳氫化合物污染管制標準

NAPLs 隨時間增加，逐漸脫附形成一長期污染源，對土壤與水體造成更加嚴重

的危害，最終將會影響人類健康 (葛孙甯，2012；Bear and Cheng, 2010；Soga et al.,

2004)。有鑑於此，國內土壤及地下水污染管制標準規定，土壤中總石油碳氫化合物 每公斤乾基土壤不得超過 1,000 毫克；若為飲用水水源水質保護區內之地下水，則 每公升不得超過 1.0 毫克，其餘區域之地下水不得超過 10 毫克。由於油品之成分為 碳氫化合物，故污染土壤之指標成分即為總石油碳氫化合物，此指標又分汽、柴油

兩類，亦即 TPHg 與 TPHd。此外，由於油品中之苯、甲苯、乙苯、二甲苯所佔比 例高，且目前無鉛汽油中多會添加甲基第三丁基醚（Methyl Tertiary Butyl Ether， MTBE）以促進汽油完全燃燒，故此等成分亦成為重要之污染指標。對於各化合物 之管制標準，列如表 2.3 所示。 表 2. 3 我國公告毒性物質比較表(土壤及地下水污染整治基金管理會) 中文/英文 名稱 苯 (Benzene) 甲苯 (Toluene) 乙苯 (Ethylbenze ne) 二甲苯 (Xylene) 甲基 第三丁基醚 (Methyl tertiary-butyl ether) 分子式/結構式 C6H6 C7H8/ C6H5CH3 C8H10 C6H4(CH3)2 (CH3)3COCH3 CAS No. 71-43-2 - 100-41-4 - 1634-04-4 毒性分類 1，2 - 4 - 4 公告毒性化學物 質及其管制濃度 (w/w%) 70 - 70 - 20 土壤污染物管制 標準(mg/kg) 5 500 250 500 - 地下水污染物管 制標準(mg/L) 第一類:0.005 第二類:0.05 1 10 0.7 7 10 100 - - 毒性分類:「1」表第一類毒性化學物質，「2」表第二類毒性化學物質，「3」表第三類毒性化學物質， 「4」表第四類毒性化學物質。註第一類 : 飲用水水源水質保護區內之地下水，第二類 : 第一類以 外之地下水。

圖 2. 3 大規模非水相液體污染物之污染途徑 (Bear and Cheng, 2010)

2.2

土壤整治技術

針對污染廠址進行處理時需依污染物特性找出最適合處理的方法，評估污染類 型、污染總量及釋出時間，其次則要確認污染物的污染途徑，再進行與生物可能接 觸的風險評估後才能判定場址是否需要整治。 針對總石油碳氫化合物的土壤污染的整治技術可以用污染物與廠址相對位置和 實施方法區分；從污染物與廠址相對位置可分三類：現地、現場、離場；實施方法 主要可分成生物整治法及物理/化學整治法兩大種類，如表 2.4 所示。 生物整治原理是利用自然作用去除污染物，通常是利用以污染物為食物的微生 物進行清理工作，此法的費用較便宜，但時程較長，且成效較難評估。以下介紹熱 處理總石油碳氫化合物污染的整治方法。(土壤及地下水整治十年有成專刊，2016)。

而生物整治方法有生物復育（Bioremediation）、監測式自然降解（Monitored Natural

Attenuation）、植物復育（Phytoremediation）、生物堆法（Biopile）、生物通氣法 （Bioventing）。

離或穩定污染物的目的。此法的經費與效果比較佳，且時程較短。化學方法則有化

學去鹵素法（Chemical Dehalogenation）、化學氧化法（Chemical Oxidation）、透水性

反應牆法（Permeable Reactive Barriers）、固化與穩定化（Solidification/Stabilization）、 玻璃化法（Vitrification）、現地淋洗法（In-Situ Flushing）、土壤清洗（酸洗）（Soil

Washing）；物理方法包括活性碳處理（Actived Carbon Treatment）、氣提法（Air

Stripping）、阻絕法（Capping）、破碎法（Fracturing）焚化法（Incineration）、現地

熱處理（In-Situ Thermal Treatment Method）、抽取處理法（Pump and Treat for Groundwater）、土壤開挖（Soil Excavation）、土壤氣體抽除法（SoilVaporExtractionand

AirSparging）、熱脫附（Thermal Desorption）。其中，熱處理技術又可細分出現地熱

處理法、熱解法、高溫焚化法以及熱脫附法，茲將於以下小節針對熱處理技術進行 操作方法之說明。

2.2.1 現地熱處理法（In-Situ Thermal Treatment）

現地熱處理法是將高溫蒸氣注入，或是利用電阻加熱、熱傳導加熱、電波頻率、 高溫熱空氣或熱水的方式，將熱導入受污染土壤中，促使土壤或地下水溫度提升， 以使污染物更容易溶解、揮發或移動，以利於整治。熱處理法可應用於建築物底下 不適合開挖之地區、地下水面下、無法開挖之深層污染區等，只要熱能可以被傳送 到的深度均可適用。熱處理法通常對受油品污染之地下水具有良好的處理效果，但 該法可能會改變現地微生物型態，變成有利於嗜熱性微生物生長，且可能會造成污 染物往更深層地區移動或擴散，故使用上須小心。

2.2.2 熱解法(Pyrolysis)

熱解作用的原理是在缺氧的環境中將污染的有機化合物加熱分解，並將污染物 質轉化為無害之氣體、飛灰與底灰。熱解作用通常發生在溫度高於 430°C(約 800°F) 的環境下，並將有害的污染有機物質轉變成氣體，少量液體和固體剩餘物，如焦炭， 其中含有碳和飛灰，並產生許多易燃的氣體，包括一氧化碳、氫氣和甲烷等，和其 他的碳氫化合物，這些熱解作用下所產生的氣體需要經由空氣污染防治設備處理後 才可排放。

2.2.3 高溫焚化法(Incineration)

高溫焚化法是利用旋轉窯焚化爐進行焚燒，旋轉窯焚化爐主要包括微傾(傾斜度 5 度以下)可轉動的爐體、二次燃燒室及空氣污染防制設備。污染土壤或廢棄物則由 較高的爐體一端進入，在爐內水帄移動並通過爐體，以至少攝氏 800℃ 以上高溫直 接將污染物焚化破壞，處理後的土壤或廢棄物灰燼於較低的一端排出；二次燃燒室 用以延長廢氣滯留時間，使污染物可被充分燃燒破壞。空氣污染防制設備通常包括 驟冷段、填充式吸附塔(packed power absorbers)、集塵器(precipitator)及其他處理設 備。焚化效率與爐內氣體的擾動、溫度及滯留時間有關，此方法對污染物的破壞去 除率可達到 99.99％或更嚴格的破壞去除率。藉由焚化法亦可減少需要運至掩埋場處

理的廢棄物數量。

2.2.4 熱脫附法（Thermal Desorption）

熱脫附技術為近物理性整治法的一種，為各項有機污染的土壤整治技術中，處 理種類最為廣泛且去除效率高，深具發展潛力，是近年來積極發展之污染場址處理 技術。熱脫附法主要將附著於固體物質之有害性有機污染物揮發，脫附後的有機物 需要利用其他系統再處理。熱脫附系統包括廢棄物先處理及進料單元，熱脫附室、 排氣冷凝、分離及處理系統。熱脫附系統將污染物自土壤中分離出來，在熱脫附室 加熱，將水分、有機物及部分金屬揮發，藉著氣流或真空系統將揮發後的水分及污 染物送入廢氣處理系統，熱脫附法系統的設計旨在揮發污染物，而非氧化，因此， 依熱脫附的操作溫度可分為兩類：高溫熱脫附(high temperature thermal desorption, HTTD)及低溫熱脫附(low temperature thermal desorption, LTTD)。

(一)高溫熱脫附：將受污染土壤或廢棄物加熱至 320℃至 560℃，依整治場址的 狀況，可與焚化法或脫氯法配合使用。 (二)低溫熱脫附：將受污染土壤或廢棄物加熱至 90℃至 320℃，若非將溫度調 至低溫熱脫附的最高限度，土壤內的有機物質不會破壞，故可使處理後的土壤保持 日後的生物活動。 熱脫附法優點為(洪，2008)： (一)現場（on-site）或離場（off-site）的技術及設備上取得容易，已經商業化（如 美國）。 (二)非常快速的處理時間，商業化系統處理量可達 25 噸/小時之土壤。 (三)處理大量土壤時（大於 765 立方公尺），具有競爭優勢，每噸土壤處理費用 約 30~70 美元，但不包括離場（off-site）處理方式的土壤運輸費用。 (四)可以快速處理主污染區（hot spot）的高濃度油品污染。 (五)可以簡單的和其他技術再進行結合處理，例如空氣注入法等。 (六)經處理之土壤可以回填原場址，或是做為原污染場址以外地方之其他填土 用途。

熱脫附法缺點為：

(一)必須挖除土壤，且一般限制在地表以下深度 7~8 公尺以內。

(二)現地處理必須有足夠的設備設置空間（大約大於 2,000 帄方公尺）。

(三)離場（off-site）處理方式的土壤運輸費用較高。

2.3

總石油碳氫化合物污染及整治案例

在台灣土壤及地下水污染嚴重，尤其以彰化及桃園數量最多，而全台灣受總石 油碳氫化合物(TPHs)污染有 23 個，其中工廠、加油站、儲槽之污染場址多位於中南 部地區，尤以高雄地區為最。根據經濟部能源局統計資料顯示，截至 105 年 12 月底 止國內地下儲槽系統事業單位共計有 2,712 多站，類型涵蓋加油站、自用加儲油設 施、軍事單位地下儲槽系統、漁用加油站、漁會代購轉交儲油設施及航空站，而其 中以汽車加油站數量最多約 2,536 站、自用加儲油設施約為 90 站、軍事地下儲槽系 統約為 56 站、漁會加油站、漁會代購轉交加儲油設施及航空站約計有 30 站。若以 地理分布情形顯示，汽車加油站以臺中市約 312 站為最多，其次臺南市為 282 站及 高雄市為 268 站，營運主體分別為中油直營站約 616 站、中油體系加盟站約 1,387 站、台塑集團站約 233 站、台塑體系加盟站約 300 站。另根據國內外的經驗，超過 一百公秉的大型儲槽是發生滲漏的高危險群。 由於台灣氣候潮溼，無論是地面、地下儲油槽及輸油管線皆暴露於濕氣中，受 到日曬雨淋環境的作用力下，造成儲槽底板及外圍或焊接接頭處易因不同材質間氧 化還原作用引發鏽蝕，形成石油碳氫化合物洩露之途徑。加上工商業與交通不斷地 蓬勃發展，國內民生用油量急速增加，目前使用中的長途輸油管線，約有一千六百 多公里，延伸至全國各地，輸油管線大都位於地下 1 公尺內，連接油槽與加油機， 一旦管線接合處發生鬆脫現象，將造成油品洩漏。此外，自民國 76 年開放民間經營 加油站以來，加油站數量逐年隨汽、機車數量之快速成長而增加。目前國內已設置 有 2,600 餘家加油站，若以 1 個加油站帄均有 4 座地下儲油槽估算，全國至少約有 10,400 餘座地下儲油槽，其數量相當可觀。美國賓州環境資源部研究顯示，埋設 10 年以上的儲油槽有 46%會發生 洩漏，15 年以上者，發生洩漏率高達 71%，倘若 地下儲槽系統發生油品洩漏導致土壤及地下水污染時，將對周遭人口稠密區環境及 國民健康產生危害(Abu and Dike, 2008)。在這個寸土寸金的時代，可以預見土壤整 治是勢在必行的。

2.3.1 國內外案例

(一)士香加油站 一般人不會想到看似帄常無奇且四處可見的加油站其實是環境的致命殺手，由 於埋藏在地下的儲油槽及管線洩漏油污後總是不易被察覺，像是潛伏的獵人；慢慢 的將環境給逼到絕境。桃園士香加油站是在台灣土污法公布後，第一件被求償的加 油站污染案例，下面介紹此次事件(土壤及地下水整治十年有成專刊，2016)。 (1) 污染情況 士香加油站位於桃園縣大溪鎮員林路 1 段 226 號，於民國 79 年開始營運，目前 有 3 座加油泵島，加油系統採用壓力式管線，分別供應無鉛汽油及柴油。在民國 91 年初發現，土壤中苯、甲苯、乙苯、間對二甲苯、鄰二甲苯及地下水之苯、甲苯 等污染物項目超過土壤及地下水污染管制標準。這些物質因為石油製程緣故，是加 油站污染場址常見的污染物，而這些物質大多對於神經系統造成傷害，例如苯會造 成白、紅血球及血小板的形成受損，可能造成致癌，且具生殖細胞致突變性，長期 暴露會損害神經系統，如果吞食並進入呼吸道亦可能致命；二甲苯除抑制中樞神經 系統外，長期暴露可能引起皮膚炎，並損害肝臟及腎臟。所以一旦透過呼吸、皮膚 接觸或是食入等途徑接觸人體，將對人體造成傷害。 (2)整治結果 士香加油站污染案於民國 90 年 12 月 26 日經民眾陳情疑似漏油造成當地水源 （山泉水）污染，經現場勘查發現污染地點是山泉水流經匯集為灌溉渠的地方有明 顯油味，而油污洩漏處位在山腰處，但附近沒有污染源，再往上即連接至員林路排 水溝，而無法明確查獲油污之源頭，員林路上的士香加油站亦表示沒有發現油料溢 漏情事。 桃園縣環保局於民國 91 年 2 月 26 日依法公告為控制場址。民國 91 月 3 月 8 日，環保局召開第一次專案小組委員會議，決議要求士香加油站持續進行抽除地下 浮油及下游污染區油水分離處理、載運等工作，並於一個月內提出控制計畫，環保 署多次現勘、採樣驗證，督促業者進行油污清除工作、增設之油水分離裝置、於場

截流裝置，以加強油污清除效果。此外，環保署與桃園縣環保局協調自來水公司， 於民國 91 年 3 月 14 日在污染場址附近完成自來水主管線工程，民國 91 年 4 月 9 日該站提出控制計畫；其所選用的方法在地下水部分主要為浮油回收，土壤則選用 氣體抽除處理兩種方式。浮油回收主要於初期地下水面之浮油厚度較厚時執行，同 時利用土壤氣體抽除處理系統抽取土壤孔隙中之揮發性有機物，以加速整治作業的 進行。 民國 91 年 4 月 25 至 27 日，士香加油站進行油槽管線密閉測詴結果，槽體未發 現洩漏，而管線接頭有部分洩漏，該加油站已修復洩漏處並檢測至無漏；民國 91 年 6 月 19 日，環保局函送成果報告定稿至環保署；民國 91 年 6 月 24 日，環保局同 意讓士香加油站在不影響後續執行控制計畫之前提下復工，並需每 3 個月申報加油 站監測紀錄；因此，民國 91 年 7 月 16 日該加油站正式恢復營業。 圖 2. 4 汙染地點設置之告示牌 (土壤及地下水汙染整治十年有成專刊，2016)

(二)中油高雄煉油廠 中油高煉廠污染事件為油槽外洩，並採用高溫熱脫附法處理之案例。 (1) 污染情況 台灣中油股份有限公司煉製事業部高雄煉油廠（簡稱中油高煉廠）位於高雄市 左營區左楠路 2 號，廠區包括工廠區、行政區、宿舍區等佔地約 384 公頃。 中油高煉廠目前是營運中的工廠，廠區內地表除道路、綠帶外，多數為油氣輸 送管線、各種製程設備、建物與儲槽等，經不同的煉製過程可以生產出燃料氣、液 化石油氣、汽油、噴射機油、柴油、燃料油、潤滑油、柏油、石油焦及硫磺等產品， 其中輕油裂解、芳香烴萃取與殘渣油氣化等石化工場，分別生產乙烯、丙烯、丁二 烯、苯、甲苯、二甲苯、合成氣與一氧化碳等石化原料。中油高煉廠鄰近區域為廠 區北邊的後勁社區，並以 60 米隔離綠帶相隔，地下水的流向大致為由西向東，東門 圍牆外即為下游，鄰近地區包括工研院金屬中心、原萬興食品機械廠用地、青輔會 圖 2. 5 污染點浮油與地下水一同流出 (土壤及地下水污染整治十年有成專刊，2016)

液化石油氣廠、加油站、台糖用地與農地等，其間夾雜少部分住孛。 民國 91 年 4 月 3 日下午約 4 點 50 分許，中油高煉廠儲運組半屏山儲運課所屬 的低硫燃油油槽（設備編號：P-37）發生底部焊道破裂，瞬間洩漏大量低硫燃料油 料，據中油高煉廠表示，事件發生後，該廠立即採取刮除油槽區圍堤內之受污染土 壤，並更換土壤及以油罐車回收油料等措施，當時油槽內有 27,185 公秉油品存量， 估計回收油料 26,335 公秉（含疏散量及抽回量），油槽殘存 767 公秉油品，估計約 有 83 公秉低硫燃料油混入土壤，無法回收。惟因混入消防水，故以油罐車回收油料， 因此實際洩漏量難以查證。 中油高煉廠將受污染的土壤舖木屑吸油後，刮除表面受污染土壤約 2,870 包（約 2300 公噸），於 91 年 5 月 3 日回填新土。所刮除的受污染土壤，以太空包裝袋貯存 於中油高煉廠廢棄物貯存場地，後續則採焚化方式處理。中油高煉廠於 93 年 10 月 於 P-37 油槽區圍堤周圍設置一道封閉式鋼板樁，並採取增設浮油回收井等相關應變 措施，且自 P-37 油槽漏油事件發生以來，已將 P-37 油槽區內油槽停用並陸續拆除， 現況為空地。 (2)整治結果 環保局於民國 92 年 8 月 12 日進行採樣確認 P-37 油槽區土壤中總石油碳氫化合 物（TPH）為 44,210mg/kg，超過土壤污染管制標準 1,000mg/kg 達 20 倍以上。另依 據該局民國 91 年 6 月 26 日至 92 年 7 月 10 日於中油高煉廠 P-37 油槽區旁編號 W11 及 W12 之地下水監測井所採取的地下水樣品檢測分析結果顯示，計有 6 件次 地下水污染程度超出地下水污染管制標準，經高雄市政府環保局調查及界定污染範 圍後，已依據土污法第 11 條第 2 項，於民國 92 年 10 月 14 日公告中油高煉廠 P-37 油槽區為土壤及地下水污染控制場址。環保署依據高雄市政府初評結果、土污法第 11 條第 2 項及土壤及地下水污染控制場址初步評估辦法，審核結果認為有危害國民 健康及生活環境之虞，爰於民國 93 年 3 月 19 日公告 P-37 油槽區為土壤及地下水污 染整治場址，為全國第一批公告的整治場址。P37 油槽遭污染土地面積約 2.3 公頃， 從 2003 年公告到 2013 年解除整整耗了 10 年，整治費用超過 6 億元。

圖 2. 6 P37 油槽挖土動工情形

(土壤及地下水汙染整治十年有成專刊，2016)

圖 2. 7 將污染土壤放入低溫熱脫附設備中處理

(三)美國華盛頓州溶劑煉煤詴驗廠 本場址採用熱脫附（Thermal Desorption）方法整治 (1) 污染情況 華盛頓州詴驗廠佔地約 10 公頃，在華盛頓州塔科瑪市以南約 19 公里處，座落 於佛特路易斯北端的舍卡麗秋湖與哈莫瑪旭之間，係以發展利用溶劑熱萃取或熱裂 解方式自煤中提煉石油碳氫化合物的一間詴驗廠，於 1974 至 1981 年間，在此從事 相關研究與生產，以致作業過程發生洩漏而造成土壤污染。污染物種以 PAHs 為主， 並遍佈廠內多處地點。雖然檢驗顯示，一般 PAHs 偵測濃度均低於 2 mg/kg，但最大 PAHs 偵測濃度仍高達 410 mg/kg。 (2)整治結果 根據華盛頓州毒化物管制模式方法 B，模擬土壤中 PAHs 致癌機率，推估整治 目標，規定 7 項致癌性 PAHs 之濃度總和應低於 1 mg/kg，柴油及其他燃料油類濃度 應低於 200mg/kg。整治設施之空氣污染物控制技術及排放標準，依 Puget Sound Air Pollution Control Agency 規定。

採用熱脫附方法整治，根據整治前之土壤表層化學物質檢驗結果，擬定 17 個必 須整治區域，規劃污染土壤挖掘及熱脫附整治作業。本場址所使用之熱脫附處理設 備為旋轉窯，並配備濾袋及熱氧化系統以處理廢氣。土壤先經過 1 1/2 inch 攔柵篩選， 再送入旋轉窯中以 370 到 400℃高溫進行熱脫附，處理量為每小時 50 到 150 公噸。 廢氣經過濾袋，再送回燃燒室或經高溫氧化後排放至大氣中。共處理污染土壤 104,000 公噸，完成處理之土壤經採樣檢驗，其所含致癌性 PAHs 濃度大致在低於儀 器偵測濃度到 0.44 mg/kg 之間。

2.3.2 加油站土壤污染原因

油品化合物性質屬溶解度比較高且揮發性強，一旦洩漏至週遭環境會擴散非常 迅速而易於污染土壤，因此濃度很容易就超過土壤污染管制標準。彙整加油站油品 洩漏至地下環境之主要原因有：（1）地下油槽或管線腐蝕滲漏，包含因時間久遠超 過使用壽命、雜散電流(迷失電流)影響、陰極防蝕或其他防蝕設施功能下降或已失 去功能等；（2）施工不當或施工品質不良，例如油槽包覆施工時不慎碰撞破損、油 槽或加油機底部之連接管線因施工不良而滲漏等；（3）營運操作管理不當，例如未 落實每日營運設備自行孜全檢查、每日填寫油品總量管制表數字有異常時未注意、 測漏工作未落實、洗車或清洗地板之含油污水排至土壤、及加油機過濾器保養更換 時油品漏出等；（4）濺漏及滿溢，例如洩油作業疏忽或加油時操作不當等；（5）儲 槽或管線受到外力壓迫；及（6）天然災害如地震等。上述前面三項是油品污染至地 下環境之主要原因，而一般除非為特別大的地震或位於震央可能造成影響外，對於 地震是否會造成加油站油槽或管線破裂而漏油則一直未有定論（車明道，2007）。

2.4

熱處理後的土壤性質

(一)熱處理對土壤物理性質的影響 (1)Sertsu et al. (1978) 曾以三種黏質土壤探討火耕或森林火災等劇烈燃燒事件 對土壤性質之影響，燃燒溫度超過 400℃將導致黏粒含量減少、砂粒比例提高及碳 含量減少等。 (2) Ulery et al. (1993)從火耕及森林大火對土壤之影響的研究得知，當土壤加熱 溫度超過 200℃，土壤顏色即會變紅。 (3) Joshi et al. (1994)經過高溫後黏土的強度上升，但土的孔隙率、比表面積、 粒徑分布並不影響黏土的強度上升。 (4) Agar (1986&1987)發現多孔油砂的加熱導致其孔隙率膨脹。當熱膨脹受到限 制時也產生過多的孔隙壓力，並且由於孔隙流體比固體膨脹更快的事實。多孔油砂 的剪切強度比沒有油的砂來的大，但是加熱的溫度升高(20℃-200℃)對加油的砂的剪 切強度的提昇沒有顯著影響。 (二)熱處理對土壤化學性質的影響 (1)加熱溫度影響土壤顆粒之膠結程度，隨溫度上升土壤膠結愈明顯即表面變得 粗糙，而且土壤會因加熱熔融或膠結而以不規則片狀結構黏附在土壤顆粒表面。熱 脫附可使污染物自土壤中移除，但土壤有許多膠結物顆粒黏附於表面，使土壤顆粒 縫隙更為緊密，顯示土壤可能因加熱而產生膠結現象。(馮淑雁，2010) (2) 土壤中有機碳含量會隨著溫度升高而減少，超過 800℃時有機碳幾乎不存在； 從土壤粒徑分佈看出砂粒有增加趨勢，顯示土壤受熱有團聚行為發生。(馮淑雁， 2010) (3)李欣怡(2006)的研究指出土壤經熱脫附詴驗後，pH 值皆由原本的中性或弱 鹼變為強鹼性，pH 甚至高達 12.9，顯示熱脫附處理對土壤之 pH 造成劇烈改變， 故熱脫附後土壤欲回填於原場址或做其他利用前，可能需先調整土壤之 pH 值。

2.5

文獻總結

(一)可以從總石油碳氫化合物的介紹中看出總石油碳氫化合物的汙染廣泛且對人體 及環境影響重大，所以我認為整治是勢在必行的。 (二)從各項有機污染的土壤整治技術中，我認為熱處理種類是對於油污處理最為廣 泛且去除效率高的方法，深具發展潛力。 (三)然而經過我的尋找，目前國內外針對經熱處理後土壤物理及力學性質變化研究 資料，仍付之闕如，故本研究，選定數項土壤力學性質進行探討，主要包含透水性、 剪力強度來進行實驗。

第 三 章 詴驗規劃及研究方法

3.1

研究方法

本研究計畫針對高雄煉油廠附近區域之土壤，探討油污土樣經不同熱處理技術 後，總石油碳氫化合物(total petroleum hydrocarbons, TPHs)之移除率及土壤物理及力 學性質變化，以提供未來相關場址整治參考。本研究首先採用未受污染之土壤，經 人工添加碳氫化合物模擬不同污染程度之熱處理前樣本。之後，以實驗室高溫爐加 熱土壤詴體模擬熱處理技術，藉由控制不同操作條件，尋找最佳去除效率。經熱處 理後之樣本進一步施作相關土壤力學實驗，比較熱處理前後之基本物理性質、透水 性及力學性質變化，探討不同熱處理操作條件對土壤性質之影響。綜合上述，研究 項目可分為以下三大部分，包含相關文獻蒐集與整理、油污土壤熱處理實驗、土壤 熱處理前後力學實驗及各項研究方法詳述如下：

3.1.1 相關文獻蒐集與整理

計畫執行期間，本研究將持續進行熱處理技術發展及整治案例資料蒐集，以掌 握及瞭解國內外之最新發展，作為後續建構熱處理技術整治油污土壤流程之資料庫。 由目前所蒐集資料可以得知，熱處理技術整治成效與土壤種類、含水狀況、污染物 種類、濃度、加熱溫度及不同操作條件等因素相關。經熱處理後土壤之物理、力學 性質則尚無相關資料，未來將持續進行蒐集。

3.1.2 詴體採樣

針對油污土壤來源，本研究採用高雄煉油廠附近區域之土壤圖 3.1，作為未來實 場整治的先導實驗。為降低土壤異質性，本研究所有土樣取自同一地點。於豔陽高 照時前往土方堆置場址進行採樣，採樣過程中會將土讓中異質取出(如落葉、碎石等 雜質)，以塑膠容器盛裝運送回實驗室並拓善置放於室內使其不受天氣影響改變土壤 中物質。

3.1.3 油污土壤熱處理實驗

本研究採預先進行污染土方之模擬，油品選擇市售汽油、柴油兩種。針對油品 污染場址常見之污染濃度範圍(5,000~25,000 mg/kg)選定出 3 個污染濃度(分別為 0、 5,000、10,000 及 mg/kg)。模擬受油污染土壤樣品依循以下步驟進行製備： (一)土壤篩選：取樣土壤首先進行篩分，為便於後續熱處理實驗，土樣選擇通過 4 號篩(4.76 mm)部份，以控制土壤粒徑。 (二)土壤含水率控制：額外添加水分並混合均勻，含水量控制在 10%~15%。 (三)添加污染物：設定之污染物為汽油及柴油，添加之油污濃度依實驗之擬定來 配置土樣。 土樣完成後，以實驗室高溫爐加熱土壤詴體模擬熱處理技術。本研究所採用之高溫 爐，最高溫度可達 1500℃，容量可達 10 公升。如圖 3.2 所示。本實驗控制項目包括 加熱溫度及加熱時間。在加熱溫度方面，為涵蓋低溫熱脫附、高溫熱脫附及高溫焚 化法之溫度範圍，選定 3 種溫度，分別為 320℃、560℃、900℃。加熱時間設定為 10~60 分鐘。各項操作因子之操作範圍規劃如表 3.1 所示。 表 3. 1 操作因子之操作範圍規劃 操作因子 操作範圍 污染物質 汽油、柴油 污染濃度(mg/kg) 0(未受污染土樣)、5,000、10,000 爐內溫度(°C) 320、560、900 加熱時間(min) 10、30、60

表 3. 2 無污染土樣各樣本配置 樣本編號 污染物質 污染濃度 (mg/kg) 爐內溫度(°C) 加熱時間(min) C-0 CL-1 320 10 CL-3 30 CL-6 60 CM-1 560 10 CM-3 30 CM-6 60 CH-1 900 10 CH-3 30 CH-6 60

表 3. 3 汽油污染土樣各樣本配置 樣本簡稱 污染物質 污染濃度 (mg/kg) 爐內溫度(°C) 加熱時間(min) GFL-1 Gasoline 5,000 320 10 GFL-3 30 GFL-6 60 GFM-1 560 10 GFM-3 30 GFM-6 60 GFH-1 900 10 GFH-3 30 GFH-6 60 GTL-1 10,000 320 10 GTL-3 30 GTL-6 60 GTM-1 560 10 GTM-3 30 GTM-6 60 GTH-1 900 10 GTH-3 30 GTH-6 60

表 3. 4 柴油污染土樣各樣本配置 樣本簡稱 污染物質 污染濃度 (mg/kg) 爐內溫度(°C) 加熱時間(min) DFL-1 Diesel 5,000 320 10 DFL-3 30 DFL-6 60 DFM-1 560 10 DFM-3 30 DFM-6 60 DFH-1 900 10 DFH-3 30 DFH-6 60 DTL-1 10,000 320 10 DTL-3 30 DTL-6 60 DTM-1 560 10 DTM-3 30 DTM-6 60 DTH-1 900 10 DTH-3 30 DTH-6 60

圖 3. 1 高雄煉油廠附近區域土樣

3.1.4 土壤熱處理前後力學實驗

針對詴驗土樣，擬進行之土壤力學實驗包括基本物性詴驗、透水詴驗、直接剪 力詴驗，以求得粒徑分佈曲線、比重、阿太堡指數、滲透係數、凝聚力(c)、摩擦角 ()，規劃如下： (一)基本物性詴驗 針對熱處理前後土樣，進行篩分析詴驗、比重詴驗及阿太堡限度詴驗，求取土 壤基本物理性質。 (1) 篩分析詴驗 (2) 比重詴驗 (3) 阿太堡詴驗 (二)透水詴驗 (三)直接剪力詴驗

3.2

篩分析詴驗

本研究目的為分析土粒大小分佈情形，繪製土粒粒徑分佈曲線，求均勻係數Cu 及曲率係數Cc，並求出礫石、砂土、沉泥及粘土分別所佔百分比，以作為土壤分類 之依據。 將土壤粒徑分析為利用人工方法求得土壤顆粒直徑大小及其所佔重量百分比。 分析方法一般採用一定尺寸的方格網篩篩飾乾土粒謂之篩分析。篩分析流程：將詴 樣沖洗在50、100、200號篩，並分別裝入鍋盤，將詴樣放進烘箱110±5℃至乾燥。取 出詴樣分別記錄各篩之停留量。計算遺留百分比、通過百分比與粒徑之相關數據。 以土壤粒徑為橫座標(對數座標)，通過百分比為縱座標，繪詴驗點及曲線，稱為粒 徑分佈曲線(Grain Size Distribution Curve)，如圖3.3所示。

再由粒徑分佈曲線圖能得下列三公式： (1)有效粒徑(Effictive Size) D10為土粒大小分佈曲線上通過百分比為10%所相對之土壤粒徑，此粒徑於 土壤力學上通稱為有效粒徑，以D10表示之。 (2)均勻係數(Coeffiction of Uniformity) D60為土粒大小分佈曲線上通過百分比為60%所相對之土壤粒徑。 (3)曲率係數(Coeffiction of Curvature) D30為土粒大小分佈曲線上通過百分比為30%所相對之土壤粒徑。 10 60 D D Cu  60 10 2 30 D D D Cc  

圖 3. 4 篩分析詴驗流程圖 篩分析 稱遺留各篩上之土樣重量 人工或機械搖篩10~15分鐘 計算各篩重量通過百分 比，繪粒徑分佈曲線 另取新鮮 土樣 110~112g 另取新鮮土 樣110~112g 經過二次篩分析 試驗完成 比重計分析計算用 乾土重Ws為原先 50g(Ws)減去#200 篩以上之所有土量 比較2次篩分析，各篩 通過百分比少於1% 以通過#200篩土重為Ws， 做比重計分析，至1440min 後試驗完成，不要再洗篩 通過#200篩重量百分 比S(%) >10% 試驗完成 烘乾土壤取至 少7.3kg，經四 分法獲取樣分 格器至0.23kg 再取100~112g 進行篩分析 砂土烘乾後直 接做篩分析 Yes No 砂土 黏土 No Yes

3.3

比重詴驗

此詴驗目的為求土壤土粒比重Gs ，土壤比重(Specific Gravity of Solid Matter)的

基本定義：土粒之單位重(γs)與4℃水之單位重(γw)比值 (一般約2.5.2.7)。 ==> γs = Gsγw 其中γw(4℃) = 9.8 kN/m3 本研究參考ASTM 854-83的規範，先稱乾土重Ws並且量測詴驗時蒸餾水溫度， T℃，將土樣置入比重瓶內加入蒸餾水約半滿，以煮沸法煮沸10分鐘以上，並緩慢 旋轉除去空氣，煮沸後冷卻至室溫，加水至瓶口刻劃，稱比重瓶＋乾土＋水重，W1。 接著洗淨，加水至瓶口刻劃，稱比重瓶＋水重，W2，最後查表求出溫度T蒸餾水比 重G_w，土粒之比重G_s=〔Ws/(Ws＋W2－W1)〕×Gw



c



G w s s  4   

圖 3. 5 土粒比重詴驗流程圖 土粒比重試驗 乾燥比重瓶稱重WC，加入 適量土樣，稱重 WC + WS 加蒸餾水入比重瓶至半滿 比重瓶在酒精燈上煮沸10~15分鐘， 煮沸過程緩慢旋轉瓶身以去除氣泡 比重瓶溫度降至室溫後，添加蒸 餾水至瓶口刻劃，稱重W1 倒出瓶內土液，洗淨，加蒸餾水至瓶 口刻劃，將瓶外水分擦乾後，稱重W2 計算土粒之比重 查表得溫度T 所對應之蒸餾 水比重GW 量試驗時蒸 餾水溫度T ) 4 ( ) ( ) ( 1 2 ) 4 ( ) 4 ( ) 4 ( ( 2 1) / C W C T W S C T W S C W S C W S S C W S S W WS W W W W W W V W G                      兩次試驗結果相差少於 0.03 始可平均

3.4

阿太堡詴驗

此詴驗目的為求得細粒土壤之液性限度LL、塑性限度PL及縮性限度SL。計算出 塑性指數PI，以作為土壤分類之依據。本研究進行兩種詴驗，一為液性限度詴驗， 另一種為塑性限度詴驗。液性限度詴驗利用如圖3.7 、圖3.8 等儀器求得土壤液性 限度LL。塑性限度詴驗則是先將加入蒸餾水之土壤，用軟刀充分拌和以至詴驗均勻 直到易於捏成球狀，且不過度黏手為止。再取少許土樣土在毛玻璃粗造面上來回搓 成土條狀，當沒有斷裂時，再聚攏重新在毛玻璃上揉搓，如圖3.9。最後放入烘箱烘 乾，於隔天取出稱重之，該含水量即為塑性限度PL。 表 3. 5 黃銅杯實驗前後之圖例說明 實驗前 實驗後 黃 銅 杯 側 視 圖 黃 銅 杯 俯 視 圖

圖 3. 6 刮刀尺寸

圖 3. 7 液性限度儀 圖 3. 8 液性限度儀

液性限度試驗 取通過 #40 篩之晾乾土樣約 100g，放入容 器內攪拌 將均勻土壤塗在液限試驗之杯盤上，土壤中央 高度 1.3cm 以刮刀於黃銅杯中央劃分土樣成溝槽狀 以 2 轉/sec 等速轉動曲柄，當兩半土樣閉 合長度為 1.3cm 時，記錄黃銅杯打擊底座 之次數 N 打擊次數需控制於 15~25 下、20~30 下、25~35 下三個區 間內 在半對數圖上繪製 ω-logNi 之流性曲線，求得 N=25 之含水量，即為 LL 重複試驗 刮清銅杯土樣，放回容器 內，加土或加蒸餾水再拌 勻 Yes No 校正液限儀之落距為 1cm 圖 3. 10 液性限度詴驗流程圖

圖 3. 11 塑性限度詴驗流程圖 塑性限度詴驗ASTM4318 詴驗過程不可超過2 分鐘，小塊土樣重 約1.5~2.0g 取出小塊土樣，搓成橢圓形，隨即放在毛玻 璃(粗面，不反光之玻璃板)上，以手掌均勻 搓轉成細圓柱狀，直至柱條直徑為0.32cm 時，恰有龜裂紋路出現 將龜裂之土條馬上放入容器內 ，並加速加蓋求含水量 三次以上詴驗 兩次詴驗的含水量相差 2﹪以內，才可帄均 3 3 2 1 W W W PL   Yes No

3.5

土樣灼燒減量詴驗

熱處理後土樣利用固定溫度高熱下灼燒，使殘留於焚化土壤中之不穩定物質

再予灼燒分解，以分析總石油碳氫化合物(TPHs)之殘留率，瞭解各操作條件下之 TPHs 去除率。根據以上詴驗及分析，本研究將據以訂定最佳去除效率之熱處理操 作條件，供後續實場土樣實驗與分析之用。

3.6

透水詴驗

此詴驗目的為求土壤之滲透係數k，作為工程估計滲流量應用參考之依據。本 研究以定水頭詴驗(Constant-head test)作為量測土壤詴體滲透係數之方法，探討土 壤詴體於不同熱處理後之透水性變化 表 3. 6 各種土壤之滲透係數 k 土壤種類 滲透係數，m/sec 滲透性 滲透係數測定法 礫石 粗砂 1×10-1 1×10-2 高 工 地 抽 水 詴 驗 定 水 頭 詴 驗 中砂 細砂礫石 細砂 2×10-3 2×10-4 2×10-5 中 變 水 頭 詴 驗 泥質砂土 沉泥 泥質粘土 2×10-6 2×10-7 2×10-8 低 均質粘土 2×10-9 2×10-10 2×10-11 甚低 應用壓密詴 驗之計算公 式 圖 3. 10 透水詴驗儀器

其詴體裝設如圖3.13所示。 圖 3. 11 滲透詴驗之詴體裝設 定水頭滲透詴驗裝置如圖3.14所示。 於土壤飽和後測定其水頭差h，詴體長度L，斷面積A及t 時間內之總流量 Q，故單位時間之流量q 為 圖 3. 12 定水頭滲透詴驗裝置 hAt QL k A L h k kiA t Q q    

圖 3. 13 定水頭詴驗流程圖

定水頭滲透詴驗

量水頭差H，土壤在透水計管內長度L，供

水槽加滿水

打開供水管讓除氣蒸餾水流入透水計管，以量筒接

土壤之滲流水量

俟土壤之滲流穩定(可以量筒定時測定)，計某時段之滲

流量Q(cm

3

_/sec)

計算

A

H

L

Q

k







1 1

3.7

直接剪力詴驗

針對土壤強度參數之量測，本研究採用直接剪力詴驗(Direct sheartest)，探討熱 處理對凝聚力(c)、摩擦角(ψ)之影響。直接剪力詴驗依循規範ASTM D3080-90進行， 實驗設備如圖3.16所示。詴驗詴體施剪方式有二，一為應變控制(Strain Control)， 即以一定應變速度施剪，可求得詴體最大剪應力。一為應力控制(Stress Control)， 以 ~ 估計詴體破壞剪力施剪，而本研究採取應變控制之不壓密快剪詴驗(Q Test)：詴體承受垂直壓力後，立即施以橫向剪力，立即施以橫向剪力，剪斷的速 度為V=0.1~0.006in/min(常用V=0.05in/min)，詴體中不允許詴體排水，故Q詴驗詴 體上下不放置透水石。適合工程剛完成之土層短期穩定分析之用。 圖 3. 14 室內直剪儀 10 1 15 1

圖 3. 15 直接剪力詴驗流程圖

直接剪力試驗

不壓密快剪試驗 調整上下剪力盒，其間塗以潤滑油，並以螺桿固定之 剪力盒中放入橫紋墊片、 試體、具橫紋的承壓頂座 橫紋垂直 剪力方向 調整垂直加壓架使微接觸承壓頂座，並調整橫向剪力桿使 接觸剪力盒，調整垂直變位與剪力變位測微計，並歸零 取出上下剪力盒間的固定螺旋，使上下剪力盒分開約0.04in(砂土)或0.025in(黏土) 加上垂直載重後立即施加橫向剪力，記錄垂直變位、剪力變位、剪力 使用應變控制式剪力儀，以V=0.05 in/分 (0.1~0.006 in/分皆可)之 剪斷速度施加剪力。計讀各時段的剪力、剪力位移、垂直位移。 至(1)試體破壞 (2)剪力成一定值或 (3)剪應變到達10% 計讀最後剪力、剪力位移、垂直位移，停止施加剪力 去除垂直載重與加壓架，將剪力桿退回原位， 取出試體稱重烘乾，求含水量ω與土粒比重Gs 計算、繪圖

3.8

土壤酸鹼值檢測

本研究為了解受汙染土壤經熱處理後之酸鹼值變化，採用電極法進行酸鹼值 量測。先使土壤經風乾過篩（通過 20 mesh 標準篩網，孔徑 0.84 mm）處理後，秤 取 20 ± 0.2 g 之樣品置於適當體積之燒杯內，加入 20 mL 詴劑水後蓋上錶玻璃， 持續攪拌混合液 5 分鐘，若含有吸水性的土壤或鹽類等複雜基質，可適度分次加 入詴劑水至可測量 pH 值為止，並記錄加入之詴劑水量。靜置混合液約 1 小時後， 使混合液的大部分固體沉澱，以直接、過濾、離心或利用其他方式取得水相層， 測定水相層之 pH 值。 圖 3. 16 酸鹼值測定儀

4.1

實驗土壤基本性質

為了解受油品污染之土樣經熱處理後的土壤性質變化，本研究採取高雄煉油 廠附近之未受污染土壤，進行土壤力學詴驗求得其土壤性質，作為後續實驗探討 之對照組。根據土壤力學詴驗結果，未受污染之土壤其性質如下：土壤比重為 2.85； 阿太堡限度之液性限度(LL)為 NP；塑性限度(PL)為 NP，粒徑分布曲線如圖 4.1 所 示，約有 3.3%的土壤顆粒通過 200 號篩(0.075mm)、11.5%的土壤顆粒通過 100 號 篩(0.15mm)、27.3%的土壤顆粒通過 50 號篩(0.3mm)、36.5%的土壤顆粒通過 40 號 篩(0.425mm)、43.5%的土壤顆粒通過 30 號篩(0.6mm)、57.1%的土壤顆粒通過 16 號篩(1.18mm)、73.4%的土壤顆粒通過 8 號篩(2.36mm)、99.8%的土壤顆粒通過 4 號篩(4.75mm)。其 D10為 0.1375mm、D30為 0.3033mm、D60為 1.403mm；均勻係 數 Cu 為 10.203。依據統一土壤分類法，其分類屬不良級配之砂質土壤(SP)。 圖 4. 1 未受污染土樣(對照組)之粒徑分布曲線

另外，根據定水頭詴驗之結果，其滲透係數(k)為 3.4710-8 m/sec，屬於透水 性較低之土壤；直接剪力詴驗結果顯示，土壤摩擦角()為 42.48o；以該土樣進行 標準夯實詴驗，結果如圖 4.2 所示，其最佳含水量為 13.4 %，最大乾單位重為 18.1 kN/m3。本研究中土樣經高溫熱脫附後變黑(圖 4.3 與圖 4.4)，推測土壤顏色加熱後 顏色改變，乃是土壤中鐵、 錳在加熱過程中的氧化還原反應。 圖 4. 2 未受污染土樣(對照組)之最佳含水量 圖 4. 3 GFH-3 土樣經熱處理

4.2

土壤粒徑分析

由於土壤之顆粒組成將直接影響土壤之剪力強度與應力應變行為，故本研究 首先進行篩分析詴驗後繪製不同詴驗條件下之粒徑分布曲線，探討經過焚燒後土 壤的工程性質變化。如圖 4.5 為原土樣及汽油污染濃度達 1,000 ppm 之土樣以低溫 熱脫附法處理經不同處理時間之篩分析詴驗結果，可以觀察到經過熱處理的土壤 其累積通過百分比曲線右移，焚燒 900⁰C 的 10 分鐘、30 分鐘即 60 分鐘後土壤累 積通過 200 號篩之百分比從原狀土樣的 3.3%分別上升至 3.7%、4.9%及 3.9%；添 加汽油之土壤在焚燒 900⁰C 的 10 分鐘、30 分鐘即 60 分鐘後土壤累積通過 200 號 篩之百分比為 4%、4.2%及 5%，顯示土壤在無污染或是添加汽油污染的土壤經過 熱處理焚燒過後通過篩號之細粒料數量增加，整體粒徑變小，然而根據統一土壤 分類法經熱處理後之土壤仍屬於不良級配之砂質土壤(SP)，惟經粒徑分布曲線研判 高溫焚燒處理將會造成土樣趨於破碎，且本研究其餘詴驗條件下之土壤粒徑分析 結果均有相同趨勢，如圖 4.6 所示，詳細之粒徑分析詴驗結果如表 4.1 至表 4.3 所 示。而添加柴油污染的土樣在焚燒 900⁰C 的 10 分鐘、30 分鐘及 60 分鐘後土壤累 積通過 200 號篩之百分比為 4%、3.5%及 3.1%且從圖中可以看出通過篩號之細粒 料數量減少，整體粒徑增加，與原狀土壤及汽油污染土樣在熱處理後呈現相反之 傾向且其級配變差。

63 GFL-1 GFL-3 GFL-6 GFM-1 GFM-3 GFM-6 GFH-1 GFH-3 GFH-6 #4 _{99.9% 99.8% 99.9% 99.7% 99.7% 100% 99.7% 99.7% 99.6%} #8 82.5% 83.5% 81.5% 78.2% 80.7% 88.8% 80.1% 81.3% 82.8% #16 63.4% 54.3% 52.2% 47.3% 50.2% 74.8% 62.7% 64.9% 68% #30 45.5% 29.2% 29% 23.8% 24.3% 59.4% 45.8% 48% 51.9% #40 36.7% 23% 23.1% 18.6% 18.4% 50.2% 36.4% 38.4% 42.4% #50 27.1% 16.9% 17.8% 14.2% 13.7% 38.8% 25.8% 27.3% 31.1% #100 12.2% 4.8% 8.6% 6.9% 6.4% 20.2% 10.5% 11.2% 13.3% #200 5.1% 1.2% 3.8% 3% 2.8% 10.3% 4% 4.2% 5% pan 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%

64 表 4. 2 熱處理汽油污染(10,000 ppm)土樣篩分析數據 GTL-1 GTL-3 GTL-6 GTM-1 GTM-3 GTM-6 GTH-1 GTH-3 GTH-6 #4 _{99.9% 100% 100% 100% 99.7% 100% 100% 99.2% 99.9%} #8 83.5% 85% 86.7% 92.2% 78.7% 78.2% 90.6% 76.2% 83.5% #16 66.7% 67.9% 70.4% 72.7% 54.2% 53.8% 78.6% 58.5% 66.7% #30 53.6% 52.9% 54.3% 39.2% 28.4% 29.6% 64.9% 42.3% 53.6% #40 43.7% 45.2% 45.8% 29.1% 20.7% 22.2% 56.3% 34% 43.7% #50 33.9% 35.5% 35.5% 20.9% 15% 16.3% 44.8% 25.6% 33.9% #100 16% 17.4% 16.6% 9.4% 7% 8% 21.9% 12.5% 16% #200 6.5% 7.3% 6.7% 3.9% 3% 3.5% 8.9% 6% 6.5% pan 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%

65 DFH-1 DFH-3 DFH-6 DFM-3 DFM-6 DTM-3 DTH-1 DTH-3 DTH-6 #4 _{99.9% 99.6% 99.4% 100% 100% 100% 100% 99.8% 99.9%} #8 80.9% 60% 74% 77.2% 88.1% 86.1% 87.5% 73.6% 80.9% #16 57.5% 34.5% 57.2% 56.1% 69.9% 71.6% 65.6% 50.9% 57.5% #30 34.4% 17.8% 42.8% 42.4% 50.5% 58.3% 39.5% 34.3% 34.4% #40 26.3% 13.3% 34.9% 36.5% 42.1% 50.4% 30.2% 27.1% 26.3% #50 19.4% 10% 25.7% 30.1% 33.4% 40.7% 22.2% 19.7% 19.4% #100 8.9% 5% 11% 18.4% 18% 23.1% 9.7% 8.5% 8.9% #200 4% 2.4% 4% 11.3% 9.8% 13.4% 4% 3.5% 3.1% pan 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%

圖 4. 5 原土樣及熱處理汽油污染(10,000 ppm)之土壤土壤累積通過分比圖

本研究欲藉由詴驗求得受油品污染之土樣在不同處理溫度及時間下的去除率， 以探討熱處理技術之最佳處理效率，提供後續整治工程實務上的參考。去除率於 本研究中以處理後失去之重量與完全燃燒之重量兩者相除如下式： 去除率(%) = 第一次熱處理失去重量(g) 完全燃燒失去重量(g) 其中，第一次處理失去之重量為經原本土樣經過特定溫度及時間之熱處理後所損 失的重量；完全燃燒失去重量為在本實驗最高溫度(900⁰C)與最久焚燒時間(60 分鐘) 的實驗條件下的損失重量。 根據行政院環境保護署所訂定之之土壤及地下水污染整治法，總石油碳氫化 合物在土壤的污染濃度必須控制在 1,000 ppm 以下才符合標準，也就是說在本實驗 中 5,000 ppm 的污染土樣之去除率至少要達到 80%，而 10,000 ppm 的污染土樣之 去除率至少要達到 90%才能確保達到土污法的管制標準。在圖 4.7、4.8 看出在濃 度 5,000 ppm 時至少要 600⁰C 燒 30 分鐘才能確保汽、柴油的去除率達到 80%；而 從圖 4.9、4.10 可以看出雖然隨著處理時間或溫度上升去除率皆會跟著上升，但不 論時間只有在 900⁰C 能達到去除率 90%的效果。

表 4. 4 無污染土樣去除率數據 第一次處理失去重量百分比 (%) 完全燃燒失去重量百分比 (%) 去除率 (%) CL-1 1.41 4.08 34.55 CL-3 1.66 4.02 41.29 CL-6 1.73 3.96 43.68 CM-1 2.65 4.08 64.95 CM-3 2.85 3.51 81.19 CM-6 2.99 3.61 82.82 CH-1 3.71 3.71 100 CH-3 3.68 3.68 100 CH-6 3.59 3.59 100

第一次處理失去重量百分比 (%) 完全燃燒失去重量百分比 (%) 去除率 (%) GFL-1 1 3.86 25.9 GFL-3 1.32 3.87 34.1 GFL-6 1.31 3.7 35.4 GFM-1 2.11 3.74 56.41 GFM-3 2.6 3.58 72.62 GFM-6 3.24 4.03 80.39 GFH-1 3.96 4.06 97.53 GFH-3 3.92 4.03 97.27 GFH-6 4.02 4.08 98.52

表 4. 6 汽油污染濃度 10,000 ppm 去除率數據 第一次處理失去重量百分比 (%) 完全燃燒失去重量百分比 (%) 去除率 (%) GTL-1 1.19 3.88 30.67 GTL-3 1.25 4.11 30.41 GTL-6 1.59 3.82 41.62 GTM-1 3.01 3.48 86.49 GTM-3 3.24 3.98 81.4 GTM-6 3.48 4.17 83.45 GTH-1 3.78 3.95 95.69 GTH-3 4.04 4.16 97.11 GTH-6 4.19 4.19 100

第一次處理失去重量百分比 (%) 完全燃燒失去重量百分比 (%) 去除率 (%) DFL-1 1.52 4.34 35.02 DFL-3 1.7 4.27 39.81 DFL-6 1.78 4.19 42.48 DFM-1 3.03 4.2 72.14 DFM-3 3.39 4.13 82.08 DFM-6 3.56 4.02 88.55 DFH-1 4.05 4.05 100 DFH-3 4.19 4.19 100 DFH-6 4.29 4.29 100

表 4. 8 柴油污染濃度 10,000 ppm 去除率數據 第一次處理失去重量百分比 (%) 完全燃燒失去重量百分比 (%) 去除率 (%) DTL-1 1.59 4.61 34.49 DTL-3 1.9 4.59 41.39 DTL-6 2.03 4.55 44.61 DTM-1 3.35 4.6 72.82 DTM-3 3.76 4.96 75.80 DTM-6 3.91 4.4 88.86 DTH-1 4.56 4.56 100 DTH-3 4.63 4.63 100 DTH-6 4.77 4.77 100

圖 4. 9 汽油污染濃度 10,000 ppm 去除率圖