土壤與地下水污染整治基金管理與整治技術(shù)-

1、土壤與地下水污染整治基金管理與整治技術(shù)指導(dǎo)老師:李育明學(xué)生:劉凡碩 簡志洪2005/01/11前言隨著我國經(jīng)濟與工業(yè)發(fā)展,伴隨而來的是廢水、廢棄物及空氣污染物產(chǎn)生量也日益增多,由於以往未能妥善處理各種污染物,而使得土壤與地下水污染事件層出不窮。土壤與地下水通常是污染物最終去處,同時一旦受到污染後往往不容易進行整治,所需的整治費用也是相當(dāng)高的。土壤與地下水特性依土壤與地下水污染整治法定義土壤是指陸上生物生長或生活之地殼巖石表面之疏鬆天然介質(zhì),而地下水則指流動或停滯於地面以下之水。如果土壤或地下水因物質(zhì)、生物或能量之介入,變更品質(zhì),有影響其正常用途或危害國民健康及生活環(huán)境之虞,則稱為土壤污染或地下

2、水污染。土壤常以質(zhì)地(texture 作為其通氣性、排水性及滲透性的一個指標,質(zhì)地是由土壤粒中砂粒(sand, 0.05 mm、砏粒(silt, 0.002 - 0.05 mm與粘粒(clay, 0.002 mm 三者之比例組成去決定的。土壤通氣性則指土壤中空氣供給狀態(tài),主要受土壤質(zhì)地影響,砂質(zhì)土壤顆粒大,孔隙也大,通氣效果較佳;粘質(zhì)土壤顆粒很小,通氣效果較差。排水則指土壤中空氣排水情況之程度。土壤質(zhì)地、通氣性與排水性均會影響污染物在土壤中之移動速度與整治之難易程度。土壤化學(xué)組成中包括有機物與陽離子交換能力等。有機物指土壤中有機物如黃酸、腐質(zhì)酸及腐植質(zhì)組成之成分,具緩衝土壤中pH 值之能力,及

3、吸附土壤中重金屬、有機物能力,減少於土壤中之移動性。陽離子交換能力則指土壤表面可以吸附或交換陽離子之總量,土壤中陽離子交換能力愈大,陽離子污染物交換力愈強,移動性也降低。有機物與陽離子交換能力影響污染物在土壤與地下水中之移動速度與整治之方式選擇。地下水含水層位於地下水位線以下者稱為飽和層,可分為自由含水層與受壓含水層;位於地下水位線以上之含水層則稱不飽和層。地下水會移動,因此如果受到污染會將污染物帶離污染區(qū)形成污染擴散,但是又因為地下水自淨(jìng)作用很慢,因此一旦受污染後,需很長時間才能再恢復(fù)。土壤與地下水整治技術(shù)之分類以場址發(fā)現(xiàn)後實施階段之先後,可分成三類:場址調(diào)查、場址評估及場址整治技術(shù)。在場址

4、一發(fā)現(xiàn)時,必須進行資料收集及現(xiàn)場調(diào)查以了解污染物種類與分布狀況、及場址地質(zhì)與水文特性等,均有賴於場址調(diào)查技術(shù)。資料調(diào)查累積至一定量以後,必須藉助污染物傳輸與宿命、污染物暴露與風(fēng)險等場址評估技術(shù),以了解整治之優(yōu)先順序、整治之範圍、可能之技術(shù)及整治之標準。場址整治技術(shù)即在於污染範圍界定後,所利用於去除污染物使回復(fù)可利用或?qū)Νh(huán)境危害降低之技術(shù)。場址調(diào)查污染調(diào)查通常包括資料收集、初步調(diào)查、監(jiān)測井設(shè)置、採樣分析及污染源分析及污染範圍界定等幾項。一旦污染發(fā)現(xiàn)後,應(yīng)先收集包括工廠操作歷史、航照圖、地質(zhì)資料及相關(guān)報告,以判斷可能污染物種類及污染範圍。有了初步概念後,應(yīng)設(shè)計一套採樣分析規(guī)劃以收集包括污染物、地質(zhì)

5、及地下水文的資料,通常先以地球物理方法,例如磁力、電磁波、地電阻及透地雷達等方法初步判定天然水文地質(zhì)狀況、污染團位置、地下掩埋物(如鐵桶、地下孔洞。該類方法具有快速、低干擾、連續(xù)監(jiān)測、經(jīng)濟等之優(yōu)點,惟仍需實測資料作為比較之用。在土壤採樣的部份,常見的重金屬有鉛、鎘、鉻、銅、鋅、鎳、汞、砷等,在地下環(huán)境中較不易移動,且配合農(nóng)作物植物吸收深度,常以表面15 公分(表土 及30 公分(裡土 左右作為採樣深度。有機物則常見者有苯、甲苯、乙苯、二甲苯等芳香族碳氫化合物,四氯乙烯、三氯乙烯、二氯乙烯等含氯碳氫化合物,及多氯聯(lián)苯等。此類化合物於地下環(huán)境中較重金屬容易移動,往往污染深度視環(huán)境及污染物特性而有極

6、大差別。在地下水的採樣則需藉助監(jiān)測井的設(shè)置,監(jiān)測井設(shè)置有一定的規(guī)範,依其設(shè)置目的而有不同之考慮,通常必須考慮水井井篩位於所需的代表性深度,井的材料不能與污染物發(fā)生反應(yīng)及水文特性等因素,以採得具代表性之樣品。監(jiān)測井設(shè)置後即可進行地下水採樣以及量測地下水水位,配合鄰近三口井的水位並可推估地下水之流向,若有含水層特性參數(shù)並可推估地下水之流速。地下水採樣分析結(jié)果可用於判定地下水是否受到特定化學(xué)物質(zhì)之污染,並可藉由數(shù)據(jù)研判可能污染源來源,並推估其污染範圍。場址評估場址污染狀況一旦掌握,則可藉助污染物傳輸與宿命模式以及污染物暴露與風(fēng)險等場址評估技術(shù),以依健康及環(huán)境風(fēng)險大小,決定整治之優(yōu)先順序、整治之範圍、

7、可能之技術(shù)及整治之標準。依場址所處階段,場址評估方法會有繁簡之分,例如若為判定場址是否列名於聯(lián)邦場址,美國有危害排序系統(tǒng)(Hazard Ranking Systems,HRS,又如為判定整治標準,目前美國材料測試協(xié)會有風(fēng)險基準矯正行動指引(Riskbasedcorrective action, RBCA,美國有部分州亦有類似相關(guān)規(guī)定,以處理整治標準值。場址整治污染整治技術(shù)的選擇需視污染物種類、污染場址地質(zhì)狀況及水文特性而決定,一般而言場址之透水/氣性高、均質(zhì)性佳、有機質(zhì)與陽離子交換容量低,污染物之水溶性高、揮發(fā)性高、生物分解性好等特性會使場址整治較容易。污染整治技術(shù)依受污染土壤之取出與否可分為

8、離地方法與現(xiàn)地方法,離地方法指將受污染物質(zhì)、土壤或地下水挖出或抽出,在地面或運送至他處處理之方式,本法會牽涉到環(huán)境改變、污染物移動及廢棄物、廢水排放問題?，F(xiàn)地方法則指不將受污染物質(zhì)、土壤或地下水挖出或抽出,而直接在地下處理的方式。土壤及地下水整治基金管理為預(yù)防及整治土壤及地下水污染,確保土壤及地下水資源永續(xù)利用,改善生活環(huán)境,增進國民健康,我國土壤及地下水整治法於89年2月2日公告實施;隔年10月17日完成施行細則之制定、11月21日完成土壤及地下水污染的監(jiān)測基準與管制標準。隨後也訂定了污染整治費收費辦法、徵收種類與費率及基金管理委員會組織規(guī)程與基金收支保管及運用辦法。其中,政府依據(jù)土壤及地下

9、水污染整治法第二十二條第一項規(guī)定,於本年度設(shè)立土壤及地下水污染整治基金。該基金本年度各項業(yè)務(wù)計畫及預(yù)算之執(zhí)行等,經(jīng)予書面審核,並派員就地抽查。該基金主要業(yè)務(wù)係調(diào)查污染場址之土壤、地下水污染範圍,評估其對環(huán)境之影響、評定其等級,並推動及管制整治計畫等。其初期計劃項目為:污染場址之追查污染責(zé)任及應(yīng)變必要措施之推動及管制污染場址之調(diào)查、危害風(fēng)險評估及處理等級之推動、管制及評定污染場址之控制、整治及監(jiān)督計畫之推動及管制由於行政院環(huán)境保護署未考量該基金初創(chuàng),僅能辦理土壤、地下水污染源調(diào)查,暨各項監(jiān)測基準、管制標準等法規(guī)預(yù)計於民國九十年十二月底建置完成(實際係於民國九十年十一月二十一日完成,須延至以後年度

10、始能依土壤及地下水污染整治法之規(guī)定執(zhí)行應(yīng)變必要措施,及相關(guān)污染評估、審查、整治計畫等,草率編列污染場址之追查污染責(zé)任及應(yīng)變必要措施之推動及管制等3項業(yè)務(wù)計畫之鉅額預(yù)算2億餘元,致計畫預(yù)算全數(shù)未支用或支用率偏低,執(zhí)行成效欠佳,預(yù)算編列未盡覈實,經(jīng)審計部審核修正,行政院環(huán)境保護署回復(fù):該署執(zhí)行計畫預(yù)算採較審慎、嚴謹之態(tài)度,致計畫核定時間較長,且初期致力於相關(guān)規(guī)劃、協(xié)調(diào)、組織建置及法規(guī)研擬,建立相關(guān)管理制度,故預(yù)算執(zhí)行成效不易彰顯,惟民國九十一年度已考量實際執(zhí)行能力編列計畫預(yù)算,且相關(guān)人員將積極辦理相關(guān)計畫,並檢討改進預(yù)算執(zhí)行成效欠佳情事。本部已列管繼續(xù)注意其後續(xù)辦理情形。土壤地下水污染基金來源一、

11、土壤及地下水污染整治費收入。二、污染行為人或污染土地關(guān)係人依本法第三十八條、第三十九條規(guī)定繳納之款項。三、土地開發(fā)行為人依本法第四十六條第三項規(guī)定繳交之款項。四、本基金之孳息收入。五、本法中央主管機關(guān)循預(yù)算程序之撥款。六、環(huán)境保護相關(guān)基金之部分提撥。七、環(huán)境污染之罰金及行政罰鍰之部分提撥。八、其他有關(guān)收入。土壤地下水污染基金用途一、本法各級主管機關(guān)依本法第十二條、第十三條、第十六條、第十七條、第二十一條規(guī)定支出之費用。二、本基金涉訟之必要費用。三、本基金人事及行政管理費用。四、其他經(jīng)本法中央主管機關(guān)核準有關(guān)土壤或地下水污染整治之費用。五、本基金為應(yīng)業(yè)務(wù)需要,得購買政府公債、國庫券或其他短期票券

12、。土壤地下水污染基金管理主管機關(guān)本基金為預(yù)算法第四條第一項第二款所定之特種基金,編製附屬單位預(yù)算,以行政院環(huán)境保護署為主管機關(guān)。土壤及地下水整治技術(shù)一、土壤及地下水整治技術(shù)-焚化法(Incineration技術(shù)原理焚化法(Incineration係以燃燒方式破壞有害物質(zhì)。焚化法亦可減少需要運至掩埋場處理的廢棄物數(shù)量。雖然焚化法可處理對象相當(dāng)廣泛,例如PCBs、溶劑與殺蟲劑,但是無法處理金屬物質(zhì)。焚化法使用焚化爐(incinerator,在高到足以破壞有害物質(zhì)的控制溫度下燃燒待處理物質(zhì),例如受污染的土壤。焚化爐可移動至污染場址進行處理,或者,亦可將有害物質(zhì)運送至焚化廠進行處理。為了破壞更多的有害

13、物質(zhì),焚化法必須控制焚化爐內(nèi)的熱能與空氣量。當(dāng)有害物質(zhì)受熱後會逐漸轉(zhuǎn)變成氣體,然後通過火焰區(qū)作進一步燃燒;有害氣體受到高熱後分解成較小的分子,這些較小的分子會與氧分子結(jié)合形成較無害的氣體與蒸氣。焚化爐內(nèi)產(chǎn)生的氣體最後被導(dǎo)入空氣污染控制設(shè)備,用以去除剩餘的金屬、酸類與灰燼,這些廢棄物均具危害性且必須被安全地棄置於有執(zhí)照的掩埋場中。其餘乾淨(jìng)的空氣,例如蒸氣與二氧化碳,可透過煙囪排放至大氣中。焚化爐內(nèi)剩餘的土壤或灰份必須送至掩埋場處理或直接埋於現(xiàn)地,需要掩埋處理的數(shù)量已經(jīng)比燃燒處理前減少很多。經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計與操作的焚化爐可以安全且有效地破壞大爐多數(shù)的有害物質(zhì),而且燃燒過程不會產(chǎn)生臭味或煙霧。使用燃燒法

14、前必須測試焚化爐是否運作正常,焚化過程中亦須針對周界空氣採樣測試,確保氣體中無任何物質(zhì)達到危害數(shù)量。處理時間影響因子焚化法處理時程影響因子如下:1.污染場址大小與深度2.有害物質(zhì)種類與數(shù)量3.有害廢棄物是否需要運送至焚化廠一般而言,大型焚化爐每日可處理數(shù)百噸的廢棄物。處理法優(yōu)缺點焚化法適用於處理某些其他方法無法清除的有害物質(zhì),處理時間亦較短;若污染場址需要迅速清除、避免危害附近居民或環(huán)境,焚化法將是較佳的選擇。在現(xiàn)地進行焚化處理可以減少需要以掩埋方式處理的廢棄物數(shù)量。美國已於136個污染場址採用焚化法進行清除的工作。二、土壤及地下水整治技術(shù)-氣提法(Air Stripping技術(shù)原理氣提(Ai

15、r Stripping法是一種利用加壓空氣通過受污染地下水或地表水,將有害物質(zhì)加以移除的方法。導(dǎo)入的空氣使得污染物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)(揮發(fā),隨後一起被後續(xù)處理設(shè)備收集並清潔。氣提法通常使用於處理受污染的地下水。氣提法使用一種稱作”氣提設(shè)備”(air stripper的裝置,強制空氣通過受污染水體。氣提機通常包含一個充滿填充物質(zhì)(packing material,以塑膠、不銹鋼或者陶瓷製成的處理槽。受污染水體經(jīng)由泵浦打入處理槽中,並且均勻噴灑於填充物質(zhì)上。噴灑的水滴形成細水流,往下流過填充物質(zhì)的空隙,同時處理槽底部以風(fēng)扇將空氣由下往上導(dǎo)入。當(dāng)空氣通過細小水流時,水中的污染物質(zhì)會揮發(fā)出來,空氣併同

16、污染物質(zhì)繼續(xù)往處理槽上部移動,最後由空氣污染控制設(shè)備收集並淨(jìng)化。細小水流於填充物質(zhì)中分散的愈均勻,空氣愈能通過較多的水流,並且將更多的有害物質(zhì)揮發(fā)出來。細小水流到達處理槽底部後將被收集與檢測,確認是否已被處理乾淨(jìng)。若污染物質(zhì)濃度仍高,污染水體可重複打入同一處理槽或另一處理槽,或者使用不同的處理方法另行處理。氣提設(shè)備的尺寸與結(jié)構(gòu)變化頗大,某些設(shè)計係將強制空氣橫向流過處理槽而非由下往上,換言之,這些設(shè)計只能仰賴細小水流通過槽內(nèi)空氣的同時,將污染物質(zhì)揮發(fā)出來。通常,氣提機必須依照該污染場址有害物質(zhì)種類與數(shù)量特別設(shè)計.氣提法使用上相當(dāng)安全。氣提設(shè)備可被送至污染場址,受污染的水體不須轉(zhuǎn)運至處理廠。由於受

17、污染水體進行清潔時存於處理槽中,乾淨(jìng)的水體不會被污染。氣提後產(chǎn)生的污染空氣必須加以淨(jìng)化,並檢測是否符合EPA標準。氣提處理後的乾淨(jìng)水可以回送至現(xiàn)地。處理時間影響因子使用氣提法淨(jìng)化地下水或地表水的時間影響因子如下:1.污染水量2.有害物質(zhì)種類與數(shù)量3.水體可被泵送的速率4.使用的氣提設(shè)備數(shù)量一般而言,依場址情況,或許淨(jìng)化時程將會耗時數(shù)年。處理法優(yōu)缺點氣提法最適用於處理含有易揮發(fā)污染物質(zhì)(如:燃料與溶劑的受污染水體,若設(shè)計適當(dāng)?shù)脑?處理此類污染物質(zhì)的去除效率可達99%。氣提法不能去除金屬、多氯聯(lián)苯(PCBs、或其他無法揮發(fā)的污染物質(zhì)。氣提設(shè)備很容易於現(xiàn)地組裝並且維護方便,此方法已使用於處理數(shù)百個污

18、染場址。三、土壤及地下水整治技術(shù)-破裂法(Fracturing技術(shù)原理破裂法(fracturing係將地底下的巖石或較密實的土壤層(例如黏土層加以破裂,使其他復(fù)育法能更有效地進行。破裂法本身並不一定具備淨(jìng)化功效,但是破裂法產(chǎn)生的裂縫(fractures卻是去除或破壞土壤層中有害物質(zhì)的重要路徑。由於有害物質(zhì)可能於散佈於較深的地底下,故如何將之有效去除變得十分困難。破裂法正好可以在巖層與密實土壤層製造路徑,直達有害物質(zhì)的所在位置,便利抽取井泵送有害物質(zhì)至地表另行處理,或便利將清除材料(例如微生物與氧化劑泵送至受污染區(qū)域與有害物質(zhì)進行反應(yīng)。破裂巖石與土壤的方法共有以下三種:1.水壓破裂法(Hydra

19、ulic fracturing將液體(通常是水以泵浦加壓打入事先鑽好的孔洞中,將土壤或巖石加以破裂或?qū)⒃疽汛嬖诘牧芽p加以擴大。若需破裂較深的土壤層,則須於注入的水中加入砂石,用以支撐裂縫開口,避免裂縫因為土壤層的重量造成閉合。2.氣壓破裂法(Pneumatic fracturing利用高壓空氣破裂土壤。此外,通入的空氣亦可促使有害物質(zhì)揮發(fā)或快速轉(zhuǎn)變成氣態(tài),再於地面設(shè)置空氣污染控制設(shè)備收集與處理這些有害氣體,達到去除有害物質(zhì)的目的。空氣可依不同深度加壓注入,若注入的深度接近地面,空氣注入孔附近的地表可能會浮升一英吋左右,最後仍會降回原來的高度。氣壓破裂法與水壓破裂法均須於地底裝置設(shè)備將壓力導(dǎo)引

20、至需要破壞的區(qū)域。3.爆破強化破裂法(Blast-enhanced fracturing利用爆裂物(例如炸藥破裂巖石-將爆裂物埋設(shè)於孔洞內(nèi)然後加以引爆,主要目的是製造更多的路徑,使受污染地下水易於流至抽取井,並被泵送至地面進行淨(jìng)化處理。適當(dāng)?shù)厥褂闷屏逊梢杂行f(xié)助後續(xù)淨(jìng)化方法順利進行,先決要件是需要針對污染場址進行詳細研究,確認本法是否可發(fā)揮功用。另須注意不能於地下管線或者容易損毀的地上結(jié)構(gòu)物附近使用本法。處理時間影響因子破裂土壤或巖石並不需要花費太多時間,通常數(shù)日內(nèi)即可完成。但是,即使採用破裂法協(xié)助,後續(xù)淨(jìng)化程序亦可能耗時數(shù)月甚至數(shù)年。處理時程主要影響因子如下:1.污染場址大小與深度2.有害

21、物質(zhì)種類與數(shù)量3.土壤或巖石的種類4.搭配使用的淨(jìng)化方法處理法優(yōu)缺點破裂法主要係用於協(xié)助清除密實土壤或巖層中的有害物質(zhì),適用於現(xiàn)地挖掘困難或挖掘成本過高的情形。使用破裂法可以減低需要挖掘的井?dāng)?shù),有效節(jié)省時間與減低處理成本。通常破裂法可用於清除非液相液體(non-aqueous phase liquids, NAPLs -無法溶於地下水的化學(xué)物質(zhì)。裂縫不多的情況下,NAPLs將很難清除乾淨(jìng)。目前美國地區(qū)亦有許多污染場址採用破裂法。四、土壤整治技術(shù)-土壤淋洗法(Soil Washing技術(shù)原理此法是利用一種以水溶液為主的系統(tǒng)(aqueous-based system,利用粒子的大小差別,將附著在土

22、壤粒子上的污染物與土壤分開,沖洗水的體積隨著過濾劑、界面活性劑、pH調(diào)整或螫合劑的添加而增加,以便於去除有機物及重金屬的污染物質(zhì)。土壤淋洗系統(tǒng)包含大部分的去除技術(shù),並能夠應(yīng)用在多樣污染物的土壤,原理為大部分的有機及無機污染物,經(jīng)由物理或化學(xué)的機制,趨向於黏合在泥土、泥沙及有機的土壤顆粒上。利用土壤淋洗可將將較細的泥土、泥沙粒子與較粗的沙子及砂礫土壤粒子分開,並將污染物集中於較小體積的土壤,以進行更深入之整治技術(shù)。土壤淋洗的可處理之污染物族群為燃料、重金屬、VOCs及殺蟲劑污染物質(zhì)等。本技術(shù)通常藉由連續(xù)的淋洗及使用不同的淋洗劑,以除去污染的物質(zhì)。由於有些污染物會溶於水或浮到水面,因此由土壤淋洗所

23、收集的廢水,須加以處理才得以排放,同樣地,沉澱於洗滌塔底部之砂礫及沙土也須進一步測試是否含有污染物質(zhì),若清除乾淨(jìng),才得以回填至場址中。優(yōu)點分析1.減少需要進一步整治之土壤量。2.減少整治費用。3.適用多種污染物。缺點分析1.對於影響此法的應(yīng)用性及有效性之因子包括:2.複雜的廢棄混合物(如金屬與有機物使得統(tǒng)一洗滌液體變得困難。3.需針對土壤中的高腐植質(zhì)前處理。4.需經(jīng)過處理大量之廢水。5.需額外處理殘留之洗滌劑。6.較難去除吸附在如泥土大小般顆粒上之有機物。五、整治技術(shù)-植物復(fù)育法(Phytoremediation技術(shù)原理植物復(fù)育法(Phytoremediation係利用植物清除環(huán)境中的污染物質(zhì)

24、,包含金屬、殺蟲劑、爆炸性物質(zhì)及油類等;此外,植物亦可防止強風(fēng)、降雨以及地下水將污染物帶離污染場址。植物復(fù)育法特別適用於少量至中量污染物的污染場址,運作原理是利用植物根部由受污染土壤、河流及地下水中吸收水分與營養(yǎng)成份的同時,將污染物質(zhì)一併攝入,達到去除污染物質(zhì)的目的。植物根部的深度決定可去除污染物質(zhì)的深度,樹的根部比小植物較能深入地底,故較常被用於處理較深的污染物。污染物質(zhì)被攝入植物後,可能發(fā)生三種狀況:1.貯留於根部、莖部或葉子內(nèi)2.轉(zhuǎn)變成較無害的化學(xué)物質(zhì)3.轉(zhuǎn)變成氣體,於植物進行蒸散(呼吸作用時釋放至大氣中若污染物質(zhì)並沒有被植物根部攝入,植物復(fù)育作用仍有可能發(fā)生。舉例來說,污染物質(zhì)可能會黏

25、附或吸附(Sorb於植物根部,或者,污染物質(zhì)亦可能被存活於植物根部附近的微小蟲類或微生物(Microbes轉(zhuǎn)變成無害的物質(zhì)。植物可以藉由攝入或吸附污染物質(zhì)成長,然後可被採收、銷毀或是循環(huán)使用如果存留於植物內(nèi)的金屬可被使用,通常植物均被放任生長而不會進行採收。植物亦可協(xié)助將有害物質(zhì)保留於原地,僅有少量的有害物質(zhì)可能被風(fēng)吹離,或是被浸入的雨水沖離。評估使用植物復(fù)育法前,必須研究種植的植物是否對人體有害,故須進行植物測試與周界空氣檢測,確保植物不會將有害氣體釋放至大氣。某些昆蟲及小動物會啃食種植的植物,科學(xué)家正在研究這些小動物是否會遭受植物的危害,並進一步研究當(dāng)其他較大型動物捕食這些小動物時是否也遭

26、受相同的危害。一般而言,只要植物不被食用,它們對於人類應(yīng)是無害的。處理時程影響因子植物復(fù)育法處理時程主要影響因子如下:1.種植植物的種類與數(shù)量2.有害物質(zhì)種類與數(shù)量3.污染場址大小與深度4.土壤種類與土壤中的狀況上述影響因子均因地而異。若種植的植物遭受惡劣氣候或動物摧毀,必須重新種植,此時便會增加整個淨(jìng)化時程。一般而言,植物復(fù)育法通常需要數(shù)年的時間。處理法優(yōu)缺點與周界空氣檢測,確保植物不會將有害氣體釋放至大氣。某些昆蟲及小動物會啃食種植的植物,科學(xué)家正在研究這些小動物是否會遭受植物的危害,並進一步研究當(dāng)其他較大型動物捕食這些小動物時是否也遭受相同的危害。一般而言,只要植物不被食用,它們對於人類

27、應(yīng)是無害的。六、土壤及地下水整治技術(shù)-透水性反應(yīng)牆法(Permeable Reactive Barrier技術(shù)原理透水性反應(yīng)牆法(Permeable Reactive Barrier, or PRB係於地下建造一透水性的牆面,用以清潔受污染的地下水。透水牆表面具微小孔洞,可讓地下水通過;牆內(nèi)含有反應(yīng)性材料,能將地下水中的污染物質(zhì)阻隔起來,或是將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無害的物質(zhì)。處理後的乾淨(jìng)地下水會從透水牆的另一側(cè)流出。透水性反應(yīng)牆是以挖掘狹長溝渠的方式建構(gòu)於受污染地下水的流徑上,溝渠內(nèi)填充反應(yīng)性材料,例如鐵、石灰或碳等,用以清除有害物質(zhì);反應(yīng)性材料可以混合砂粒以增加流通性。實際應(yīng)用上,可構(gòu)築類似漏斗狀

28、的牆,將受污染地下水導(dǎo)流至牆內(nèi)具反應(yīng)性材料的區(qū)段。填滿的溝渠將會以土壤層覆蓋,通常從地面上看不出來。填充的反應(yīng)性材料取決於地下水中的有害物質(zhì)種類,不同的材料以不同的方式清除污染物質(zhì):1.陷入(trapping或表面吸附(sorb:例如碳表面可以在地下水流過時將污染物質(zhì)吸附起來。2.沉澱(Precipitating:污染物質(zhì)通常溶解於地下水中,若污染物質(zhì)形成固態(tài)物質(zhì)即可留於反應(yīng)牆內(nèi),達成移除之目的。例如添加石灰可使金屬離子產(chǎn)生沉澱物。3.反應(yīng):將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無害物質(zhì)。例如鐵離子可將某些種類的溶質(zhì)轉(zhuǎn)變成無害的化學(xué)物質(zhì)。4.微生物作用:可利用土壤中的微小昆蟲或微生物吃掉污染物質(zhì)。例如在透水性反應(yīng)牆

29、內(nèi)添加營養(yǎng)成份與氧氣,可幫助微生物生長同時吃掉污染物質(zhì),微生物的消化作用可將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變成水與無害的氣體,例如二氧化碳。透水性反應(yīng)牆使用上具有良好的安全紀錄,一旦建構(gòu)完成,沒有需要移動的部分、設(shè)備或是產(chǎn)生任何噪音。置放於透水性反應(yīng)牆內(nèi)的反應(yīng)性材料並不會對地下水或是人體產(chǎn)生有害的影響,由於受污染的地下水是在地底下進行淨(jìng)化的程序,故操作者並不會直接處理污染物質(zhì)。在開挖透水牆溝渠時,或許現(xiàn)地的某些土壤已經(jīng)受到污染,此時必須注意接觸上的安全性。例如:為防止塵土與有害氣體逸散至週遭空氣,可於挖出的鬆軟土壤上鋪上一層遮罩,並於週界空氣檢測是否有塵土或氣體被釋放出來。受污染的土壤可採用其他方式淨(jìng)化或送到設(shè)施

30、完善的掩埋場棄置,至於地下水則必須經(jīng)常的採樣測試,確認透水性反應(yīng)牆運作正常。處理時間影響因子以透水性反應(yīng)牆淨(jìng)化地下水的處理時程可能需要數(shù)年。主要影響因子如下:1.地下水中存在的污染物質(zhì)種類與數(shù)量2.地下水流經(jīng)透水性反應(yīng)牆的速率一般而言,地下水流經(jīng)透水性反應(yīng)牆的速率可從數(shù)英吋/年到數(shù)百英呎/年,主要依現(xiàn)地狀況決定。處理法優(yōu)缺點當(dāng)場址的土壤較為鬆軟、砂質(zhì)成份較多以及地下水流穩(wěn)定時,透水性反應(yīng)牆法會有最佳的表現(xiàn),但污染物質(zhì)的深度應(yīng)不超過50英呎。PRB法可處理地下的許多污染物質(zhì),由於不須將受污染的地下水泵送至地面上處理,費用較為低廉,處理速率亦較快速,僅有少量的廢棄物需要送至掩埋場處理。PRB沒有任

31、何零件會損壞,亦不需要於地面上架設(shè)任何設(shè)備,故地面上的空間使用將不受影響;PRB 處理過程亦不需要輸入任何能量,因為全部依賴地下水的自然流動。美國與加拿大約有超過40個場址採用PRB法。七、整治技術(shù)-熱脫附法(Thermal Desorption 技術(shù)原理熱脫附法(Thermal Desorption利用熱能將土壤、污泥或底泥中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成氣體形態(tài),再利用空氣污染控制設(shè)備將氣體予以收集處理;粉塵與有害氣體會被分離出來,並且進行安全的最終處置;乾淨(jìng)的土壤則可回送現(xiàn)地。熱脫附法並不等同於以熱能破壞污染物質(zhì)的焚化法(Incineration。熱脫附法使用熱脫附床(Desorber進行處理,熱脫附

32、床功能類似一個大烤箱,受污染土壤經(jīng)挖掘後投入熱脫附床內(nèi),當(dāng)土壤受熱,內(nèi)含的有害物質(zhì)便會逐漸揮發(fā)。為使土壤更均勻以及便利脫附床運作,土壤投入脫附床前必須進行粉碎、乾燥、拌合砂土或移除垃圾等雜質(zhì)。淨(jìng)化程序的每個步驟均須小心控制粉塵與有害氣體,避免逸散至大氣。利用空氣污染控制設(shè)備可將有害氣體與乾淨(jìng)空氣分離,並將有害氣體轉(zhuǎn)變成液體與固體,這些產(chǎn)物最後必須送至最終處置場。土壤回送前可噴灑適量水降溫並可防止粉塵的發(fā)生。若土壤中仍含有危害物質(zhì),可將土壤再次投入熱脫附床重新處理,或是採用其他淨(jìng)化方式處理。若土壤仍未處理乾淨(jìng),則可將土壤送至最終掩埋場處理。熱脫附法已被使用多年,操作上必須注意每個淨(jìng)化程序的產(chǎn)物是

33、否已被安全地處理,污染場址周界空氣亦必須採樣監(jiān)測,確保粉塵與有害氣體並無逸散至大氣。此外,土壤亦必須採樣檢測,確保淨(jìng)化程序是否已完成。處理時間影響因子熱脫附系統(tǒng)每小時可以處理超過20公噸的土壤,復(fù)育時程由下列因子決定:1.受污染土壤總量2.土壤的狀況(潮濕或乾燥?內(nèi)含大量垃圾雜質(zhì)?3.有害物質(zhì)種類與數(shù)量若污染場址較小,且污染物數(shù)量少,復(fù)育可在數(shù)週內(nèi)完成;若污染場址較大,污染物數(shù)量亦較多,復(fù)育時程可能耗時數(shù)年之久。處理法優(yōu)缺點熱脫附法適用於乾燥土壤與特定的幾種污染物,例如燃料油、煤溚(Coaltar、防腐劑與溶劑,亦適用於其他淨(jìng)化法無法使用的情況,例如土壤中含有的污染物質(zhì)太多。熱脫附法屬於較快速

34、的淨(jìng)化方法,若污染場址必須迅速復(fù)育時,熱脫附法將是較佳的選擇。熱脫附法使用的熱處理設(shè)備成本亦較其他使用熱處理的淨(jìng)化方法為低,美國已採用熱脫附法進行59個污染場址的復(fù)育工作。八、整治技術(shù)-自然衰減法(Monitored Natural Attenuation技術(shù)原理自然衰減法(Natural Attenuation係指土壤與地下水中的污染物質(zhì)進行自然清除或衰減的過程。大多數(shù)污染場址均會發(fā)生自然衰減,但須配合適當(dāng)?shù)牡叵聽顩r才有較佳的清除效果,否則整個清除程序?qū)浅＞徛驅(qū)е虑宄Ч煌耆？茖W(xué)家利用儀器監(jiān)測(Monitor或採樣檢測,確保自然衰減作用持續(xù)進行,此方法稱做監(jiān)控的自然衰減法(Moni

35、tored Natural Attenuation or MNA。當(dāng)環(huán)境遭受化學(xué)物質(zhì)污染時,會以下列四種方式進行自然衰減:1.微生物:生存於土壤與地下水的微小蟲類或微生物(Microbes會把污染物質(zhì)當(dāng)作食物來源,經(jīng)由完全的消化作用後,污染物質(zhì)會轉(zhuǎn)變成水與其他無害氣體,例如二氧化碳。2.黏附或吸附:化學(xué)物質(zhì)會黏附或吸附(Sorb於土壤中,不會進一步污染地下水或被地下水帶離原地。3.混合:污染物質(zhì)在土壤與地下水層移動時會與較乾淨(jìng)的水混合,如此可減低或稀釋濃度。4.光分解:某些化學(xué)物質(zhì)(例如油類與有機溶劑很容易揮發(fā),亦即很容易從液體轉(zhuǎn)變成氣體形態(tài),當(dāng)這些氣體從土壤或地下水中逸散至地面後,太陽光的光

36、能會將之分解或破壞。監(jiān)控的自然衰減法(MNA最適用於污染來源已經(jīng)去除的情況,舉例來說,土壤中的廢棄物必須被挖出並且進行最終處理,或者以其他可行的淨(jìng)化方法加以處理,當(dāng)廢棄物被移除後,自然衰減作用可協(xié)助去除土壤與地下水中剩餘的少量污染物質(zhì)。定期進行監(jiān)控將可確保這些殘存的污染物質(zhì)被清除乾淨(jìng)。適當(dāng)規(guī)劃使用,MNA會是一個安全的淨(jìng)化方法。在自然衰減的過程中,沒有任何污染物質(zhì)必須被挖掘出來,而且亦不需要在土壤或地下水中加入化學(xué)藥劑。值得注意的是, MNA並非”什麼都不做(Do nothing way”的淨(jìng)化方法,而是必須進行定期的監(jiān)測,確保污染物質(zhì)並無移動至他處,並確保環(huán)境與附近居民受到保護。處理時間影響

37、因子MNA處理時程的主要影響因子如下:1.污染物質(zhì)種類與數(shù)量2.污染場址大小與深度3.土壤種類與土壤中的狀況一般而言,自然衰減法通常需要數(shù)年甚至數(shù)十年。MNA適用於當(dāng)其他淨(jìng)化方法不能有效進行,或處理時程可能一樣需要數(shù)年時的情況。某些污染場址會在使用其他淨(jìng)化方法清除大部分污染物質(zhì)後,利用MNA做為最後的淨(jìng)化程序。處理法優(yōu)缺點依污染場址特性,MNA的處理時程亦可以如同其他淨(jìng)化方法一般快速。由於自然衰減發(fā)生於地面下,且不需要挖掘或構(gòu)築任何設(shè)施,故不會產(chǎn)生任何需要掩埋的廢棄物,對於週遭環(huán)境的影響較少,亦可避免工作者直接接觸污染物質(zhì)。MNA 需要的設(shè)備與人力比其他淨(jìng)化方法少,因此成本上較便宜,雖然長年的監(jiān)測可能花費甚多,但整體成本仍比其他淨(jìng)化方法便宜。九、土壤氣體抽取法與空氣注入法(S