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dc.contributor廖文彬zh_TW
dc.contributorWing-Ping Liaoen_US
dc.contributor.author謝濃增zh_TW
dc.contributor.authorHsieh, Nung-Tsengen_US
dc.contributor.other環境工程學系所zh_TW
dc.date2013en_US
dc.date.accessioned2014-06-06T06:35:45Z-
dc.date.available2014-06-06T06:35:45Z-
dc.identifierU0005-2606201318363800en_US
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dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/5826-
dc.description.abstract環境中有一些與生物體內激素作用類似之化學物質,可能會對人類健康及生態環境造成危害,這些物質統稱為環境荷爾蒙(Environmental Hormone)或內分泌干擾物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)。雙酚A(Bisphenol A,BPA)為近年來被人們所注意的環境荷爾蒙之一,在工業上常用於製造環氧樹脂(epoxy resins)、聚碳酸酯樹脂(polycarbonate)等產品。雙酚A會透過食物鏈等方式影響人類及動物的健康,其會干擾動物體內分泌激素調節機制,使人類或動物有失去性徵,喪失生殖能力及引發癌症等風險。電動力法整治技術(Electrokinetics,EK)為近年來蓬勃發展的技術之一,具有高效率以及可現場使用等優點,但是用於處理疏水性污染物時效果並不理想。故本研究將會結合界面活性劑,利用其對於疏水性有機污染物有著高溶解度等特性,來增強電動力法之效能。 本研究主要分成兩部分,一開始主要探討以不同濃度的Tween-80 搭配電解質0.05M之MgCl2 作為操作液,討論在電動力實驗後對於土壤中雙酚A之移除效果,接著在上述實驗結束後,替換新的電解液並於部分組別添加不同濃度的SDS,進行額外一天的電動力試驗。實驗結果顯示,對照組實驗Test 1單純以電解質之0.05M MgCl2作為電解液,其移除率為57.48%;而實驗組別Test 2及Test 3在加入50 mg/L及100 mg/L之Tween-80於電解液進行實驗後,去除率分別達64.75%及63.88%。Test 4及Test 5為在Test 2結束後,替換電解液並進行額外一天實驗。Test 4替換的電解液,與對照組實驗相同為0.05M MgCl2溶液,其雙酚A的移除率為66.13%;Test 5替換的電解液為含有50 mg/L之SDS溶液,其雙酚A的移除率為65.5%。Test 6及Test 7為在Test 3實驗結束後,一樣進行電解液之替換並進行額外一天實驗。Test 6替換的電解液為0.05M MgCl2溶液,其雙酚A的移除率為64.68%;Test 7替換的電解液為含有100 mg/L之SDS溶液,其雙酚A的移除率達70.18%。 在電動力實驗中添加Tween-80於電解液時,可增加污染物的溶解度及移動性,而添加SDS於電解液中則可提升系統整體的電流量,使電滲透流量增加,讓土壤孔隙中的雙酚A能有效的移出,提高移除效率。由此可知若要使雙酚A之移除效率提高,需要電解液對於污染物有良好的溶解度,搭配電動力系統機制兩者同時產生成效。zh_TW
dc.description.abstractThere are some chemical substances similar to the biological hormones that may pose a threat to the human health and the environment. These substances are collectively referred to as environmental hormones or endocrine disruptors chemicals (EDCs). Bisphenol A (BPA) has been concerned in recent years, commonly used in the manufacture of epoxy resin, polycarbonate and other products in the industry. BPA may interfere the regulation mechanism of animal hormone, possibly losing sexuality and fertility of the human or animal, and raising the risk of cancer. BPA will potentially affect the health of human and animal through kinds of paths like the food chain. Electrokinetic remediation (EK) is one of the booming technique in recent years, because it has a high efficiency and belongs to on-site treatment. For hydrophobic organic compounds is of the low solubility in water, therefore, the conventional electrokinetic approach is not effective. The surfactant has the characteristics of high solubility of hydrophobic organic compounds which might enhance the removal of hydrophobic pollutants from soil. This study combines the advantages of electrokinetic electrolyte and surfactant to remove contaminants of BPA from soil. The experiment is divided into two parts, in the beginning, the tests focus on the different concentrations of Tween-80 with 0.05M MgCl2 as the operating liquid and then discuss the removal rate of BPA from soil after the experiment. After the previous experiment, the operating liquid was replaced for new tests and some tests were conducted with different concentrations of SDS. Test 1 only used 0.05M MgCl2 electrolyte as operating liquid, and the removal rate was 57.48% ; Test 2 and Test 3 added 50 mg / L and 100 mg / L of Tween-80 into the operating liquid with experiments, the removal rate was up to 64.75% and 63.88%. Test 4 replaced the operating liquid for the 0.05M MgCl2 after the experiment of Test 2 finished, then conducted the experiment for one more day. The removal rate of BPA in Test 4 was 66.13%. The operating liquid of Test 5 was replaced for the electrolytic solution containing 50 mg / L of SDS, and the removal of bisphenol A was 65.5%. Test 6 was replaced the operating liquid for the 0.05M MgCl2 after the experiment of Test 3 finished, then continued the have a experiment for one more day. The removal rate of BPA in Test 6 was 64.68%. The operating liquid of Test 7 was replaced for the electrolytic solution containing 100 mg / L of SDS, and the removal rate of bisphenol A was 70.18%. During the experiment, adding Tween-80 into the electrolyte can increase the solubility and mobility of pollutant, adding SDS into the electrolyte can enhance the electric current, therefore, the electro-osmotic flow will increase and upgrade the removal rate of BPA in soil. According to the results, in order to promote the removal rate of BPA, increasing both the mobility of pollutant and the current in soil are necessary.en_US
dc.description.tableofcontents目錄 中文摘要 I ABSTRACT III 目錄 V 表目錄 XI 圖目錄 XII 第一章 前言 1 1-1 研究源起 1 1-2 研究目的 3 1-3 研究內容 3 第二章 文獻回顧 4 2-1 環境荷爾蒙 4 2-1-1 環境荷爾蒙的種類 4 2-1-2 環境荷爾蒙的來源及影響 4 2-2 雙酚A 7 2-2-1 雙酚A之物質安全與危害 8 2-2-2 雙酚A之污染現況 10 2-3 界面活性劑 13 2-3-1 界面活性劑之物化特性 14 2-3-2 界面活性劑於土壤表面吸附作用 15 2-3-3 界面活性劑的種類 17 2-3-4 Tween-80介紹 19 2-3-5 SDS介紹 21 2-4 電動力整治技術之介紹 23 2-4-1 電動力法之原理與反應機制 24 2-4-2 電動力整治技術之優點 29 2-4-3 影響電動力法處理之操作因子 30 2-4-4 電動力法極化現象 33 2-4-5 電動力處理相關文獻 34 第三章 實驗材料與方法 39 3-1 實驗設備與材料 39 3-1-1 土樣前處理 39 3-1-2 電動力模場裝置 39 3-1-3 實驗藥品材料 44 3-1-4 實驗儀器 45 3-1-5 實驗架構 45 3-2 土壤基本性質分析 46 3-2-1 土壤水分含量測定方法 46 3-2-2 土壤酸鹼值測定 47 3-2-3 土壤陽離子交換容量 47 3-2-4 土壤有機質含量 47 3-3 土壤吸附之相關試驗 48 3-3-1 不同操作時間對土壤吸附Tween-80之探討 48 3-3-2 不同操作時間對土壤吸附雙酚A之探討 48 3-3-3 不同pH值下土壤吸附Tween-80之探討 49 3-3-4 不同pH值下土壤吸附雙酚A之探討 49 3-3-5 不同溫度下土壤吸附Tween-80之探討 49 3-3-6 不同溫度下土壤吸附雙酚A之探討 49 3-4 界面活性劑之相關試驗 50 3-4-1 不同濃度之Tween-80對高嶺土吸附量之探討 50 3-4-2 高嶺土於Tween-80溶液中沉降性之探討 50 3-4-3 高嶺土於SDS溶液中沉降性之探討 50 3-5 電動力實驗與溶液配製 51 3-6 實驗分析方法 53 3-6-1 界面活性劑之濃度分析 53 3-6-2 雙酚A污染物之濃度分析 53 3-6-3 pH值測量 54 第四章 結果與討論 55 4-1 基礎實驗 55 4-1-1 土壤基本性質分析 56 4-1-2 檢量線之建立 56 4-1-3 界面活性劑Tween-80之全波長掃描 56 4-1-4 雙酚A之全波長掃描 56 4-2 土壤吸附試驗 58 4-2-1 不同操作時間土壤對Tween-80吸附之探討 58 4-2-2 不同操作時間土壤對雙酚A吸附之探討 58 4-2-3 不同pH值下土壤吸附Tween-80之探討 60 4-2-4 不同pH值下土壤吸附雙酚A之探討 60 4-2-5 不同溫度對Tween-80吸附之探討 62 4-2-6 不同溫度對雙酚A吸附之探討 62 4-3 界面活性劑其他相關試驗 64 4-3-1 高嶺土對不同濃度之Tween-80吸附量探討 64 4-3-2 高嶺土於不同濃度之界面活性劑溶液中之沉降性探討 65 4-4 對照組實驗 68 4-4-1 電極室操作液pH值變化 68 4-4-2 電流變化 69 4-4-3 電滲透流變化 69 4-4-4 土壤pH值變化 71 4-4-5 移除效果 72 4-5 不同濃度之TWEEN-80對系統之影響 74 4-5-1 電極室操作液pH值變化 74 4-5-2 Tween-80溶液對電流之影響 75 4-5-3 Tween-80溶液對電滲透流之影響 76 4-5-4 土壤之pH值變化 77 4-5-5 移除效果 78 4-6 替換電解液進行後續洗淨實驗對系統之影響 83 4-6-1 電極室操作液pH值變化 83 4-6-2 電流變化情形 84 4-6-3 電滲透流變化情形 87 4-6-4 土壤之pH變化 88 4-6-5 移除效果 90 第五章 結論與建議 98 5-1 結論 98 5-2 建議 99 第六章 參考文獻 100 中文部分 100 英文部分 105 附錄 114 附錄1-1 114 附錄1-2 115 附錄1-3 116 附錄1-4 116 附錄1-5 117 附錄1-6 117 附錄1-7 118 附錄1-8 118 附錄1-9 119 表目錄 表2-1 生活當中常見可能含有環境荷爾蒙物質的用品 5 表2-2 雙酚A之物化特性 8 表2-3 雙酚A對生物體的危害效應 9 表2-4 各國河川水中雙酚A(BPA)之含量 10 表2-5 行政院環保署規範雙酚A之濃度 11 表2-6 各國雙酚A的管制情形 12 表2-7 Tween-80之物化特性 20 表2-8 SDS之物化特性 22 表2-9 電動力處理無機污染物之相關研究 35 表2-10 電動力處理有機污染物之相關研究 37 表3-1 電動力槽體規格 41 表3-2 電極板規格 43 表3-3 電動力實驗操作參數 52 表3-4 高效能液相層析儀(HPLC)操作條件 54 表4-1 基本分析項目及結果 55 表4-2 各分析項目之檢量線 56 表4-3 對照組雙酚A之去除效果 74 表4-4 實驗組與對照組雙酚A之去除效果 82 表4-5 各組別雙酚A之去除效果 97 圖目錄 圖2-1 雙酚A結構式 7 圖2-2 雙酚A之合成途徑 7 圖2-3 界面活性劑之結構示意圖 13 圖2-4 界面活性劑物理性質變化 15 圖2-5 界面活性劑單體與其餘不同形式之集合體 16 圖2-6 污染物於微胞中示意圖 17 圖2-7 界面活性劑分類圖 17 圖2-8 Tween-80之結構圖 20 圖2-9 SDS之結構示意圖 21 圖2-10 電動力法處理污染土壤之示意圖 23 圖2-11 電動力法原理示意圖 24 圖2-12 電場中離子遷移與電滲透流示意圖 26 圖2-13 電雙層外緣之電滲透流示意圖 27 圖2-14 帶電粒子之電泳示意圖 28 圖3-1 電動力裝置示意圖 39 圖3-2 電動力槽規格示意圖 (1)俯視圖 (2)側視圖 41 圖3-3 電動力槽、陰陽極室蓋子之規格示意圖 42 圖3-4 電動力模場裝置實體圖 42 圖3-5 電極板規格示意圖 43 圖3-6 電極板實體圖 (1)陰極電極板 (2)陽極電極板 43 圖3-7 研究架構圖 46 圖3-8 電動力實驗流程圖 51 圖4-1 不同濃度Tween-80之全波長掃描 57 圖4-2 不同濃度雙酚A之全波長掃描 57 圖4-3 高嶺土隨時間變化之Tween-80吸附量 59 圖4-4 高嶺土隨時間變化之雙酚A吸附量 59 圖4-5 高嶺土隨pH值變化之Tween-80吸附量 61 圖4-6 高嶺土隨pH值變化之雙酚A吸附量 61 圖4-7 高嶺土隨溫度變化之Tween-80吸附量 63 圖4-8 高嶺土隨溫度變化之雙酚A吸附量 63 圖4-9 高嶺土隨濃度變化之Tween-80吸附量 64 圖4-10 高嶺土於(a)Tween-80 (b)SDS (c)DI水溶液中之沉降關係圖 66 圖4-11 高嶺土於Tween-80溶液中之沉降圖 66 圖4-12 高嶺土於SDS溶液中之沉降圖 67 圖4-13 高嶺土於DI水溶液中之沉降圖 67 圖4-14 對照組各電極室之pH值變化圖 68 圖4-15 對照組之電流變化圖 70 圖4-16 對照組之電滲透流變化圖 70 圖4-17 對照組各段土壤pH值變化圖 71 圖4-18 對照組兩電極室中雙酚A濃度變化圖 73 圖4-19 對照組各段土壤中雙酚A濃度變化圖 73 圖4-20 陰陽電極室pH值之變化圖 (a) Test 2 (b) Test 3 75 圖4-21 Test 2與Test 3之電流比較圖 76 圖4-22 Test 2與Test 3之電滲透流比較圖 77 圖4-23 Test 2與Test 3實驗結束後各土段pH值比較圖 78 圖4-24 Test 2與Test 3陰極室雙酚A濃度變化圖 79 圖4-25 Test 2與Test 3陽極室雙酚A濃度變化圖 80 圖4-26 Test 2實驗後各土段雙酚A之殘留率 81 圖4-27 Test 3實驗後各土段雙酚A之殘留率 82 圖4-28 陰陽電極室pH值之變化圖 (a) Test 4 (b) Test 5 (c) Test 6 (d) Test 7 84 圖4-29 Test 4與Test 6之電流比較圖 86 圖4-30 Test 5與Test 7之電流比較圖 86 圖4-31 Test 4與Test 6實驗結束後各土段pH值比較圖 89 圖4-32 Test 5與Test 7實驗結束後各土段pH值比較圖 89 圖4-33 Test 4與Test 6陰極室雙酚A濃度變化圖 90 圖4-34 Test 5與Test 7陰極室雙酚A濃度變化圖 91 圖4-35 Test 4 ~ Test 7陽極室雙酚A濃度變化圖 91 圖4-36 實驗結束後各土段雙酚A之殘留率 (a) Test 4 (b) Test 5 (c) Test 6 (d) Test 7 93 圖4-37 實驗結束後各土段雙酚A之殘留率比較圖 (a) Test 2 & 4 (b) Test 2 & 5 (c) Test 3 & 6 (d) Test 3 & 7 95zh_TW
dc.language.isozh_TWen_US
dc.publisher環境工程學系所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-2606201318363800en_US
dc.subject雙酚Azh_TW
dc.subjectBisphenol A(BPA)en_US
dc.subject聚氧乙烯(20)山梨醇單油酸酯zh_TW
dc.subject十二烷基硫酸鈉zh_TW
dc.subject電動力復育zh_TW
dc.subjectPolyoxyethylene(20) sorbitan monooleate (Tween-80)en_US
dc.subjectElectrokinetic remediationen_US
dc.subjectSodium dodecyl sulfate (SDS)en_US
dc.title利用界面活性劑増進電動力法復育受雙酚A污染土壤之研究zh_TW
dc.titleEnhanced Remediation of Bisphenol A from Soil by Electrokinetic Approach with Both Electrolyte and Surfactant.en_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
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