Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/5131
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dc.contributor.advisor陳秀卿zh_TW
dc.contributor.advisor曾昭桓zh_TW
dc.contributor.author翁序伯zh_TW
dc.contributor.authorWeng, Hsu-Poen_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:34:06Z-
dc.date.available2014-06-06T06:34:06Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/5131-
dc.description.abstract本研究探討受重金屬污染農地經淋洗處理後土壤性質之改變,包括土中重金屬含量及其存在型態、土壤質地之變化,以及土壤肥力流失情形等,藉以評估淋洗處理法復育高濃度重金屬污染土壤之可行性。 彰化地區大埔土除了鉛之外,鎘(38.2 mg/kg)、鉻(1539 mg/kg)、銅(2885 mg/kg)、鎳(3785 mg/kg)及鋅(6953 mg/kg)之含量皆超過一般用地管制標準值,約為標準值的2倍以上,屬於高濃度污染之土壤。 本研究以花槽淋洗試驗評估重金屬之移除率,經0.1 M HCl(簡稱HCl)以土液比1:10淋洗後,除了鉻及鉛移除效果較差之外,其他金屬的移除率約在 80 – 90%之間;而0.02 M citric acid與0.05 M CaCl2混合液(簡稱C.A.-CaCl2)淋洗後,被移除率以鎘約 74%,鎳、銅及鋅則約為45 %,鉛及鉻移除率均不高。 淋洗後土壤基本性質改變方面,HCl淋洗後土壤pH皆較C.A.-CaCl2淋洗後土壤pH來得低(低1個pH單位)。其他性質包含土壤質地、有機碳含量、陽離子交換容量等淋洗前後變化幅度不大(增減幅度約在10%以內)。大埔土淋洗後其有效性磷含量較淋洗前增加6%(HCl)及170%(C.A.-CaCl2)之外,其餘項目包含交換性鈣、鎂、鉀、鈉含量及鹽基飽和度在淋洗後皆較淋洗前減少許多,其中以HCl淋洗後流失情況較為嚴重(流失率在75%以上)。金屬型態分佈方面,大埔土淋洗後重金屬的移動因子變大的有鉻、鎳、鋅及鉛;而逐步萃取中屬於前兩種型態(可交換態及碳酸鹽態)含量之和增加的有鉻及鉛,顯示淋洗後此兩種重金屬於土中之移動性及潛在危害性有增加之可能。 淋洗後土壤添加改良劑使其pH達適耕條件方面,大埔土經HCl淋洗後每公斤土需加入約20 g土壤改良劑(苦土石灰成份包含50%以上CaO及2%以上MgO),才可將土壤pH值調至6.5;經檸檬酸與氯化鈣混合液淋洗後,則每公斤土需添加約6 g石灰。 由於大埔土為受高度重金屬污染土壤,研究選用之淋洗劑雖然無法將其含量降至食用作物農地管制標準值之下,然而實用上仍可先將土壤重金屬含量降至中間濃度(例如管制標準值之4-5倍),再配合其他工法 ( 如翻土稀釋法 ) 將其濃度降至管制標準內。zh_TW
dc.description.abstract.en_US
dc.description.tableofcontents目錄 第一章 緒論..................................................... 1 1-1 研究緣起.................................................... 1 1-2 研究目的與研究內容........................................... 2 第二章 文獻回顧.................................................. 4 2-1 土壤重金屬之來源及其特性...................................... 5 2-1-1 土壤重金屬之來源........................................... 5 2-1-2 重金屬之特性及其危害....................................... 6 2-2 重金屬污染土壤之整治技術...................................... 9 2-2-1 土壤污染整治技術........................................... 10 2-2-2 土壤淋洗整治之應用......................................... 12 2-3 淋洗劑之種類及其特性......................................... 12 2-4 土壤中重金屬之固相鍵結型態及其分布............................. 15 2-5 淋洗處理對土壤性質之影響...................................... 19 第三章 實驗器材及方法............................................. 20 3-1 供試土壤之採集與初步處理...................................... 22 3-2 實驗設備與器材............................................... 23 3-3 土壤淋洗試驗................................................ 27 3-3-1 管柱淋洗試驗.............................................. 27 3-3-2 花槽淋洗試驗.............................................. 29 3-4 土壤基本性質分析方法......................................... 31 3-4-1 pH值.................................................... 31 3-4-2 含水量.................................................... 31 3-4-3 有機碳含量-Walkley-Black 濕式氧化法........................ 31 3-4-4 陽離子交換容量-醋酸鈉法.................................... 33 3-4-5 電導度.................................................... 33 3-4-6 氯離子含量-氯離子選擇性電極測定法........................... 34 3-4-7 質地分析.................................................. 34 3-5 土壤肥力分析方法............................................. 35 3-5-1 可交換性陽離子(鉀、鈉、鈣、鎂)含量 –中性醋酸銨法.............. 35 3-5-2 鹽基飽和度................................................. 35 3-5-3 有效性磷 ( Bray No.1 磷 ).................................. 36 3-6 土壤樣品消化方法............................................. 37 3-6-1 王水消化法................................................. 37 3-6-2 密閉微波消化法(總量)........................................ 37 3-7 土壤重金屬鍵結型態分析........................................ 37 3-8 金屬元素的儀器測定方法........................................ 42 3-8-1 火焰式原子吸收光譜法 ( FAAS )............................... 42 3-8-2 感應耦合電原子發射光譜分析法 ( ICP-AES )..................... 42 3-9 土中重金屬之移動因子.......................................... 43 3-10土壤改良劑添加量試驗-直接培育法................................ 43 第四章 結果與討論................................................. 44 4-1 土壤基本性質................................................. 44 4-2 土壤王水消化法分析重金屬全量................................... 45 4-3 管柱淋洗試驗................................................. 46 4-3-1 管柱淋洗對土中重金屬之移除效率............................... 46 4-3-2 管柱淋洗滲出液之pH值及EC值之變化趨勢......................... 52 4-4 花槽淋洗試驗................................................ 53 4-4-1 花槽淋洗後土中重金屬之移除結果.............................. 53 4-4-2 花槽淋洗滲出液之pH值及EC值之變化趨勢......................... 55 4-5 花槽淋洗前後土壤基本性質之變化................................. 59 4-6 土壤肥力分析................................................. 62 4-7 其它金屬元素全量分析-王水消化法................................ 64 4-8 逐步萃取分析結果............................................. 65 4-9 土中各重金屬之型態分佈........................................ 70 4-9-1 鎘(Cadmium)之型態分佈.................................... 70 4-9-2 鉻(Chromium)之型態分佈................................... 71 4-9-3 銅(Copper)之型態分佈..................................... 72 4-9-4 鎳(Nickel)之型態分佈..................................... 73 4-9-5 鉛(Lead)之型態分佈....................................... 74 4-9-6 鋅(Zinc)之型態分佈....................................... 75 4-10 土中重金屬移動因子.......................................... 76 4-11 土壤改良劑添加量............................................ 77 第五章 結論...................................................... 79 參考文獻........................................................ 82 附錄............................................................ 87 表目錄 表2-1 土壤污染之影響分析表 4 表2-2 國內土壤中重金屬主要來源說明表............................... 6 表2-3 重金屬於土壤及植體中之毒害臨界濃度及正常濃度範圍(mg/kg)....... 7 表2-4 整治重金屬污染土壤之適用技術整理表............................ 10 表2-5 台灣地區土壤重金屬污染物之管制標準值及監測基準值................ 16 表3-1 各分析項目之對象及使用之儀器設備.............................. 23 表3-2 本研究使用儀器及設備之說明................................... 24 表3-3 本研究使用之器材說明........................................ 25 表3-4 本研究實驗所用藥品之用途、名稱、等級及廠牌整理表............... 26 表4-1 供試土壤之基本性質......................................... 44 表4-2 供試土壤之重金屬含量(單位:mg/kg ).......................... 45 表4-3 土樣經花槽淋洗試驗後其土中重金屬之含量........................ 54 表4- 4 土壤經花槽淋洗後之基本性質.................................. 59 表4-5 淋洗劑處理土壤後有無水洗對土中氯離子含量電導度及pH的影響........ 60 表4-6 土壤淋洗前後交換性鉀、鈉、鈣及鎂之含量及其鹽基飽和度............ 62 表4-7 淋洗前後有效性磷(Bray I-P)之含量及流失率.................... 63 表4-8 淋洗前後土壤重要元素之含量(mg/kg)及其流失率(%)............ 64 表4-9 大埔土經花槽淋洗前後其各種型態重金屬之分布(逐步萃取法)......... 66 表4-10 逐步萃取各型態總和與密閉微波消化法總量之比值*................. 67 表4-11 淋洗前後大埔土中各種重金屬之型態分佈百分比.................... 67 表4-12 淋洗前後土中重金屬各種型態含量之比較......................... 68 表4-13 淋洗前後土壤移動因子及可交換態與碳酸鹽態之和之變化............. 76 表4-14 淋洗後土壤添加不同劑量土壤改良劑之pH......................... 77 圖目錄 圖3-1 實驗架構圖................................................. 21 圖3-2 土壤初步處理流程圖.......................................... 22 圖3-3 管柱淋洗概示圖............................................. 28 圖3-4 管柱淋洗流程圖............................................. 29 圖3-5 花槽淋洗概示圖............................................. 30 圖3-6 花槽淋洗流程圖............................................. 30 圖3-7 土樣王水熱板迴流消化法分析流程............................... 38 圖3-8 土樣密閉微波消化原子吸收光譜法分析流程........................ 39 圖3-9 逐步萃取流程圖............................................. 40 圖4-1 大埔土經不同淋洗劑與不同土液比之管柱淋洗處理後土中鎘之殘留量..... 48 圖4-2 大埔土經不同淋洗劑與不同土液之比管柱淋洗處理後土中銅之殘留量..... 48 圖4-3 大埔土經不同淋洗劑與不同土液比之管柱淋洗處理後土中鉻之殘留量..... 48 圖4-4 大埔土經不同淋洗劑與不同土液比之管柱淋洗處理後土中鉛之殘留量..... 49 圖4-5 大埔土經不同淋洗劑與不同土液比之管柱淋洗處理後土中鋅之殘留量..... 49 圖4-6 大埔土經不同淋洗劑與不同土液比之管柱淋洗處理後土中鎳之殘留量..... 49 圖4-7 大埔土中各金屬經各淋洗劑以不同土液比(W/V)淋洗之移除率......... 50 圖4-8 大埔土以不同淋洗劑進行管柱淋洗處理後土中重金屬之移除率.......... 51 圖4-9 以不同淋洗劑(土液比為1:20)及水(土水比為1:2)管柱淋洗大埔土之滲出液pH值之變化...................................................... 52 圖4-10 以不同淋洗劑(土液比為1:20)及水(土水比為1:2)管柱淋洗大埔土之滲出液EC值之變化...................................................... 53 圖4-11 不同淋洗劑對校園土(S)及大埔土(CH)進行花槽淋洗試驗之重金屬移除率............................................................. 55 圖4-12 a 以不同淋洗劑(1/10,W/V)淋洗校園土滲出液之pH變化.......... 56 圖4-12 b 以不同淋洗劑(1/10,W/V)淋洗校園土滲出液之EC值............ 56 圖4-12 c 以水淋洗經淋洗劑處理之校園土其滲出水之pH與EC值.............. 57 圖4-12 d 以不同淋洗劑(1/10,W/V)淋洗大埔土滲出液之pH與EC值......... 58 圖4-12 e 以水淋洗處理過之大埔土其滲出水之pH與EC值................... 58 圖4-13 花槽淋洗處理前後土壤粒徑分布之比較........................... 60 圖4-14 淋洗前後土壤有機碳含量之變化................................ 61 圖4-15 淋洗前後土壤陽離子交換容量之變化............................. 61 圖4-16 不同分析方法所得土中重金屬之含量............................. 69 圖4-17 淋洗前後土中各種型態鎘之含量................................ 70 圖4-18 淋洗前後土中各種型態鉻之含量................................ 71 圖4-19 淋洗前後土中各種型態銅之含量................................ 72 圖4-20 淋洗前後土中各種型態鎳之含量 ................................73 圖4-21 淋洗前後土中各種型態鉛之含量................................ 74 圖4-22 淋洗前後土中各種型態鋅之含量................................ 75 圖4-23 淋洗後之校園土(S)及大埔土(CH)添加土壤改良劑後之pH變化...... 78zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher環境工程學系zh_TW
dc.subject重金屬污染土壤zh_TW
dc.subject淋洗處理zh_TW
dc.subject土壤性質改變zh_TW
dc.title重金屬污染農地淋洗處理及其土壤性質改變之研究zh_TW
dc.titleLeaching Treatment of Metal Contaminated Farm Soil and Investigating the Characteristic Change of the Soilen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.grantfulltextnone-
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