土壤與地下水污染防治技術-化學氧化法

報告內容 前言 Chemical oxidation (化學氧化法) 什麼是『土壤與地下水污染』 土壤與地下水中常見的污染物 污染物在土壤與地下水中的存在與傳輸 土壤與地下水污染相關法規 土壤與地下水污染防治與整治 結論 參考資料 2

1.前言 •近年來許多土壤及地下水污染事件。 •土壤及地下水是各種污染物最終去處。一旦污染後往往復育相當困難。 •土壤與地下水污染整治法於民國89年2月公佈實施。 •本報告從場址整治技術的方法-現地 (in-situ)方法中的化學氧化法(Chemical oxidation)出發兼談土壤與地下水相關資訊。 3

2.化學氧化法(Chemical oxidation) 什麼是化學氧化法 土壤及地下水污染整治現地(in-situ)法之一種技術。 化學氧化法係利用氧化劑(oxidant)將土壤或地下水中的污染物質有害成份轉化成無害的物質，例如水與二氧化碳。 4

2.化學氧化法(續) 化學氧化法如何操作? 不需要將受污染的土壤或地下水挖掘出來，只需在受污染地區的不同深度挖井用以注入氧化劑。 氧化劑經注入後會與污染物質中的有害成份混合，同時進行氧化反應，將有害成分加以破壞，最後留下水與其他較無害的物質。 為使污染場址更快速地清除乾淨，可將氧化劑循環至注入端加以重複使用。 5

2.化學氧化法(續) 化學氧化法式意圖 6

2.化學氧化法(續) 化學氧化法如何更有效? 調查資料必須儘可能詳細，並於正式操作前針對污染場址的土壤與地下水作測試，據以了解污染狀況與氧化劑可能的傳佈方向。 使用適宜的氧化劑如過氧化氫(hydrogen peroxide)、過錳酸鉀(potassium permanganate)及臭氧(ozone)。 添加催化劑(catalyst)將可明顯增加氧化劑的強度，並可加速污染物質有害成份的氧化反應。 7

2.化學氧化法(續) 化學氧化法要多久的時間? 要以化學氧化法處理一個超級基金場址所花 費的時間決定於: 污染區的大小及深度。 土壤的型態及現況。 地下水在土壤間流動的方式(多快?何種路徑?) 通常化學氧化法處理土壤及地下水污染比其 他方法來得快。以月計? 以年計? 8

2.化學氧化法(續) 化學氧化法安全嗎? 化學氧化法存有風險。 由於氧化劑有腐蝕性,會腐蝕衣物及皮膚,所以工作人員必須穿著防護衣。 化學氧化劑有可能引發爆炸。 正確使用,遵循操作守則是安全的保障。 9

2.化學氧化法(續) 為何使用化學氧化? 優點: 缺點: 1.技術成熟 ,已廣泛使用於國外數百個場址。 2.適用於其他技術無法使用的情形下使用。 3.可確實處理污染。 4.花費時間及成本均低。 缺點: 1.氧化劑有腐蝕性,會腐蝕衣物及皮膚,所以工作人員必須穿著防護衣。 2.化學氧化劑有可能引發爆炸。 10

3.什麼是『土壤與地下水污染』 土壤與地下水污染的定義 根據『土壤及地下水污染整治法』 『土壤』的定義為『陸上生物生長或生活之地殼岩石表面之疏鬆天然介質。』 『地下水』的定義為『流動或停滯於地面以下之水。』 『土壤污染』的定義是指土壤因物質、生物或能量之介入，致變更品質，有影響其正常用途或危害國民健康及生活環境之虞。 『地下水污染』則指地下水因物質、生物或能量之介入，致變更品質，有影響其正常用途或危害國民健康及生活環境之虞。 法規中對於『污染物』的定義是指任何能導致土壤或地下水污染之外來物質、生物或能量。 11

3.什麼是『土壤與地下水污染』 (續) 美國1970年代發生的『愛運河』事件(Love Canal, New York)。 紐約州北部水牛城的廢棄運河，1942 - 1953年為Hooker化工廠與Plastics公司傾倒廢棄物約19,000公噸。 河道填埋後，地表以黏土覆蓋並植生綠化。1953年Hooker公司以一元美金售予紐約州州政府，交換免除未來災害責任。 該地興建低價住宅約九百多戶，並設立小學。 1976年之後居民發現異常臭味、灼傷、畸胎，黑色濃稠由管線與地下室湧出，且有些地面下陷、露出生鏽的金屬桶，引起居民恐慌與社會大眾對於土壤與地下水污染的關注。 1978年州政府宣布該區封閉，聯邦政府宣布該區為國家災區。 12

3.什麼是『土壤與地下水污染』 (續) 1980年美國立法通過處理土壤與地下水污染的『環境反應、補償、責任法案』(Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act, CERCLA)，一般也稱之為超級基金(Superfund) 由美國政府向石化化工工業收取基金，作為處理污染場址之用，當時的基金總額為16億美元 1986年基金用罄，修法繼續徵收，基金規模達到85億美元 13

3.什麼是『土壤與地下水污染』 (續) 根據環保署資料，台灣地區土壤因廢水導致之污染約占80％，因空氣落塵造成之污染約占13％，其餘廢棄物、農藥、肥料、酸雨等之污染，對土壤均造成衝擊 14

3.什麼是『土壤與地下水污染』 (續) 造成土壤污染原因 (環保署資料) 15

3.什麼是『土壤與地下水污染』 (續) 非法棄置場址 16

4.土壤與地下水中常見的污染物 無機污染物 重金屬類 強酸、強鹼 微生物 其他 有機污染物 水溶性 非水相液體 油品類 有機溶劑 17

5.污染物在土壤與地下水中的存在與傳輸 滲入地下的污染物會因為吸附作用或者其他的物理、化學、生物作用，導致土壤看似有所謂的自淨能力。 污染物的傳播會受到阻擋，土壤減緩污染物傳播的速度和總量。也因此，當污染物排放的量並不大時，這些污染物大都殘留在土壤中，而不至於進入地下水含水層。 污染物並非由環境中消失，反而變成污染源。 當環境條件改變，污染物會從土壤中釋出，變成是新的污染源。主要的原因，就是污染物與土壤之間的作用是可逆的動態過程。 18

平流(Advection)：驅動力為水的能量梯度，溶解的污染物分子隨著水分子流動而順著地下水方向流動 5.污染物在土壤與地下水中的存在與傳輸 水動力延散(Hydrodynamic Dispersion) ： 平流(Advection)：驅動力為水的能量梯度，溶解的污染物分子隨著水分子流動而順著地下水方向流動 分子擴散(Molecular diffusion)：驅動力為水中污染物的濃度梯度，高濃度區域的污染物分子會往低濃度區域運動。此種傳輸機制的速度非常慢。 19

平流(Advection) 20

分子擴散(Molecular diffusion) 21

6.土壤及地下水污染整治法 「土壤及地下水污染整治法」與其他傳統環境法令不同之處，在於傳統環境法令（如水污法、空污法、廢棄物清理法等）主要是以命令及控制方式（command and control）執行管制，具預防功能 「土壤及地下水污染整治法」則是整治法，主要是在污染發生後如何執行整治工作，屬事後補救，避免因污染物傳輸而危害環境或國民健康，不具預防功能。 22

6.土壤及地下水污染整治法(續) 土壤及地下水污染整治法立法歷程 1990 年至 1998 年兩度研訂. 環保署於民國80年4月完成「土壤污染防治法(草案)」，同年七月經行政院核定後送請立法院審議。 鎘米污染、油品污染及土壤與地下水的有機污染物事件（RCA污染案），彰化和美地區的疑似污染案，彰化白沙村鎘米污染事件等，以致原草案已無法因應土壤污染事件中的相關權責、經費籌措與土地管制與利用等問題，環保署於民國85年自立法院撤回草案 民國87年8月制定「土壤污染防治法（草案）」送行政院審議。經九次討論後，以「土壤污染整治法（草案）」於民國88年6月送請立法院審議。 23

6.土壤及地下水污染整治法(續) 1999 年6月行政院版本送立法院. 2000年2月2日總統公告 學者認為有必要將地下水污染同時加以考量，聯合提案請立法委員支持，擬具「土壤與地下水污染整治法」(草案)。2000年1月立法院通過『土壤及地下水污染整治法』 立法院聯席會議民國88年11月及12月兩次審查，確定地下水污染應納入考量，法案更名為「土壤及地下水污染整治法」 。 經立法院朝野黨團協商，於民國89年1月13日三讀完成立法。 2000年2月2日總統公告 原定2001年12月相關子法及辦法公告施行 24

7.地下水污染防治 防止污染物進入土壤或地下水。 土壤和地下水污染防治的具體作法包括了加強工廠和廢棄物處理場所的設施和稽查、監測，加強加油站、儲槽等設施的定期檢驗，杜絕亂倒廢棄物。 對於農牧養殖業應加強輔導，減少肥料和農藥的使用，獎勵採用較有效的家禽和家畜的排泄物處理設備等。 逐年將這些廢井封閉，也是地下水污染防治的重要工作。 25

非法棄置場址調查 資料來源:經濟部水利署地下水觀測網站 26

資料來源:經濟部水利署地下水觀測網站 27

資料來源:經濟部水利署地下水觀測網站 28

資料來源:經濟部水利署地下水觀測網站 29

資料來源:經濟部水利署地下水觀測網站 30

資料來源:經濟部水利署地下水觀測網站 31

資料來源:經濟部水利署地下水觀測網站 32

8.結論 歷年來的土壤和地下水污染事件雖然並未引起社會大眾的重視，但是土壤與地下水的污染就長期而言會對於台灣使用地下水的民眾造成相當大的影響。 愈是資源缺乏、沒有自來水可用的地區，影響愈大。因此土壤與地下水污染的問題，隱含著社會公平正義的重要議題。 瞭解土壤和地下水污染是保護土壤和地下水的第一步。 希望大家能重視土壤和地下水環境保護。 33

9.參考資料 1.A citizen’s guide to chemical oxidation epa 542-f-01-0132. 2.陳秋楊，「台灣地區地下水之保護與利用」，水的開發、 衝突與調和，時報文教基金會叢書9，pp335-373，台北市(1995)。 3.王如意、易任、應用水文學，茂昌圖書公司，台北(1992)。 4.經濟部水資會，台灣地區地下水資源，台北(1992)。 5.曹以松編著，地下水，中國土木水利工程學會，台北(1994)。 6.經濟部水利署網站http://www.wra.gov.tw. 7.經濟部水利署地下水觀測網站http://pc183.hy.ntu.edu.tw 8.行政院環境保護署網站http://www.epa.gov.tw 9.北一女地球科學學習網站http://earth.fg.tp.edu.tw 10.http://www.groundwater.org/gi/sourcesofgwcontam.html 34