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電化學技術處理土壤及地下水中五氯酚之研究

為了解決EK4的問題，作者黃瑞淵 這樣論述：

五氯酚(Pentachlorophenol, PCP)為疏水性含氯有機污染物，為土壤及地下水中重要污染物之一，當含氯有機污染物進入環境中，易被土壤有機質(Soil Organic Matter, SOM)所吸附而形成一長期污染源，進而對土壤及地下水體造成危害。本研究之主要研究目標為利用電動力(Electrokinetic, EK)處理系統及電芬頓(Electro-Fenotn, EF)系統處理，分別處理土壤及地下水中五氯酚之污染，探討在不同參數下，各處理系統對污染物之處理成效，依據實驗結果歸納整合最佳操作條件，並運用至真實土壤及地下水污染整治之中，評估電動力系統及電芬頓系統實場運用之可行性。

由電動力處理土壤五氯酚污染成果顯示，電動力系統處理土壤中五氯酚之最佳操作條件為：電壓梯度3.33 V/cm (DC=40 V)、電解液種類為NaOH、電解液濃度為0.05 N。以NaOH (0.05 N)為電解液處理不同透水性土壤(含砂量75、85及95%)之電動力實驗，其去除率約為100％，而以HAc (0.1 N)為電解液，則可得去除率分別為36%、39%及23%。以改良式電動力法(Enhanced Electrokinetic, EEK)處理含堆肥之模擬土壤，經360分鐘處理後，相較EK之移除成效可知，EEK系統對五氯酚之去除率高於EK系統約25%，且EEK系統之高電流也導致脫氯效果高於

EK系統約28%。在低污染負荷(PCP Load: 20 mg/Kg)之農地土壤中，EEK系統僅需EK系統一半之時間，即可獲得更高之五氯酚去除率，而EEK操作48小時後，土壤中五氯酚即可達100%去除。在高污染負荷(PCP Load: 50 mg/Kg)之農地土壤中，倍數增加EEK之處理時間，其土壤中五氯酚去除率也約為倍數提升，經EEK系統72小時處理後，土壤中五氯酚去除率約可達81.74%。在最佳操作參數下，EEK處理五氯酚污染負荷20 mg/Kg時，EEK系統每小時去除土壤PCP之效能為0.445 mg PCP/hr；處理五氯酚污染負荷50 mg/Kg時，EEK系統每小時去除土壤PCP之效

能為0.564 mg PCP/hr。由電芬頓處理地下水五氯酚污染成果顯示，電芬頓程序處理水相中五氯酚污染之最佳操作條件為：電流密度0.75 mA/cm2、空氣流量0.7 NL/min、pH為4及分別以石墨及不銹鋼為陰陽兩極之材料。依據批次實驗結果顯示，各電化學程序對處理水中五氯酚皆有相當程度之成效，其中以EF程序為最佳。以最佳操作參數進行EF程序處理五氯酚，經過180分鐘處理後，水中五氯酚之去除率及礦化率分別約為64.1%及63.67%。延長電芬頓程序對五氯酚之處理時間，水中五氯酚之去除率及礦化率分別約為81.71%及62.41%，可提升系統對五氯酚之去除率約1.27倍。在節能操作程序部分，經

三批次處理後，五氯酚之去除率及礦化率分別為60.78%及66.63%。應用電芬頓程序處理真實地下水中五氯酚污染180分鐘後，水中五氯酚之去除率及礦化率分別可達77.49%及54.71%。經實驗證明，改良傳統電動力系統，以NaOH為電解液並附載一電解液添加系統，除可降低極化現象之影響並增加五氯酚之溶解度，也可有效緩衝電解水產酸對土壤之影響，更可提供水頭壓力增加系統電滲透流率，提升電動力系統去除土壤中五氯酚之污染；電芬頓程序除利用電極之氧化還原反應直接電解五氯酚，更可藉由電化學反應產生亞鐵及過氧化氫，提供Fenton反應試劑形成氫氧自由基破壞降解五氯酚。綜上所述，應用改良式電動力程序及電芬頓程序處

理土壤及地下水中五氯酚污染是值得推薦且確有其可行性。