|
本研究針對受多環芳香烴(PAHs)污染的砂質壤土,以芘(Pyrene)及菲(Phenanthrene)為代表性PAHs物種,利用非離子型界面活劑Triton X-100進行批次式土壤清洗,分別探討土壤中PAHs以自由相(Free Phase)及分配形式(Partition)存在時的清洗機制,並同時探討Triton X-100的吸附情形。 研究結果發現:當土壤中有大量PAHs以自由相存在,且Triton X-100清洗土壤時的濃度達最小微胞濃度(Critical Micelle Concentration, CMC)時,有明顯的白色懸浮膠體生成,此膠體經UV吸收光譜掃瞄證實為PAHs,因而證明除了溶化作用(Solubilization)外,PAHs亦可以形成懸浮膠體而隨界面活性劑清洗液被去除,但並非所有PAHs自由相皆可形成懸浮膠體。懸浮膠體在清洗震盪時間4 hr時的生成量最大,但隨震盪時間之增加,PAHs膠體碰撞次數增加而形成大顆粒沈降,使分散於溶液中的膠體減少。Triton X-100濃度低時,土壤清洗的去除機制主要分散作用(Dispersion);而濃度高時,則以微胞的增溶作用為主。在本研究中,Triton X-100之添加量為1.2 mmol/L時,即可去除超過40%的菲及至少36%的芘。 Triton X-100微胞會優先溶化PAHs膠體,其次才是土壤相中的PAHs。芘、菲混合污染土中PAHs膠體生成總量較大,但是個別物種生成的膠體量並未比單一污染土來得大。PAHs膠體剛生成時會隨Triton X-100濃度增加而增加,到達一最大值後,膠體則不再增加,但微胞溶液中PAHs濃度仍持續增加。待Triton X-100達一定量時,PAHs膠體會溶化於微胞而減少懸浮膠體量,但膠體相及溶液相中PAHs的總量不變。Triton X-100濃度更高時,膠體持續減少,而膠體相及溶液相中PAH的總量則持續增加。 另外,使用本研究之土壤,Triton X-100、芘、菲皆可在一小時內達到吸附平衡,而土壤清洗時,則約需16小時才可完全達到三相間的平衡。土壤中存在的PAHs會增加Triton X-100的飽和吸附量,且形成雙層吸附。由於土壤中Triton X-100有一吸附飽和量,可脫附的量很少,因此,土壤清洗結束後再加入清水潤洗對清洗效率的助益不大,但是能幫助去除前一次清洗時未被固液分離出的PAHs膠體。高PAHs自由相存在時,重複清洗每次所得之莫耳增溶比(Molar Solubilization Ration, MSR)皆相同,可利用此方式配製高污染土進行土壤清洗,以得到MSR及CMC。相同固液比時,Triton X-100吸附曲線不因重覆清洗而改變,土壤中高PAHs量會增加Triton X-100在土壤中的吸附量,而Triton X-100吸附量增加則會影響土壤清洗效果。
|