臺灣博碩士論文加值系統

摘要
台灣地區在民國八十六年的垃圾產量約896萬公噸、其中20%經由焚化處理，其餘皆以掩埋處理。垃圾掩埋場所造成的二次公害問題除了臭氣及氣膠之外，最重要的為掩埋場的廢水所含微量金屬問題。滲出水中的汞含量雖較其他重金屬含量低，但因其毒性大且易經由生物累積作用、生物轉化而引起重視，故有必要針對掩埋場滲出水汞含量進行監測，同時對放流水及監測井的水質進行偵測，以確保掩埋場放流水的水質合於排放水標準，並確保監測井未受汞污染。因此本研究自民國八十七年八月至八十八年五月乃對台北縣市SCK、FDK、SLD、LKE 四個垃圾掩埋場做為期10個月之連續實地調查，以評估其滲出水、放流水、監測井水中的汞含量。主要研究目的在探討掩埋場的封閉與否、季節、月份、不同垃圾來源、不同掩埋年齡等對滲出水中汞濃度的差異，同時監測各掩埋場放流水汞濃度以確定是否符合排放標準，也評估監測井水是否遭受汞污染。其中SCK掩埋場掩埋生垃圾及垃圾焚化爐灰渣、FDK掩埋場掩埋生垃圾、SLD掩埋場掩埋垃圾焚化爐灰渣、LKE掩埋場掩埋腐植土。
結果發現:(1)掩埋場滲出水中汞的分佈與垃圾性質有關；(2)SLD掩埋場滲出水中的汞含量較其他三場穩定，此可能與SLD只掩埋灰渣有關；(3)本研究水樣的pH值多介於7~9之間，由於其值變化不大所以很難看出其對滲出水中汞含量的影響；(4)比較SLD掩埋場颱風前後滲出水中汞濃度的變化，發現颱風帶來豪雨產生沖刷作用會導致滲出水中汞含量的增高；(5)由SCK、FDK、SLD三個掩埋場監測井水中的汞濃度分析，得知該等井水中的汞濃度不隨滲出水中汞濃度之變化而變化。因監測井水中的汞濃度皆低於飲用水水質標準，故無證據顯示掩埋場附近的地下水水質已受到汞污染；(6) 因SCK掩埋場在88年1、2、3、4月、FDK掩埋場在88年3月、SLD掩埋場在88年1、3月之放流水水樣中汞含量超過我國(87年)放流水標準，故上述掩埋場滲出水處理設備功效應加注意以確保其處理效率。
掩埋場中的汞會經由轉化變成毒性更大的有機汞，目前有關汞物種的分析方法有很多，其中最常見者為GC-ECD、GC-AFS、GC-AAS，各方法皆有其優缺點，本文也對此做一系統性探討，並嘗試找出一更方便有效且符合經濟效益的汞物種分析方法。

Abstract
Approximately 8,960,000 tons of solid wastes were produced in Taiwan area in 1997, 20% of the wastes were incinarated and the rest were buried in landfills. Other than odor, the most critical post pollution created in the sanitary landfill is the issue of leachate seeping out from the landfill. Although mercury concentration in the leachate is lower than the concentration of other heavy metals, mercury contamination has received greater concerns due to its toxicity and its characteristics of bio-accumulation and bio-transformation. This study attempted to detect the mercury concentration in the leachate of sanitary landfills, in the effluent post treatment, and in the water of monitoring wells. Four landfills, SCK, FDK, SLD, and LKE in Taipei area were included conducted in the period from August 1998 to May 1999. The main purposes of this study were to evaluate the variation of the mercury concentration with factors including whether the landfills were closed or remaining active, seasonal change, types of waste, and the ages of the landfills. This study has revealed following results: (1) the mercury content in leachate was associated with the type of garbage: the content in samples from SLD was more stable than that in the other three landfills because SLD disposed ash, SCK disposed untreated garbage and ash, FDK disposed untreated garbage, and LKE disposed humus soil.(2)No association was found between pH value and the mercury concentration: due to the pH value of the water samples in this study were between 7 to 9, it was difficult to identify the association. (3) The influence to the mercury concentration caused by typhoon: the investigation conducted before and after a typhoon for leachate samples from SLD. We found that rainfall brought by typhoon increased the mercury concentration in the seepage. (4) The mercury concentration in the monitoring wells in SCK, FDK, and SLD, had no relationship with the mercury concentration in the seepage. Beside, mercury concentration in all monitoring wells were lower than the drinking water standard, which means there was no evidence to show that underground water surrounding landfills is contaminated.(5) Regardless that treatment facility was available in the three landfills, SCK, FDK, and SLD, the mercury concentration in the seepage exceeded the discharge standard from SCK (Jan., Feb., Mar., and Apr. in 1999), from FDK ( march 1999), from SLD ( January and March in 1999).
Organic mercury content was also determined for some samples. Currently, there are many organic mercury related analytical methodologies. The most commonly used are GC-ECD, GC-AFS, and GC-AAS and each has its advantages and disadvantages. This article has conducted a systemic discussion and tried to find a convenient, effective, and economic analytical methodology for the measurement of organic mercury.

目錄
目錄…………………………………………………………………….Ⅳ
表目錄………………………………………………………………….Ⅷ
圖目錄………………………………………………………………….Ⅸ
附錄………………………………………………………………….ΧΙ
中文摘要……………………………………………………………….Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………..Ⅲ
第一章 緒論
1-1 研究動機………………………………………………………..1
1-2 研究目的…………………………………………………………5
第二章 文獻探討
2-1 垃圾掩埋場滲出水問題…………………………………………6
2-2 垃圾掩埋場中汞的來源…………………………………………9
2-3 汞的基本性質……………………………………………….….9
2-4 汞物種分析原理及方法.................................12
2-4-1 總汞分析方法……………………………………………. 12
2-4-2 有機汞分析方法…………………………………………. 12
第三章 實驗器材與方法
3-1 掩埋場址之選擇……………………………………………. 15
3-2 掩埋場址之介紹…………………………………………... 15
3-2-1 SCK衛生掩埋場………………………………………..15
3-2-2 FDK衛生掩埋場…………………………………………16
3-2-3 SLD灰渣掩埋場…………………………………………17
3-2-4 LKE腐植土掩埋場………………………………………18
3-3 水樣種類……………………………………………………. 19
3-4 SCK、FDK、SLD、LKE三個掩埋場滲出水處理流程圖…...21
3-5 採樣過程……………………………………………………. 24
3-6 實驗設備……………………………………………………. 24
3-6-1無基汞部分……………………………………………..24
3-6-2有機汞部分……………………………………………..25
3-7實驗試劑………………………………………………………25
3-7-1 無基汞部分……………………………………………. 25
3-7-2 有機汞部分 …………………………………………… 26
3-8實驗方法………………………………………………………27
3-8-1 無基汞部分……………………………………………. 27
3-8-2 有機汞部分……………………………………………. 30
3-9品保/品管(QA/QC)……………………………………………32
3-9-1 檢量線…………………………………………………. 33
3-9-2 方法偵測極限…………………………………………. 34
3-9-3 儀器偵測極限…………………………………………. 35
3-9-4 添加標準分析…………………………………………. 35
3-9-5 精確度、準確度………………………………………. 36
第四章 結果與討論
4-1 SCK、FDK、SLD、LKE四個掩埋場中汞含量的調查結果… 46
4-2 影響掩埋場滲出水水樣中汞濃度因素之探討……………. 48
4-2-1 季節、月份變化與滲出水中汞含量的關係…………..48
4-2-2 季節、月份變化與放流水中汞含量的關係…………. 48
4-2-3 所掩埋垃圾之性質對滲出水中汞含量的影響………. 49
4-2-4 探討颱風對SLD掩埋場滲出水、放流水、調節池水中
汞濃度的影響………………………………………….50
4-2-5 SCK掩埋場滲出水、放流水、監測井水中汞濃度比較
………………………………………………………….52
4-2-6 FDK掩埋場滲出水、放流水、監測井水中汞濃度比較
………………………………………………………….53
4-2-7 SLD 掩埋場滲出水、放流水、監測井水中汞濃度比較
………………………………………………………….55
4-2-8 SCK、FDK、SLD、LKE四個掩埋場滲出水pH質比較. 56
4-3 汞物種分析方法探討…………………………………………… 57
第五章 結論
5-1 結論…………………………………………………………. 65
5-2 建議…………………………………………………………. 67
第六章 參考文獻………………………………………………………69
第七章 附錄 ………………………………………………………… 75
表目錄
表 2-1不同掩埋區之滲出水水質比較 ……………………………… 7
表 2-2含汞廢棄物之來源…………………………………………… 9
表 2-3 GC-ECD之分析條件…………………………………………. 14
表 3-1 GC分析條件…………………………………………………. 30
表 3-2 空白分析之X-Chart 中X、UCL、LCL、UWL、LWL的數據
…………………………………………………………………38
表 3-3 空白分析之R-Chart中 R、UCL、UWL、LCL的數據……… 49
表 3-4 重覆分析之X-Chart 中 X、UCL、LCL、UWL、LWL的數據..42
表 3-5 重覆分析之R-Chart中 R、UCL、UWL、LCL的數據………… 44
表 4-1 SCK、FDK、SLD、LKE四個掩埋場中各採樣點汞分佈情況..47
表 4-2-1 SCK、FDK、SLD、LKE四個掩埋場滲出水水樣中汞濃度..50
表 4-2-2 SLD掩埋場颱風前後滲出水、調節池、放流水水樣中汞濃
度變化………………………………………………………51
表 4-2-3 SCK掩埋場 貯留水、放流水、監測井水中汞濃度…….52
表 4-2-4 FDK掩埋場 滲出水、放流水、監測井水中汞濃度…….54
表 4-2-5 SLD掩埋場 滲出水、調節池、放流水、監測井水中汞濃
度……………………………………………………………55
圖目錄
圖2-1 汞物種的環境化學轉換圖………………………………… …10
圖2-2 烷基汞分析法………………………………………………….13
圖3-1 SCK掩埋場滲出水處理流程圖………………………………..22
圖3-2 FDK掩埋場滲出水處理流程圖………………………………..23
圖3-3 SLD掩埋場滲出水處理流程圖………………………………..24
圖3-4 測定汞之冷蒸氣原子吸收光譜法裝置簡圖………………… 30
圖3-5 有機汞之GC-AAS裝置簡圖…………………………………..31
圖3-6 空白分析之X-Chart…………………………………………..39
圖3-7 空白分析之R-Chart…………………………………………. 41
圖3-8 重覆分析之X-Chart……………………………………………43
圖3-9 重覆分析之R-Chart…………………………………………..45
圖4-2-1四個掩埋場滲出水中汞濃度之月別變化………………… 48
圖4-2-2 SCK、FDK、SLD三個掩埋場放流水中汞濃度之月別變化.49
圖4-2-3 颱風對SLD掩埋場滲出水、放流水、調節池中汞濃度的影
響……………………………………………………………51
圖4-2-4 SCK掩埋場滲出水、放流水、監測井水中汞濃度之月別變
化…………………………………………………………..53
圖4-2-5 FDK掩埋場滲出水、放流水、監測井水中汞濃度情之月別
變化………………………………………………………..54
圖4-2-6 SLD掩埋場滲出水、調節池、放流水、監測井水中汞濃度
之月別變化………………………………………………..57
圖4-3-1 汞物種層析圖……………………………………………….61
圖4-3-2 汞物種檢量線層析圖……………………………………….63
圖4-3-3 汞物種檢量線……………………………………………….64
附錄
表(1) SCK 貯留水汞濃度………………………………………………75
表(2) FDK 西池(滲出水)汞濃度……………………………………..75
表(3) FDK 東池(滲出水)汞濃度……………………………………..76
表(4) SLD 滲出水汞濃度……………………………………………..76
表(5) LKE (No.1)滲出水汞濃度……………………………………..76
表(6) LKE(No.2)滲出水汞濃度…………………………………….. 77
表(7) SCK 放流水汞濃度……………………………………………..77
表(8) SCK 監測井汞濃度……………………………………………..78
表(9) FDK 放流水汞濃度……………………………………………..78
表(10) FDk 監測井汞濃度…………………………………………… 78
表(11) SLD 調節池汞濃度…………………………………………….79
表(12) SLD 放流水汞濃度…………………………………………….79
表(13) SLD 監測井汞濃度…………………………………………….80
表(14) 87年8月各受測場之濃度分佈………………………………81
表(15) 87年9月各受測場之濃度分佈……………………………..81
表(16) 87年10月 14日賀伯颱風前SLD掩埋場之濃度分佈……..81
表(17) 87年10月19、20日賀伯颱風後SLD、FDK、LKE掩埋場之
濃度分佈………………………………………………………81
表(18) 87年11月各受測場之濃度分佈…………………………….82
表(19) 87年12月各受測場之濃度分佈…………………………….82
表(20) 88年1月各受測場之濃度分佈………………………………82
表(21) 88年2月各受測場之濃度分佈………………………………83
表(22) 88年3月各受測場之濃度分佈……………………………..83
表(23) 88年4月各受測場之濃度分佈………………………………83
表(24) 88年5月各受測場之濃度分佈………………………………84
表(25) 水污染防治法中第七條第二項規定訂定之放流水標準….. 85
表(26) 飲用水管理條例第十一條第二項規定訂定之飲用水水質標準
…………………………………………………………………85
表(27) FDK 75年1月~77年12月東、西池 滲出水中汞濃度分佈情
形:…………………………………………………………… 86
圖一 自然界中汞之移動……………………………………………88

第六章、參考文獻
1. 李錦地:“中港溪流域汞污染之調查研究”，台灣省水污染防
治所，民國六十九年。
2. 原田正純著，謝旺全譯:“水俁病”，七十六年，行政院衛生
環境保護局員工消費合作社印。
3. 蔡錦蓮: “有毒金屬引起職業性健康危害”。
4. 徐厚恩: “中國污染物有毒危險性評價SCOPE CHINA I”.北
京醫科大學中國協和醫科大學聯合出版社，1994.。
5. Junghans RP: “A review of the toxicology of methylmercury
Compounds with application to occupation exposures
associated with laboratory uses. ”, Environ Red 31:1-
31,1983. 。
6. Smith W, Smith A:Minamata. Holt, Rinehart ﹠Winston, New
York, 1975. 。
7. Abelson DH: Methylmercury. Sci 109:237-237,1970. 。
8. Ottawa River Project Group: “Mercury in the Ottawa
River. ” ,Environ Res 19:231-243,1979. 。
9. Baker F, Damluji SF, Amin-Zaki L, Mustadha M,Khalidi A,
Al-Rawi NY, Tikriti S, Dhahir HI, Clarkson TW, Smith JC,
Doherty RA: “Methylmercury poisoning in Iraq. ” Sci 181:
230-241,1973. 。
10. 李錦地、張嵩林、王松賓、洪正中、易國楨: “台灣農漁業環
境汞污染之調查研究”， 台灣省水污染防治所，1-50，1982.。
11. 台灣新生報，中華民國八十八年一月七日。
12. 高思懷:“汞在垃圾掩埋場及環境中污染之研究”， 國立台灣
大學土木工程學研究所博士論文，民國75年。
13. AL-MADFA H,DAHAB OA,HOLAIL H,"Mercury Pollution
In Doha(Qatar)Coastal Environment", Environment Toxicology
and Chemistry,Vol.13,No.5,pp.725-735,1994.。
14. 陳明德:“ 台灣地區水域環境中汞分析之研究”， 國立台灣大
學海洋研究所碩士論文(民國八十五年)。
15.Mnahan SE:"Environmental Chemistry",4th ed., 1984, pws
Publication。
15. 高思懷、許整備 :“台北市水環境中汞污染之調查研究”， 中
華民國公共衛生學會雜誌 民國七十六年五月，p28-34。
17.N.Sawyer CN,McCarty PL:“Chemitry For Environmental
Engineering”,虹橋書局。
18.Brunner P H,Monch H: “The Flux of Metals Through Municipal
Solid Waste Incineraters”,Waste Management & Tech.Vol.
19,pp.1029-1036,1987.。
19.Kenneth L C,Jeffery ML: “Ashfills and Leachate”,Waste
Age,November 1986.
20.劉秋男、阮國棟：“含汞有害廢棄物(土壤及污泥)之各種熱處
理技術”，工業污染防治 60:pp1~14，1996.。
21.林志森：“毒性物質之污染防治”， 工業污染防治 3:186-194
1982.。
22.Natusch DS,Hopke PK: “Analytical Aspects of Environmental
Chemistry”, John Wiley and Sons, New York, 1983.。
23.National Research Council: “ An Assessment of Mercury in
the Enviro Nment“,National Academy of Science,Washington,
D.C.1978.。
24.吳家誠:“重金屬之化學物種分類與分析技術”， Chemistry(The
Chinese Chem.Soc.,Taiwan China)Dec.,1991vol.49,No.4 pp.
316~322。
26.阮國棟： 工業污染防治 4:p161~186。
27.黃秀蓮、張大年、何燧源:環境分析與監測，科技圖書， 1994。
28.行政院環境保護署 ，“水質檢測方法” 環境檢測方法 NIEA
W330.50A (82)環署檢字第00531號。
29.葉錫溶等:Chemistry ，No.2,P.33~37， 1973.。
30.Westoo,G.：“Determination of methyl mercury compounds
in foodstuffs. I. Methylmercury Compounds in Fish, Identi-
fication and Determination. ” Acta. Chem. Scan. 20: 2131
-2137.，1996.。
31.Westoo, G.：“Determination of methyl mercury compounds
in foodstuffs. Ⅱ.Determination of Methylmercury in Fish,
Egg,Meat and Liver. ”，Acta.Chem.scan.21：1790-1800，1967.
。
32.日本藥學會：“ 日本衛生試驗法”， 金原出版株式會社 東京
p.124,p.626.，1990.。
33.Jamse, T.：“Gas-liquid chromatography screeing method
for determination of methyl mercury in tuna and swordfish.
”,J.Assoc.Anal.Chem.66(1):128-129.，1983.。
34.Paudyn, A.,J. C. V. Loon：“ Determination of organic
formed mercury and arsenic in water and atmospheric samples
by gas chroma tography-atomic absorption. ”, Fresenius Z.
Anal.Chem.,325:369-376.,1986.。
35.Liang. G. B., Z. M. Ni. S. R. Wang,H. B. Han:“Organic
mercury specification in fish by capillary gas chromato-
graphy interfaced with atomic absorption spectrometry. ”
,Fresenius Z. Anal.Chem.,334:27-30.,1989.。
36.Talmi, Y.: “ The rapid sub-picogram datermination of
volatile organo-mercury compounds by gas chromatography
with a microwave emission spectrometric detector system. ”
,Anal. Chem.Acta.,74:107-117.,1975.。
37.Talmi, Y.V. E , Norvell: “A rapid method for determination
of methyl mercury chloride in water samples by gas chroma-
tography chromatography with a microwave emission spectro-
metric detector. ” ,Anal. Chem. Acta.55:203-208.,1976.。
38.Maccrehan, W. A., R. A. Drust.,Bellama J. M.：“Electro-
chemical detection in liquid chromatography Application to
organo- metallic specification. ”, Anal. Letters,10(14):
1175-1188.,1977.。
39. Maccrehen, W. A. and R. A. Drust: “ Measurement of organ-
mercury species in biological samples by liquid chromato-
graphy with differental pulse electrochemical detection.
”,Anal .Chem., 50:2108-2111.,1978.。
40.May, K., M. Stoeppler, and K. Reisinger: “ Study in the
ratio total mercury/methyl mercury in the aquatic food
chain. ”,Toxi. Envir. Chem.,13:153-159.,1978.。
41. Bisogni. J. J. J., and W. A. Lawrece: “ Determination
of submicro gram quantities of monomethyl mercury in
samples. ”,Environ. Science Techno.,8:850-852.,1974.。
42. Newsome, W. H.：“ Determination of methyl mercury in
fish and in cereal grain products. ”, J. Agr., Food. Chem.
19:567-569.,1971.。
43.Schafer, M. L., J. T. Peeler. C. H. Hamilton, and J. E.
Campbell: “ A method for the estimation of methyl mercury
compounds in fish. U. S. Department of Health. Education
and Welfare, Division of Microbiology, Food and Drug”,
Administration,Bureau of Foods, Cincinnati, Chio.45226.,
1988.。
44.“Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater”16th.Edition, APHA. AWWA.WPCF,p.171-173,1985
.。
45. 周錦東:“都市垃圾與焚化灰渣共同掩埋之研究”，第七屆廢棄
物處理技術研討會，第449-453頁，1992.。
46. 陳素貞 ，“廢水實驗室管理概論”。
47.Ahmed,R.,May,K.Stoeppler,M.,Ultratrace analysis of and
mercury methyl-mercury in rain water using cold vapor
atomic absorption spectrometry , Fresenius Z .Anal.Chemie.
48.Bloom,N.,Determination of picogram levels of methyl-
mercury by aqueous phase ethylation. followed by cryogenic
gas chromatography with cold vapour atomic fluorescence
detection .Can.J.Fish.Aquat.Sci.,46,1131,1989.
49.Lee, Y.H., Determination of methyl- and ethyl-mercury in
natural waters at sub-nanogram per liter using SCF-
adsorbent pre-concentration procedure,
Int.J.Environ.Anal.Chem.,29,263,1987.
50.Baldi,F.and Filippelli,M., New method for detecting
methyl-mercury by its enzymatic conversion to
methane,Environ.Sci.Technol.,25,302,1991.
51.Filippelli,M.,Determination of trace amounts of organic and
inorganic mercury in bio-logical materials by graphite
furnace atomic absorption and organic mercury speciation by
gas chromatography,Anal.Chem.,59,116,1987.
52.Snyder,L.R.,KirKland,JJ.,1991,“Introduction to modern
Liquid Chromatography”,p2.